一种盾构施工接收套筒及水下接收施工方法与流程

本发明涉及盾构施工，更具体地说，是涉及一种盾构施工接收套筒及水下接收施工方法。

背景技术：

1、盾构法(shield method)是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。

2、盾构接收属盾构施工关键环节，目前钢套筒接收被广泛应用，钢套筒接收通过在钢套筒这个密闭的空间提供平衡掌子面的水土压力，使盾构机破除洞门前即已建立了水土平衡的环境，等同于常规掘进，从而避免了盾构机过程中因为欠压或渗漏而使端头出现沉降超限或塌方等情况。传统钢套筒接收需在钢套筒内填充粗砂，存在造价成本高，施工时间长等问题。

3、以上不足，有待改进。

技术实现思路

1、为了解决或缓解传统钢套筒接收需在钢套筒内填充粗砂，存在造价成本高，施工时间长的问题，本发明提供一种盾构施工接收套筒及水下接收施工方法。

2、本发明技术方案如下所述：

3、一种盾构施工接收套筒，包括拼接筒体和反力架，所述拼接筒体前端与洞门连接，所述拼接筒体和洞门组成密封接收腔室，所述密封接收腔室内填水，用于在水环境下接收盾构机；所述拼接筒体后端和所述反力架之间设置有反力调节装置，所述反力调节装置用于平衡盾构机在接收时作用在拼接套筒上的力。

4、进一步，所述拼接筒体包括过渡环、多节钢套筒、后端盖，所述过渡环与洞门连接，所述钢套筒设置于所述过渡环和所述后端盖之间，所述反力架设置在所述后端盖和接收井之间，所述过渡环、所述钢套筒和所述后端盖在连接处设置有密封件。

5、进一步，过渡环外周均匀焊接纵向钢肋，钢套筒筒体外周均匀焊接纵、环向钢肋，后端盖后面边缘焊接有径向钢肋，过渡环、钢套筒和后端盖在环法兰处焊接有法兰加强筋，以保证过渡环、钢套筒和后端盖筒体刚度。

6、进一步，过渡环和钢套筒内部设置有内支撑，内支撑呈放射状，一端与过渡环或钢套筒的侧壁连接，另一端汇聚于一点通过连接板连接，进一步保证过渡环、钢套筒和后端盖筒体刚度。

7、进一步，过渡环侧壁设置有快速接头，接头上设置有球阀，用于加压试验和泄压。钢套筒的顶部设置有加料口，用于填水。

8、进一步，钢套筒外周底部焊接有底座，底座与接收井地面预埋筋焊接连接，底座和接收井之间浇筑混凝土，提高钢套筒的稳定性。钢套筒外周上部设置有支撑架，支撑架连接在钢套筒外侧和接收井内壁之间，进一步通过钢套筒的稳定性。

9、进一步，过渡环侧壁和后端盖壁面上均设置有人孔，便于人员进出筒体，便于进行施工。

10、进一步，反力架包括3个竖直设置的h型钢，h型钢腹板一侧与反力调节装置的千斤顶接触，腹板另一侧设置支撑件，支撑件包括横撑和斜撑，横撑的另一端抵在接收井的墙面上，斜撑抵在接收井的地面上，与地面上预埋钢筋焊接连接。

11、进一步，所述密封件包括遇水膨胀止水条和橡胶条。

12、进一步，所述过渡环和所述钢套筒均包括上半圆和下半圆，所述上半圆和所述下半圆之间设置有密封件，并通过紧固件连接。

13、进一步，所述反力调节装置包括与所述后端盖连接的环梁，所述环梁内设置有多个千斤顶，所述千斤顶伸长端通过所述环梁上的通孔抵接于所述反力架上。

14、一种盾构施工接收套筒水下接收施工方法，应用于上述的一种盾构施工接收套筒，包括以下步骤：

15、s1、安装拼接筒体，使得拼接筒体与洞门构成密封接受腔室；

16、s2、安装反力调节装置：紧贴后端盖连接环梁，环梁上安装有千斤顶；

17、s3、安装反力架：紧贴千斤顶伸长端竖直放置多个垫板，垫板另一侧设置支撑件，支撑件撑在接收井侧墙或接收井底板上；

18、s4、钢套筒内填水试压：地面引水管至钢套筒下料口进行填水并进行压力试验，完成水下接收环境搭建。

19、进一步，在s1中，拼接筒体安装步骤包括：

20、s101、安装过渡环：吊装过渡环，测量定位后，与洞门钢环焊接；

21、s102、安装钢套筒下半圆：将钢套筒第1节下半圆与过渡环定位并连接，再依次将其他各节下半圆吊下并连接；

22、s103、钢套筒底部浇筑混凝土垫层：下半圆安装完成后，在钢套筒底部浇筑混凝土；

23、s104、安装钢套筒上半圆：将钢套筒第1节上半圆分别与过渡环、第1节下半圆定位并连接，再依次将其他各节上半圆吊下并连接；

24、s105、连接后端盖：后端盖与钢套筒端头连接紧固。

25、进一步，在起重作业时包括以下步骤：

26、起重作业前，检查作业环境、吊索具、防护用品，吊装区域无闲散人员，障碍已排除，吊具无缺陷，捆绑正确牢固；

27、起重作业时，正确选择吊点的位置，合理穿挂索具，试吊高度为100mm～300mm，时间不少于5min。

28、进一步，在s4中，压力试验包括密封性能试验，接收套筒填水后，通过空压机连接接收套筒预留孔打气进行压力试验，检验接收套筒的密封性能，取1.2-1.5倍理论水气压力进行试验，检查接收套筒环纵向连接处、洞门连接处、反力架处是否有漏水；

29、有漏水或焊缝脱焊，进行卸压，并上紧螺栓或者重新焊接，完成后再进行加压，测试压力保持2-4h无变化，则证明接收套筒密封性能符合施工要求，具备盾构接收条件。

30、进一步，在s4中，压力试验包括接收套筒位移检测，在接收套筒与洞门环板连接的部位分区域安装应变片，在接收套筒前方、反力架后方、侧方共布置5-10个百分表，量程在3-5mm，位移量精度在0.5mm，测试接收套筒变形，以及接收套筒环向和纵向连接位置的位移。

31、进一步，在加压过程中，若发现应变超标或位移超标，立即进行卸压、分析原因并采取解决措施：

32、如果出现接收套筒连接断面法兰处出现变形量超标时，在变形量超标处补加加强肋板，加强肋板可利用现场钢板制作；

33、如果反力架斜撑任何位置出现位移量超标时，分析出现的原因，并增加斜撑的数量，同时在另一侧要增加支撑的数量。

34、进一步，在盾构机完全进入接收筒体后进行封堵，再进行封堵检查，盾构机抵达地连墙时开仓查看后方来水情况，完成最后一环掘进后，分别在左上、右上、左下、右下方选择开孔点，开孔检查盾尾后三环管片壁后水量情况，如有明显渗漏水则继续二次注浆，直到开孔没有水流出位置。

35、根据上述方案的本发明，其有益效果在于，本发明通过采用钢套筒填水进行水下接收是一种经济、高效且安全的技术方案，能够有效改进盾构施工的接收环节。首先，能够显著降低成本。相较于传统的填充粗砂方式，使用钢套筒填水的成本更低，因为水是一种广泛可用且成本较低的材料，且对水质要求不高。其次，能够缩短施工时间，填水方式无需大量填充粗砂，并等待其固结，从而节约了施工时间。此外，使用钢套筒填水可以提高接收的安全性。水具有自然承载的特性，能够提供均匀的支撑力，减少盾构施工过程中可能出现的沉降和塌方风险。