摘要：在城市轨道交通的施工过程中，如何有效的提高盾构始发的安全性，尤其是在水压较大、地质软弱和风险较高的地区。通过采用止水钢箱技术可以有效的降低盾构始发的风险，为国内以至国际社会上的盾构始发，提供了经济合理并且有效的保障。
关键词：止水钢箱；盾构始发；应用
引言：如何有效的提高盾构始发的安全性，本文以天津地铁6号线新开河站盾构始发为例，将向大家推荐止水钢箱技术，再结合原有方法，可以行之有效的提高盾构始发的安全和质量。
1、工程概况
天津地铁6号线新开河站为地下三层结构，盾构在负三层始发，始发处覆土约16.8m,隧道埋深较深，常见地下水在地面下1m左右，始发处地质含⑧2-2层粉砂夹层，端头井距离新开河22米，并且在盾构洞门上方有1根雨水管和1根雨污合流管，距地连墙4.5米，埋深2米。
由于始发端头位于富水地层，土壤含水量较高，采用冻结法施工。又受到环境限制，冻结帷幕由常规的11m变成了3m，无法保障盾构机始发掘进安全，考虑土体含水量较大的因素，常规的钢箱并不能有效遏制接缝处水流溢出，采用双密封止水钢箱，增强端头阻水止沙性能，有效的提高盾构始发的安全性。
2、双密封止水钢箱的构造
钢箱为固定在洞圈外侧作为增加的一道帘布和铰链板的固定端，跟内侧洞门圈上固有的一道帘布和铰链板构成双到止水装置。防止始发处地质条件差及含承压水发生涌水涌砂事故，比正常始发的帘布和铰链板多增加一套止水装置。钢箱是由同定在结构墙上沿隧道方向伸出30cm．沿轴向40cm，采用1cm钢板焊接型的固定板，连接固定板的面长65cm，伸出35cm的侧板、以及内侧加强的筋板、与侧板连接66cm*44cm的外侧的外板、斜拉的支撑。
2.1 外置钢箱的结构包括侧板、外板、止水帘布及外层铰链板，在已安装内层止水帘布上方的内衬上径向均布通过膨胀螺栓固装多个固定板，在每一固定板上均焊接固装一矩形侧板，多个侧板拼接成圆形，在每一侧板的外端面均焊接固装一扇形外板，在外板上均匀间隔布设有多套注浆管。环绕所有扇形外板的内面通过一环形内板压装固定一外层止水帘布，在外层止水帘布外侧的外板底端均匀间隔固装多个外层铰链板，在外层铰链板的外侧加焊防翻装置。
2.2 为了增强钢箱的强度，在每一侧板的内面均间隔焊接固装两筋板4，每一筋板的内端面均与固定板焊接固定。为了防止外板内翻，在固定板与环形内板之间径向均匀间隔焊接固定钢筋支撑。
2.3 钢箱采用多边形不规则形式加固、加筋板侧板与结构固定板与外侧板采用双面满焊的形式焊接。
3、双密封止水钢箱的技术要点
3.1钢箱的安装制作
在安装第一道帘布橡胶板和铰链板之前，先在结构墙上用M16的膨胀螺栓固定固定板，在固定板外侧焊接侧板（侧板加工成等腰梯形），内外都满焊，焊接侧板的同时焊接筋板，最后把外板焊接在侧板和筋板上，焊接全部双面满焊。
3.1.1第一道帘布、铰链板安装施工
按照图纸加工好的帘布和铰链板用双头螺丝安装在洞圈预留的螺孔上，先把双头螺丝的一头先拧在洞圈预留孔上，并与洞圈焊接，然后安装帘布和铰链板，最后拧上外边螺母。
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3.1.2固定板的施工
现场做好固定板的加工．根据洞圈的尺寸，固定板加工出等腰梯形，在上面开6个螺栓洞，以固定板上的孔来确定膨胀螺栓在结构上的孔，膨胀螺栓固定好，在结构上涂抹硅胶，安装固定板，使得固定板与结构之间的密封、止水。圄固定板安装到位后，用快速水泥封堵固定板的四周，进一步密封止水。
3.1.3在固定板上焊接侧板和加筋板，双面焊接，焊接完成后，用快速水泥封堵侧板和固定板连接处。外侧盖板与侧板钢板双面焊接成一体，然后放线开孔确定铰接板、帘布橡胶板。第二道帘布橡胶板安装及铰链板焊接固定。帘布橡胶板安装由底部开始安装，自下至上安装，里面采用弧形板压住帘布橡胶板，采用螺栓固定。
3.2弧形钢板的安装
始发前在洞门圈内侧焊接三道弧形钢板，钢板厚6mm、宽度25cm、内弧上间距5cm，开15cm的口，弧形钢板间距15cm，中间填塞海绵条20cm*25cm，施工过程中阻挡泥沙流出并减少渗漏水压。
3.3注浆管的安装
在洞门圈周围车站结构上预先设置4根注浆管，注浆管通过车站结构墙至地连墙位置，注浆管上安装球阀。同时钢箱上均匀的分布1.5m，安装注浆管及球阀。
3.4钢箱内填充物的选择与处理
钢箱安装完毕，盾构机靠至加固土体后，在钢箱内填充惰性浆液，掘进施工中填充到饱满；盾构机穿越加固土体后，洞门出现渗水，继续压注惰性浆液，洞门无漏水，边推进边注浆；盾构机掘进过程中，盾尾进入洞门后，开始同步注浆，同时对钢箱进行一次加固，通过与结构侧墙斜拉和盾构管片支撑，加强钢箱的承压能力，防止在同步注浆过程中钢箱与结构崩开，加固完成后开始同步注浆；盾尾进入洞门后，洞门出现漏水现象无压力，钢箱内继续注惰性浆液，两道止水帘布起作用，继续推进，从预留注浆孔出现漏水，继续推进通过第一环管片预留注浆孔压注双液浆进行洞门密封。盾构机完全进入洞门后及时封闭洞门，同时对钢箱内浆液进行置换，压注双液浆增加密封效果及封闭强度。
3.5盾构始发钢箱惰性填充液应用
盾尾密封油脂是一种在地下工程盾构法施工隧道盾构掘进机的钢丝刷型盾尾注入的密封材料，主要起到润滑、密封、防水、防蚀作用。
3.5.1在洞门圈周围车站结构上预先设置3根注浆管，注浆管通过车站结构墙至地连墙位置，注浆管上安装球阀。
3.5.2盾构机穿越加固土体后，洞门出现渗漏水，采用聚氨酯进行紧急堵漏，造成第一道止水帘布没有完全下翻，采取压注浆液也无法恢复帘布橡胶板，此时在钢箱外侧铰链板处焊接弧形钢板，在盾构管片上安装膨胀螺栓与弧形钢板焊接进行钢板固定，弧形钢板上预留注浆孔位置，注浆孔安装球阀，待弧形钢板与与钢箱的缝隙及弧形钢板与盾构管片之间的缝隙全部用双快水泥填充完毕后，在弧形钢板和钢箱的缝隙内压注双浆液。
3.5.3盾构机掘进过程中，盾尾进入洞门后，开始同步注浆，同时对钢箱进行一次加固，通过与结构侧墙斜拉和盾构管片斜撑，加强钢箱的承压能力，防止在同步注浆过程中钢箱与结构崩开，加固完成后开始同步注浆。
4、结语
采用双密封止水钢箱，结合冷冻法施工，运用水泥砂浆填充钢箱箱体，在盾构机进入加固体后采用惰性浆液代替聚氨酯向钢箱内注入，盾构在推进过程中通过预留注浆孔及时向钢箱内补浆保压，在压力注浆的条件下止水帘布背贴铰连板与盾壳密贴形成密封。运用双密封止水钢箱可以有效的提高盾构始发的安全性。
参考文献：
1、《盾构始发与到达：端头加固理论研究与工程实践》2011年 人民交通出版社；
2、《地铁盾构施工》张冰 2011 人民交通出版社
论文作者:徐晔
论文发表刊物:《基层建设》2017年6期
论文发表时间:2017/6/27
标签：盾构论文; 帘布论文; 注浆论文; 铰链论文; 钢板论文; 弧形论文; 结构论文; 《基层建设》2017年6期论文;