CN118793448B - 一种富水环境盾构机到达钢筋混凝土箱涵接收方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种富水环境盾构机到达钢筋混凝土箱涵接收方法，在既有车站的受限空间对盾构机进行接收，包括以下步骤：对盾构接收端的地层进行加固；在既有车站施作混凝土箱涵，将洞门完全覆盖，并对混凝土箱涵支撑；逆作法分步凿除洞门，伴随分步凿除对混凝土箱涵回灌砂浆，直至洞门完全凿除并填满整个混凝土箱涵；盾构机进入加固区之前调整盾构机的姿态，进入加固区后逐渐减小盾构机的推力并降低推进速度，使盾构机完全进入混凝土箱涵；对盾尾多环管片二次注浆封堵并施作止水环箍，确认无渗漏风险且后拆除混凝土箱涵；封堵洞门与管片之间的间隙，盾构机盾尾脱离洞门且与最后管片分离后停机，完成盾构机的到达接收。

Description

一种富水环境盾构机到达钢筋混凝土箱涵接收方法

技术领域

本申请涉及盾构施工技术领域，具体而言，涉及一种富水环境盾构机到达钢筋混凝土箱涵接收方法。

背景技术

盾构工法施工中，一般需要在一定的地下空间内完成盾构机的到达和接收。由于盾构机在到达和接收阶段盾构机的水土环境发生变化，在富水环境中接收端突水涌土风险高。

目前的到达和接收技术中，较为通用的做法为对接收端进行加固，使得盾构机到达于加固体中，形成止水止土的环境完成接收；另外，可在接收端设置钢套筒，盾构机到达于密闭的钢套筒中完成接收也是目前的常用技术之一。然而，当地下空间受限时，接收端的加固和钢套筒的安装往往难以进行，给盾构的到达和接收带来极大的挑战。

发明内容

本申请的目的是提供一种富水环境盾构机到达钢筋混凝土箱涵接收方法，能够在受限的空间内形成有效的密封环境，使得盾构机能够安全到达和接收，不仅能够有效解决富水环境下有限空间内的盾构接收问题，而且经济高效，保证施工安全的同时有效节约成本。

为了实现上述目的，本发明提供了一种富水环境盾构机到达钢筋混凝土箱涵接收方法，在既有车站的受限空间对盾构机进行接收，包括以下步骤：

对盾构接收端的地层进行加固；

在既有车站施作混凝土箱涵，将洞门完全覆盖，并对混凝土箱涵支撑；

逆作法分步凿除洞门，伴随分步凿除对混凝土箱涵回灌砂浆，直至洞门完全凿除并填满整个混凝土箱涵；

盾构机进入加固区之前调整盾构机的姿态，进入加固区后逐渐减小盾构机的推力并降低推进速度，使盾构机完全进入混凝土箱涵；

对盾尾多环管片二次注浆封堵并施作止水环箍，确认无渗漏风险且后拆除混凝土箱涵；

封堵洞门与管片之间的间隙，盾构机盾尾脱离洞门且与最后管片分离后停机，完成盾构机的到达接收。

在进一步的实施方式中，既有车站预留有用于接收盾构机的洞门，通过洞门向盾构接收端的地层打孔注浆施作加固区，盾构接收端加固区的纵向长度为5m。

在进一步的实施方式中，依托既有车站的建筑结构施作混凝土箱涵，将洞门完全覆盖在混凝土箱涵的箱体空间中，并通过斜撑对混凝土箱涵的墙体进行支撑；

混凝土箱涵包括侧墙以及端墙，侧墙以及端墙中设置多道暗梁，通过工字钢斜撑抵接在暗梁与既有车站地板之间。

在进一步的实施方式中，混凝土箱涵中设置有高度为2m厚度为800mm的素混凝土墙，素混凝土墙与洞门所处墙面至少具有一段间隔长度，将混凝土箱涵的内部空间进行分隔，通过混凝土箱涵的预留门洞对素混凝土墙施作；

素混凝土墙的墙面朝向洞门设置，且素混凝土墙的走向垂直于盾构机的线路轴向。

在进一步的实施方式中，对洞门进行分步逆作法凿除，并伴随分步凿除对混凝土箱涵内部进行不同高度的砂浆回灌，洞门的凿除包括四个分步阶段：

第一阶段：对洞门中心线1.8m以下范围内的洞门区域进行凿除，破除洞门表层及内部的结构，自下而上，由中间向两边，先表层后墙体进行破除，破除至迎土面钢筋后进行钢筋割除，钢筋割除后在混凝土箱涵内立即回灌M1.5的砂浆，回灌高度为洞门已破除完成的区域；

第二阶段：以素混凝土墙为基础安装第二阶段回灌支护模板，模板安装完成后，对洞门中心线1.8m-3.2m范围内的洞门区域进行凿除，破除以及砂浆回灌与第一阶段相同；

第三阶段：以凝固后的第二阶段回灌砂浆为基础安装第三阶段回灌支护模板，模板安装完成后，对洞门中心线3.2m-4.4m范围内的洞门区域进行凿除，破除以及砂浆回灌与第一阶段相同，不同阶段的回灌砂浆呈堆叠台阶式分布在洞门与素混凝土墙之间；

第四阶段：对剩余的洞门区域进行凿除，破除顺序表层为自下而上进行破除，结构墙体为自上而下进行破除，由中间向两边，破除至迎土面钢筋后对洞门修边，修边完成再割除钢筋，检查洞门轮廓钢筋接茬后，封堵混凝土箱涵的预留门洞，对混凝体箱涵剩余内部空间回灌M1.5的砂浆，回灌砂浆通过侧墙以及端墙顶部的多个球阀同时进行，通过球阀向混凝土箱涵内部空间注入水泥砂浆。

在进一步的实施方式中，盾构机的接收掘进包括三个阶段：

第一阶段：盾构机进入盾构接收端加固区前的过渡段，掘进速度和土仓压力与正常运行基本一致，为常规控制；逐渐放慢掘进速度，由原来正常段的35～50mm/min减至25～35mm/min；推力逐渐降低，缓慢均匀地切削洞口土体，同时伴随管片向地层中的注浆；在距离接收洞门15m时，调整盾构机的姿态，使盾构机的掘进方向与接收洞门实际位置方向一致，掘进时的轴线控制精度应达到±10mm；

第二阶段：盾构机进入盾构接收端的加固区，掘进速度由过渡段的25～35mm/min减至20mm/min；

第三阶段：盾构机进入混凝土箱涵，掘进速度由过渡段的20mm/min减至5～10mm/min；

当盾构隧道管片拼装结束后，盾构机尚未到达停机基座的预定位置，通过在区间隧道侧继续安装负环管片使盾构机继续前进；

在盾构机进入混凝土箱涵后，对区间隧道最后几环管片进行二次注浆封堵，通过注入水泥与水玻璃双浆液填充管片和地层间的间隙。

在进一步的实施方式中，区间隧道最后几环管片采用多孔管片进行拼装，通过每环管片预留的多个注浆孔进行全环洞门封堵，施作止水环箍，单环施作顺序为自下而上，左右交替，最后交圈；

止水环箍完成后，通过在接收混凝土箱涵侧墙、盾构机中盾径向孔、区间隧道最后两环管片吊装孔三个位置进行打孔探水，观察渗透水状况，确认无渗漏风险且盾构机完全进入混凝土箱涵后，进行混凝土箱涵侧墙斜撑的拆除，以及混凝土箱涵的破除。

在进一步的实施方式中，拆除混凝土箱涵时，首先采用人工对混凝土箱涵与既有车站结构接驳的部位进行破除，优先对混凝土箱涵侧墙横纵缝自上而下进行破除分离，再对混凝土箱涵端墙横纵缝自上而下进行破除分离，最后采用机械进行大面积破除。

在进一步的实施方式中，盾构机盾尾脱离洞门结构墙且与负环管片分离后停机，到达盾构机的停机位置；

通过在洞门钢环与管片间隙处焊接弧形钢板对洞门进行封堵；

混凝土箱涵侧墙凿除完成后，对洞门位置区域回填砂浆进行凿除，凿除过程自上而下，采用边凿除边焊接弧形钢板的形式施工。

在进一步的实施方式中，盾构机停机后，立即施工洞门环梁，完成盾构机的到达接收；

洞门环梁包括外置钢筋混凝土洞门环梁，洞门环梁的混凝土等级为C35，抗渗等级与既有车站的洞门墙体相同且不小于P8。

本发明中通过在既有车站，利用施作混凝土箱涵的形式对盾构机进行接收，能够突破在受限空间的施工限制，形成有效的接收密闭环境，使得盾构机能够在既有车站安全到达并得到接收。

本申请的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请中混凝土箱涵的结构示意图；

图2为本申请中洞门的分步凿除示意图；

图3为混凝土箱涵内完成第三阶段回灌砂浆后的示意图；

图4为盾构机进入混凝土箱涵内的状态示意图。

图标：

1-混凝土箱涵；2-素混凝土墙；3-盾构机；4-洞门；5-加固区；6-负环管片。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请中的富水环境盾构机到达钢筋混凝土箱涵接收方法，主要应用于富水地层中在既有车站对盾构机的接收，通过依托既有车站的结构，施作可操作性高的混凝土箱涵构成盾构机的密闭接收环境，来突破既有车站受限空间的限制。

盾构工法施工中，一般需要在一定的地下空间内完成盾构机的到达和接收。盾构机在刀盘推出洞门后，由于盾壳和地层之间存在缝隙，而且盾构开挖面失去压力无法平衡四周的水土压力，如果没有相应的措施，水、土等从缝隙之间涌出会引发工程事故。

现有的措施主要分两类，一类为加固接收端的地层，通过打桩、注浆、或是冻结等措施，使得接收端盾构四周的土体能够稳定并挡水；另一类为建立密封的接收环境，如在洞门架设钢套筒，使盾构机能够带压到达钢套筒内，洞门封堵后拆除钢套筒完成接收，有的工程还会两类方法同时使用。

本申请中的富水环境盾构机到达钢筋混凝土箱涵接收方法，具体应用场景是在既有地铁线路的既有车站内部进行盾构机的接收，由于既有车站的地下空间受限，根本无法进行上述两类措施，对于在既有运营车站下部接收，接收端头无法进行地层的加固，而钢套筒则受既有运营地铁线路的制约，无法吊运至接收端头。

本申请在盾构机的到达接收过程中，在既有车站的受限空间对盾构机进行接收，主要包括以下步骤：

对盾构接收端的地层进行加固；

在既有车站施作混凝土箱涵，将洞门完全覆盖，并对混凝土箱涵支撑；

逆作法分步凿除洞门，伴随分步凿除对混凝土箱涵回灌砂浆，直至洞门完全凿除并填满整个混凝土箱涵；

盾构机进入加固区之前调整盾构机的姿态，进入加固区后逐渐减小盾构机的推力并降低推进速度，使盾构机完全进入混凝土箱涵；

对盾尾多环管片二次注浆封堵并施作止水环箍，确认无渗漏风险且后拆除混凝土箱涵；

封堵洞门与管片之间的间隙，盾构机盾尾脱离洞门且与最后管片分离后停机，完成盾构机的到达接收。

从主体操作过程来讲，本申请通过混凝土箱涵建立密封环境的到达和接收环境，能够在既有车站内部进行混凝土箱涵的施工，有效增强盾构机接收的可操作性，从而突破了受限空间中盾构机的接收限制，同时在施工过程中，通过对接收洞门进行凿除后所进行的砂浆回灌，能够在混凝土箱涵中构建承压环境，可有效防止洞门迎土面侧方的地层压力，对切割洞门钢筋后即结构强度降低后洞门的冲破风险。

砂浆回灌的形式，能够以其凝固后的结构强度阻抗盾构机对洞门迎土侧地层的带压掘进，在对混凝土箱涵内部空间完全填满后，能够结合砂浆回灌的结构强度、混凝土墙体的结构强度以及工字钢斜撑的支撑强度，保证密闭接收环境的高承压性能，使盾构机能够在逐渐降速降推力的运行状况下在混凝土箱涵内得到安全到达接收。

利用既有车站的部分结构施作混凝土墙体，将接收洞门完全覆盖于混凝土箱涵中，并在混凝土墙体上设置工字钢斜撑增加墙体稳定性，混凝土墙体和工字钢斜撑能够在既有车站有限空间内完成吊运和施作。

混凝土箱涵内部空间灌注水泥砂浆形成密封环境，在灌注过程中伴随非常规的“逆作法”对洞门分步进行背土面结构以及钢筋的破除，即先从下至上进行洞门的破除，洞门破除一部分回填一部分砂浆，保证洞门破除过程中端头结构强度的稳定性。

洞门凿除和混凝土箱涵填充完成后，盾构机掘进至混凝土箱涵中完成到达，然后进行洞门封堵注浆完成管片结构和洞门止水。经探孔无水后拆除混凝土箱涵，施作洞门间隙部位封堵弧形钢板和洞门环梁，完成盾构机的整体接收。

在具体的到达接收方法中，在进行混凝土箱涵的施工前，需对盾构接收端的地层进行加固，本申请中的盾构接收端是指，在洞门迎土侧纵深5m的地层范围，由于用于接收盾构机的洞门预留在既有车站的结构墙体上，通过洞门打孔注浆的形式，对洞门迎土侧纵深5m的区域范围地层进行注浆加固。

打孔注浆时，洞门区域均匀布设多个注浆孔，通过向多个注浆孔中伸入不小于5m的注浆管，对纵深5m的地层范围进行注浆加固底层，保证洞门在破除期间，地层具有较强的稳定性。

需要指出，本发明中对于盾构接收端的加固，并不同于现有常规的加固形式，具体属于弱加固的施作方式，加固范围小，加固强度低，仅是为了防止洞门破除时涌水涌沙。

传统的加固做法是范围较大的强加固，加固区可以完全覆盖盾构机，且加固体的强度和止水性要求高，两者的加固初衷并不在同一方向上，特此进行说明。

本发明中的混凝土箱涵具体为钢筋混凝土箱型结构，依托既有车站的建筑结构施作混凝土箱涵，将洞门完全覆盖在混凝土箱涵的箱体空间中，并通过斜撑对混凝土箱涵的墙体进行支撑。

具体地，利用既有车站负二层中板作为混凝土箱涵的顶板，在既有车站地板植筋，设置混凝土箱涵的侧墙及端墙。

其中既有车站负二层中板的厚度为400mm，混凝土箱涵的侧墙及端墙厚度为800mm，混凝土箱涵采用C30凝土，钢筋保护层厚度为30mm。

侧墙以及端墙内设置三道暗梁，通过工字钢斜撑抵接在暗梁与既有车站地板之间。并且在墙体内部预埋预留回灌砂浆浇筑期间的输送管路，参见图1。

钢筋混凝土箱涵自身具有较高的结构强度，通过在既有车站地板植筋，能够增强混凝土箱涵与既有车站的连结稳定性，确保其具有较高的承压效应，结合设置的斜撑，以及洞门凿除后的整体空间砂浆回灌，能够形成稳定可靠的接收密闭结构。

斜撑的目的主要是为了防止盾构机带压掘进至混凝土箱涵中时，压力过大墙体损坏，通过斜撑能够有效地抵御盾构机在混凝土箱涵中带压掘进时的压力，保证混凝土箱涵结构的稳定性。

在混凝土箱涵中设置有高度为2m厚度为800mm的素混凝土墙，素混凝土墙与洞门所处结构墙面具有一段间隔长度，将混凝土箱涵的内部空间进行分隔，通过混凝土箱涵的预留门洞对素混凝土墙施作，预留门洞的设置方便进行人员进出以及分布砂浆回灌操作。

参见图4，素混凝土墙2为M5砂浆浇筑，墙面朝向洞门4设置，且素混凝土墙2的走向垂直于盾构机3的线路轴向。

基于对洞门的分步凿除以及凿除后的砂浆回灌，通过素混凝土墙的设置，利于在第一步的砂浆回灌中，将砂浆填充在素混凝土墙与洞门之间，减少第一步砂浆回灌的模板支护，并且能够利于不同阶段回灌砂浆支护模板的安装。

需要指出的是，素混凝土墙的设置，能够构成第一步砂浆回灌过程的凝结池结构，并且以凝结的实心结构保证底层回灌砂浆的结构强度，为混凝土箱涵整体的接收密闭结构奠定良好的基础。

洞门的分步凿除以及混凝土箱涵内的砂浆回灌具体包括：

对洞门进行分步逆作法凿除，主要以及重点目的在于破除洞门内部钢筋，能够减少盾构机在从洞门破出时的损伤。

在对洞门钢筋进行破除后，势必对洞门结构强度造成影响，为了防止洞门迎土侧地层在盾构机掘进压力作用下冲破洞门，需要在凿除洞门的钢筋以及钢筋背土侧结构后立即进行砂浆的回灌，以抵御冲破风险。

并且，为了进一步减少冲破风险，需要对洞门进行小范围局部的分步凿除，并伴随分步凿除对混凝土箱涵内部进行不同高度的砂浆回灌，参见图2中洞门的分步凿除示意图，洞门的凿除具体包括四个分步阶段：

第一阶段：对洞门中心线1.8m以下范围内的洞门区域进行凿除，在本发明的具体实施例中，该部分区域具体对应洞门中心线往下1.55m位置至洞门钢环底部的区域，破除洞门表层及内部的结构，自下而上，由中间向两边，先表层后墙体进行破除，破除至迎土面钢筋后进行钢筋割除，钢筋割除后在混凝土箱涵内立即回灌M1.5的砂浆，回灌高度为洞门已破除完成的区域，由于该部分的回填高度，小于素混凝土墙的高度，因此不需支护回填模板，砂浆回填高度低于素混凝土墙20cm。素混凝土墙的作用是在第一阶段洞门破除和回灌砂浆时，可作为第一阶段回灌砂浆的支护模板，并且能够形成第一阶段回灌砂浆过程中的混凝土池，有效形成稳定的砂浆回灌结构，为后续回灌砂浆奠定坚实的基础。

第二阶段：为了能够在洞门破除后立即进行砂浆回灌，在进行第二步的洞门凿除前，先安装支护模板，具体地，第二阶段洞门的凿除，以及回填砂浆支模是在第一阶段的回灌和凝固的砂浆层上进行的，待第一阶段回灌砂浆凝结后，以素混凝土墙为基础安装第二阶段回灌支护模板，模板安装完成后，对洞门中心线1.8m-3.2m范围内的洞门区域进行凿除，破除以及砂浆回灌与第一阶段相同；

第三阶段：为了能够在洞门破除后立即进行砂浆回灌，在进行第三步的洞门凿除前，先安装支护模板，该步骤中需要等待第二阶段回灌砂浆凝结后，以凝固后的第二阶段回灌砂浆为基础安装第三阶段回灌支护模板，模板安装完成后，对洞门中心线3.2m-4.4m范围内的洞门区域进行凿除，破除以及砂浆回灌与第一阶段相同，不同阶段的回灌砂浆呈堆叠台阶式分布在洞门与素混凝土墙之间，参见图3中，完成第三阶段后的示意图。通过台阶式分布的形式，目的是为了方便各阶段的凿除和砂浆回灌作业，增强可操作性。

第四阶段：基于第四阶段完成后，需要对混凝土箱涵内部整体进行砂浆回灌，因此该步骤不需要安装支护模板，待第三阶段回灌砂浆凝结后，对剩余的洞门区域进行凿除，破除顺序表层为自下而上进行破除，结构墙体为自上而下进行破除，由中间向两边，破除至迎土面钢筋后对洞门修边，修边完成再割除钢筋，检查洞门轮廓钢筋接茬后，封堵混凝土箱涵的预留门洞，对混凝体箱涵剩余内部空间回灌M1.5的砂浆，回灌砂浆通过侧墙以及端墙顶部的多个球阀同时进行，通过球阀向混凝土箱涵内部空间注入水泥砂浆。

检查洞门轮廓钢筋接茬的目的在于，防止洞门的边缘残留钢筋接茬，避免对盾构机的破出过程造成损伤影响。需要指出，钢筋接茬的检查涉及到洞门凿除的每个阶段，将风险降低至最小。

本申请中洞门的分步凿除和分步回灌砂浆是为了防止洞门处的地层暴露过长时间，避免涌水涌沙，自下而上的逆作分步凿除也是为了匹配回灌砂浆，使砂浆能够自下向上地对凿除的洞门进行封堵。

完成混凝土箱涵的整体砂浆回灌，即完成了盾构机密闭接收结构的施工操作，盾构机在不同阶段的接收掘进中完成到达接收。

总体调整过程中，洞门不同区域的打孔注浆中，盾构接收端加固区纵向长度均为5m，根据接收洞门的姿态，盾构机进入加固区域前调整盾构机姿态，保证安全、匀速进入加固范围，在此过程中要防止盾构机刀盘和盾壳卡死。

盾构机进入5m接收段后，应减小推力、降低推进速度，避免较大的推力影响洞门范围内土体的稳定。盾构接收掘进可分为以下三个阶段，在这几个阶段中，应采取不同的施工参数控制侧重点不同。

具体地：

第一阶段：盾构机进入盾构接收端加固区前的离接收洞口15～5m的过渡段，掘进速度和土仓压力与正常运行基本一致，为常规控制；逐渐放慢掘进速度，由原来正常段的35～50mm/min减至25～35mm/min；推力逐渐降低，缓慢均匀地切削洞口土体，同时伴随管片的安装向地层中注浆，做好注浆工作，截断盾构机后方的汇水来源；在距离接收洞门15m时，此段施工应侧重注意调整盾构机的姿态，使盾构机的掘进方向尽量与接收洞门实际位置方向一致，掘进时的轴线控制精度应达到±10mm；

第二阶段：盾构机进入盾构接收端的加固区，即盾构机进入距离洞门5～0m时，掘进速度由过渡段的25～35mm/min减至20mm/min，目的是尽量减少对洞口的影响，再密切监控地表和洞口的情况下逐步减小盾构压力。

第三阶段：参见图4，盾构机由加固区5穿过洞门4进入混凝土箱涵1，掘进速度由过渡段的20mm/min减至5～10mm/min；接收的第三阶段为盾构机3进行混凝土箱涵1后，以及接收导台后盾构的持续推进，掘进过程中密切关注混凝土箱涵内压力情况。

当盾构隧道管片拼装结束后，盾构机尚未到达停机基座的预定位置，通过在区间隧道侧继续安装负环管片6使盾构机继续前进；

在盾构机进入混凝土箱涵后，为彻底阻断渗水通道，确保盾构顺利接收以及防止拆除混凝土箱涵时洞门4出现涌水涌砂现象，对区间隧道最后8环多孔管片进行二次注浆封堵，注浆材料为水泥与水玻璃双液浆，填充管片和地层间的间隙。

区间隧道最后8环管片采用多孔管片进行拼装，通过每环管片预留的多个注浆孔进行全环洞门封堵，施作止水环箍，单环施作顺序为自下而上，左右交替，最后交圈；

盾构接收端洞门的止水环箍完成后，通过在接收混凝土箱涵侧墙、盾构机中盾径向孔、区间隧道最后两环管片吊装孔三个位置进行打孔探水，观察渗透水状况，确认无渗漏风险后安装管片拉紧装置，进行混凝土箱涵侧墙斜撑的拆除，以及混凝土箱涵的破除。

拆除混凝土箱涵时，首先采用人工对混凝土箱涵与既有车站结构接驳的部位进行破除，优先对混凝土箱涵侧墙横纵缝自上而下进行破除分离，再对混凝土箱涵端墙横纵缝自上而下进行破除分离，最后采用机械进行大面积破除。

为避免洞门渗漏水，采用弧形钢板封堵洞门，具体方式包括：在接收洞门钢环与管片间隙处焊接弧形钢板，对洞门与管片之间的间隙进行密封，盾构机盾尾脱离洞门结构墙且与最后安装的负环管片分离后停机，到达盾构机的停机位置。

混凝土箱体侧墙凿除完成后，开始进行洞门部位区域凝固后回填砂浆的凿除，靠近洞门位置区域回填砂浆凿除原则为：自上而下进行凿除，一边凿除，同时一边焊接弧形钢板，缩短洞门间隙部位外露时间，避免渗漏水。

盾构机停机后，完成盾构机的到达接收。立即施工洞门环梁，为有效控制接收期间，施工洞门环梁拆除负环管片出现的渗漏水风险。洞门环梁构造采用外置型式，减小洞门环梁结构施工风险，洞门环梁的结构为钢筋混凝土洞门环梁，混凝土等级为C35，抗渗等级与既有车站的洞门墙体相同且不小于P8。

通过本发明中的富水环境盾构机到达钢筋混凝土箱涵接收方法，能够突破首先空间的接收限制，通过混凝土箱涵构成的有效密封环境，使得盾构机能够安全到达和接收，不仅能够有效解决富水环境下有限空间内的盾构接收问题，而且经济高效，保证施工安全的同时有效节约成本。

相较于现有常规的接收方法，本发明中的富水环境盾构机到达钢筋混凝土箱涵接收方法具有以下优势：

1、针对现有的接收端整体加固，以及钢套筒的安装，本发明中盾构机的接收方法无须大型机械和结构作业，可在既有车站的受限空间内完成，更加适用于作业空间受限的应用场景中。

2、施作速度快，每个工序的工艺相对简单，能够节约大量施工时间，极大提高作业效率。

3、洞门的分步凿除以及在混凝土箱涵中的分布回灌砂浆，有效减少了盾构接收作业过程中的涌水涌沙风险，且对接收区域地层的扰动影响小，减少对既有车站其他结构的影响。

4、通过设置有效可靠的密闭结构，能够保证盾构机在密闭的混凝土箱涵中带压掘进到达，减少盾构机到达过程中的涌水涌沙风险。

5、混凝土箱涵拆除后可立即封堵管片和洞门钢环之间的间隙，进一步减少接收过程中的涌水涌沙风险。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种富水环境盾构机到达钢筋混凝土箱涵接收方法，在既有车站的受限空间对盾构机进行接收，其特征在于，包括以下步骤：

对盾构接收端的地层进行加固；

在既有车站施作混凝土箱涵，将洞门完全覆盖，并对混凝土箱涵支撑；

逆作法分步凿除洞门，伴随分步凿除对混凝土箱涵回灌砂浆，直至洞门完全凿除并填满整个混凝土箱涵；

盾构机进入加固区之前调整盾构机的姿态，进入加固区后逐渐减小盾构机的推力并降低推进速度，使盾构机完全进入混凝土箱涵；

对盾尾多环管片二次注浆封堵并施作止水环箍，确认无渗漏风险且后拆除混凝土箱涵；

封堵洞门与管片之间的间隙，盾构机盾尾脱离洞门且与最后管片分离后停机，完成盾构机的到达接收；

对洞门进行分步逆作法凿除，并伴随分步凿除对混凝土箱涵内部进行不同高度的砂浆回灌，洞门的凿除包括四个分步阶段：

第一阶段：对洞门中心线1.8m以下范围内的洞门区域进行凿除，破除洞门表层及内部的结构，自下而上，由中间向两边，先表层后墙体进行破除，破除至迎土面钢筋后进行钢筋割除，钢筋割除后在混凝土箱涵内立即回灌M1.5的砂浆，回灌高度为洞门已破除完成的区域；

第二阶段：以素混凝土墙为基础安装第二阶段回灌支护模板，模板安装完成后，对洞门中心线1.8m-3.2m范围内的洞门区域进行凿除，破除以及砂浆回灌与第一阶段相同；

第三阶段：以凝固后的第二阶段回灌砂浆为基础安装第三阶段回灌支护模板，模板安装完成后，对洞门中心线3.2m-4.4m范围内的洞门区域进行凿除，破除以及砂浆回灌与第一阶段相同，不同阶段的回灌砂浆呈堆叠台阶式分布在洞门与素混凝土墙之间；

第四阶段：对剩余的洞门区域进行凿除，破除顺序表层为自下而上进行破除，结构墙体为自上而下进行破除，由中间向两边，破除至迎土面钢筋后对洞门修边，修边完成再割除钢筋，检查洞门轮廓钢筋接茬后，封堵混凝土箱涵的预留门洞，对混凝体箱涵剩余内部空间回灌M1.5的砂浆，回灌砂浆通过侧墙以及端墙顶部的多个球阀同时进行，通过球阀向混凝土箱涵内部空间注入水泥砂浆；

盾构机的接收掘进包括三个阶段：

第一阶段：盾构机进入盾构接收端加固区前的过渡段，掘进速度和土仓压力与正常运行基本一致，为常规控制；逐渐放慢掘进速度，由原来正常段的35～50mm/min减至25～35mm/min；推力逐渐降低，缓慢均匀地切削洞口土体，同时伴随管片向地层中的注浆；在距离接收洞门15m时，调整盾构机的姿态，使盾构机的掘进方向与接收洞门实际位置方向一致，掘进时的轴线控制精度应达到±10mm；

第二阶段：盾构机进入盾构接收端的加固区，掘进速度由过渡段的25～35mm/min减至20mm/min；

第三阶段：盾构机进入混凝土箱涵，掘进速度由过渡段的20mm/min减至5～10mm/min；

当盾构隧道管片拼装结束后，盾构机尚未到达停机基座的预定位置，通过在区间隧道侧继续安装负环管片使盾构机继续前进；

在盾构机进入混凝土箱涵后，对区间隧道最后几环管片进行二次注浆封堵，通过注入水泥与水玻璃双浆液填充管片和地层间的间隙。

2.在根据权利要求1所述的富水环境盾构机到达钢筋混凝土箱涵接收方法，其特征在于，既有车站预留有用于接收盾构机的洞门，通过洞门向盾构接收端的地层打孔注浆施作加固区，盾构接收端加固区的纵向长度为5m。

3.根据权利要求1所述的富水环境盾构机到达钢筋混凝土箱涵接收方法，其特征在于，依托既有车站的建筑结构施作混凝土箱涵，将洞门完全覆盖在混凝土箱涵的箱体空间中，并通过斜撑对混凝土箱涵的墙体进行支撑；

混凝土箱涵包括侧墙以及端墙，侧墙以及端墙中设置多道暗梁，通过工字钢斜撑抵接在暗梁与既有车站地板之间。

4.根据权利要求3所述的富水环境盾构机到达钢筋混凝土箱涵接收方法，其特征在于，混凝土箱涵中设置有高度为2m厚度为800mm的素混凝土墙，素混凝土墙与洞门所处墙面至少具有一段间隔长度，将混凝土箱涵的内部空间进行分隔，通过混凝土箱涵的预留门洞对素混凝土墙施作；

素混凝土墙的墙面朝向洞门设置，且素混凝土墙的走向垂直于盾构机的线路轴向。

5.根据权利要求1所述的富水环境盾构机到达钢筋混凝土箱涵接收方法，其特征在于，区间隧道最后几环管片采用多孔管片进行拼装，通过每环管片预留的多个注浆孔进行全环洞门封堵，施作止水环箍，单环施作顺序为自下而上，左右交替，最后交圈；

止水环箍完成后，通过在接收混凝土箱涵侧墙、盾构机中盾径向孔、区间隧道最后两环管片吊装孔三个位置进行打孔探水，观察渗透水状况，确认无渗漏风险且盾构机完全进入混凝土箱涵后，进行混凝土箱涵侧墙斜撑的拆除，以及混凝土箱涵的破除。

6.根据权利要求5所述的富水环境盾构机到达钢筋混凝土箱涵接收方法，其特征在于，拆除混凝土箱涵时，首先采用人工对混凝土箱涵与既有车站结构接驳的部位进行破除，优先对混凝土箱涵侧墙横纵缝自上而下进行破除分离，再对混凝土箱涵端墙横纵缝自上而下进行破除分离，最后采用机械进行大面积破除。

7.根据权利要求6所述的富水环境盾构机到达钢筋混凝土箱涵接收方法，其特征在于，盾构机盾尾脱离洞门结构墙且与负环管片分离后停机，到达盾构机的停机位置；

通过在洞门钢环与管片间隙处焊接弧形钢板对洞门进行封堵；

混凝土箱涵侧墙凿除完成后，对洞门位置区域回填砂浆进行凿除，凿除过程自上而下，采用边凿除边焊接弧形钢板的形式施工。

8.根据权利要求7所述的富水环境盾构机到达钢筋混凝土箱涵接收方法，其特征在于，盾构机停机后，立即施工洞门环梁，完成盾构机的到达接收；

洞门环梁包括外置钢筋混凝土洞门环梁，洞门环梁的混凝土等级为C35，抗渗等级与既有车站的洞门墙体相同且不小于P8。