本發(fā)明涉及盾構(gòu)接收施工，具體地說是一種用于盾構(gòu)接收的鋼砼組合箱結(jié)構(gòu)體系及施工方法。

背景技術(shù)：

1、盾構(gòu)接收是盾構(gòu)法隧道施工中的重要工序，一般是自掘進(jìn)距接收工作井一定距離到盾構(gòu)機(jī)落到接收工作井內(nèi)接收基座上為止的過程，其目的是確保盾構(gòu)機(jī)以正確的姿態(tài)順利到達(dá)接收工作井，并安全、有效地完成掘進(jìn)任務(wù)，同時(shí)防止出現(xiàn)塌陷、漏水、涌砂等事故。

2、現(xiàn)有施工工藝中通常采用鋼套筒作為盾構(gòu)機(jī)的接收裝置，鋼套筒的進(jìn)口位置處需要與洞門位置處焊接密封，在確認(rèn)隧道管片外周環(huán)箍注漿防止涌水涌砂后盾構(gòu)機(jī)完全進(jìn)入到鋼套筒內(nèi)，后續(xù)需要工作人員將鋼套筒與洞門位置之間的密封件割除，然后再隧道管片的背覆鋼板和洞門內(nèi)的預(yù)埋鋼環(huán)之間焊接封堵鋼板，密封管片環(huán)與洞門的間隙，才能進(jìn)行后續(xù)盾構(gòu)機(jī)構(gòu)的吊運(yùn)轉(zhuǎn)移。其中環(huán)箍注漿防止涌水涌砂的效果檢驗(yàn)是靠人為觀測隧道內(nèi)的多個(gè)閥門是否漏水，存在有一定的局限性和誤差，若在盾構(gòu)機(jī)完全進(jìn)入到鋼套筒內(nèi)后，進(jìn)行鋼套筒與洞門位置之間的密封件割除時(shí)出現(xiàn)涌水涌砂，隧道內(nèi)大量的地下水和泥砂會(huì)直接涌入到接收井內(nèi)，不僅會(huì)影響正常的盾構(gòu)接收作業(yè)，隧道內(nèi)還會(huì)發(fā)生塌陷等險(xiǎn)情，隧道以上地面的建筑物也會(huì)受到影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種用于盾構(gòu)接收的鋼砼組合箱結(jié)構(gòu)體系及施工方法，不同于傳統(tǒng)的鋼套筒接收，利用接收井的內(nèi)壁作為結(jié)構(gòu)的一部分，現(xiàn)場制作鋼結(jié)構(gòu)墻形成封閉的鋼砼組合箱，并進(jìn)入到組合箱內(nèi)部實(shí)現(xiàn)隧道管片和洞門之間的封堵鋼板的焊接，即使發(fā)生涌水涌砂也限定在一定范圍的密閉空間內(nèi)，避免造成塌陷等更嚴(yán)重的險(xiǎn)情，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的問題。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種用于盾構(gòu)接收的鋼砼組合箱結(jié)構(gòu)體系，包括有構(gòu)成封閉箱體的六面墻體，各墻體分別為混凝土底墻、鋼結(jié)構(gòu)頂墻、混凝土側(cè)墻、鋼結(jié)構(gòu)側(cè)墻、混凝土端面墻和鋼結(jié)構(gòu)端面墻，其中混凝土底墻是盾構(gòu)接收井底板的一部分，混凝土側(cè)墻是盾構(gòu)接收井側(cè)墻的一部分，混凝土端面墻是盾構(gòu)接收井端面墻的一部分，在混凝土端面墻上開設(shè)有破除洞門，所述混凝土底墻和鋼結(jié)構(gòu)頂墻、混凝土側(cè)墻和鋼結(jié)構(gòu)側(cè)墻、混凝土端面墻和鋼結(jié)構(gòu)端面墻均相對(duì)應(yīng)設(shè)置，鋼結(jié)構(gòu)頂墻、鋼結(jié)構(gòu)側(cè)墻和鋼結(jié)構(gòu)端面墻之間均焊接固定，在鋼結(jié)構(gòu)頂墻上開設(shè)有操作出入口和填充物注入口，鋼結(jié)構(gòu)側(cè)墻上開設(shè)有填充物排出口，所述鋼結(jié)構(gòu)頂墻上還安裝有壓力表。所述鋼結(jié)構(gòu)頂墻、鋼結(jié)構(gòu)側(cè)墻和鋼結(jié)構(gòu)端面墻均由并排布置的外鋼板和內(nèi)鋼板組成，在外鋼板和內(nèi)鋼板之間焊接有若干工字鋼，各工字鋼的翼板分別焊接固定在外鋼板的內(nèi)側(cè)面和內(nèi)鋼板的外側(cè)面上，工字鋼的腹板與外鋼板和內(nèi)鋼板相垂直布置。所述鋼結(jié)構(gòu)頂墻、鋼結(jié)構(gòu)側(cè)墻和鋼結(jié)構(gòu)端面墻分別焊接連接位置處的外鋼板均長于內(nèi)鋼板，在焊接連接位置的外鋼板和內(nèi)鋼板之間還設(shè)有傾斜布置的連接鋼板，所述連接鋼板與外鋼板、內(nèi)鋼板之間的夾角為度，鋼結(jié)構(gòu)頂墻、鋼結(jié)構(gòu)側(cè)墻和鋼結(jié)構(gòu)端面墻分別焊接連接位置處的的外鋼板、內(nèi)鋼板均對(duì)應(yīng)焊接在連接鋼板上。所述鋼結(jié)構(gòu)頂墻與混凝土側(cè)墻和混凝土端面墻之間、鋼結(jié)構(gòu)側(cè)墻與混凝土底墻和混凝土端面墻之間、鋼結(jié)構(gòu)端面墻與混凝土底墻和混凝土側(cè)墻之間均通過預(yù)埋鋼板焊接固定，所述預(yù)埋鋼板的外表面分別與混凝土底墻、混凝土側(cè)墻和混凝土端面墻相齊平，預(yù)埋鋼板的內(nèi)表面上設(shè)置若干預(yù)埋筋，所述預(yù)埋筋與混凝土底墻、混凝土側(cè)墻和混凝土端面墻內(nèi)的鋼筋籠相交叉布置。所述鋼結(jié)構(gòu)頂墻的兩側(cè)和接收井內(nèi)壁之間設(shè)有第一斜撐，鋼結(jié)構(gòu)側(cè)墻與接收井底板之間設(shè)有第二斜撐，鋼結(jié)構(gòu)端面墻與接收井內(nèi)壁之間設(shè)有第三斜撐。所述鋼結(jié)構(gòu)頂墻上開設(shè)有應(yīng)急出口，應(yīng)急出口下部的鋼砼組合箱內(nèi)安裝有能伸縮的應(yīng)急爬梯。制作鋼砼組合箱結(jié)構(gòu)體系用于盾構(gòu)接收的施工方法，包括下述步驟：①制作接收井時(shí)，在接收井的側(cè)墻、端面墻和底板的鋼筋籠上分別焊接固定預(yù)埋鋼板，澆注混凝土后形成表面帶有預(yù)埋鋼板的混凝土側(cè)墻、混凝土端面墻和混凝土底墻；②盾構(gòu)接收之前，在接收井內(nèi)部對(duì)應(yīng)于各預(yù)埋鋼板的位置，分別焊接安裝鋼結(jié)構(gòu)頂墻、鋼結(jié)構(gòu)側(cè)墻和鋼結(jié)構(gòu)端面墻，讓混凝土底墻、鋼結(jié)構(gòu)頂墻、混凝土側(cè)墻、鋼結(jié)構(gòu)側(cè)墻、混凝土端面墻和鋼結(jié)構(gòu)端面墻形成相對(duì)封閉的鋼砼組合箱；③待步驟②中鋼砼組合箱制作完成之后，向鋼砼組合箱內(nèi)填充砂和水，進(jìn)行密閉性試驗(yàn)，并確保鋼砼組合箱內(nèi)的試驗(yàn)壓力與盾構(gòu)區(qū)域外圍的水土壓力相當(dāng)；④待步驟③中密閉實(shí)驗(yàn)達(dá)標(biāo)后，開始進(jìn)行盾構(gòu)機(jī)接收，盾構(gòu)機(jī)啟動(dòng)對(duì)破除洞門進(jìn)行鑿除，同時(shí)在管片背后進(jìn)行同步注漿制作環(huán)箍，隔絕隧道外圍的水和砂，避免涌水涌砂進(jìn)入到鋼砼組合箱內(nèi)；⑤待步驟④中環(huán)箍制作完成后，打開預(yù)埋在隧道內(nèi)部管片的漏水檢驗(yàn)閥門，并反復(fù)確認(rèn)管片內(nèi)部不同位置處的閥門均沒有水排出，之后盾構(gòu)機(jī)鑿穿破除洞門進(jìn)入到鋼砼組合箱內(nèi)；⑥待盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入到鋼砼組合箱內(nèi)后，位于接收井內(nèi)的工作人員對(duì)鋼砼組合箱內(nèi)部進(jìn)行抽水和清砂作業(yè)，逐漸露出隧道管片外周的背覆鋼板與破除洞門內(nèi)周的預(yù)埋鋼環(huán)；⑦抽水作業(yè)完成之后，工作人員進(jìn)入到鋼砼組合箱內(nèi)部，進(jìn)行隧道管片和破除洞門之間清砂作業(yè)的同時(shí)，在背覆鋼板和預(yù)埋鋼環(huán)之間依次焊接若干弧形的封堵鋼板，將隧道管片的外周與破除洞門之間的縫隙進(jìn)行圓周焊接封堵；⑧待步驟中封堵鋼板焊接完成之后，盾構(gòu)機(jī)留在鋼砼組合箱內(nèi)，之后將鋼結(jié)構(gòu)頂墻、鋼結(jié)構(gòu)側(cè)墻、鋼結(jié)構(gòu)端面墻與混凝土墻進(jìn)行切割分離，露出內(nèi)部的盾構(gòu)機(jī)，然后使用吊具將盾構(gòu)機(jī)從接收井內(nèi)吊運(yùn)移出，完成盾構(gòu)接收作業(yè)。在步驟①之前，進(jìn)行接收井的設(shè)計(jì)與規(guī)劃，確定預(yù)埋鋼板的位置、尺寸以及鋼結(jié)構(gòu)墻體組件的規(guī)格，以確保鋼砼組合箱的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和密閉性。在步驟③的密閉性試驗(yàn)中，記錄并分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，若試驗(yàn)壓力無法穩(wěn)定維持或與盾構(gòu)區(qū)域外圍的水土壓力差異較大，則進(jìn)行必要的調(diào)整直至滿足要求。在步驟⑦中進(jìn)行清砂作業(yè)和焊接封堵鋼板時(shí)，先清理出隧道管片上部與破除洞門之間的空間，清理出一個(gè)能焊接封堵鋼板的空間后，在背覆鋼板和預(yù)埋鋼環(huán)之間立即焊接固定封堵鋼板，隨后分別向下進(jìn)行清砂作業(yè)，在清理出一塊封堵鋼板的空間后便進(jìn)行焊接連接，一邊清砂一邊進(jìn)行焊接，順次將封堵鋼板焊接固定在背覆鋼板和預(yù)埋鋼環(huán)之間的圓環(huán)空隙中。

3、本發(fā)明的積極效果在于：本發(fā)明所述的一種用于盾構(gòu)接收的鋼砼組合箱結(jié)構(gòu)體系，區(qū)別于傳統(tǒng)的鋼套筒接收裝置，采用接收井內(nèi)壁與現(xiàn)場構(gòu)建鋼結(jié)構(gòu)墻的形式制作相對(duì)密閉的鋼砼組合箱，其中鋼結(jié)構(gòu)墻更便于運(yùn)輸，且借用了接收井墻體后，整體造價(jià)更低。盾構(gòu)機(jī)完全進(jìn)入到鋼砼組合箱內(nèi)后，由工作人員進(jìn)入到密閉的箱體內(nèi)進(jìn)行隧道管片和洞門之間的封堵鋼板的焊接，確保將隧道管片環(huán)與洞門的間隙密封后，再進(jìn)行鋼砼組合箱的拆除，即使人為觀測環(huán)箍注漿的密封性能出現(xiàn)偏差，出現(xiàn)涌水涌砂后也能限定在一定的密閉空間內(nèi)，可以進(jìn)行有效補(bǔ)救。

4、通過結(jié)合混凝土墻體的耐久性和鋼結(jié)構(gòu)墻體的高強(qiáng)度與靈活性，該鋼砼組合箱結(jié)構(gòu)體系顯著提高了盾構(gòu)接收過程中的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，有效抵御了水土壓力，降低了塌陷和滲漏風(fēng)險(xiǎn)，確保了施工安全性。

5、制作鋼砼組合箱結(jié)構(gòu)體系用于盾構(gòu)接收的施工方法中詳細(xì)規(guī)劃了從預(yù)埋鋼板安裝到鋼結(jié)構(gòu)墻體焊接、密閉性試驗(yàn)、盾構(gòu)機(jī)接收、封堵鋼板焊接直至盾構(gòu)機(jī)吊運(yùn)移出的每一步驟，流程清晰，操作簡便，大大提升了施工效率、縮短了工期，且有效避免涌水涌砂帶來的塌陷等險(xiǎn)情，優(yōu)化施工流程與效率。