管片加上“保护套”——H&V盾构的洞门防水技术

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工程采用H&V盾构法建造一条新的管道，施工内容包括：3-3路线施工 L= 634.0m，成型内径φ2800mm；2-2路线施工 L= 1138.5m，成型内径φ2400mm；上述工程中的并设(H&V)区间 L = 461.1m；竖井接收井1处。

二连分岔H&V盾构机参数如下：

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始发段覆土厚度约25.2 m，上方盾构机在N值20~45的砂质土中挖掘，下方盾构机在N值10以下的粉砂层和下半部分N值50以上的砂砾层中挖掘。

1）上下方的单圆盾构通过接合销及垫片连接。始发时上下方管片之间会产生间隙，地下水、土砂容易从这些缝隙中流出。

2）以往的H&V盾构始发采用母子洞门密封方式或一体型管片方式。母子洞门密封方式是盾构机穿过洞门时采用母洞门密封止水、管片穿过洞门时采用子洞门密封止水的分割结构。

一体型管片方式是将二连一体的管片提前安装在盾构机后方，利用竖井内配备的移动式摩阻锚杆设备顶推一体型管片和盾构机。

本工程中，考虑到采用母子洞门密封方式时主体刚性较差、无法保证真圆度；始发井尺寸较小、无法采用标准设备进行一体型管片拼装，因此决定采用新的设计方法完成洞门止水。

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这种工法采用一个与盾构机形状几乎相同、上下一体的止水构件(覆盖模拟管片)套在管片上，并随着盾构机的掘进，将止水构件留在洞门的规定位置，从而达到防止渗漏水发生的目的。

本工程的始发洞口做了2道洞门密封，施工顺序如下：

Step① 盾构机推进( 2环st 840mm )

Step② 止水构件组装

Step③ 盾构机推进( 2环st 1300mm )

Step④ 顶入止水构件

为了确保止水效果，还采取了其他一些措施：

①在止水构件及盾构的上下接合处填充环氧树脂提升密封性；

②上下接合处运用螺栓连接，并在分割面上安装密封材料和混凝土模板，用以减少管片拼装误差；

③在止水构件与管片间填充丁基橡胶密封剂作为临时的止水措施；

④盾构始发前，采用高压喷射搅拌进行防护。

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盾构始发完成后，未发生较大渗漏水事故。但盾构机接合处与填充的环氧树脂之间的边缘发生断裂，少量的泥水漏到了竖井内。

同时，在止水构件抵达最终位置后，管片的真圆度出现了最大4mm的误差，上下管片间的间距在202~205mm(设计为200mm)。而止水构件(覆盖模拟管片)的内径和临时管片的外径之间的间隙达到10mm(计划为5mm)，对此焊接了一部分止水钢板以防止渗漏水。

盾构始发阶段，实测工作面水压保持在设定值的150 kPa，证实了这个止水工法的有效性。

最终止水构件组装作业需要3d，止水构件顶入及止水焊接需要2d，所需时间也在工期可控范围内。