地鐵盾構(gòu)法隧道施工質(zhì)量監(jiān)控重點(diǎn)及對策

1.4 后盾支撐系統(tǒng)安裝
      盾構(gòu)前進(jìn)的動力是通過千斤頂來提供，而盾構(gòu)始發(fā)時(shí)千斤頂頂力是作用在后盾支撐系統(tǒng)之上。一般后盾支撐體系是由鋼反力架、鋼支撐、臨時(shí)襯砌（負(fù)環(huán)管片）等組成，監(jiān)理在監(jiān)督過程中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注后盾支撐系統(tǒng)是否滿足其技術(shù)要求，即后盾支撐系統(tǒng)必須有足夠的剛度和強(qiáng)度，確保在頂力作用下不發(fā)生變形。
1.5洞門圍護(hù)結(jié)構(gòu)鑿除（出洞側(cè)）
      地鐵盾構(gòu)法隧道施工一般以車站主體結(jié)構(gòu)兩端端頭井作為盾構(gòu)始發(fā)井和接收井。盾構(gòu)在始發(fā)前需對始發(fā)井出洞側(cè)洞口圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分次鑿除(一般分為兩次，第一次先割除背水面鋼筋及鑿除圍護(hù)結(jié)構(gòu)砼至迎水面鋼筋，第二次出洞前再清除剩余部分)，一方面清除盾構(gòu)出洞前障礙，另一方面第一次鑿除圍護(hù)結(jié)構(gòu)后通過打探孔可進(jìn)一步直觀的觀察盾構(gòu)出洞土體加固的效果。監(jiān)理在洞門圍護(hù)結(jié)構(gòu)鑿除后應(yīng)對其后土體自立性、滲漏等情況進(jìn)行觀察，判斷出洞區(qū)域土體的實(shí)際加固效果是否滿足盾構(gòu)安全出洞的要求。
1.6盾構(gòu)出洞裝置安裝
      由于隧道洞口與盾構(gòu)之間存在建筑間隙，易造成泥水流失，從而引起地面沉降及周圍建筑物、管線位移，因此需安裝出洞裝置。一般包括簾布橡膠板、圓環(huán)板、扇形板及相應(yīng)的連接螺栓和墊圈等。監(jiān)理應(yīng)重點(diǎn)對簾布橡膠板上所開螺孔位置、尺寸進(jìn)行復(fù)核，對出洞裝置安裝的牢固情況進(jìn)行檢查，確保簾布橡膠板能緊貼洞門，防止盾構(gòu)出洞后同步注漿漿液泄漏。
1.7盾構(gòu)始發(fā)出洞
      盾構(gòu)出洞準(zhǔn)備工作就續(xù)后，為減少正面土體暴露時(shí)間，盾構(gòu)從始發(fā)基座導(dǎo)軌上應(yīng)及時(shí)向前推進(jìn)，使盾構(gòu)切口切入土層直至盾構(gòu)殼體進(jìn)入洞口的過程稱為“盾構(gòu)始發(fā)出洞”。該關(guān)鍵環(huán)節(jié)監(jiān)理應(yīng)進(jìn)行旁站監(jiān)督，并重點(diǎn)做好以下工作：
      ⑴觀察割除圍護(hù)結(jié)構(gòu)迎水面鋼筋后盾構(gòu)機(jī)應(yīng)迅速靠上洞口正面土體。
      ⑵觀察盾構(gòu)出洞期間洞口有無滲漏的狀況，發(fā)現(xiàn)洞口滲漏督促承包單位及時(shí)封堵。
      ⑶檢查前倉土壓力設(shè)置是否合適，觀察土倉有無砼塊，發(fā)現(xiàn)后督促承包單位及時(shí)清除。
      ⑷第一環(huán)正環(huán)拼裝前檢查最后一環(huán)負(fù)環(huán)管片的拼裝位置。
      ⑸檢查千斤頂使用狀況，防止盾構(gòu)出洞后出現(xiàn)姿態(tài)“上飄”現(xiàn)象。
2.盾構(gòu)試掘進(jìn)和正式掘進(jìn)階段
      根據(jù)盾構(gòu)法施工工藝的特點(diǎn)，盾構(gòu)安全出洞后需通過前100環(huán)試推進(jìn)尋求最佳施工參數(shù)，為全線的正常推進(jìn)提供符合實(shí)際土層特點(diǎn)的技術(shù)參數(shù)。不論在試掘進(jìn)還是正式掘進(jìn)階段，監(jiān)理可以通過觀察盾構(gòu)機(jī)控制室內(nèi)儀器儀表顯示的數(shù)據(jù)、審查承包單位上報(bào)的盾構(gòu)掘進(jìn)施工報(bào)表、通過監(jiān)測數(shù)據(jù)分析隧道及地面沉降情況等手段進(jìn)行動態(tài)監(jiān)控，及時(shí)掌握和分析施工技術(shù)參數(shù)變化，檢查盾構(gòu)掘進(jìn)中的姿態(tài)、管片拼裝的質(zhì)量、注漿作業(yè)的效果等，督促承包單位采取相應(yīng)的措施確保盾構(gòu)掘進(jìn)施工質(zhì)量和周邊環(huán)境的安全。
2.1盾構(gòu)機(jī)施工參數(shù)管理
      由于土壓平衡式盾構(gòu)采用電子計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，能自動控制刀盤轉(zhuǎn)速、盾構(gòu)推進(jìn)速度及前進(jìn)方向，并及時(shí)反映掘進(jìn)中的施工參數(shù)。這些施工參數(shù)的確定是根據(jù)地質(zhì)條件情況、環(huán)境監(jiān)測情況，進(jìn)行反復(fù)量測、調(diào)整和優(yōu)化的過程，若發(fā)現(xiàn)異常需及時(shí)調(diào)整。因此，對盾構(gòu)施工參數(shù)的管理應(yīng)貫穿于盾構(gòu)掘進(jìn)過程的始終。監(jiān)理在監(jiān)督過程中可通過審查承包方施工報(bào)表，觀察盾構(gòu)機(jī)控制室內(nèi)監(jiān)控設(shè)備等手段，及時(shí)收集和分析有關(guān)施工參數(shù)的信息，通過信息反饋，動態(tài)掌握施工參數(shù)的變化。盾構(gòu)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)能反映的施工參數(shù)很多（如土壓力、刀盤油壓和轉(zhuǎn)速、盾構(gòu)掘進(jìn)速度等），對于這些施工參數(shù)的管理監(jiān)理在工作中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下幾項(xiàng)：
2.1.1土壓力
      土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的原理是建立開挖面前后水土壓力平衡。在盾構(gòu)掘進(jìn)不同階段，盾構(gòu)機(jī)工況是從非土壓平衡通過在初始出洞階段逐步過渡到土壓平衡，再到進(jìn)洞階段由土壓平衡逐步過度到非土壓平衡，即土壓力設(shè)定是變化的（在理論數(shù)值上它與土體容重、覆土深度、側(cè)向土壓力系數(shù)有關(guān)），施工中需要不斷通過不同的土質(zhì)、覆土厚度、結(jié)合環(huán)境監(jiān)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整。因此，平衡土壓值的設(shè)定是土壓平衡式盾構(gòu)施工關(guān)鍵，監(jiān)理應(yīng)予以重點(diǎn)關(guān)注，并通過計(jì)算理論土壓力與實(shí)際設(shè)定土壓力進(jìn)行比較，判斷實(shí)際設(shè)定土壓力是否滿足施工的需要，督促承包方合理的設(shè)定土壓力。
2.1.2出土量
      土壓平衡式盾構(gòu)是以切口環(huán)作為密閉土倉，盾構(gòu)推進(jìn)中切削后土體進(jìn)入密閉土倉，隨著進(jìn)土量增加建立一定的土壓力，再通過螺旋輸送機(jī)完成排土，而土倉壓力值是通過出土量來控制的。因此，出土量的多少、快慢與設(shè)定的土壓力值密切相關(guān)，監(jiān)理人員可通過計(jì)算每環(huán)理論出土量與實(shí)際每環(huán)出土量相比較，判斷出土量是否正常。
2.1.3掘進(jìn)速度
      盾構(gòu)掘進(jìn)的速度主要受盾構(gòu)設(shè)備進(jìn)、出土速度的限制，若進(jìn)出土速度不協(xié)調(diào)，極易出現(xiàn)正面土體失穩(wěn)和地表沉降等不良現(xiàn)象。因此，監(jiān)理應(yīng)重點(diǎn)督促承包方均衡連續(xù)組織掘進(jìn)作業(yè)，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)（如遇到阻礙、遇到不良地質(zhì)、盾構(gòu)姿態(tài)偏離較大等），應(yīng)及時(shí)停止掘進(jìn)，封閉正面土體，查明原因后采取相應(yīng)的措施處理。
2.1.4千斤頂推力
      盾構(gòu)是依靠安裝在支撐環(huán)周圍的千斤頂推力向前推進(jìn)的，推力的大小與盾構(gòu)掘進(jìn)所遇到的阻力有關(guān)，正確的使用千斤頂是盾構(gòu)是否能沿設(shè)計(jì)軸線（標(biāo)高）方向準(zhǔn)確前進(jìn)的關(guān)鍵。因此，在每環(huán)推進(jìn)前，監(jiān)理應(yīng)根據(jù)前面幾環(huán)承包方申報(bào)的盾構(gòu)推進(jìn)的現(xiàn)狀報(bào)表，分析盾構(gòu)趨勢，督促承包方正確的選擇千斤頂?shù)木幗M，合理地進(jìn)行糾偏。
2.2盾構(gòu)掘進(jìn)姿態(tài)控制
      所謂盾構(gòu)姿態(tài)具體是指盾構(gòu)掘進(jìn)中現(xiàn)狀空間位置（包括高程和平面位置）。盾構(gòu)姿態(tài)控制就是將盾構(gòu)軸線控制在與設(shè)計(jì)允許偏差范圍內(nèi)。盾構(gòu)姿態(tài)控制的好壞，不僅關(guān)系到盾構(gòu)軸線是否能在已定的空間內(nèi)在設(shè)計(jì)軸線允許偏差內(nèi)推進(jìn)，而且還影響到后續(xù)工序管片拼裝的質(zhì)量（只有盾構(gòu)掘進(jìn)姿態(tài)控制在允許誤差之內(nèi)，才能確保管片拼裝能在理想的位置）。因此，在盾構(gòu)掘進(jìn)階段對盾構(gòu)姿態(tài)的控制始終應(yīng)做為監(jiān)理人員監(jiān)督的重中之重。根據(jù)《地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50299-1999）8.4.4條（2003版）規(guī)定“盾構(gòu)掘進(jìn)中應(yīng)嚴(yán)格控制中線平面位置和高程，其允許偏差均為±50mm，發(fā)現(xiàn)偏離應(yīng)逐步糾正，不得猛糾硬調(diào)”。監(jiān)理在實(shí)施對盾構(gòu)姿態(tài)控制時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格以規(guī)范要求為控制準(zhǔn)則。監(jiān)理在工作中針對盾構(gòu)姿態(tài)的控制，首先應(yīng)熟悉和掌握設(shè)計(jì)線型要求，即隧道平面曲線和豎曲線的線型情況（包括里程、長度、坡度、半徑等），其次還應(yīng)重點(diǎn)監(jiān)控以下內(nèi)容：
2.2.1盾構(gòu)姿態(tài)測量數(shù)據(jù)
      盾構(gòu)姿態(tài)測量數(shù)據(jù)包括自動測量數(shù)據(jù)（盾構(gòu)機(jī)裝有自動測量系統(tǒng)，能反映盾構(gòu)運(yùn)行的軌跡和瞬時(shí)姿態(tài)，動態(tài)監(jiān)測盾構(gòu)姿態(tài)數(shù)據(jù)）和人工測量復(fù)核數(shù)據(jù)（對自動測量數(shù)據(jù)正確性進(jìn)行檢測和校正），監(jiān)理人員可對兩類數(shù)據(jù)綜合分析、比較，動態(tài)掌握數(shù)據(jù)變化情況，正確指導(dǎo)盾構(gòu)正確、安全地推進(jìn)。
2.2.2盾構(gòu)糾偏量
      盾構(gòu)在推進(jìn)過程中不可能一直處于理想狀況（尤其是在曲線段），會產(chǎn)生不同程度的偏向。影響盾構(gòu)的偏向的因素很多，也很復(fù)雜（如地質(zhì)條件的因素、機(jī)械設(shè)備的因素、施工操作的因素等等），施工中一般可通過調(diào)整千斤頂編組或糾偏材料（粘貼在管片上）進(jìn)行糾偏。監(jiān)理工程師不僅應(yīng)做到及時(shí)根據(jù)盾構(gòu)姿態(tài)測量數(shù)據(jù)，分析盾構(gòu)姿態(tài)，督促承包商控制好掘進(jìn)方向，平穩(wěn)地控制盾構(gòu)推進(jìn)的軸線。而且在每環(huán)管片拼裝前對盾構(gòu)姿態(tài)進(jìn)行復(fù)查，發(fā)現(xiàn)偏差，督促承包方合理的制定糾偏方案和糾偏量，及時(shí)采取糾偏措施，避免誤差累積。
2.3管片拼裝控制
      根據(jù)盾構(gòu)法施工工藝管片成環(huán)的特點(diǎn)：管片是盾殼的保護(hù)下在盾尾拼裝成環(huán)形成隧道的。
      它是盾構(gòu)法施工的關(guān)鍵工序，管片拼裝的質(zhì)量好壞直接影響到隧道結(jié)構(gòu)的安全和使用功能。因此，為確保管片拼裝的質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求，監(jiān)理應(yīng)重點(diǎn)抓好以下環(huán)節(jié)：
2.3.1管片制作監(jiān)控
      管片制作質(zhì)量好壞是確保管片拼裝質(zhì)量的首要環(huán)節(jié)，一般管片制作均由預(yù)制構(gòu)件廠提前生產(chǎn)，以滿足現(xiàn)場盾構(gòu)掘進(jìn)施工的需要?！兜叵妈F道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50299-1999）8.11條對管片制作質(zhì)量提出明確的要求。監(jiān)理對管片制作監(jiān)理人員在監(jiān)督管片制作過程中應(yīng)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，在滿足以下條件的前提下才能允許管片出廠。
      ⑴制作管片模具的精度符合規(guī)范要求。
      ⑵制作管片類型、管片脫模后成品外觀質(zhì)量及尺寸偏差滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。
      ⑶管片的砼抗壓強(qiáng)度及抗?jié)B指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求。
      ⑷管片的檢漏檢測和三環(huán)試拼裝檢驗(yàn)符合規(guī)范要求。
2.3.2管片進(jìn)場檢查
      管片制作合格后需根據(jù)現(xiàn)場施工需要分批由預(yù)制廠運(yùn)輸至現(xiàn)場。監(jiān)理對進(jìn)場管片的檢查是對管片制作質(zhì)量的第二次復(fù)查。檢查的重點(diǎn)包括：
      ⑴根據(jù)管片排序圖核對進(jìn)場管片規(guī)格是否滿足施工需要。
      ⑵審查進(jìn)場管片出廠質(zhì)量合格證明文件。
      ⑶復(fù)查進(jìn)場管片外觀質(zhì)量，若發(fā)現(xiàn)缺陷應(yīng)及時(shí)督促承包單位進(jìn)行修補(bǔ)。
2.3.3管片拼裝前檢查
      根據(jù)管片接縫防水設(shè)計(jì)要求一般需粘貼防水密封墊，監(jiān)理工程師應(yīng)在管片拼裝前對密封墊粘貼位置和粘貼質(zhì)量逐塊檢查。
2.3.4管片成環(huán)后檢查
      管片成環(huán)后的質(zhì)量是衡量和判斷盾構(gòu)法隧道質(zhì)量合格與否的主要依據(jù)。（《地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50299-1999）8.6.5條對管片拼裝質(zhì)量提出了具體的要求（本工程以20環(huán)為一個(gè)檢驗(yàn)批進(jìn)行驗(yàn)收）。監(jiān)理在進(jìn)行檢查中應(yīng)重點(diǎn)檢查以下內(nèi)容：
      ⑴高程和平面偏差。
      ⑵縱、環(huán)向相鄰管片高差和縱、環(huán)向縫隙寬度。
      ⑶縱、環(huán)向相鄰管片螺栓連接。
2.3注漿作業(yè)監(jiān)控
      盾構(gòu)法工藝施工隧道，由于盾構(gòu)殼體與拼裝管片之間存在“建筑空隙”，如不及時(shí)填充，勢必產(chǎn)生土層擾動變形，造成地面變形（嚴(yán)重的危及到地面建筑和地下管線的安全使用）或隧道結(jié)構(gòu)變形。注漿作業(yè)是盾構(gòu)法隧道施工控制地面和隧道結(jié)構(gòu)變形主要技術(shù)措施之一，通過壓漿填充“建筑空隙”控制變形量。施工中的注漿工藝分為同步注漿、襯砌后補(bǔ)注漿，無論采用哪種工藝，監(jiān)理在監(jiān)督過程中應(yīng)通過分析監(jiān)測資料（以控制地面和隧道結(jié)構(gòu)變形為原則）、審查拌制和注漿施工記錄、對每作業(yè)班拌制注漿液試塊制作見證送檢等手段來綜合分析注漿作業(yè)的效果，判斷注漿作業(yè)是否達(dá)到控制變形的成效，并重點(diǎn)監(jiān)督漿液配合比、注漿量、注漿壓力等主要技術(shù)指標(biāo)。
3盾構(gòu)接收（進(jìn)洞）階段
      盾構(gòu)接收（進(jìn)洞）階段掘進(jìn)是盾構(gòu)法隧道施工最后一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。盾構(gòu)能否順利進(jìn)洞關(guān)系到整個(gè)隧道掘進(jìn)施工的成敗。在盾構(gòu)進(jìn)洞前后監(jiān)理需監(jiān)督承包單位做好充分的盾構(gòu)接收的準(zhǔn)備工作，確保盾構(gòu)以良好的姿態(tài)進(jìn)洞，就位在盾構(gòu)接收基座上。
3.1盾構(gòu)進(jìn)洞土體加固
      盾構(gòu)進(jìn)洞區(qū)域土體加固一般與出洞區(qū)域土體加固是同時(shí)進(jìn)行，對盾構(gòu)進(jìn)洞土體加固效果的檢驗(yàn)可參照對盾構(gòu)出洞土體加固。
3.2盾構(gòu)接收基座設(shè)置
      盾構(gòu)接收基座用于接收進(jìn)洞后的盾構(gòu)機(jī)，由于盾構(gòu)進(jìn)洞姿態(tài)是未知的。在盾構(gòu)接收（進(jìn)洞）前監(jiān)理仍需復(fù)核接收井洞門中心位置和接收基座平面、高程位置（一般以低于洞圈面為原則），確保盾構(gòu)機(jī)進(jìn)洞后能平穩(wěn)、安全推上基座。
3.3進(jìn)洞前盾構(gòu)姿態(tài)監(jiān)控
      在盾構(gòu)進(jìn)洞前100環(huán)監(jiān)理對已貫通隧道內(nèi)布置的平面導(dǎo)線控制點(diǎn)及高程水準(zhǔn)基點(diǎn)做貫通前復(fù)核測量，是準(zhǔn)確評估盾構(gòu)進(jìn)洞前的姿態(tài)和擬定進(jìn)洞段掘進(jìn)軸線的重要依據(jù)。監(jiān)理復(fù)核數(shù)據(jù)應(yīng)通過與承包方復(fù)核數(shù)據(jù)的比較，分析誤差是否在允許偏差之內(nèi)，從而正確的指導(dǎo)進(jìn)洞段盾構(gòu)推進(jìn)的方向。
3.4洞門圍護(hù)結(jié)構(gòu)鑿除（進(jìn)洞側(cè)）
      盾構(gòu)進(jìn)洞前需對接收井內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)背水面鋼筋進(jìn)行割除及砼鑿除，通過打探孔實(shí)際驗(yàn)證盾構(gòu)進(jìn)洞區(qū)域土體加固的效果。監(jiān)理在洞門圍護(hù)結(jié)構(gòu)鑿除后同樣需對其后土體自立性、滲漏等情況進(jìn)行觀察，判斷進(jìn)洞區(qū)域土體的實(shí)際加固效果是否滿足盾構(gòu)安全進(jìn)洞的要求，否則應(yīng)督促承包方采取補(bǔ)救措施。
3.5盾構(gòu)接收進(jìn)洞
      盾構(gòu)接收（進(jìn)洞）準(zhǔn)備工作就續(xù)后，盾構(gòu)機(jī)向前推進(jìn)，在前端刀盤露出土體直至盾構(gòu)殼體順利推上接收基座的過程稱為“盾構(gòu)接收進(jìn)洞”。該關(guān)鍵環(huán)節(jié)監(jiān)理應(yīng)進(jìn)行旁站監(jiān)督，并重點(diǎn)做好以下工作：
⑴觀察進(jìn)洞洞口有無滲漏的狀況，發(fā)現(xiàn)洞口滲漏督促承包單位及時(shí)封堵。
⑵督促承包方及時(shí)安裝洞口拉緊裝置，并檢查其牢固性。
 
㈢結(jié)束語
      盾構(gòu)法隧道工程是一項(xiàng)綜合性施工技術(shù)（如包括盾構(gòu)機(jī)械技術(shù)、隧道測量技術(shù)、地下防水技術(shù)、盾構(gòu)施工安全技術(shù)等），通過多年來前人的不斷摸索和實(shí)踐已經(jīng)形成了一套比較成熟的施工技術(shù)，尤其是近年來在上海地鐵建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用，盾構(gòu)法施工技術(shù)也在原有的基礎(chǔ)上不斷的發(fā)展（單元、小直徑逐步向多元、大直徑），而且國產(chǎn)盾構(gòu)的制造及施工技術(shù)也取得了可喜的成績。這些都對監(jiān)理人員的素質(zhì)提出了更高的要求，更需監(jiān)理人員通過不斷學(xué)習(xí)和實(shí)踐，熟悉這些相關(guān)的施工技術(shù)，掌握盾構(gòu)法隧道施工質(zhì)量監(jiān)控重點(diǎn)及相應(yīng)的對策，才能為今后盾構(gòu)法隧道施工質(zhì)量、施工安全提供有力的監(jiān)督管理。