地鐵盾構(gòu)法隧道施工重點及相應(yīng)對策（一）
發(fā)布時間：2010-01-14 共1頁
㈠引言
近年來，為適應(yīng)城市發(fā)展需要和滿足城市居民日益增長的出行需求，上海市地鐵建設(shè)不斷加快了建設(shè)步伐。根據(jù)上海地區(qū)軟土地質(zhì)的特點，地鐵區(qū)間隧道建設(shè)一般都采用盾構(gòu)法施工，盾構(gòu)法施工是以盾構(gòu)機為隧道掘進設(shè)備，以盾構(gòu)機的盾殼作支護，用前端刀盤切削土體，由千斤頂頂推盾構(gòu)機前進，以開挖面上拼裝預(yù)制好的管片作襯砌，從而形成隧道的施工方法。盾構(gòu)機的類型有多種，目前在上海地鐵區(qū)間隧道建設(shè)中以土壓平衡式盾構(gòu)應(yīng)用最為廣泛。土壓平衡盾構(gòu)工藝原理是利用安裝在盾構(gòu)最前面的全斷面切削刀盤，將正面土體切削下來的土進入刀盤后面的密封艙內(nèi)，井使艙內(nèi)具有適當(dāng)壓力與開挖面水土壓力平衡，以減少盾構(gòu)推進對地層土體的擾動，從而控制地表沉降或隆起，在出土?xí)r由安裝在密封艙下部的螺旋運輸機向排土口連續(xù)的將土渣排出。由于地鐵盾構(gòu)法隧道施工技術(shù)難度、施工風(fēng)險高、質(zhì)量要求高、不可預(yù)測因素多。因此，監(jiān)理人員應(yīng)熟悉和掌握盾構(gòu)法隧道施工監(jiān)理監(jiān)控重點及相應(yīng)對策，在監(jiān)理工作中才能真正做到有效地對施工質(zhì)量進行監(jiān)控，從而為業(yè)主提供優(yōu)質(zhì)的監(jiān)理服務(wù)。 本人有幸參加了地鐵二號線西延伸工程的施工監(jiān)理工作，在區(qū)間隧道掘進施工監(jiān)理過程中，通過不斷摸索與總結(jié)，也積累了一些菲薄的工作經(jīng)驗， 以下就以土壓平衡式盾構(gòu)為例，對隧道掘進施工中監(jiān)理應(yīng)監(jiān)控的重點及采取的對策，談幾點體會，以為拋磚引玉。
㈡正文
1.盾構(gòu)始發(fā)（出洞）階段
盾構(gòu)始發(fā)（出洞）階段是控制盾構(gòu)掘進施工的首要環(huán)節(jié)。在盾構(gòu)始發(fā)（出洞）前、后各項準(zhǔn)備工作中監(jiān)理需監(jiān)督承包單位做好充分的技術(shù)、人員、材料、設(shè)備準(zhǔn)備，并對盾構(gòu)是否具備出洞條件予以審查，確保盾構(gòu)在安全可靠的前提下能順利出洞。
1.1盾構(gòu)出洞土體加固
為了確保盾構(gòu)出洞施工的安全和更好地保護附近的地下管線和建（構(gòu)）筑物，盾構(gòu)出洞前需對出洞區(qū)域洞口土體進行加固。土體加固的方法較多（如水泥攪拌樁加固、旋噴樁加固等），但無論采用何種加固方法，對土體加固的效果檢驗始終應(yīng)作為監(jiān)理重點控制的內(nèi)容。在確保加固效果滿足設(shè)計要求前提下，才能同意盾構(gòu)出洞，否則應(yīng)督促承包方及時采取補救措施。針對土體加固監(jiān)理人員應(yīng)重點關(guān)注以下三方面:
⑴加固土體與地墻間隙封閉
由于加固土體與地墻之間存在間隙，監(jiān)理在審查土體加固專項方案時應(yīng)審查承包方是否在方案中有相應(yīng)的措施，一般可采用注漿、旋噴等方法封閉該間隙，并監(jiān)督承包方予以落實。
⑵加固土體的強度
加固土體的強度是否滿足設(shè)計要求是衡量加固效果的首要指標(biāo)，可通過對進出洞加固范圍內(nèi)不同深度土體采用鉆芯取樣檢測的方式加以驗證，監(jiān)理人員應(yīng)對承包方鉆芯取樣過程進行見證，確保取樣工作的真實性。
⑶加固土體的均勻性
檢驗加固土體的均勻性目前尚無相應(yīng)的工具、手段，可通過打探孔方式進行觀察。監(jiān)理人員應(yīng)監(jiān)督承包方在洞口割除圍護結(jié)構(gòu)背土面鋼筋及鑿除砼后，合理布置探孔（選擇有代表性部位、數(shù)量一般不少于5個），現(xiàn)場觀察探孔有無滲漏或流砂等異常情況，作為判斷土體加固效果的輔助手段。
1.2盾構(gòu)始發(fā)基座設(shè)置
盾構(gòu)始發(fā)前需將盾構(gòu)機準(zhǔn)確的擱置在符合設(shè)計軸線的始發(fā)基座上，待所有準(zhǔn)備工作就緒后，沿設(shè)計軸線向地層內(nèi)掘進施工。因此，盾構(gòu)出洞前盾構(gòu)始發(fā)基座定位的準(zhǔn)確與否，直接影響到盾構(gòu)機始發(fā)姿態(tài)好壞。監(jiān)理在檢查盾構(gòu)始發(fā)基座時，應(yīng)重點復(fù)核以下內(nèi)容：
⑴洞門位置及尺寸
在基座設(shè)置前，監(jiān)理人員應(yīng)采用測量工具對洞口實際的凈尺寸、直徑、洞門中心的平面位置及高程進行復(fù)核。
⑵盾構(gòu)始發(fā)基座位置
盾構(gòu)始發(fā)基座的設(shè)置依據(jù)不僅包括洞門中心的位置、還包括設(shè)計坡度與平面方向。在始發(fā)基座設(shè)置完畢，為確保盾構(gòu)機能以最佳的姿態(tài)出洞。監(jiān)理人員應(yīng)復(fù)核基座頂部導(dǎo)向軌的位置（平面位置及高程），確保盾構(gòu)擱置位置和方向滿足設(shè)計軸線的要求。
1.3盾構(gòu)機及后配套設(shè)備井下驗收
盾構(gòu)法隧道施工主要依靠盾構(gòu)掘進機及配套設(shè)備完成掘進任務(wù)，由于受工作井內(nèi)空間限制，需將盾構(gòu)機及后配套臺車分節(jié)吊裝運至井下，并在井下安裝、調(diào)試和試運轉(zhuǎn)。土壓平衡式盾構(gòu)機及后配套設(shè)備構(gòu)成主要由盾構(gòu)殼體（包括刀盤及切口環(huán)、支撐環(huán)、盾尾）、推進系統(tǒng)、拼裝系統(tǒng)、油脂潤滑系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等組成。監(jiān)理在井下驗收工作中的重點是對盾構(gòu)機及后配套設(shè)備主要部件和系統(tǒng)檢查和核對，并對試運轉(zhuǎn)情況進行見證，在驗收合格前提下可批準(zhǔn)盾構(gòu)機及配套設(shè)備投入使用。以下為本工程日本小松φ6340土壓平衡式盾構(gòu)機為例，對盾構(gòu)機井下調(diào)試、驗收項目作一介紹。
驗收項目驗收內(nèi)容驗收要求
外觀驗收
1刀具數(shù)量齊全、刃口完好、安裝正確
2焊縫焊縫均勻飽滿，無缺陷
3外形尺寸盾構(gòu)外殼長度和直徑符合要求
4尾刷排列整齊有序
5電氣設(shè)備內(nèi)外清潔，電纜無破損和油污
調(diào)試驗收
1刀盤轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)滿足要求
2超挖刀數(shù)量和行程滿足要求
3推進千斤頂數(shù)量、行程、油壓、伸縮時間滿足要求
4螺旋輸送機轉(zhuǎn)速、油壓、閘門開關(guān)滿足要求
5拼裝機回轉(zhuǎn)角度和速度滿足要求
6注漿系統(tǒng)滿足正常使用（用水替代）
7盾尾油脂滿足正常使用
8雙梁葫蘆走行和起升構(gòu)件正常，滿足正常使用
9皮帶機啟動和停止正常，滿足正常使用
10泡沫系統(tǒng)噴出正常
11電氣系統(tǒng)儀器儀表顯示、漏電開關(guān)保護、警報系統(tǒng)等能正常使用
1.4 后盾支撐系統(tǒng)安裝
盾構(gòu)前進的動力是通過千斤頂來提供，而盾構(gòu)始發(fā)時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、臨時襯砌（負環(huán)管片）等組成，監(jiān)理在監(jiān)督過程中應(yīng)重點關(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度，確保在頂力作用下不發(fā)生變形
1.5洞門圍護結(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)洞口圍護結(jié)構(gòu)進行分次鑿除(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結(jié)構(gòu)后通過打探孔可進一步直觀的觀察盾構(gòu)出洞土體加固的效果。監(jiān)理在洞門圍護結(jié)構(gòu)鑿除后應(yīng)對其后土體自立性、滲漏等情況進行觀察，判斷出洞區(qū)域土體的實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)重點對簾布橡膠板上所開螺孔位置、尺寸進行復(fù)核，對出洞裝置安裝的牢固情況進行檢查，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間，盾構(gòu)從始發(fā)基座導(dǎo)軌上應(yīng)及時向前推進，使盾構(gòu)切口切入土層直至盾構(gòu)殼體進入洞口的過程稱為“盾構(gòu)始發(fā)出洞”。該關(guān)鍵環(huán)節(jié)監(jiān)理應(yīng)進行旁站監(jiān)督，并重點做好以下工作：
⑴觀察割除圍護結(jié)構(gòu)迎水面鋼筋后盾構(gòu)機應(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清除。
⑷第一環(huán)正環(huán)拼裝前檢查最后一環(huán)負環(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。
巖土工程師站點
近年來，為適應(yīng)城市發(fā)展需要和滿足城市居民日益增長的出行需求，上海市地鐵建設(shè)不斷加快了建設(shè)步伐。根據(jù)上海地區(qū)軟土地質(zhì)的特點，地鐵區(qū)間隧道建設(shè)一般都采用盾構(gòu)法施工，盾構(gòu)法施工是以盾構(gòu)機為隧道掘進設(shè)備，以盾構(gòu)機的盾殼作支護，用前端刀盤切削土體，由千斤頂頂推盾構(gòu)機前進，以開挖面上拼裝預(yù)制好的管片作襯砌，從而形成隧道的施工方法。盾構(gòu)機的類型有多種，目前在上海地鐵區(qū)間隧道建設(shè)中以土壓平衡式盾構(gòu)應(yīng)用最為廣泛。土壓平衡盾構(gòu)工藝原理是利用安裝在盾構(gòu)最前面的全斷面切削刀盤，將正面土體切削下來的土進入刀盤后面的密封艙內(nèi)，井使艙內(nèi)具有適當(dāng)壓力與開挖面水土壓力平衡，以減少盾構(gòu)推進對地層土體的擾動，從而控制地表沉降或隆起，在出土?xí)r由安裝在密封艙下部的螺旋運輸機向排土口連續(xù)的將土渣排出。由于地鐵盾構(gòu)法隧道施工技術(shù)難度、施工風(fēng)險高、質(zhì)量要求高、不可預(yù)測因素多。因此，監(jiān)理人員應(yīng)熟悉和掌握盾構(gòu)法隧道施工監(jiān)理監(jiān)控重點及相應(yīng)對策，在監(jiān)理工作中才能真正做到有效地對施工質(zhì)量進行監(jiān)控，從而為業(yè)主提供優(yōu)質(zhì)的監(jiān)理服務(wù)。 本人有幸參加了地鐵二號線西延伸工程的施工監(jiān)理工作，在區(qū)間隧道掘進施工監(jiān)理過程中，通過不斷摸索與總結(jié)，也積累了一些菲薄的工作經(jīng)驗， 以下就以土壓平衡式盾構(gòu)為例，對隧道掘進施工中監(jiān)理應(yīng)監(jiān)控的重點及采取的對策，談幾點體會，以為拋磚引玉。
㈡正文
1.盾構(gòu)始發(fā)（出洞）階段
盾構(gòu)始發(fā)（出洞）階段是控制盾構(gòu)掘進施工的首要環(huán)節(jié)。在盾構(gòu)始發(fā)（出洞）前、后各項準(zhǔn)備工作中監(jiān)理需監(jiān)督承包單位做好充分的技術(shù)、人員、材料、設(shè)備準(zhǔn)備，并對盾構(gòu)是否具備出洞條件予以審查，確保盾構(gòu)在安全可靠的前提下能順利出洞。
1.1盾構(gòu)出洞土體加固
為了確保盾構(gòu)出洞施工的安全和更好地保護附近的地下管線和建（構(gòu)）筑物，盾構(gòu)出洞前需對出洞區(qū)域洞口土體進行加固。土體加固的方法較多（如水泥攪拌樁加固、旋噴樁加固等），但無論采用何種加固方法，對土體加固的效果檢驗始終應(yīng)作為監(jiān)理重點控制的內(nèi)容。在確保加固效果滿足設(shè)計要求前提下，才能同意盾構(gòu)出洞，否則應(yīng)督促承包方及時采取補救措施。針對土體加固監(jiān)理人員應(yīng)重點關(guān)注以下三方面:
⑴加固土體與地墻間隙封閉
由于加固土體與地墻之間存在間隙，監(jiān)理在審查土體加固專項方案時應(yīng)審查承包方是否在方案中有相應(yīng)的措施，一般可采用注漿、旋噴等方法封閉該間隙，并監(jiān)督承包方予以落實。
⑵加固土體的強度
加固土體的強度是否滿足設(shè)計要求是衡量加固效果的首要指標(biāo)，可通過對進出洞加固范圍內(nèi)不同深度土體采用鉆芯取樣檢測的方式加以驗證，監(jiān)理人員應(yīng)對承包方鉆芯取樣過程進行見證，確保取樣工作的真實性。
⑶加固土體的均勻性
檢驗加固土體的均勻性目前尚無相應(yīng)的工具、手段，可通過打探孔方式進行觀察。監(jiān)理人員應(yīng)監(jiān)督承包方在洞口割除圍護結(jié)構(gòu)背土面鋼筋及鑿除砼后，合理布置探孔（選擇有代表性部位、數(shù)量一般不少于5個），現(xiàn)場觀察探孔有無滲漏或流砂等異常情況，作為判斷土體加固效果的輔助手段。
1.2盾構(gòu)始發(fā)基座設(shè)置
盾構(gòu)始發(fā)前需將盾構(gòu)機準(zhǔn)確的擱置在符合設(shè)計軸線的始發(fā)基座上，待所有準(zhǔn)備工作就緒后，沿設(shè)計軸線向地層內(nèi)掘進施工。因此，盾構(gòu)出洞前盾構(gòu)始發(fā)基座定位的準(zhǔn)確與否，直接影響到盾構(gòu)機始發(fā)姿態(tài)好壞。監(jiān)理在檢查盾構(gòu)始發(fā)基座時，應(yīng)重點復(fù)核以下內(nèi)容：
⑴洞門位置及尺寸
在基座設(shè)置前，監(jiān)理人員應(yīng)采用測量工具對洞口實際的凈尺寸、直徑、洞門中心的平面位置及高程進行復(fù)核。
⑵盾構(gòu)始發(fā)基座位置
盾構(gòu)始發(fā)基座的設(shè)置依據(jù)不僅包括洞門中心的位置、還包括設(shè)計坡度與平面方向。在始發(fā)基座設(shè)置完畢，為確保盾構(gòu)機能以最佳的姿態(tài)出洞。監(jiān)理人員應(yīng)復(fù)核基座頂部導(dǎo)向軌的位置（平面位置及高程），確保盾構(gòu)擱置位置和方向滿足設(shè)計軸線的要求。
1.3盾構(gòu)機及后配套設(shè)備井下驗收
盾構(gòu)法隧道施工主要依靠盾構(gòu)掘進機及配套設(shè)備完成掘進任務(wù)，由于受工作井內(nèi)空間限制，需將盾構(gòu)機及后配套臺車分節(jié)吊裝運至井下，并在井下安裝、調(diào)試和試運轉(zhuǎn)。土壓平衡式盾構(gòu)機及后配套設(shè)備構(gòu)成主要由盾構(gòu)殼體（包括刀盤及切口環(huán)、支撐環(huán)、盾尾）、推進系統(tǒng)、拼裝系統(tǒng)、油脂潤滑系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等組成。監(jiān)理在井下驗收工作中的重點是對盾構(gòu)機及后配套設(shè)備主要部件和系統(tǒng)檢查和核對，并對試運轉(zhuǎn)情況進行見證，在驗收合格前提下可批準(zhǔn)盾構(gòu)機及配套設(shè)備投入使用。以下為本工程日本小松φ6340土壓平衡式盾構(gòu)機為例，對盾構(gòu)機井下調(diào)試、驗收項目作一介紹。
驗收項目驗收內(nèi)容驗收要求
外觀驗收
1刀具數(shù)量齊全、刃口完好、安裝正確
2焊縫焊縫均勻飽滿，無缺陷
3外形尺寸盾構(gòu)外殼長度和直徑符合要求
4尾刷排列整齊有序
5電氣設(shè)備內(nèi)外清潔，電纜無破損和油污
調(diào)試驗收
1刀盤轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)滿足要求
2超挖刀數(shù)量和行程滿足要求
3推進千斤頂數(shù)量、行程、油壓、伸縮時間滿足要求
4螺旋輸送機轉(zhuǎn)速、油壓、閘門開關(guān)滿足要求
5拼裝機回轉(zhuǎn)角度和速度滿足要求
6注漿系統(tǒng)滿足正常使用（用水替代）
7盾尾油脂滿足正常使用
8雙梁葫蘆走行和起升構(gòu)件正常，滿足正常使用
9皮帶機啟動和停止正常，滿足正常使用
10泡沫系統(tǒng)噴出正常
11電氣系統(tǒng)儀器儀表顯示、漏電開關(guān)保護、警報系統(tǒng)等能正常使用
1.4 后盾支撐系統(tǒng)安裝
盾構(gòu)前進的動力是通過千斤頂來提供，而盾構(gòu)始發(fā)時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、臨時襯砌（負環(huán)管片）等組成，監(jiān)理在監(jiān)督過程中應(yīng)重點關(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度，確保在頂力作用下不發(fā)生變形
1.5洞門圍護結(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)洞口圍護結(jié)構(gòu)進行分次鑿除(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結(jié)構(gòu)后通過打探孔可進一步直觀的觀察盾構(gòu)出洞土體加固的效果。監(jiān)理在洞門圍護結(jié)構(gòu)鑿除后應(yīng)對其后土體自立性、滲漏等情況進行觀察，判斷出洞區(qū)域土體的實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)重點對簾布橡膠板上所開螺孔位置、尺寸進行復(fù)核，對出洞裝置安裝的牢固情況進行檢查，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間，盾構(gòu)從始發(fā)基座導(dǎo)軌上應(yīng)及時向前推進，使盾構(gòu)切口切入土層直至盾構(gòu)殼體進入洞口的過程稱為“盾構(gòu)始發(fā)出洞”。該關(guān)鍵環(huán)節(jié)監(jiān)理應(yīng)進行旁站監(jiān)督，并重點做好以下工作：
⑴觀察割除圍護結(jié)構(gòu)迎水面鋼筋后盾構(gòu)機應(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清除。
⑷第一環(huán)正環(huán)拼裝前檢查最后一環(huán)負環(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。
巖土工程師站點
