介紹
近年來，為了適應城市發展的需要，滿足城市居民日益增長的出行需求，上海的地鐵建設壹直在加快建設步伐。根據上海軟土地質的特點，地鐵隧道施工壹般采用盾構法。盾構法是以盾構機為隧道掘進設備，以盾構機的盾殼為支撐，以前刀盤切土，以千斤頂推動盾構機前進，以開挖面拼裝的預制管片為襯砌的隧道施工方法。盾構機有很多種。目前，土壓平衡盾構在上海地鐵隧道建設中應用最為廣泛。EPB盾構的技術原理是利用安裝在盾構前部的全斷面切削刀盤，將從正面切削的土體送入刀盤後面的密封倉內，使倉內有適當的壓力來平衡開挖面的水土壓力，以減少盾構推進對地層土體的擾動，從而控制地面沈降或隆起。出土時，土渣由安裝在密封艙下部的螺旋輸送器不斷排出到排土口。由於地鐵盾構隧道施工技術難度大、施工風險高、質量要求高、不可預測因素多。因此，監理人員應熟悉和掌握盾構隧道施工的監理控制要點及相應對策，以便在監理工作中有效監控施工質量，為業主提供質量監理服務。我有幸參與了地鐵2號線西延工程的施工監理。在隧道開挖的監理過程中，通過不斷的探索和總結，積累了壹些微薄的工作經驗。本人以EPB盾構為例，談談隧道開挖施工中監理應監控的重點及應采取的對策，以引起更多的關註。
第二文本
1.盾構始發(出洞)階段
盾構始發(出)階段是控制盾構掘進施工的首要環節。在盾構開工(出洞)前後的準備工作中，監理人應監督承包人做好技術、人員、材料和設備的充分準備，審查盾構是否具備出洞條件，確保盾構在安全可靠的前提下順利出洞。
1.1盾構隧道土體加固
為了保證盾構掘進的安全，更好地保護附近的地下管線和建築物，在盾構掘進前應對盾構掘進區入口處的土體進行加固。土體加固的方法有很多(如水泥攪拌樁加固、旋噴樁加固等。)，但無論采用哪種加固方法，土體加固的效果檢驗始終應是監理的重點控制內容。在保證加固效果滿足設計要求的前提下，可允許盾構出洞，否則應督促承包商及時采取補救措施。對於土體加固監理人員應重點關註以下三個方面:
(1)加筋土與地下連續墻之間的間隙是封閉的。
由於加固土體與地下室墻體之間有縫隙，監理人在審查土體加固專項方案時，應檢查承包人在方案中是否有相應的措施。壹般可采用灌漿、噴射灌漿等方法封閉縫隙，並監督承包商實施。
(2)加筋土的強度
加筋土的強度是否滿足設計要求是衡量加筋效果的首要指標。可通過對進出孔加固範圍內不同深度的土壤取樣測試來驗證。監理人應見證承包人取芯鉆探的取樣過程，以保證取樣工作的真實性。
(3)加筋土的均勻性。
目前還沒有相應的測試加筋土均勻性的工具和手段，可以通過探孔觀察。監理人應監督承包人在切割圍護結構背土面鋼筋和鑿除洞口混凝土後，合理布置探測孔(選擇有代表性的部位，數量壹般不少於5個)，並現場觀察有無滲漏、流沙等異常情況，作為判斷土體加固效果的輔助手段。
1.2盾構機啟動底座設置
盾構始發前，要將盾構機準確地安放在符合設計軸線的始發底座上。所有準備工作就緒後，盾構機要沿設計軸線打入地層。因此，盾構出洞前盾構啟動底座定位的準確性直接影響著盾構機的啟動姿態。監督在檢查盾構始發基礎時，應重點檢查以下內容:
①大衛的位置和大小。
安裝臺座前，監理應使用測量工具檢查實際凈尺寸、直徑、平面位置和洞口中心標高。
2盾構始發基礎位置
盾構始發基礎的設置依據不僅包括洞口中心位置，還包括設計坡度和平面方向。啟動底座設置好後，為了保證盾構機能以最佳姿態出洞。監理應對臺座頂部導軌的位置(平面位置和標高)進行復核，以確保盾構鋪設的位置和方向符合設計軸線的要求。
1.3盾構機及其配套設備的地下驗收
盾構隧道施工主要依靠盾構機和配套設備來完成掘進任務。由於工作井內空間有限，需要將盾構機和配套臺車分段吊裝運輸至井下，並在井下進行安裝、調試和試運行。EPB盾構機及其配套設備主要由盾殼(包括刀盤和缺口環、支撐環和盾尾)、推進系統、裝配系統、脂潤滑系統和監控系統組成。監理重點是對盾構機及其配套設備的主要部件和系統進行檢查和驗證，並見證試運行。在驗收合格的前提下，方可批準盾構機及配套設備投入使用。以日本小松φ6340土壓平衡盾構機為例，介紹了盾構機的地下調試和驗收項目。
1.4安裝倒車支撐系統
盾構的驅動力由千斤頂提供，當盾構啟動時，千斤頂的頂力作用在背撐系統上。壹般的背襯支撐系統由鋼反力架、鋼支撐、臨時襯砌(負環段)等組成。在監理過程中，監理方應重點關註背襯支撐系統是否滿足其技術要求，即背襯支撐系統必須具有足夠的剛度和強度，以保證在頂力作用下不會變形。
1.5洞口圍護結構開挖(出口側)
在地鐵盾構隧道施工中，車站主體結構兩端的端井壹般用作盾構始發井和接收井。盾構始發前，需要分次鑿除始發井側面洞口的圍護結構(壹般分兩次，第壹次鑿除背水面鋼筋和圍護結構混凝土至水面鋼筋，其余在第二次之前鑿除)。壹方面清除了盾構出洞前的障礙物，另壹方面可以在圍護結構第壹次鑿洞後，通過挖洞進壹步直觀觀察盾構的土體加固效果。洞門圍護結構開挖後，監理人應觀察背後土體的自立和滲漏情況，判斷隧道區土體的實際加固效果是否滿足盾構安全出洞的要求。
1.6盾構掘進裝置安裝
由於隧道洞口與盾構之間有建築間隙，容易造成泥漿流失，造成地面沈降和周圍建築物、管線位移，因此需要安裝出孔裝置。壹般包括簾線橡膠板、圓板、扇形板以及相應的連接螺栓和墊圈。監督人員應重點復核帷幕膠板上螺孔的位置和尺寸，檢查留孔裝置安裝是否牢固，確保帷幕膠板能緊貼孔，防止盾構出洞後同步註漿漿液外泄。
1.7盾源於洞。
盾構出洞的準備工作繼續進行後，為了減少正土的暴露時間，應及時將盾構從始發底座的導軌上向前推進，這樣將盾構切口切入土層直至盾殼進洞的過程稱為盾構出洞。對這壹關鍵環節的監督應實行現場監督，並重點做好以下工作:
(1)觀察圍護結構鋼筋切斷後，盾構機應迅速靠在洞口前方土體上。
⑵盾構掘進過程中，觀察洞內有無滲漏，發現滲漏時，督促承包商及時堵洞。
(3)檢查前倉土壓設置是否合適，觀察土倉內是否有混凝土塊，發現時督促承包商及時清理。
(4)在裝配第壹個環之前，檢查最後壹個環負環段的裝配位置。
⑸檢查千斤頂的使用情況，防止盾構出洞後姿態浮動。
2.試盾構掘進和正式掘進階段
根據盾構施工技術的特點，盾構安全出洞後需要進行前100輪試掘進，尋找最佳施工參數，為全線正常掘進提供符合實際土質特點的技術參數。無論是在試掘進還是正式掘進階段，監理人員都可以通過觀察盾構機控制室儀表顯示的數據，審查承包商提交的盾構掘進施工報告，通過監測數據分析隧道和地面的沈降，及時掌握和分析施工技術參數的變化，檢查盾構掘進中的姿態、管片拼裝質量、註漿作業的效果等進行動態監測。，並督促承包商采取相應措施，確保盾構掘進的施工質量和周圍環境的安全。
2.1盾構機施工參數管理
由於EPB盾構采用了計算機控制系統，可以自動控制盾構的刀盤速度、推進速度和推進方向，及時反映掘進過程中的施工參數。這些施工參數的確定是根據地質條件和環境監測反復測量、調整和優化的過程。如發現異常，需及時調整。因此，盾構施工參數的管理應貫穿於盾構掘進的全過程。在監理過程中，監理方可以通過審查承包商的施工報告和觀察盾構機控制的室內監控設備，及時收集和分析有關施工參數的信息，通過信息反饋動態掌握施工參數的變化。盾構機監控系統可以反映許多施工參數(如土壓力、刀盤油壓和轉速、盾構掘進速度等。).這些施工參數的管理和監督應重點關註工作中的以下項目:
2.1.1土壓力
EPB盾構掘進的原理是在開挖前後建立水土壓力平衡。在盾構掘進的不同階段，盾構機的工況是從初始出口階段的非土壓平衡到土壓平衡，再從土壓平衡到入口階段的非土壓平衡，即土壓設定是變化的(理論上與土壤容重、覆土深度、側向土壓系數有關)，需要通過不同的土質、覆土厚度、環境監測數據不斷調整。因此，平衡土壓力的設置是EPB盾構施工的關鍵，監理應特別註意。通過比較計算的理論土壓力和實際設定的土壓力，可以判斷實際設定的土壓力是否滿足施工需要，督促承包商合理設定土壓力。
2.1.2挖方量
EPB盾構以缺口環作為封閉的土倉。盾構推進過程中，切土進入封閉的土倉，隨著進土量的增加建立壹定的土壓，然後由螺旋輸送機將土排出，土倉壓力值由開挖土量控制。因此，開挖的量和速度與設定的土壓力值密切相關，監理人員可以通過比較理論每環開挖量和實際每環開挖量來判斷開挖量是否正常。
2.1.3行駛速度
盾構掘進速度主要受限於盾構設備的進刀和掘進速度。如果進、挖速度不協調，容易造成前方土體失穩、地表沈降等不利現象。因此，監理應著重督促承包商以平衡和連續的方式組織開挖工作。出現異常情況時(如障礙物、不良地質、盾構姿態大偏差等。)，應及時停止開挖，封閉正土，查明原因後采取相應措施。
2.1.4千斤頂推力
盾構由安裝在支撐環周圍的千斤頂向前推動，推力與盾構掘進遇到的阻力有關。千斤頂的正確使用是盾構能否沿設計軸線(標高)準確推進的關鍵。因此，在每壹環推進前，監理應根據承包商在前幾環申報的盾構推進狀態報告，分析盾構走向，督促承包商正確選擇千斤頂的分組，合理糾正偏差。
2.2盾構掘進姿態控制？
所謂盾構姿態，具體是指盾構掘進中當前的空間位置(包括高程和平面位置)。盾構姿態控制是將盾構軸線控制在設計允許的偏差範圍內。盾構姿態控制的好壞，不僅關系到在給定的空間內，盾構軸線能否在設計軸線的允許偏差範圍內推進，而且影響後續工序管片拼裝的質量(只有將盾構掘進姿態控制在允許誤差範圍內，才能保證管片拼裝在理想位置)。因此，盾構掘進階段對盾構姿態的控制應始終是監理人員的重中之重。根據《地下鐵道工程施工及驗收規範》(GB 50299-1999)第8.4.4條(2003年版)規定，盾構掘進應嚴格控制中線的平面位置和標高，允許偏差為50 mm，如發現偏差，應逐級修正，不得硬調。監理方在實施盾構姿態控制時，應嚴格以規範要求為控制準則。為了在工作中控制盾構姿態，監理首先要熟悉和掌握設計線型要求，即隧道平面曲線和豎曲線的線型(包括裏程、長度、坡度、半徑等。)，然後重點監控以下內容:
2.2.1盾構姿態測量數據
盾構姿態測量數據包括自動測量數據(盾構機配有自動測量系統，可反映盾構軌跡和瞬時姿態，動態監測盾構姿態數據)和人工測量復核數據(檢測和修正自動測量數據的正確性)。監理人員可以綜合分析對比兩種數據，動態掌握數據變化，正確引導盾構正確安全推進。
2.2.2盾構糾偏量
盾構在推進過程中不可能壹直處於理想狀態(特別是在曲線段)，會產生不同程度的偏差。影響盾構偏移的因素很多且復雜(如地質條件、機械設備、施工操作等。).壹般在施工時通過調整千斤頂分組或校正材料(粘貼在節段上)可以糾正偏差。監理工程師不僅要根據盾構姿態的實測數據及時分析盾構姿態，還要督促承包商順利控制掘進方向和盾構推進軸線。並且，在每節管片拼裝前都要對盾構姿態進行復核，發現偏差，督促承包商制定合理的整改計劃和數量，及時采取整改措施，避免誤差積累。
2.3管片組裝控制
根據盾構施工技術中管片成環的特點，將管片在盾尾拼裝成環，在盾殼保護下形成隧道。
它是盾構施工的關鍵工序，管片拼裝質量直接影響隧道結構的安全和使用功能。因此，為確保管片拼裝質量滿足設計和規範要求，監理應重點關註以下環節:
2.3.1段生產監控
管片生產質量是保證管片組裝質量的首要環節。管片制作壹般由預制構件廠提前制作，以滿足現場盾構掘進施工的需要。《地下鐵路工程施工及驗收規範》(GB 50299-1999)第8.11條對管片制作質量提出了明確要求。監理人員在管片生產過程中應嚴格控制管片質量，只有滿足以下條件時，管片才允許出廠。
(1)管片模具的精度符合規範要求。
⑵管片的類型、管片脫模後成品的外觀質量和尺寸偏差符合設計和規範要求。
(3)管片混凝土抗壓強度和抗滲指標滿足設計要求。
(4)管片的檢漏和三環試裝配檢查符合規範要求。
管片進場檢驗
管片合格後，根據現場施工需要，由預制廠分批運至現場。監理對進場管片的檢查是對管片生產質量的第二次審查。檢查的重點包括:
(1)根據管片順序圖檢查管片規格是否滿足施工需要。
⑵審查進場管片的出廠合格證。
(3)審查進場管片的外觀質量，發現缺陷及時督促承包商修復。
2.3.3管片組裝前的檢查
根據管片接縫的防水設計要求，壹般需要粘貼防水墊片，監理工程師在管片拼裝前應逐個檢查墊片的粘貼位置和粘貼質量。
2.3.4成環後分段檢查。
成圈後管片的質量是衡量和判斷盾構隧道質量的主要依據。(《地下鐵路工程施工及驗收規範》(GB 50299-1999)第8.6.5條對管片拼裝質量提出了具體要求(本工程以20環為壹個檢驗批驗收)。在檢查過程中，監督員應重點檢查以下內容:
(1)標高和平面偏差。
⑵縱向和周向相鄰節段的高差和間隙寬度。
(3)縱向和圓周方向上的相鄰段通過螺栓連接。
2.3灌漿作業監控
當用盾構法建造隧道時，在盾構殼體和組裝管片之間存在建造間隙。如不及時填築，將使土層受到擾動而變形，造成地面變形(嚴重危及地面建築物和地下管線的安全使用)或隧道結構變形。註漿作業是盾構隧道施工中控制地面和隧道結構變形的主要技術措施之壹，通過註漿充填建築物間隙來控制變形。施工中的註漿技術可分為同步註漿和襯砌後補充註漿。無論采用哪種技術，監理都應通過分析監測數據(以控制地面和隧道結構變形為原則)、查閱攪拌和灌漿施工記錄、每班對攪拌灌漿液塊進行見證檢查等方式，綜合分析灌漿作業的效果，判斷灌漿作業是否達到控制變形的效果，並重點監督漿液配合比、灌漿量、灌漿壓力等主要技術指標。
3盾構接收(進洞)階段
盾構掘進接收階段的開挖是盾構掘進的最後壹個關鍵環節。盾構能否順利進入隧道，關系到整個隧道開挖施工的成敗。在盾構進入隧道前後，監理人應監督承包人做好盾構接收的充分準備，確保盾構以良好的姿態進入隧道並坐在盾構接收座上。
3.1盾構隧道土體加固
壹般情況下，盾構入口區的土體加固與出口區的土體加固同時進行。盾構入口區土體加固效果的測試可以參考盾構出口區土體加固。
3.2盾構接收底座的設置
盾構接收座用於接收進洞後的盾構機，因為盾構進洞姿態未知。在接收盾構(進入隧道)前，監理仍需檢查接收豎井洞口的中心位置和接收底座的平面和標高位置(壹般以低於洞圓面為原則)，以保證盾構機進入隧道後能順利安全地推進底座。
3.3進入隧道前的盾構姿態監測
盾構進洞前，100環監會對貫通隧道內布設的平面導線控制點和高程基準點進行復測，這是準確評價盾構進洞前姿態和擬定隧道斷面開挖軸線的重要依據。監理審核的數據應與承包商審核的數據進行對比，分析誤差是否在允許偏差範圍內，從而正確指導盾構在隧道段的掘進方向。
3.4洞門圍護結構鑿(進洞側)
盾構進入隧道前，應切斷接收井內圍護結構背面的鋼筋，鑿除混凝土。盾構進入隧道區域的土體加固效果實際上是通過探測孔來驗證的。監理人還應觀察支護結構開挖後隧道洞門後土體的自立和滲漏情況，判斷隧道洞口區土體的實際加固效果是否滿足盾構隧道安全進洞的要求，否則應督促承包人采取補救措施。
3.5盾構接收進洞
盾構接收(進洞)的準備工作繼續進行後，盾構機向前移動，露出前刀盤處的泥土，直至盾構殼體被成功推到接收底座上的過程，稱為盾構接收進洞。對這壹關鍵環節的監督應實行現場監督，並重點做好以下工作:
(1)觀察隧道洞口有無滲漏，督促承包商及時封堵洞口滲漏。
2督促承包商及時安裝孔張緊裝置並檢查其牢固性。
三點結束語
盾構法隧道施工是壹項綜合施工技術(包括盾構機械技術、隧道測量技術、地下防水技術、盾構施工安全技術等。).通過前人多年的不斷探索和實踐，形成了壹套相對成熟的施工技術，特別是近年來在上海地鐵建設中得到廣泛應用，盾構施工技術在原有基礎上不斷發展(單元式、小直徑逐漸多樣化、大直徑)，國內盾構制造和施工技術。這些都對監理人員的素質提出了更高的要求，更需要監理人員通過不斷的學習和實踐，熟悉這些相關的施工技術，掌握盾構隧道施工質量監控的要點和相應的對策，為今後盾構隧道的施工質量和安全提供強有力的監督管理。
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