武汉地铁3号线3标区间盾构施工质量控制总结

时间:2024.5.2

武汉地铁3号线3标区间盾构施工质量控制总结

中铁七局三公司

武汉地铁3号线3标项目部

20##年10月

一、工程概况

武汉市轨道交通三号线一期工程体育中心北站~三角湖站区间整体呈南北走向,沿东风大道路敷设,总长度1206.8m,区间采用中铁装备生产的CTE6250盾构机由体育中心北站北端头始发,三角湖站南端头井接收,结构形式为圆形隧道,管片外径6.0m,内径5.4m,厚度0.3m,宽度1.5m,分块数为6块(管片由一块封顶块、两块邻接块、三块标准块构成)。环间采用错缝拼装。管片砼等级为C50,抗渗等级P12。

区间隧道地质情况主要以粘土、粘土夹碎石为主,该土层以硬塑状态为主,局部呈坚硬状态或可塑状态,干强度高,韧性高。

区间盾构隧道由体育中心站北端头始发。始发后沿东风大道向北掘进至三角湖站南端头,吊出转场至三角湖站北端头进行二次始发,至汉阳客运中心站进行接收。

1.1工程地质

本区间隧道断面范围内主要以( 10—1)粘土(Q2al+pl)、(l0-2)粘土夹碎石(Q2al+pl)、(l0-3)粘土(Q2al+pl)为主,其间有部分基岩突起,主要包含(15a-1)强风化泥质粉砂岩(K-E)、(15a-2)中风化泥质粉砂岩(K一E)和(15a—a)泥质粗砂岩(K—E)。

1.2盾构机概况

盾构机开挖尺寸6280mm; 刀盘开口率33%; 最大推力34000kN; 最大掘进速度80mm/min; 盾尾间隙:60mm; 配有中心双联撕裂刀4把, 正面更换撕裂刀31把,切刀44把,边刮刀8把,焊接撕裂刀28把,保径刀8把,液压式超挖刀1把。

1.2-1盾构机刀盘示意图

1.3施工重难点

(1)工期紧,为确保地铁公司规划的总工期目标,本区间只有5个月的工期。且中间需要跨年,人员难以组织。

(2)穿越建、构筑物,本区间需下穿新民河、新民河渡槽以及万达广场售楼中心。盾构区间始发后700m后到达新民河,里程为YDK3+381河面宽度约50m,枯水期常年水位标高17.5-19m之间;丰水期常年水位标高介于19m~20.9m之间,中心河底标高介于15.0-16.0m之间,水深2.5-4m。新民河渡槽桥边距隧道中心线最近距离为9.2m,最远距离为11.99m。河底距隧道拱顶约7.2m,拱顶以上土层主要为粘土和粘土夹碎石隧道与新民河渡槽位置关系见附图1.3-1。

1.3-1新民河及渡槽与隧道位置关系图

新民河管线渡槽,桥台为明挖基础U型桥台,中间为明挖基础实体式悬臂桥墩,桥面距隧道边线最近6.2m,最远为8.9m。该桥离隧道范围较近,且该处隧道拱顶埋深较浅,只有7.2m,桥面上有一根Φ600供水管及四根10KV高压电力管线;隧道掘进过程中可能会对桥梁稳定性造成一定影响。经过调查发现该桥已经处于危桥状态,北侧桥台已经垮塌,现利用砖砌进行支撑,桥台北侧房屋也有较大裂缝,每个桥墩处梁板均有不同程度裂缝,尤其以北端1、2号桥墩最为严重,南侧桥台有较大裂缝,桥面明显处于弯曲状态,桥面管线也同桥面一样弯曲,北端桥台西侧利用方木进行支撑。

区间右线从万达售楼中心西南角下穿,该楼为4层钢筋砼框架结构,采用扩大墩基础,基础埋深3.6m,整体为玻璃幕墙,对沉降要求较高。该段隧道拱顶距离地面约17m,拱顶以上土层主要为粘土和粘土夹碎石。

二、日常掘进管片质量控制

公司派遣经验丰富的施工人员和管理人员进行本区间的掘进施工,项目部充分总结粘土底层盾构掘进的施工经验,提高成型管片质量控制标准,力争做到成型管片质量达到设计及规范要求。

1、首先从源头上把好质量关

项目部派遣专业技术人员进入管片厂驻厂,严格控制管片生产质量,确保管片出厂后为合格的管片,管片进入施工场地前由技术员进行再一次质量验收,管片质量及防水材料粘贴质量符合要求后方可进入管片场地。

2、加强过程控制,防止事后返工

盾构掘进过程中,由项目总工定期组织人员进行质量教育培训,提高盾构施工人员的质量意识。同时每个班组安排一名土建工程师和一名机电工程师负责现场掘进、管片点位选择等工作,严格控制管片拼装质量,保证每一块管片环缝、纵缝拼装时是平整的、符合设计要求的。

制定了专门的管片安装技术交底、盾构掘进技术交底及安全交底,保证每环管片螺栓紧固三次,防止后续掘进中发生二次质量问题。严格控制掘进参数,根据不同的地质情况及隧道埋深,同时结合地表监测情况及时对掘进参数进行调整,避免掘进过程中油缸对上一环管片造成损坏或出现地表沉降过大的情况。

3、定期总结施工经验,指导后续施工。

每掘进50环,由项目总工及生产副经理组织盾构施工人员开展施工总结会议,盾构司机、土建工程师及测量工程师全程参与,总结50环掘进的经验以及施工参数控制,同时对比下一个50环的地质情况、隧道埋深以及地表建筑物情况,初步定出后50环掘进参数,后续施工过程中再根据地表监测进行适当调整。

根据本区间的掘进,项目部盾构施工管理人员通过现场调查及测试归纳以下几点为影响成型管片质量的主要因素。

针对以上问题项目制定了相应的措施进行规避管片出现质量问题的风险,确保拼装成型的管片质量符合设计及规范要求。

实施一:

1、由项目总工牵头,定期组织所有盾构施工人员及管理人员进行质量及技能培训,通过培训会议,大家互相探讨、总结盾构施工经验,提高所有盾构施工人员的质量意识以及操作技能水平,确保各个岗位施工人员的操作水平都能达到施工要求。

2、同时对容易出现问题的质量控制点进行了明确,制定、公布了盾构施工质量考核办法及严格的奖罚措施,从经济上加强施工人员对施工质量的重视程度。

实施二:

1.由主管工程师召集盾构机司机及管片拼装手进行培训,使盾构司机及拼装手均对管片点位选择所需注意的事项有充分的了解。

2、结合施工现场,会同司机与拼装手探讨管片点位选择问题,理论与实际相结合,汲取更多施工经验,使操作人员对管片点位选择的重要性及标准有了更深层的认识,确定了管片点位选择与盾尾间隙、油缸行程的关系,同时明确了K块拼装在盾尾间隙最大的点位,每组油缸行程差不得大于10cm,压力差不得大于50bar,以减小管片错台和破损的几率。

实施三:

由质检工程师负责落实现场管片螺栓的紧固抽查及指导,安排2个专职人员负责螺栓的紧固,加强跟班人员现场检查力度,并制定将每环螺栓紧固次数增加到3次,管片拼装时紧固第一次,第二环推至1.2m时紧固第二次,第二环掘进完成后紧固第三次。确保管片不会因螺栓松动而错台。

实施四:

由测量主管工程师对盾构机司机进行再次培训,测量主管工程师充分总结了已完成部分隧道的盾构机姿态与管片姿态的关系,提供了每一环管片姿态的相关数据,对盾构司机进行讲解,使盾构机司机对管片姿态的重要性了解、掌握,更加有利于施工。同时明确了每环纠偏量不得大于5mm,要求严格执行。

三、重难点施工控制

3.1工期紧

针对本区间掘进需要跨年的特点,所有关键岗位人员均由公司安排有丰富经验的正式职工,可以确保春节期间的正常施工,均可为项目的正常运转在工地过年,保证了本区间掘进的施工工期符合业主下达的目标工期。

3.2穿越建、构筑物

盾构在下穿新民河时,盾构机的掘进过程中刀盘转动及推进对土体的扰动可能会影响新民河渡槽的稳定,土仓压力、注浆压力及注浆量控制不当会导致地面及河床底部沉降超标,在充分总结本盾构区间前半段掘进参数的经验基础上,采取如下措施确保盾构下穿时新民河及万达售楼中心和地铁工程的安全。

3.2.1盾构机机况保养

提前对盾构机进行保养,主要包括注浆设备的保养,是否能正常进行同步注浆,保证注浆的及时性,确保注浆压力及注浆量,将沉降控制在允许范围内;检查泡沫系统及膨润土注入系统是否正常工作,保证掘进过程中对渣土及时改良,严禁出现多出土的情况发生;检查土仓土压传感器是否正常工作,确保推进过程中能体现正确的土仓压力,根据监测情况及时调整土仓压力;盾尾密封油脂系统是否正常工作,需保证注浆过程不出现漏浆的情况;以及其他常规设备保养检查。确保穿越期间盾构机可连续稳步推进,顺利通过新民河及万达售楼中心。

3.2.2盾构机姿态调整

提前调整好盾构机的姿态,将盾构机姿态控制在±30mm以内,减少蛇行及超挖对地层的扰动;如果出现蛇形线路掘进,经常调整盾构机姿态,将会增大刀盘对土体扰动,会对掌子面产生不利影响。且经常调整姿态时,会导致盾尾间隙不均匀,对管片拼装平整度造成不利影响,进一步导致隧道线型较差,使盾构通过后导致管片整体下沉或上浮,增大隧道外侧土体的扰动,亦可能导致新民河渡槽扰动过大。

3.2.3同步注浆及二次注浆

(1)同步注浆

加大盾尾同步注浆量,及时回填管片周围空隙,减少地层沉降变形。根据计算每环理论注浆量为3.142×3.14×1.5-3.14×3×3×1.5=4.05m3,根据该区间盾构通过相同地层的经验及设计要求,同步注浆量不少于理论计算的150%。所以每环注浆量不少于6 m3。充分总结在本区间前半段盾构法施工成功掘进的经验,以及掘进过程中沉降控制标准及注浆量和注浆压力,通过新民河及万达售楼中心时确定每环注浆量为7m3,注浆压力为2.5bar~3bar,在实际施工中根据施工情况及监测情况可是当进行调整。

(2)二次注浆

利用管片预留的压浆孔进行二次回填压浆,根据以往下穿建筑物时掘进经验,每6环进行一次二次注浆,确保将地面沉降降至最低,二次注浆采用水泥浆水玻璃双液浆,体积比为1:1,水泥浆水灰比为1.0,利用水玻璃的浓度调整浆液凝固时间,将凝固时间调整至约50s凝固,即可保证注浆机不堵管,又可确保浆液进入管片后迅速凝固。减少地层沉降变形。

3.2.4推进参数的确定

为了保证区间盾构顺利通过新民河及万达售楼中心的安全,充分借鉴兄弟单位在类似区间盾构法施工的经验,指导本段隧道的掘进施工。

(1)土仓压力的确定

根据地质情况及隧道埋深计算土仓通过新民河时上部压力约0.8bar,下穿万达售楼中心时上部土压力约1.75bar;鉴于过新民河前后地层分布较为连续。在盾构穿越新民河前50m范围内各设置了两组分层沉降观测点。通过第一组数据得到盾构通过后的地层沉降变化情况,初步确定盾构掘进各项参数;通过第二组数据来验证盾构掘进各项参数,以便进一步调整和修正参数。下穿新民河时土压力初步选择在0.7bar~1.0bar之间,下穿万达售楼中心时上部土仓压力控制在1.7bar-2.0bar之间,并根据监测情况适时调整。

(2)掘进速度的确定

通过新民河及万达售楼中心时适当降低推进速度,严格控制盾构推进方向,减少纠偏。提前进行试验段掘进,试验段穿越时的推进速度控制在20~30mm/min,穿越过程中必须确保盾构机连续稳定掘进,中间不能停机过长,以减少盾构机通过的风险。

(3)注浆参数的确定

合理选用注浆材料:根据盾构法隧道工程施工及验收规范(GB 50446-2008)以及体育中心北站~三角湖站区间隧道图设计要求同步注浆浆液28天强度需达到0.5MP以上。为保下穿过程中盾构机通过后管片背后迅速回填密实,总结盾构机始发段的掘进经验,项目部决定下穿期间采用7小时初凝的浆液进行同步注浆,并确保注浆量。选用此种浆液的原因主要是考虑到隧道埋深较浅的特点,加快管片背后回填材料的凝结速度,减小地表沉降。同步注浆量控制在7 m3,注浆压力控制在2.5bar~3bar。合理确定配合比,保证浆液在进入间隙后7h内初凝。经过试验确定每立方浆液配合比如下表所示:

同步注浆浆液配合比

3.2.5监控量测

充分总结在本区间前半段盾构法的掘进施工经验,各个监测点累计沉降值不超过10mm,且在通过后3~4天趋于稳定。在盾构掘进至新民河前50m里程YDK3+331时按下表在新民河相应的河床及地面上布置直接监测点,监测点沿大里程方向10m一个断面,开始记录沉降值,并随时观察附近地面的变形情况,同步记录盾构机密封舱土压力、盾构掘进速度、刀盘转速、同步注浆等数据反馈以优化穿越段的土压、掘进速度、同步注浆等关键参数的初始设置,在盾构穿越期间,地面加密监测的频率,利用监测的数据指导施工。同时在盾构下穿新民河期间,增加路面巡视人员,24h不间断巡视,保证反馈的信息及时,指定专人负责信息反馈工作。

现场监控量测项目表

3.2.5-1 新民河监控量测测点布置纵断面图

3.2.5-2新民河隧道上部地面监测点布置横断面图

3.2.6质量保证控制要点

(1)盾构在新民河及万达售楼中心下方穿越时,要避免土仓压力及同步注浆压力不足引起沉陷,又要防止土仓压力及注浆压力过高导致地层扰动过大或地面冒浆。同时还应注意到盾构隧道渗漏及自身沉降可能导致的地面沉降加剧的影响。

(2)盾构注浆控制要求如下:

1)盾构注浆要作为保证工程和环境安全最重要的控制措施之一。同步注浆的流量、压力、注浆点位等注浆施工参数,均需根据地层特点及地面监测情况适时调整。盾构机掘进时如实记录掘进及地层反应情况,适时调整掘进参数;在任何条件下每环盾尾注浆填充率不得少于150%;并应通过监测盾尾前方隧道轴线上方的地面沉降数据,随时检查注浆效果。

2)为控制下穿新民河河床底部和盾构隧道沉降,而对隧道周侧土体进行加固注浆时,在管片上预留的注浆孔中进行多点、少量、多次、均匀的分层双液注浆,加固范围及强度指标按设计要求及监测数据确定。凡此类注浆要由有经验的专业施工人员实施,并严密制定和实施合理的注浆工艺和注浆施工参数。

3)在掘进施工中,确保注浆系统和压注盾尾油脂系统的正常运转和准确计量,严防注浆管堵塞及盾尾漏浆,在下穿建筑物施工时应加倍注意。

在调整掘进参数的同时更加加强日常掘进管片质量控制标准,确保特殊地段拼装成型的管片符合设计及规范要求。

四、施工总结

通过体-三区间掘进施工的顺利完成,项目部积极总结本区间的施工参数控制及掘进经验,同时进一步完善了盾构施工考核办法,将盾构掘进施工的安全质量与盾构施工管理人员及工人的经济收入挂钩,将该办法在施工技术部和施工班组间认真传阅学习,同时加强施工人员的培训,从思想上提高施工人员的质量意识,确保三-客区间的盾构施工质量更上新台阶。


第二篇:关于盾构法施工地铁区间隧道的质量控制


关于北京地铁盾构法施工区间隧道的质量管理和控制

1、2

1. 前言

随着我国城市地铁建设高潮的兴起,盾构施工技术以其特有的技术优势,逐渐得到地铁建设界的青睐,目前盾构施工技术已发展成为我国地铁隧道暗做法施工的重要工法之一。但是,盾构施工技术在地铁隧道被广泛应用的同时,如何评价和控制盾构法隧道的工程质量,正逐渐引起与并得到建设、设计、监理及施工各方的重视。笔者结合北京市地铁隧道盾构法施工的现况,试就盾构法隧道工程质量的管理和控制,谈谈自己的粗浅看法,旨在抛砖引玉,为进一步提高盾构法隧道的工程质量而努力。

2. 北京地铁工程应用盾构法施工的现状

目前北京地铁五号线、四号线、十号线一期(含奥运支线)及机场线(延长约115km),共规划16个工程标段(含盾构试验段)采用盾构法施工,总长度31.83 km,计划使用25台(次)盾构机(标段划分及施工单位见表1)。其中五号线4个工程标段(含盾构试验段)已于20xx年12月底之前先后掘进结束,进入设备安装阶段;十号线3个工程标段中的第9合同段于20xx年8月中旬掘进结束,第6、11合同标段均掘进70%以上的隧道长度;四号线5个工程标段陆续进入掘进高峰;机场线4个工程标段于20xx年8月9日起陆续开始掘进。招标结束,。从目前盾构法隧道施工的实际情况看,盾构施工正常(仅考虑施工因素),成型隧道工程整体质量较好,管片色差小,无渗漏现

象,特别是管片拼装质量得到国内外有关专家的好评,但也存在一定问题。如五号线盾构始发时有相当多的标段不同程度地存在盾构机态势控制不良,施工质量不理想,管片局部破损;十号线某标段成型隧道管片错台较大等现象;甚至出现施工管理不当,造成地面大面积塌陷的严重工程事故。从施工管理的角度出发,这些问题均与北京地铁隧道采用盾构法施工的经验不多,工程积累少,不熟悉盾构法隧道施工管理与控制的关键所在,工程施工质量管理目标不够明确等因素有关。因此,总结国内其他城市与北京现有盾构法施工的经验,分析盾构法施工的全过程,分阶段分层次按内容不同对工程施工过程进行管理和控制,进一步提高北京地铁盾构法隧道的工程质量,很有必要。

3. 盾构法隧道施工阶段的划分

本文只对施工企业(承包商)接到工程中标通知书起到工程竣工交验止的时间区段进行阶段划分,同时施工阶段与地铁其它常规工法施工相同时略去不列,仅列出因采用盾构法施工时所带来的不同施工阶段。

3.1有关用语定义

(1)盾构机招标:按照我国招标法及国家进口机械设备有关规定所进行的购买盾构机及配套设备的一系列活动;

(2)盾构机系统总图:盾构机主机系统图和后续台车以及台车所载设备系统图;

(3)盾构机加工计划:盾构机主要分项系统加工时序表(也可称盾构机设备加工横道图或网络图);

(4)初始掘进:盾构机由工作竖井进入隧道内一定距离的掘进施工阶段,其按盾构主机与后续台车系统不同的连接方式大致可分成主配套系统分离(分体分次)始发与主配套系统连接(连体一次)始发两种情况;

(5)盾构机态势:盾构机在地层掘进过程中的瞬时状态,一般用盾构机的x、y、z、方位角、俯仰、旋转等六个参数描述;

(6)出井(或进洞):盾构机离开工作竖井(也称始发井)进入区间隧道的过程;

(7)进井(或出洞):盾构机在区间隧道内掘进逐渐进入工作竖井(也称接收井)的过程;

(8)主配套系统分离(分体分次)始发方式:初始掘进时,盾构主机与后续台车先分离,然后根据掘进的长度或施工组织要求,分次将盾构主机与后续台车逐项连接成为一体的始发方式;

(9)主配套系统连接(连体一次)始发方式:初始掘进时,盾构主机已与后续台车连接成为一体的始发方式。

3.2施工阶段划分

建设单位在土建工程招标前的工期筹划应考虑盾构机的提供方式。根据目前国内地铁盾构法施工的经验,一般可分成几种模式:

(1)租赁(建设方出租或企业之间租赁);

(2)施工企业自有;

(3)新购置(企业自购或建设方购置)。

结合上述提供盾构机的三种模式,综合考虑盾构法施工组织过程,可

把采用盾构法施工增加的施工阶段大致分为以下施工阶段:

(1)盾构机招标购置阶段;

(2)盾构机设计及制造阶段;

(3)盾构管片(含管片模具)生产、供应阶段;

(4)盾构机进场、工作竖井端头土体加固及设备组装调试阶段;

(5)盾构法隧道初始掘进阶段;

(6)盾构法隧道正常掘进阶段;

(7)盾构法隧道盾构机接收(或进井)阶段;

(8)盾构机解体撤场阶段。

根据盾构标段工程施工筹划不同,有盾构机过站、盾构机由同一区间另一条线路调头掘进返回原始发现场以及盾构机转到另外区间始发竖井(或原始发竖井施工同一区间另一条线路)施工等情况。因此还会出现以下施工阶段。

(9)盾构机过站阶段;

(10)盾构机调头阶段;

(11)盾构机转场阶段。

4.各施工阶段的管理与控制

4.1盾构机招标购置阶段

此阶段要为工程选定(或确定)满足工程要求的盾构机,应对盾构机的功能配备、设备使用性能、各项系统的技术规格、关键系统或项目的参数指标以及盾构机对本工程各项条件的适应性给出准确和适宜的回答。本阶段控制要点关键在盾构机的工程适应性和设备的使用性

能。如果控制得好,基本保证隧道掘进阶段的施工可顺利进行。否则,将会增加很多困难。如某盾构工程因刀盘扭矩储备不足,盾构机在掘进过程中常常因过载自动跳闸停机,致使开挖与出渣失衡,地面沉降过大,严重影响了施工安全和质量。要达到这一控制目标,要针对工程的实际条件从以下几个方面出发进行管理和控制。

(1)工程地质条件:就北京地区而言,要对隧道穿越地层中三种典型地质的状态进行分析,特别是地层颗粒级配及石英含量。这些对盾构机的类型、刀盘形式、刀具形状、刀具布置及耐磨特性等均有直接关系;

(2)工程水文条件:隧道沿线地下水的存在形式和分布状态、地层渗透系数的大小等。这些对盾构施工开挖面的稳定、盾构施工是否拌随出渣过程发生喷涌(加泥式土压平衡盾构)以及掘进速度都会带来影响;

(3)隧道沿线地表(地下)或周边建、构筑物对沉降控制的要求:如盾构穿越既有地铁运营线、桥梁基础、地下管线、结构性较差的房屋及国铁线路等建、构筑物时,一般对沉降限制较严,相应也对盾构的可操性以及背后同步注浆系统有特别的要求;

(4)盾构机辅助性能或措施的适应性要求:如局部地段对刀具、对添加改性剂等的特殊要求,对盾构机的综合性能都会造成变化;

(5)施工环境及环境保护要求:纯技术层面而言,在城市繁华地区采用盾构法施工,从保持开挖面稳定、控制地表沉降施工速度看,特别是大直径隧道(如超过8m),泥水平衡盾构应优于土压平衡盾构,

但从占用施工场地大小以及可能会对环境的影响考虑,泥水平衡盾构又有一定劣势。因此要因地制宜综合权衡。

以上仅考虑技术与施工条件,没有考虑经济性。不容质疑,盾构机的性价比必然是一个重要的参考指标。实际操作时,可以考虑从施工队伍的技术水平及组织能力方面综合平衡,对盾构设备的某些技术性能指标进行取舍。

对于租赁及自有盾构机的情况,应按照上述条件对盾构机进行分析评估和改造,控制目标仍然是盾构机对本工程的适应性和设备的使用性能。

4.2盾构机设计制造阶段

此阶段为盾构机实体构成阶段,管理和控制的目标应是依据所签定的购买合同,严格合同管理,切实做到设备供应商按合同规定的质量、交货期提供盾构机。结合国内购买盾构机的经验教训,宜从以下几点进行控制。

(1) 合同培训:要组织相关人员进行合同培训,要掌握合同中商务

条款和技术条款的内容,至少对关键条款的内容及内涵非常清楚。这样才有利于提高项目的执行力;

(2) 设备供应商按合同及早提供设备系统总图和盾构机加工计划:

地铁隧道施工用盾构机是大型的专项设备,设计与制造周期较长,一旦出现遗漏,必然造成延长供货期或质量难以保证。因此,必须坚持过程控制,按设备系统总图、按分项目系统、计划逐一综合控制。同时,要制定双方签字确认的程序和制度,

对设备制造过程中双方商定的内容、阶段性完成的项目进行签认。做到责任清楚、确定、落实,可追究。

(3) 驻厂监造:盾构机总造价约在4500万元人民币左右,必须坚持

驻厂监造。驻厂监造人员应对制造采用的原材料、半成品、及外购件是否遵守购买合同约定要求给予确认,不满足时,要立即书面明确提出更换要求。例如电机、减速箱等是否是合同约定的厂家及其相应等级的产品。同时要对设备的制造工艺及相应质量标准给予充分关注,必要时可旁站或抽查。确认和抽查结果要经双方人员签认,并通报各自企业留存和备查。

(4) 出厂验收:出厂验收是确保设备整体综合质量的非常重要的一

个环节。要成立设备出厂验收领导小组,并事先制定验收计划,计划要详细规定验收项目和内容。要对验收项目的内容进行验收方法设计,其方法要科学合理,能够达到验收目的,对无法进行负载验收的项目要有经过双方同意的替代方案。设备供应商应事先在工厂内为满足验收要求创造好条件。盾构机部件的验收也是很重要的,主要是通过检查工厂自检记录和相关资料。如传感器的检查和标定结果等。

4.3盾构管片(含管片模具)生产、供应阶段

盾构管片是盾构法隧道的主要结构构件,其质量优劣、数量是否满足工程施工需要,直接决定盾构法隧道的工程质量和施工进度,故管片生产的管理和控制极为重要,但由于这部分内容比较多,为节省篇幅,在此仅指出控制的项目(计划另文对此专题介绍)即模具质量(含数

量)、管片的生产工艺、管片出厂与进场检验、管片的存放时间(应控制在三个月内)与运输等。

4.4盾构机进场、工作竖井端头土体加固及设备组装调试阶段

(1) 盾构机进场阶段:北京地铁工程均位于城市繁华地区,盾构机

属超高、超宽及超重大型设备,进入施工现场必然受沿途环境条件的限制。因此,盾构机进场必须有运输方案和组织计划,并得到城市相关管理部门的批准方可实施。本阶段管理和控制要点是检查是否编制了切实可行的运输方案,运输线路、时间是否经过实地考察,沿途需要加固或挑高的道路、桥梁及悬挂物是否都已实施。保证设备的安全运输以及减少对社会环境的影响是控制的目标。

(2)盾构机组装调试阶段:盾构机下井组装与盾构机进场是一个整体,特别是对于分块较大较重的部件,一般不采用二次吊运方案,盾构机分块部件进入现场后,应直接吊入工作竖井进行组装。通常在购买盾构机时,对盾构机的分块方式、分块重量和尺寸均有特别要求,即盾构机在设计制造阶段就已考虑了盾构机的组装。因此管理的内容是吊装方案的科学性、合理性及组织的有序性,控制重点是安全。

盾构机的调试是一项细致的工作,必须分系统分项目调试结束后,再进行整体联动调试。盾构机组装调试结束后,应组织相关各方人员进行设备初步验收,验收结果要形成书面报告备查。调试阶段需要关注切削(刀盘)系统、推进系统、壁后同步注浆系统、管片拼装系统、出渣系统(螺旋输送或皮带输送、泥水平衡盾构则应考虑排、

送泥系统)、盾尾密封系统、操作控制(如压力等)系统、测量系统等。

(3)初始掘进前工作竖井端头土体加固要按设计图组织实施,并编制土体加固专项施工方案。专项施工方案应对加固工艺、加固材料、质量控制标准、加固过程控制提出明确要求,施工过程要严格把关和如实记录过程。工作竖井端头土体加固应在工作竖井开挖之前进行,防止土体加固破坏工作竖井的结构。另外,目前国内对始发井端头沿隧道轴线方向的加固长度一般取6m,考虑到初始掘进盾构机态势控制的特点,笔者认为加固长度宜比盾构主机长度多1~2 m为好。

4.5盾构法隧道初始掘进阶段

(1)初始掘进应编制专项实施方案,方案要对盾构基座(也称始发台)的定位(轴线与高程)和安装做出明确的规定,保证盾构机能够按照隧道中心掘进,基座位置与倾斜度要根据地质条件进行计算和测量复核。当负环采用开口形式(非闭口环)时,要对负环管片结构进行支撑与加固,防止环片出现错位;反力架的安装刚度应进行验算,不允许反力架产生过大变形造成盾构机态势不良。

(2)盾构初始掘进客观上存在一个适应地质条件的过程,应注意观察与分析各种推进参数,严格控制推进,及时调整盾构推进参数(如推进压力、壁后同步注浆量等)。

(3)负环管片拆除前,在隧道一定长度范围内安设拉杆,对盾构隧道的防水极为重要。

初始掘进阶段盾构机态势控制是重点,应结合成型隧道轴线及

地表沉降值的测量,调整盾构推进达到最佳状态。

4.6盾构法隧道正常掘进阶段

盾构法隧道正常掘进阶段的控制重点是过程管理。应按照盾构法施工工艺,抓好盾构推进各项参数控制(特别是开挖面平衡压力的控制)、隧道推进轴线控制(机测与人工测相结合)、管片拼装质量(含管片质量、防水橡胶条质量)控制、壁后同步注浆控制(含工艺、材料、配比、注浆量、注浆压力与时间)、地面沉降监测控制、设备维护与检修(包括各种施工用管路、轨道、运输、起吊及通讯、照明)控制等,保证盾构按照掘进进尺控制目标连续、均衡、稳定推进。

4.7盾构法隧道盾构机接收(或进井)阶段

本阶段也称贯通掘进阶段,管理与控制目标如下。

(1)控制隧道推进轴线,加密测量,确保盾构机正常、顺利进入工作竖井。

(2)控制推进压力与速度,防止出现坍塌和施工安全事故。

(3)制定和采取有效措施,消除本阶段隧道管片容易出现渗漏的质量通病。

4.8盾构机解体撤场阶段

盾构机解体与撤场与工程质量无直接关系,但作为盾构法施工管理的全过程,应列入工程监管的范围。盾构机解体与组装相同,需要制定解体、撤场与运输方案。方案要对盾构机解体顺序、吊装、标识等均要进行详细的规定,同时方案要考虑盾构机离场后的去向、用途,尽可能与之结合并统一起来。本阶段除要关心方案之外,更重要的是对

实施解体撤场过程的安全加以控制。

4.9盾构机过站、调头、转场阶段

盾构机过站、调头、转场阶段都各有特点,其管理内容前面阶段中不同程度地涉及到,可参照相应部分进行管理。但必须制定专项阶段方案,进行有针对性的管理,保证管理与控制的有效性。

5.结语

(1)应用盾构技术施工地铁区间隧道,施工管理程序清晰、简单,便于控制工程质量和施工安全。但是,一般施工工法需要进行严格管理和控制的内容不能放松。工程实践中曾出现过某标段盾构施工的测量都正确无误,而由于初期地面平面控制测量与井下平面控制测量在传递过程中出现微小错误,导致盾构隧道轴线偏离设计轴线,不得不改变站内轨道线位,给工程造成损失。

(2)盾构法施工的关键在于选用适宜的盾构机,在目前国内盾构机技术尚未过关的条件下,还需要从国外采购盾构机,因而盾构机的购置技术至关重要,国内这几年在购置国外盾构机的过程中有过惨痛教训,必须引起足够重视。如某公司发现国外厂商不能按时交货时,在签定的合同额之外,又增加了不菲的所谓加班费之后,仍不能按期交货;又如某公司在进行设备出厂验收时,发现制造商对已签定合同中的某部分技术条款,擅自按造对自己有利的要求进行制造,该公司破迫于工期压力,同意该部分内容的验收改在国内进行,导致出现某些重要部件质量不符合标准,最终还是拖延施工工期达3个月以上。

(3)盾构施工技术在地铁工程领域应用最多,国内能够采用盾构施工技术施工的队伍已超过三十多支,盾构机总台数也达一百多台。因此,需要我们对工程中出现的问题进行收集、整理、分析、解决。盾构法施工技术在国内的应用,除地铁外已发展到铁路、公路、水利、城市市政公用管线,速度惊人。可以预计,我国很快就会成为世界盾构法技术的应用大国,我们必须从盾构机的设计、制造、施工技术、施工管理等方面去开展研究,不断积累、总结和提高盾构法的技术水平,为国家的工程建设做出贡献。

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