地铁盾构法施工区间隧道的质量管理和控制

关于XX地铁盾构法施工区间隧道的质量管理和控制1、2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XX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。XX地铁工程应用盾构法施工的现状目前XX地铁五号线、四号线、十号线一期(含XX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31.83km，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XX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XX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XX地铁盾构法隧道的工程质量，很有必要。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施工阶段划分拼建设单位在土帅建工程招标前起的工期筹划应失考虑盾构机的辆提供方式。根场据目前国内地体铁盾构法施工挖的经验，一般镰可分成几种模剧式：朱（责1问）租赁（建设草方出租或企业丽之间租赁）；息（劲2容）施工企业自射有；债医（茎3砖）新购置湖（企业自购或权建设方购置）筋。申结合上述提供滩盾构步机的三种模式蚀，综合考虑盾蝇构川法堪施工组织过程吩，可岛把采用盾构法港施工增加的施朗工阶段大致分会为以下施工阶们段：衣（腊1条）副盾构机招标熄购置写阶段；来（床2暖）盾构机劣设计及筐制造阶段；霜（件3突）盾构管片迫（含管片模具妹）夕生产率、供应攀阶段；负（接4穗）盾构机进场杂、邮工作竖井端头嫁土体加固及设颗备组装调试阶牺段愈；算好（恶5停）依盾构法隧道初唐始掘进阶段饱；闻（冶6亿）塘盾构法隧道正母常掘进阶段掘；舍（留7述）否盾构法隧道盾洲构机接愧收承（或进井）阶腰段抢；乎顺（农8膨）利盾构机解体撤尚场阶段。牙根据盾构标段备工程喷施工炕筹划不同，有匙盾构机过站、岂盾构机由同一控区间另一条线伸路粘调头掘进筐返回乓原卵始发现场以及概盾构机转到疼另外区间始发品竖井（或原始燕发竖井施工同耳一区间另一条设线路）涝施工等情况。支因此还会出现辈以下施工阶段弓。悼（准9泻）盾构机过站哈阶段；汽（么10宪）盾构机调头顷阶段；睁（胁11淹）盾构机转场寺阶段。付4固．各施工阶段粪的坡管理陵与控制吧4.1着盾构机招标扩购置府阶段盏此阶段寨要为工程选定沸（或确定）满愉足工程要求的挎盾构机，测应坦对盾构机的功造能配备、设备止使用性能、各傍项系统的技术滥规格、关键系龟统或项目的参梯数指标以及盾倚构机瓶对厕本工程各项条找件的适应性给习出准确和适宜著的回答。晒本阶段控制要蹦点关键在盾构企机的匪工程适应性史和拣设备的企使用性情能拥。如果控制得私好，基本保证疏隧道掘进阶段蜡的施工可顺利辜进行涂。剧否则，巾将会增加很多秘困敞难。如某盾构蒜工程因瘦刀盘扑扭矩训储备博不足，盾构机洪在掘进渠过程中虏常背常始因过载自动跳葱闸停机，挑致使尸开挖与出渣失值衡，纯地面沉降鞠过大，穴严重影响郊了都施工安全娃和欢质量。梅要达到这一控例制目标，要针晓对工程的实际妹条件从以下几爬个方面出发进艳行管理和给控制。筑（头1锤）采工程地质条件镜：就鱼XX慰地区而言，要甚对隧道穿越地阅层中三种典型慕地质征的状态进行分狭析，葛特别是地层颗岸粒级配及石英壮含量。这些对含盾构机的类型帆、刀盘但形式、牙刀具托形隐状援、肿刀具纤布置及耐磨特荒性等均有直接脖关系；弱（竞2脑）扣工程水文条件玻：隧道沿线地根下水的存在形阁式和分布状态核、赴地层渗透系数皱的大小峡等团。役这些对盾构施恩工开挖面的稳脆定、盾构施工陷是否拌随出渣品过程发生喷涌猎（加泥式土压抄平衡盾构）以寸及掘进速度都益会带来影响；韵（帜3狱）隧道沿线地婶表（地下）或诵周边建致、剥构筑物对沉降剃控制的要求：牌如丝盾构出穿越既有地铁靠运营线、桥梁忘基础、地下管拘线、结构性较世差的房屋及国惯铁线路等建、冰构筑物时，一薯般对沉降限制僵较严，那相应也对盾构类的可操性舌以及背后同步剩注浆系统有特渴别的要求；红（允4那）盾构机辅助筛性能或措施的毕适应厘性吹要求：低如局部地段对恰刀具、对添加铸改性剂等的特拼殊要求，对盾概构机的综合性观能都会造成变弃化；舞（灵5街）施工环境及御环境保护要求右：短纯技术层面而拒言，在城市繁侄华地区采用盾美构法施工，从冬保持开挖面稳蹦定、控制地表园沉降施工速度伶看，特别是大拼直径隧道（如拥超过聚8丛m冈），泥水平衡茧盾构应优于土嫁压平衡盾构揪，沫但从占用施工冒场地大小以及咬可能会肯对伤环境的影响考业虑，弯泥水平衡盾构陕又有一定劣势悄。因此要因地圈制沙宜综合权衡。岔忌勾以上仅存考虑秧技术与施工条启件，没有考虑稻经济性。不容蜓质疑，盾构机情的性价比必然怎是一个重要的芬参考指标乖。实际操作时坝，程可以逢考虑止从施工化队伍的昏技术水平及组售织能力豪方面痒综合平衡，沙对躁盾构茎设腥备的某些签技术贪性能招指标进行取舍敢。奉总对于任租赁及自有盾拌构机的情况，荷应按照上述条纤件对盾构机进岂行分析评估和功改造，获控制目标仍然尸是盾构机对本咽工程的适应性争和读设备的洪使用性能禾。画4.2哈盾构机患设计犹制造阶段郑此阶段为盾构瓶机实体构成阶子段，梢管理和控制的辛目标应是依据弹所签定的购买犹合同，严格合代同管理，切实牧做到设备供应踏商按合同规定冲的质量、交货短期提供盾构机破。结合国内购茶买盾构机的经蓝验教训，宜从嚷以下几点进行晋控制。夫合同培训：要料组织相关人员狂进行合同培训速，向要掌握烘合同中商务条自款和技术条款未的内容，至少淹对关键条款的凤内容及内涵非刃常清楚。这样骆才有利于提高址项目的执行力计；衔设备供应商按教合同及早提供配设备系统总图旅和盾构机加工慧计划：泛地铁隧道施工晴用盾构机是大我型的专项设备炸，设计与制造者周期较长，一嗽旦出现遗漏，竿必然造成延长赤供货期或质量摔难以保证。稠因此，必须坚当持过程控制，狼按设备系统总灵图、按分项目挪系统、计划逐置一综合控制。雕同时，要制定拒双方签字确认孔的程序和制度阻，垂对设备制造过右程中双方商定旦的内容、阶段苏性完成的项目犹进行签认。做衔到责任银清楚、确定、酒落实，可追究塞。临驻厂监造：盾刻构机总造价约害在猛450码0狮万元人民币左撇右，必须坚持牲驻厂监造。佩驻厂监造人员笛应对制造采用悉的原材料、半机成品、及外购敞件是否遵守型购买合同约定女要求设给予确认忽，馅不满足时，要泡立即锁书面廊明确提出更换胁要求。拾例活如电机、减速到箱等是否是合敏同约定的厂家污及搭其富相应等级的产黎品。每同时要对设备嫂的制造工艺及戴相应质量标准顶给予充分关注怪，必要时可旁渔站或抽查。餐确认和抽查结振果要经双方人宁员签认，并通刮报各自企业留扔存和备查。炼出厂验收：律出厂验收是确尤保设备正整体续综合质量捉的非常重要的尘一个环节。要需成立反设备出厂验收跨领导小组，并候事先制定验收侄计划，计划要桑详细规定验收塘项目和内容。轮要对验收项目桃的内容进行验突收方法设计，巩其方法要科学携合理，能够达烂到验收目的，膨对无法进行负脱载验收的项目朝要有经过双方亦同意的替代方侨案。设备供应稼商应事先在工住厂内赢为满足验收要初求吐创造永好较条件捎。钻盾构机部件的拜验收也是很重黄要的，主要是岩通过检查工厂诸自检记录和相烦关资料。如传李感器的检查和破标定结果等。盐4.透3染盾构管片（含坊管片模具）生曾产、供应阶段很盾构管片是盾颠构法隧道的主脉要结构构件，抽其质量优劣、纯数量是否满足同工程防施工系需要，直接决吗定盾构法隧道纱的工程质量和妇施工进度，故萝管片生产的管隔理依和控制饥极为重要，但束由于这部分内镜容比较多，为收节省篇幅，在敲此桨仅指出控制的刺项目（计划另葡文对此专题介托绍）叛即模具质量（径含数双量）、管片的秒生产工艺、陵管片出厂与进罩场检验、除管片的存放时懂间（应控制在昼三个月内）烘与运输俊等目。例4.爆4功盾构机进场、法工作竖井端头共土体加固及设进备组装调试阶疏段邮盾构机进场阶阻段：加XX满地铁工程均位败于城市繁华地膛区，盾构机属修超高、超宽搭及蔬超重大型设备够，进入施工现连场必然受沿途缠环境条件的赏限制。铺因此陕，段盾构机进场必条须有运输方案回和组织计划，已并得到城市相办关管理部门的谋批准方可实施欧。本阶段管理哑和控制要点是啊检查是否编制炕了切实可行的家运输方案，运非输线路嘱、时间涌是否经过实地睁考察，沿途需省要加固或挑高彼的绕道路、桥梁及专悬挂物是滔否都已实施粮。仰保证设备的安吼全运输撕以及减少对社豆会环境的影响讽是控制的甲目标姑。争（忍2哄）递盾构机组装调催试阶段：盾构尾机下井组装与览盾构机进场是冬一个整体，特企别怎是对于剑分块较大初较重肺的部件，一般要不触采用二次吊运谜方案淋，划盾构机分块部涉件进入现场后杜，应甩直接吊入工作临竖井进行组装谁。通常在购买磨盾构机时，对暑盾构机的分块抛方式、分块重在量和尺寸均有坡特别要求，即叮盾构机在设计滥制造阶段就已备考虑了盾构机扇的组装液。葛因此管理的呜内容守是吊装方案的喂科学性、合理泉性及权组织的绪有序性，控制灶重点是安全。牢盾构机的调试泡是一项细致的米工作，必须分扔系统分项目调启试结束后，再呢进行整体联动剑调试。盾构机早组装调试结束直后，应组织湿相蓝关各方缴人员猛进行设备初步粱验收，验收结优果要形成书面带报告备查。备调试阶段需要悲关注切削（刀词盘）系统、推今进系统、婶壁后翼同步议注浆系统、管六片拼装系统、则出渣系统（螺游旋输送或皮带挤输送需、泥水平衡盾盐构则应考虑排淘、购送泥系统持）雷、盾尾密封系羡统、操作控制缎（如压力等）县系统、测量系分统等不。垦（概3晴）稿初始掘进前杂工作竖井端头灵土体加固苍要统按设计愚图组织工实施，傲并态编制抱土体加固专项逗施工方案。专驻项施工方案应撇对加固工艺、虎加固材料、质归量控制标准、针加固帮过程控制提出站明确要求政，施工过程内要府严格把关和如勤实记录捐过程领。寄工作竖井端头梯土体加固属应在工作竖井优开挖之前强进行爽，辅防止土体加固雾破坏工作竖井史的宫结构兄。另外，目前怪国内对始发限井治端头沿隧道轴洞线方向晋的简加固长度冬一般取撞6m央，虑考虑到席初始掘进念盾构亿机妹态势控制腾的特点煤，许笔者认为房加固长度撤宜林比反盾构主机长度样多彩1资~甩2荣m傻为好慕。今4.5防盾构法隧道初选始掘进阶段坑（江1稀）形初始掘进辰应编制专项实岁施方案，方案痰要对盾构基座旬（也称唤始煌发台）的定位券(妹轴线与高养程有)颠和安装做出明传确的规定，保匹证盾构机能够尚按照隧道中心依掘进，基座位这置与倾斜度要涝根据地质条件狼进行计算和测痕量复核。柜当负环采用开旬口形式（非邀闭口腿环）时，要对迈负环管片结构编进行支撑与加晨固，防止环片仗出现错位；反狱力架的安装刚睬度应进行验算愁，不允许反力著架产生过大变向形造成盾构机妥态势不良。已（粥2孕）妥盾构初始掘进拒客观上存在一份个适应地质条芹件的过程，应愤注意观察耳与分析吼各种推进参数弱，严格控制推痒进，及时调整先盾构推进参数奶（如推进压力利、策壁后同步敏注浆量等）屋。桑（饥3讽）负环管片拆司除前，在隧道垫一定长度范围鸣内安设拉杆，贺对盾构隧道访的防水极为重出要。外初始掘进阶段耕盾构机态势艳控制立是重点，泥应结合成型隧误道轴线及姜地表沉降值熟的粘测量，调整盾兽构推进达到最邮佳状态。歼4.6才盾构法隧道正酿常掘进阶段馋盾构法隧道正握常掘进阶段顷的控制重点是啄过程管理。应射按照盾构法施第工工艺，抓好宽盾构推进各项阁参数控制（特神别是开挖面平早衡压力的控制失）、隧道推进用轴线影控制议（机测与人工处测相结合）、渗管片拼装质量除（含管片质量眼、防水橡胶条民质量）寄控制掩、纺壁后同步注浆伤控制（含工艺怨、材料、配比裹、骨注浆量、界注浆压力与时丸间）幻、匙地面沉降监测狂控制、宅设备维护袖与鹰检修（包括各盛种施工用管路许、轨道备、运输、起吊中及通讯般、照明稿）政控制等，保证剥盾构珠按照掘进进尺迟控制目标犹连续、均衡、歪稳定推进。究4.7摔盾构法隧道盾淘构机接收（或姥进井）阶段类本阶段也称贯障通掘进阶段，冈管理与控制目献标如下。骗（勒1燥）控制隧道推财进轴线，加密迈测量，确保盾绩构机正常、顺洪利进入工作竖窑井。捎（手2础）控制推进压瓜力与速度，防瓶止出现坍塌和咬施工安全事故颗。似（声3酬）绳制定和肾采取有效措施觉，消除本阶段乓隧道管片容易芝出现渗漏的质市量通病。亚4.8钞盾构机解体撤股场阶段微盾构机解体与堪撤场与工程质姥量无直接关系段，但作为盾构睁法施工管理的血全过程，应列税入工程监管的各范围。盾构机将解体与组装相求同，需要制定域解体、撤场与匙运输方案。方扭案要对盾构机雀解体顺序、吊碌装、标识等均薪要进行详细的活规定，同时方穷案要考虑盾构丈机离场后的去抬向、用途，尽艳可能与之结合观并统一起来。桐本阶段除要关讽心方案之外，铲更重要的是萄对治实施解体撤场防过程的安全加巾以控制。趁4.9宿盾构机过站、轿调头、转场阶忍段韵盾构机过站、爸调头、转场阶口段都各有特点感，其管理内容执前面阶段中不搅同程度地涉及口到，可参照相溉应部分进行管千理。但必须制溜定专项阶段方腐案，进行有针辉对性的管理胖，保证管理涝与控制掉的有效性想。5．结语寒（化1毛）应用盾构技会术施工地铁区捧间隧道，施工花管理程序清晰辜、简单，便于揪控制工程质量驶和施工安全。设但是，