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盾构法施工验收规范范文1
【关键词】盾构法隧道监理监控重点对策
㈠引言
近年来，为适应城市发展需要和满足城市居民日益增长的出行需求，上海市地铁建设不断加快了建设步伐。根据上海地区软土地质的特点，地铁区间隧道建设一般都采用盾构法施工，盾构法施工是以盾构机为隧道掘进设备，以盾构机的盾壳作支护，用前端刀盘切削土体，由千斤顶顶推盾构机前进，以开挖面上拼装预制好的管片作衬砌，从而形成隧道的施工方法。盾构机的类型有多种，目前在上海地铁区间隧道建设中以土压平衡式盾构应用最为广泛。土压平衡盾构工艺原理是利用安装在盾构最前面的全断面切削刀盘，将正面土体切削下来的土进入刀盘后面的密封舱内，井使舱内具有适当压力与开挖面水土压力平衡，以减少盾构推进对地层土体的扰动，从而控制地表沉降或隆起，在出土时由安装在密封舱下部的螺旋运输机向排土口连续的将土渣排出。由于地铁盾构法隧道施工技术难度大、施工风险高、质量要求高、不可预测因素多。因此，监理人员应熟悉和掌握盾构法隧道施工监理监控重点及相应对策，在监理工作中才能真正做到有效地对施工质量进行监控，从而为业主提供优质的监理服务。本人有幸参加了地铁二号线西延伸工程的施工监理工作，在区间隧道掘进施工监理过程中，通过不断摸索与总结，也积累了一些菲薄的工作经验，以下就以土压平衡式盾构为例，对隧道掘进施工中监理应监控的重点及采取的对策，谈几点体会，以为抛砖引玉。
㈡正文
1.盾构始发（出洞）阶段
盾构始发（出洞）阶段是控制盾构掘进施工的首要环节。在盾构始发（出洞）前、后各项准备工作中监理需监督承包单位做好充分的技术、人员、材料、设备准备，并对盾构是否具备出洞条件予以审查，确保盾构在安全可靠的前提下能顺利出洞。
1.1盾构出洞土体加固
为了确保盾构出洞施工的安全和更好地保护附近的地下管线和建（构）筑物，盾构出洞前需对出洞区域洞口土体进行加固。土体加固的方法较多（如水泥搅拌桩加固、旋喷桩加固等），但无论采用何种加固方法，对土体加固的效果检验始终应作为监理重点控制的内容。在确保加固效果满足设计要求前提下，才能同意盾构出洞，否则应督促承包方及时采取补救措施。针对土体加固监理人员应重点关注以下三方面：
⑴加固土体与地墙间隙封闭
由于加固土体与地墙之间存在间隙，监理在审查土体加固专项方案时应审查承包方是否在方案中有相应的措施，一般可采用注浆、旋喷等方法封闭该间隙，并监督承包方予以落实。
⑵加固土体的强度
加固土体的强度是否满足设计要求是衡量加固效果的首要指标，可通过对进出洞加固范围内不同深度土体采用钻芯取样检测的方式加以验证，监理人员应对承包方钻芯取样过程进行见证，确保取样工作的真实性。
⑶加固土体的均匀性
检验加固土体的均匀性目前尚无相应的工具、手段，可通过打探孔方式进行观察。监理人员应监督承包方在洞口割除围护结构背土面钢筋及凿除砼后，合理布置探孔（选择有代表性部位、数量一般不少于5个），现场观察探孔有无渗漏或流砂等异常情况，作为判断土体加固效果的辅助手段。
1.2盾构始发基座设置
盾构始发前需将盾构机准确的搁置在符合设计轴线的始发基座上，待所有准备工作就绪后，沿设计轴线向地层内掘进施工。因此，盾构出洞前盾构始发基座定位的准确与否，直接影响到盾构机始发姿态好坏。监理在检查盾构始发基座时，应重点复核以下内容：
⑴洞门位置及尺寸
在基座设置前，监理人员应采用测量工具对洞口实际的净尺寸、直径、洞门中心的平面位置及高程进行复核。
⑵盾构始发基座位置
盾构始发基座的设置依据不仅包括洞门中心的位置、还包括设计坡度与平面方向。在始发基座设置完毕，为确保盾构机能以最佳的姿态出洞。监理人员应复核基座顶部导向轨的位置（平面位置及高程），确保盾构搁置位置和方向满足设计轴线的要求。
1.3盾构机及后配套设备井下验收
盾构法隧道施工主要依靠盾构掘进机及配套设备完成掘进任务，由于受工作井内空间限制，需将盾构机及后配套台车分节吊装运至井下，并在井下安装、调试和试运转。土压平衡式盾构机及后配套设备构成主要由盾构壳体（包括刀盘及切口环、支撑环、盾尾）、推进系统、拼装系统、油脂系统、监控系统等组成。监理在井下验收工作中的重点是对盾构机及后配套设备主要部件和系统检查和核对，并对试运转情况进行见证，在验收合格前提下可批准盾构机及配套设备投入使用。以下为本工程日本小松φ6340土压平衡式盾构机为例，对盾构机井下调试、验收项目作一介绍。
验收项目验收内容验收要求
外观验收01刀具数量齐全、刃口完好、安装正确
02焊缝焊缝均匀饱满，无缺陷
03外形尺寸盾构外壳长度和直径符合要求
04尾刷排列整齐有序
05电气设备内外清洁，电缆无破损和油污
调试验收01刀盘转速正转和反转满足要求
02超挖刀数量和行程满足要求
03推进千斤顶数量、行程、油压、伸缩时间满足要求
04螺旋输送机转速、油压、闸门开关满足要求
05拼装机回转角度和速度满足要求
06注浆系统满足正常使用（用水替代）
07盾尾油脂满足正常使用
08双梁葫芦走行和起升构件正常，满足正常使用
09皮带机启动和停止正常，满足正常使用
10泡沫系统喷出正常
11电气系统仪器仪表显示、漏电开关保护、警报系统等能正常使用
1.4后盾支撑系统安装
盾构前进的动力是通过千斤顶来提供，而盾构始发时千斤顶顶力是作用在后盾支撑系统之上。一般后盾支撑体系是由钢反力架、钢支撑、临时衬砌（负环管片）等组成，监理在监督过程中应重点关注后盾支撑系统是否满足其技术要求，即后盾支撑系统必须有足够的刚度和强度，确保在顶力作用下不发生变形。
1.5洞门围护结构凿除（出洞侧）
地铁盾构法隧道施工一般以车站主体结构两端端头井作为盾构始发井和接收井。盾构在始发前需对始发井出洞侧洞口围护结构进行分次凿除(一般分为两次，第一次先割除背水面钢筋及凿除围护结构砼至迎水面钢筋，第二次出洞前再清除剩余部分)，一方面清除盾构出洞前障碍，另一方面第一次凿除围护结构后通过打探孔可进一步直观的观察盾构出洞土体加固的效果。监理在洞门围护结构凿除后应对其后土体自立性、渗漏等情况进行观察，判断出洞区域土体的实际加固效果是否满足盾构安全出洞的要求。
1.6盾构出洞装置安装
由于隧道洞口与盾构之间存在建筑间隙，易造成泥水流失，从而引起地面沉降及周围建筑物、管线位移，因此需安装出洞装置。一般包括帘布橡胶板、圆环板、扇形板及相应的连接螺栓和垫圈等。监理应重点对帘布橡胶板上所开螺孔位置、尺寸进行复核，对出洞装置安装的牢固情况进行检查，确保帘布橡胶板能紧贴洞门，防止盾构出洞后同步注浆浆液泄漏。
1.7盾构始发出洞
盾构出洞准备工作就续后，为减少正面土体暴露时间，盾构从始发基座导轨上应及时向前推进，使盾构切口切入土层直至盾构壳体进入洞口的过程称为“盾构始发出洞”。该关键环节监理应进行旁站监督，并重点做好以下工作：
⑴观察割除围护结构迎水面钢筋后盾构机应迅速靠上洞口正面土体。
⑵观察盾构出洞期间洞口有无渗漏的状况，发现洞口渗漏督促承包单位及时封堵。
⑶检查前仓土压力设置是否合适，观察土仓有无砼块，发现后督促承包单位及时清除。
⑷第一环正环拼装前检查最后一环负环管片的拼装位置。
⑸检查千斤顶使用状况，防止盾构出洞后出现姿态“上飘”现象。
2.盾构试掘进和正式掘进阶段
根据盾构法施工工艺的特点，盾构安全出洞后需通过前100环试推进寻求最佳施工参数，为全线的正常推进提供符合实际土层特点的技术参数。不论在试掘进还是正式掘进阶段，监理可以通过观察盾构机控制室内仪器仪表显示的数据、审查承包单位上报的盾构掘进施工报表、通过监测数据分析隧道及地面沉降情况等手段进行动态监控，及时掌握和分析施工技术参数变化，检查盾构掘进中的姿态、管片拼装的质量、注浆作业的效果等，督促承包单位采取相应的措施确保盾构掘进施工质量和周边环境的安全。
2.1盾构机施工参数管理
由于土压平衡式盾构采用电子计算机控制系统，能自动控制刀盘转速、盾构推进速度及前进方向，并及时反映掘进中的施工参数。这些施工参数的确定是根据地质条件情况、环境监测情况，进行反复量测、调整和优化的过程，若发现异常需及时调整。因此，对盾构施工参数的管理应贯穿于盾构掘进过程的始终。监理在监督过程中可通过审查承包方施工报表，观察盾构机控制室内监控设备等手段，及时收集和分析有关施工参数的信息，通过信息反馈，动态掌握施工参数的变化。盾构机监控系统能反映的施工参数很多（如土压力、刀盘油压和转速、盾构掘进速度等），对于这些施工参数的管理监理在工作中应重点关注以下几项：
2.1.1土压力
土压平衡式盾构机掘进的原理是建立开挖面前后水土压力平衡。在盾构掘进不同阶段，盾构机工况是从非土压平衡通过在初始出洞阶段逐步过渡到土压平衡，再到进洞阶段由土压平衡逐步过度到非土压平衡，即土压力设定是变化的（在理论数值上它与土体容重、覆土深度、侧向土压力系数有关），施工中需要不断通过不同的土质、覆土厚度、结合环境监测的数据进行调整。因此，平衡土压值的设定是土压平衡式盾构施工关键，监理应予以重点关注，并通过计算理论土压力与实际设定土压力进行比较，判断实际设定土压力是否满足施工的需要，督促承包方合理的设定土压力。
2.1.2出土量
土压平衡式盾构是以切口环作为密闭土仓，盾构推进中切削后土体进入密闭土仓，随着进土量增加建立一定的土压力，再通过螺旋输送机完成排土，而土仓压力值是通过出土量来控制的。因此，出土量的多少、快慢与设定的土压力值密切相关，监理人员可通过计算每环理论出土量与实际每环出土量相比较，判断出土量是否正常。
2.1.3掘进速度
盾构掘进的速度主要受盾构设备进、出土速度的限制，若进出土速度不协调，极易出现正面土体失稳和地表沉降等不良现象。因此，监理应重点督促承包方均衡连续组织掘进作业，当出现异常情况时（如遇到阻碍、遇到不良地质、盾构姿态偏离较大等），应及时停止掘进，封闭正面土体，查明原因后采取相应的措施处理。
2.1.4千斤顶推力
盾构是依靠安装在支撑环周围的千斤顶推力向前推进的，推力的大小与盾构掘进所遇到的阻力有关，正确的使用千斤顶是盾构是否能沿设计轴线（标高）方向准确前进的关键。因此，在每环推进前，监理应根据前面几环承包方申报的盾构推进的现状报表，分析盾构趋势，督促承包方正确的选择千斤顶的编组，合理地进行纠偏。
2.2盾构掘进姿态控制
所谓盾构姿态具体是指盾构掘进中现状空间位置（包括高程和平面位置）。盾构姿态控制就是将盾构轴线控制在与设计允许偏差范围内。盾构姿态控制的好坏，不仅关系到盾构轴线是否能在已定的空间内在设计轴线允许偏差内推进，而且还影响到后续工序管片拼装的质量（只有盾构掘进姿态控制在允许误差之内，才能确保管片拼装能在理想的位置）。因此，在盾构掘进阶段对盾构姿态的控制始终应做为监理人员监督的重中之重。根据《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）8.4.4条（2003版）规定“盾构掘进中应严格控制中线平面位置和高程，其允许偏差均为±50mm，发现偏离应逐步纠正，不得猛纠硬调”。监理在实施对盾构姿态控制时，应严格以规范要求为控制准则。监理在工作中针对盾构姿态的控制，首先应熟悉和掌握设计线型要求，即隧道平面曲线和竖曲线的线型情况（包括里程、长度、坡度、半径等），其次还应重点监控以下内容：
2.2.1盾构姿态测量数据
盾构姿态测量数据包括自动测量数据（盾构机装有自动测量系统，能反映盾构运行的轨迹和瞬时姿态，动态监测盾构姿态数据）和人工测量复核数据（对自动测量数据正确性进行检测和校正），监理人员可对两类数据综合分析、比较，动态掌握数据变化情况，正确指导盾构正确、安全地推进。
2.2.2盾构纠偏量
盾构在推进过程中不可能一直处于理想状况（尤其是在曲线段），会产生不同程度的偏向。影响盾构的偏向的因素很多，也很复杂（如地质条件的因素、机械设备的因素、施工操作的因素等等），施工中一般可通过调整千斤顶编组或纠偏材料（粘贴在管片上）进行纠偏。监理工程师不仅应做到及时根据盾构姿态测量数据，分析盾构姿态，督促承包商控制好掘进方向，平稳地控制盾构推进的轴线。而且在每环管片拼装前对盾构姿态进行复查，发现偏差，督促承包方合理的制定纠偏方案和纠偏量，及时采取纠偏措施，避免误差累积。
2.3管片拼装控制
根据盾构法施工工艺管片成环的特点：管片是盾壳的保护下在盾尾拼装成环形成隧道的。
它是盾构法施工的关键工序，管片拼装的质量好坏直接影响到隧道结构的安全和使用功能。因此，为确保管片拼装的质量满足设计和规范的要求，监理应重点抓好以下环节：
2.3.1管片制作监控
管片制作质量好坏是确保管片拼装质量的首要环节，一般管片制作均由预制构件厂提前生产，以满足现场盾构掘进施工的需要。《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）8.11条对管片制作质量提出明确的要求。监理对管片制作监理人员在监督管片制作过程中应严把质量关，在满足以下条件的前提下才能允许管片出厂。
⑴制作管片模具的精度符合规范要求。
⑵制作管片类型、管片脱模后成品外观质量及尺寸偏差满足设计和规范要求。
⑶管片的砼抗压强度及抗渗指标满足设计要求。
⑷管片的检漏检测和三环试拼装检验符合规范要求。
2.3.2管片进场检查
管片制作合格后需根据现场施工需要分批由预制厂运输至现场。监理对进场管片的检查是对管片制作质量的第二次复查。检查的重点包括：
⑴根据管片排序图核对进场管片规格是否满足施工需要。
⑵审查进场管片出厂质量合格证明文件。
⑶复查进场管片外观质量，若发现缺陷应及时督促承包单位进行修补。
2.3.3管片拼装前检查
根据管片接缝防水设计要求一般需粘贴防水密封垫，监理工程师应在管片拼装前对密封垫粘贴位置和粘贴质量逐块检查。
2.3.4管片成环后检查
管片成环后的质量是衡量和判断盾构法隧道质量合格与否的主要依据。（《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）8.6.5条对管片拼装质量提出了具体的要求（本工程以20环为一个检验批进行验收）。监理在进行检查中应重点检查以下内容：
⑴高程和平面偏差。
⑵纵、环向相邻管片高差和纵、环向缝隙宽度。
⑶纵、环向相邻管片螺栓连接。
2.3注浆作业监控
盾构法工艺施工隧道，由于盾构壳体与拼装管片之间存在“建筑空隙”，如不及时填充，势必产生土层扰动变形，造成地面变形（严重的危及到地面建筑和地下管线的安全使用）或隧道结构变形。注浆作业是盾构法隧道施工控制地面和隧道结构变形主要技术措施之一，通过压浆填充“建筑空隙”控制变形量。施工中的注浆工艺分为同步注浆、衬砌后补注浆，无论采用哪种工艺，监理在监督过程中应通过分析监测资料（以控制地面和隧道结构变形为原则）、审查拌制和注浆施工记录、对每作业班拌制注浆液试块制作见证送检等手段来综合分析注浆作业的效果，判断注浆作业是否达到控制变形的成效，并重点监督浆液配合比、注浆量、注浆压力等主要技术指标。
3盾构接收（进洞）阶段
盾构接收（进洞）阶段掘进是盾构法隧道施工最后一个关键环节。盾构能否顺利进洞关系到整个隧道掘进施工的成败。在盾构进洞前后监理需监督承包单位做好充分的盾构接收的准备工作，确保盾构以良好的姿态进洞，就位在盾构接收基座上。
3.1盾构进洞土体加固
盾构进洞区域土体加固一般与出洞区域土体加固是同时进行，对盾构进洞土体加固效果的检验可参照对盾构出洞土体加固。
3.2盾构接收基座设置
盾构接收基座用于接收进洞后的盾构机，由于盾构进洞姿态是未知的。在盾构接收（进洞）前监理仍需复核接收井洞门中心位置和接收基座平面、高程位置（一般以低于洞圈面为原则），确保盾构机进洞后能平稳、安全推上基座。
3.3进洞前盾构姿态监控
在盾构进洞前100环监理对已贯通隧道内布置的平面导线控制点及高程水准基点做贯通前复核测量，是准确评估盾构进洞前的姿态和拟定进洞段掘进轴线的重要依据。监理复核数据应通过与承包方复核数据的比较，分析误差是否在允许偏差之内，从而正确的指导进洞段盾构推进的方向。
3.4洞门围护结构凿除（进洞侧）
盾构进洞前需对接收井内围护结构背水面钢筋进行割除及砼凿除，通过打探孔实际验证盾构进洞区域土体加固的效果。监理在洞门围护结构凿除后同样需对其后土体自立性、渗漏等情况进行观察，判断进洞区域土体的实际加固效果是否满足盾构安全进洞的要求，否则应督促承包方采取补救措施。
3.5盾构接收进洞
盾构接收（进洞）准备工作就续后，盾构机向前推进，在前端刀盘露出土体直至盾构壳体顺利推上接收基座的过程称为“盾构接收进洞”。该关键环节监理应进行旁站监督，并重点做好以下工作：
⑴观察进洞洞口有无渗漏的状况，发现洞口渗漏督促承包单位及时封堵。
⑵督促承包方及时安装洞口拉紧装置，并检查其牢固性。
盾构法施工验收规范范文2
Abstract: The city subway construction of connecting passage due to ground, underground, space constraints and other factors, difficult construction, freezing technology in the construction of cross passage interval has very strong practicability and operability.
Key words: freezing method; subway; tunnel; cross-passage
中图分类号：U415.6 献标识码：文章编号：2095-2104（2013）1-0020-02
1引言
冷冻法施工工艺最早出现在欧洲，在矿井施工中广泛使用，其工艺就是利用冷冻机对冷冻液进行降温，并通过循环管路输送到需要冷冻的区域，并保持温度，使温度向外扩散产生冻结效果。因其安全系数高，工作环境因无水而施工方便，在我国早期主要应用于矿山垂直巷道的施工。近年来，随着环渤海经济圈的开发建设，天津的城市轨道交通得以迅猛发展，冷冻法工艺在天津地铁区间联络通道施工中也逐步得以运用和推广。
2工程概况
天津地铁9号线某标段联络通道工程，通道拱顶覆土深度约17.5m，区间左、右线隧道中心距离13m，通道开挖区域处于第Ⅳ陆相层粉质粘土和粉沙层上，该土层液限平均在27％，且可塑性强，为可塑和软塑状态，孔隙率0.68～0.77，原设计为地面旋喷桩加固，考虑交通导行、管线切改、拆迁、以及在过深土体中的加固效果差等综合因素的影响，决定采用冻结法施工。
3冷冻法施工
冷冻法施工工艺流程为钻冻结孔、埋冻结管冷冻系统安装积极冻结围护冻结、开挖构筑停冻融沉注浆。
3.1 开孔钻进施工开孔前，结合结构尺寸，对冻结管的长度、数量、位置及角度等进行充分的计算，本案例冻结孔设计间距0.8～1.0m，总共设置冻结孔77个，冻结线路循环长度785m 。为考虑通道底泵房施工方便和安全，以及冻结管道打设到右线后产生偏差，在右线隧道内的通道顶部和底部也打设若干冻结管，与左线冻结管连接成一体共同作用，确保冻结效果满足设计要求。
在布孔范围内先打若干小探孔，探测地层稳定情况，若发现砂层，立即进行双液注浆，以提高孔口附近土体稳定性。待开孔条件具备之后，在隧道内根据设计图现场放样孔位，开孔前先将金刚石取芯钻机的导向基座固定在孔位附近，用地质罗盘对导向轨进行方向和角度复核，然后进行开孔，控制孔位偏差在1％以内。
为防止开孔后发生涌沙涌水现象，采用特殊孔口管进行孔口防护，两次钻进的方法进行开孔，首先用金刚石钻机开出一个稍大的孔(Φ120mm)用于安装封口管（此时不能钻透管片，以防涌水），封口管一端安装法兰和阀门，同时在侧面预留φ25mm注浆孔（兼做逆止阀），如果封口管处漏水涌泥，则从逆止阀中注入浆液，然后从阀门内用小直径钻头打穿管片，并迅速将冻结管打入，如图1、图2所示：
图1 封口管
图2 两次开孔示意图
当右线也具备施工条件时，最好打设冻结管以利于泵房施工和弥补冻结管远端打设偏差，为保证冻结管能连成一体，从左线用强制水平钻机打设四个对穿孔，一方面用于检验左右线钢管片的里程差异以便调整通道的位置，另一方面用于将左线的循环管路引到右线，钻杆就用冻结管，在冻结管的前端装上钻头即可，钻进角度严格按照施工组织设计图控制，对穿孔在后期还用作冻结回路的一部分。除了对穿孔用强制水平钻机钻进外，其余的冻结管均用夯管锤强行夯入土体。此时需要将冻结管的前端做成平口（若做成锥状，在夯进过程中遇到硬物后容易发生偏移），孔端密封焊接，这样保证在在夯进过程中土体始终处于密封状态。冻结管加长时，采用套管丝扣连接，接头螺纹紧固后再用手工电弧焊焊接，确保其同心度和焊接强度。
钻进过程中若发现偏斜要及时纠偏，下好冻结管后，用灯光测斜仪进行测斜。冻结管长度和纠偏合格后，再进行密封打压实验，确保管路密封良好。冻结管考虑安全系数，比设计加长0.3m，安装完成后，以冻结管作为回液管，在冻结管内插入供液管，将冻结管端盖焊接密封，冻结回路单管示意图如图3所示：
图3冻结回路单管示意图 图4冻结管路连接
当冻结管打设完成后，根据冻结部位的不同，将全部冻结管分成若干组，每组3～5根进行串连，然后并联到冻结主回路上，这样可以克服循环管路过长、热量不易交换的缺点，便于节省费用和缩短冻结工期，如图4所示。
3．2 冻结系统安装
经计算，选用TBSJ055.1型螺杆机组一台套，在安装循环管路时尽量缩短冷冻管长度，以免使冻结能量损失过多，冻结干管过长时，要每隔一段距离（30m左右）要加设一个橡胶短管，防止管道热胀冷缩而破坏。在系统安装完成后，先检查冻结管的密封情况，出现渗漏立即补救，检渗完成后，安装保温层，并在隧道衬砌内壁上安装隔热板，即可开始冻结。
3.3辅助措施
测温孔和卸压孔（压力观测孔）是监测冻土帷幕形成过程和形成状况的必要检查手段，测温孔主要用以实测温度来计算冻结壁厚度；泄压孔则验证冻结壁的形成与否。当形成冻结交圈后，开挖土体由于冻结壁的膨胀而产生压力增加的现象，一般为增加0.1~0.3MPa，以此可以判断冻结壁已经形成，同时通过卸压孔可以卸除冻结壁内的开挖土体在冻结过程中增加的压力，避免造成隧道变形等破坏。为保证监测孔全面反映冻结状况，布设的冻土帷幕测温孔和卸压孔须具代表性：
(1)在左、右线冻土帷幕的上、下、左、右四个方向布置共计8个测温孔，由于冻结管从一条隧道内呈放射状打设，冻结管末端间距较大，因此测温孔尽量布置在远端终孔间距较大处 。
(2)在拟开挖未冻结的核心土区域两侧各布置一个卸压孔，在对面隧道未冻区域上下各布置一个卸压孔；
3.4 积极冻结
就是指满足设计要求、具备开挖条件之前的冻结过程，注意每天溶液温度变化和气温变化，一般前7天温度下降明显，盐水（氯化钙溶液）温度从大气温度迅速降至-20℃左右，在-20℃度左右则会在短期时间内产生小幅波动，同时对泄压孔进行观察会发现压力表读数会上下波动，在开挖前达到0.3MPa（开挖前必须卸压），这一阶段维持约7～8天，这表明，拟开挖的土体由于土量有限，热量交换已经趋于平衡，而外侧土体已经开始冻结并慢慢扩散，开始逐步形成冻结交圈，并对开挖土体产生附加压力。之后温度每天下降0.5℃～1.5℃，到-30℃左右基本稳定，可以进行开挖。
3.5 维护冻结及开挖构筑
维护冻结是指冻结帷幕形成、达到开挖构筑的条件后，适当提高盐水温度，保证安全开挖条件下的冻结过程。当判断冻土帷幕与隧道完全胶结后，要进行探孔检测，确认冻土帷幕内土层基本无压力后再进行正式开挖，开挖前准备足够的应急预案及抢险物资，正式开挖后，根据冻土帷幕的稳定性，可适当提高盐水温度，进入维护冻结，但盐水温度不应高于-22℃。
联络通道分上下两层，上层为通道，下层为泵房，开挖构筑也分层两步进行。工艺流程为：开挖通道通道初衬（钢拱架、网喷砼）防水层敷设二衬（钢筋混凝土）开挖泵房泵房初衬（网喷砼）防水层敷设泵房二衬（钢筋混凝土）。
（1）为保证拆除钢管片后的隧道不变形，在拆除临时钢管片前，事先在左、右线隧道内临时钢管片两侧各安装安装两榀环向支架，消除开挖过程中永久管片的徐变，保证受力平衡，如图5所示：
图5临时环向支架
（2）拆除临时钢管片之前，先将永久钢管片的接缝全部满焊，既能防止拆除时管片变形，又能防止接缝在施工中松动，导致漏水涌泥。还要设置一道安全屏蔽门，屏蔽门必须与永久钢管片满焊，保证其密封性良好，一旦临时钢管片拆除后，发现水土有涌出迹象，就需要迅速关闭安全门，进行加固和重新冻结，防止造成地面塌陷确保地面和地下安全。不过由于开挖土体在冻结壁厚度范围以外的非冻结区域，打开洞门以后必须首先钎探冻结壁的边沿位置与设计的偏差，并且用回弹仪粗测冻结壁的强度，如果能满足设计要求，则拟开挖土体产生缓慢变形属正常现象。
(3) 拆除临时钢管片时，用两个导链配合，10T导链作为主导链，2T导链作为辅助导链，将临时管片拉出，如图6所示。
图6拆除临时钢管片
(4) 临时钢管片拆除后，按照传统的矿山法完成开挖、钢拱架支护、网喷砼、施做防水、二衬、监测及背后注浆等工序。
3.6 停止冻结及融沉注浆
待通道结构施做完成后，再开挖通道底部的泵房，待泵房结构施工完成、二衬砼强度达到90％后即可全部停止冻结了。由于冷冻法施工土体受冻会膨胀，在融化中会沉降，要及时注浆，主要填充初衬和二衬之间不易筑满砼的拱部空隙，避免造成地面变形过大。
3.7施工中注意事项
（1）在盾构区间施工时，要认真进行管片的排列布置，严格控制第一环管片的位置，以免左右线联络通道的钢管片错位过大，导致通道的两端无法准确连接。
（2）盾构区间隧道左、右线掘进到联络通道里程的前后时，要对水土及时取样分析，为联络通道的施工提供更为准确的依据。
（3）冻结工序一旦开始后，中途不得停电，避免土体反复冻融，破坏了冻结土体中的热量传递路径，导致冻结效果不理想。
4施工效果
（1） 根据朗金土压力理论公式，联络通道顶部土压力仅为0.32MPa，隧道在掘进到通道部位时，土仓压力也仅用0.29MPa就达到了土压平衡；而沿开挖轮廓线一周对冻结壁进行回弹仪实测，计算出冻结壁的边缘强度达到6.5MPa，足以抵抗通道顶部和侧面的压力（设计为3MPa）；
（2）开挖土体被冻结住，核心土体温度降到－1℃；沿开挖成型的轮廓一周向内约25cm范围的土体，存在明显的结霜现象，以此为冻结壁的内边沿，推算冻结壁的厚度最薄处2.4m，最厚处达到2.6m，远超出设计需要的1.2~1.6m；说明所用冷冻机组的功率完全能满足冻结施工的需要，实际操作中积极冻结时间过长，可适当缩短，原设计的35d左右满足开挖要求。
5 结束语
该法在天津地铁9号线某标段联络通道工程成功实施表明：冷冻法施工工艺对天津地区是比较适用的，施工过程中安全及质量完全可以得到保证。地铁盾构区间始发端及接受端的端头土体加固施工，由于受水文、地质及周边施工环境（如管线、建筑物等）制约，冻结法进行端头加固也具有很强的优越性。
参考文献：
（1）《地下铁道工程施工及验收规范・GB50299-1999》；
（2）《盾构法隧道工程施工及验收规范・ DGJ08-233-1999》；
（3）《混凝土结构工程施工质量验收规范・ GB50204-2002》；
（4）《地下防水工程施工及验收规范・ GBJ208-83》；
盾构法施工验收规范范文3
关键词：地铁施工；暗挖；加固措施
中图分类号：U231文献标识码： A
1、引言
随着城市轨道交通事业的蓬勃发展，各个大中城市都在修建地铁，地铁一般都位于城市的中心区，由于城市中心区用地紧张，拆迁难度和成本都非常大；暗挖施工由于占地面积小，区间竖井位置设置比较灵活，所以在城市地铁的建设中，越来越多的采用暗挖法施工。
2、工程概况
北京地铁十四号线十里河站～南八里庄站区间由十里河站向北，下穿东三环，并向东沿弘燕路下方至南八里庄站。区间起讫里程为 K25+723.000～K26+704.95，总长度981.95m。本区间隧道覆土约7.5～17m。区间采用矿山法施工，复合式衬砌结构，区间断面为单线单洞形式。
区间在右 K26+164.500处设施工竖井及横通道一处。采用格栅支护，倒挂井壁法施工。区间在左线K25+910～K25+940，右线K25+900～K25+930范围内上穿10号线盾构区间，区间顶覆土约7～8m，距离10号线盾构隧道最小净距约2.0m。穿越土层主要为粉质粘土层，按照《北京市轨道交通工程建设安全风险技术管理体系》的分级原则进行分级,风险等级为一级，安全风险比较大。
3、施工要求
1、区间开挖采用台阶法施工，暗挖施工遵循“管超前，严注浆，短进尺，强支护，早封闭，勤量测”的原则，做到随挖随支，及时成环。
采用人工配合风镐进行开挖，循环进尺为0.5m。开挖完成后，立即进行初期支护作业，封闭成环。开挖时，循环进尺不大于0.5m，以保证施工安全。上台阶开挖时预留核心土，核心土为梯形断面，核心土断面尺寸不小于开挖掌子面的一半。
2、区间上穿10号线盾构区间土层以粉质粘土层为主，只在下断面对新建区间与既有结构之间的土体进行加固；
3、隧道应按设计尺寸严格控制开挖断面，不得欠挖，严格控制超挖值，允许超挖值应符合规范要求，拱部不得大于100mm，边墙和仰拱均不得大于80mm。
4、隧道断面开挖，上半拱格栅架设时，做好拱脚的支垫工作。拱架定位好以后及时打设锁脚锚杆，每根锁脚锚杆长3.0m，每侧拱脚打设1根，有效控制开挖初期沉降。
5、由于地层中可能存在上层滞水，开挖前做好人工超前探测工作；如有渗漏，做好引排或应急处理工作。
6、在初期支护与围岩之间经常出现空隙，甚至出现地表沉降量大于洞内拱顶沉降量，因此初支背后应及时进行回填注浆。
7、加强施工信息反馈。在施工过程中应通过动态监测支护体系变形情况和支护结构力学状态，及时反馈设计，调整和修改设计参数和施工工艺，确保施工安全可靠。
4、施工方案
4.1、土方开挖
区间上穿10号线盾构区间采用台阶法施工，设置临时仰拱，具体施工步序、施工工艺流程见图4-1。
施工拱部单排超前小导管注浆加固地层，小导管打设范围为拱部150°，小导管长度2.5米、2.0米。
开挖拱部土体，保留核心土 (上宽2米，下宽3.4米，高1.4米)，架立拱部格栅拱架，挂钢筋网，打φ42*3.25锁脚锚管；喷射混凝土，形成初期支护，开挖核心土，安装临时仰拱工字钢
滞后上导洞10～15m，开挖下导洞，施作初期支护，从洞内采用补偿加固新建区间与十号线之间的土体。
图4-1台阶法施工步序图
4.2、超前小导管
4.2.1 小导管加工及布设
小导管采用φ42*3.25mm钢管在现场加工制作，管身前端切削成尖锥状，导管中部1～1.5m范围布置梅花形泄浆孔，泄浆孔孔径6～8mm，孔间距20～30cm，尾部100cm范围不钻孔作为止浆段，在导管尾部焊接钢筋加强箍。
隧道上穿10号线盾构区间段落小导管长度为2.5米和2米两种，调整打设角度为10°～15°。小导管施工工艺见图4-2。
图4-2小导管施工工艺流程图
4.2.2 小导管钻进
针对区间地层特点，在粉土地层，采用风管吹孔，再将小导管打入；对于粉细砂地层，采用风镐顶入。
4.2.3 小导管加固注浆技术措施
1、小导管注浆参数根据现场围岩变化情况由实验确定，根据初步选定的配合比，测定凝胶时间，如不能满足凝胶时间要求，则需反复调整施工配合比，直到满足为止。
2、为防止孔口漏浆，用水泥药卷封堵注浆管与钻孔之间的空隙。为防止注浆管堵塞，影响注浆效果，注浆前先清洗注浆管。
3、压浆管与超前注浆管之间采用方便接头，以便快速安拆。
4、严格控制水泥浆配合比及胶凝时间，初选配合比后，用胶凝时间控制调整配合比，并测定凝结体的强度，选定最佳配合比。
5、注浆压力由小到大，从开始0MPa升到终止压力0.4～0.5MPa，稳压3min，流量计显示注浆量较小时，结束注浆；为保证注浆质量，必要时可封闭开挖面。
6、注浆由两侧对称向中间进行，自下而上逐孔注浆，如有窜浆或跑浆时，可间隔注浆，最后全部完成注浆。
7、注浆完成后要检验注浆效果，在隧道开挖后可检查注浆固结体厚度，如达不到设计要求时，在注浆时调整注浆参数，改善注浆工艺。
8、注浆过程中，专人记录注浆情况，并根据实际情况调整注浆压力、进度，保证注浆效果；完成后检验注浆效果，不合格者进行补注。
9、小导管注浆时不得对环境造成污染。注浆期间应定期对地下水取样化验检查，如有污染应立即采取有效的技术措施。
10、注浆结束，待地层达到充分的固结强度后方可进行开挖作业。
4.3、加固措施
区间上穿10号线盾构区间土层以粉质粘土层为主，只在下断面对新建区间与既有结构之间的土体进行加固；
注浆范围为：左线K25+910～K25+940，右线K25+900～K25+930，左右线各30米。
（1）隧道下台阶开挖完成后，从洞内采用补偿注浆加固新建区间与10号线之间土体，采用Φ42@1.0x1.0m补偿注浆锚管，长度为1.5米，每环8根；
（2）区间施工时先开挖右线隧道后开挖左线隧道，建议上导洞先行施工形成封闭断面，并根据右线隧道的监测结果及时调整左线施工参数，优化施工方案，如果变形过大，则对三环路管线下部砂层进行超前深孔注浆加固；根据实际情况，如果隧道底部存在地下水，则由上导洞向下打井进行洞内降水。
（3）掌子面开挖前打设超前地质探孔并分析地层状况，若存在渗漏水严重、地层情况与勘察报告不符、土层较差时应封闭掌子面，通知设计并修正设计参数后方可继续施工；
（4）初期支护形成后在其背后及时注浆填充空隙，并使附近土层得到加固，减小因隧道开挖引起的地面沉降。注浆材料为1：1水泥浆，注浆压力控制在0.1-0.3MPa；
（5）初衬与二衬之间压注与二衬混凝土等强的超细水泥浆，注浆压力小于0.1MPa；
（6）加强对10号线既有区间结构的监控量测，并切实做到洞内与地面监测同步，做到信息化施工；
区间上穿10号线盾构区间注浆加固图见图4-3、图4-4。
图4-3 区间上穿10号线盾构区间注浆加固横剖面图
图4-4 区间上穿10号线盾构区间注浆布置纵断面图
4.4、施工监测及信息反馈
现场监控量测是监视周围地层稳定情况、判断支护结构设计是否合理、施工方法是否正确的重要手段。对既有线区间和邻近高层建筑物的监测，尤其要注意新建区间开挖过程中对影响范围内的既有结构变形的监测；监测过程中除保证数据的完整、可靠外，还应加强对数据的分析与利用。对隧道施工中的每一个工况，都应根据前面工况已有的监测数据，采用反分析或其他有效方法，对既有线的反应做出预测，并及时调整施工措施。
监控量测及时对监测情况进行分析，监测成果报告中应包含技术说明、监测时间、使用仪器、依据规范、监测方法及所达到精度，列出监测值、变形速率、变形差值、变形曲线、并根据规范及监测情况提出结论性意见，如遇异常情况及时组织四方会议进行分析，以指导施工。
5 、实施效果
区间隧道施工完成后，经过对14号线区间的监控量测数据的分析，地表沉降、地下管线沉降、区间结构的拱顶下沉、净空收敛等监测数据满足规范要求，对10号线盾构区间没有带来任何不良影响。经四方验收，加固效果符合设计要求。
6 、结束语
综上所述，城市轨道交通在以后的发展中，线路越来越多，上穿或者下穿其他线路是不可避免的，这一施工方法对于以后城市轨道交通施工中上穿地铁区间有非常好的借鉴效果。
参考文献：
[1] 《地铁暗挖隧道注浆施工技术规程》（试行）（DBJ01-96-2004）。
[2] 《地铁工程监控量测技术规程》(DB11-4900-2007)；
盾构法施工验收规范范文4
关键词：偏中线 斜体 盾构始发
中图分类号：U231 文献标识码： A
目前在我国的地铁隧道施工中已经广泛采用盾构法施工，盾构法施工主要技术为始发、掘进、到达等几个方面，其中盾构始发环节是盾构施工工法的一个关键环节。盾构始发技术有两种：一种为整体始发，将盾构机连同后配套拖车一起吊入始发端，组装后连成整体始发掘进；另一种为分体始发，当受盾构始发场地限制时，将盾构机主机和一部分主要的后配套拖车吊入到始发端始发，剩余拖车通过管线延长放置在地面上，待盾构隧道掘进到足够的长度后，再将另一部分拖车重新组装后按整体始发的模式进行第二次始发。
1、工程概况
本区间左右线分别采用海瑞克S179、S460两台盾构机由大里程方向往小里程方向掘进。两台盾构机均为5节拖车，以2号拖车为例，拖车边缘到线路中线均为2550mm。S179断面图详见图1。
图1S179二号拖车断面图
始发段在平面位置上属于直线段，在竖直方向上为2‰的坡度。始发站为地下双层车站，洞门段围护结构采用玻璃纤维筋，标准段侧墙与线路中心距为2150mm，端头段底板标高比标准段低1600mm。
端头处地质地层自上向下依次为素填土（2m-4.1m）、粉质粘土（2.4m-4.1m）、卵石土（4m-4.5m）、粉质粘土（0.7m）、强风化泥质粉砂岩、中风化泥质粉砂岩。盾构隧道洞体地质情况自上至下为：卵石层（0～1m）、强风化泥质粉砂岩（1～2m）、中下部为中风化泥质粉砂岩；上方地层为：杂填土（2～4m）、粉质粘土（2.4～4.1m）、卵石层（3.5～5m）。始发阶段前70m均有卵石、砾砂地层侵入隧道，隧道埋深10～11m。
2、始发方案对比
由于车站侧墙与线路中心线距离的约束，无法采用常规的整体始发。
S460的人行路板在最外侧，而S179则在内侧，根据现场测量路板的宽度，割除路板后，可满足整体始发要求。因此右线区间隧道采用S460并在始发阶段割除人行路板，待后配套通过标准段侧墙后再焊接上。该方案既经济又不影响施工质量及工期。
本文重点探讨的是左线S179盾构的始发技术，对于车站长度或者宽度尺寸不够时，通常采用分体始发方式，存在以下几个缺点：
（1）需延长管线，将5节拖车至于地面轨道上，购置足够长的管线与盾构机主机连接，这将会增加项目成本100万左右；
（2）无法正常出土，盾构掘进产生的渣土无法正常通过皮带运输至矿车上，需要另外加工小型渣土斗，且运输渣土效率低下，将会严重影响施工工期；
（3）需要进行二次始发，待掘进至能够满足盾构机整体长度时，需要将后配套从地面转移至地下。
经过综合分析，我们采用偏中线斜体始发，即将盾构机主体偏移线路中线、并与线路中线以一定夹角进行始发，这既不会造成项目成本的增加亦不影响施工工期，唯一的缺点是需要严格控制始发质量，避免出现超出规范规定的隧道界限要求。
3、偏中线斜体始发方案
3.1S179各拖车实测尺寸
S179盾构机已施工多个区间，为了防止该盾构在之前施工过程中发生变形，特对后配套各节拖车与铺设轨道中线距离及其余尺寸进行实测，以便对后期铺轨提供参考，各拖车尺寸见表1。
表1S179实测尺寸统计表（单位：mm）
由上表可看出，多个拖车右侧与铺轨中心线的距离大于侧墙与线路中心线的距离，因而无法按照线路中心线铺设轨道。
3.2轨道铺设方案
因尺寸限制，轨道的铺设将决定始发的成败，轨道铺设的原则为：
(1)后配套拖车能在铺设的轨道上正常行走，满足其最小转弯半径，同时不影响出土矿车行走；
(2)后配套行走时，不与侧墙发生磨蹭；
(3)尽可能减少盾构始发掘进后盾构姿态的调整，避免出现盾构姿态超限。
经过反复研究论证，采用以下方式进行始发：
(1)在标准段前沿轨道中线距离侧墙2700mm，后8m将轨道距离侧墙距离调整为3000mm，其余均按2700mm布置，示意图见图2。
图2始置示意图
(2)设置6环负环，将盾构机主体前点（即洞门钢环处）偏离中线80mm，按照15‰的斜率进行始发台及反力架定位。
3.3始发流程
盾构始发流程见图3。
图3始发流程框图
本文就始发基座安装及洞门密封、洞门凿除等与常规整体始发不同之处进行阐述，其余均同常规始发技术。
3.4始发基座安装
盾构机组装前，依据轨道铺设方案定出的盾构进洞姿态空间位置，然后反推出始发基座的空间位置。由于始发基座在盾构始发时要承受纵向、横向的推力以及约束盾构旋转的扭矩，所以在盾构始发前，对始发基座两侧与车站预埋件及钢支撑进行连接固定。
本次始发台在后配套进入车站内后由测量组在车站底板进行放线，准确放出始发台安装的具置，考虑盾构机的自重，始发台比设计标高上抬20mm；因本次始发在2‰的下坡，所以始发台为2‰下坡为准；始发台基本安装好后，由测量组检查中线以及高程，并根据检查结果再对始发台进行精确调整。
3.5洞门凿除
始发井基坑围护桩为Φ1000mm@1150mm玻璃纤维筋混凝土钻孔桩；桩间采用Φ800mm的三重管旋喷桩止水；洞门在盾构始发进行了土体加固，能够确保洞门围护结构在破除后可以短暂的稳定和不渗漏水。
尽管洞门圈范围内围护结构均采用盾构可直接切削的玻璃纤维筋，但考虑到若不进行洞门凿除，直接利用盾构刀盘切削围护桩，刀盘将会破坏帘幕橡胶板，影响盾构始发的洞门密封。此外，由于盾构机采用斜体始发，洞门掌子面需要采用凿出一个斜面，根据盾构机刀盘的厚度以及帘幕橡胶板的尺寸计算出洞门左侧需要凿除60cm，右侧需要凿除45cm。该方案即可满足盾构始发要求，同时亦能减少掌子面暴露时间，提高始发安全系数。
3.6洞门密封
盾构在始发过程中，为防止泥浆从洞门圈与盾构壳体间的空隙泄露在盾构始发井内，影响开挖面土体的稳定，盾构始发前必须在洞门处设置性能良好的密封装置。
本工程洞门密封为72块折页压板+帘布橡胶板。预埋钢板内径为6620mm，盾构机刀盘外径为6280mm，管片采用内径5400mm，外径6000mm的预制混凝土管片，帘布橡胶板内径为5460mm。由于盾构采取偏离中线80mm始发，因此需要对折页压板进行改造，以确保始发过程中洞门处密封装置的性能良好。将折页压板由顶部顺时针排序，为了便于施工，减少改造的工作量，本次改造采用的是将部分折页压板的螺栓孔位置移动，部分折页压板加长等措施以满足洞门密封要求。折页压板改造图如图4。由图中可以看出，71#～4#、34#～39#位置折页压板无需改造，49#～61#位置无法安装折页压板，该处位置在盾构机完全进洞后可用∅25钢筋弯折焊于钢压板上，防止注浆时由于压力过大造成帘布橡胶板外翻，以确保洞门密封。具体折页压板改造尺寸见表2。
表2折页压板尺寸改造统计表（单位：mm）
图4折页压板改造尺寸图
3.7始发掘进
盾构机采用偏离中线-80mm（水平姿态-80），以+15mm/m的大趋势始发，通常盾构机尚未脱离始发台时，不能过多调向，且盾壳与始发台之间的环向摩擦很小，盾构机容易旋转。但若等盾构机主机全部脱离始发台后再进行姿态调整，则此时的刀盘水平姿态为+46mm，趋势为+15mm/m，盾构机必然会超限（姿态超出+100mm）。
因此本工程采取的是刀盘进洞4.5m后（即前体、中体均已脱离始发台，仅剩盾尾在始发台上时）进行姿态调整。此时，刀盘理论上偏离中线-13m，趋势仍为+15mm/m，对盾构机姿态进行调整，防止盾构机超限。除了尽早对盾构机进行姿态调整外，还采取以下措施防止盾构机超限：
（1）盾构机开始姿态调整时将掘进方向右侧靠近盾尾的木楔不楔紧，掘进时将始终将左侧的木楔子楔紧，给盾尾一个向右的活动空间；
（2）值班工程师应提前准备转弯环，保证该段管片姿态与盾构机姿态吻合；
（3）进洞开始同步注浆时考虑管片位移，在管片姿态较大侧加大同步注浆量及注浆压力；
（4）拼装负环管片时，适当将管片往右侧安装；
（5）加密管片姿态测量的频率，并根据管片姿态反馈指导施工。
除了控制管片姿态外，始发掘进中还需要注意以下几点：
（1）出渣量控制：根据该段地质情况以及之前的掘进情况，始发掘进时采用保满仓土压掘进，控制出渣量。该段出渣量按照5.3车/环的标准进行控制。同时应尽量控制为300mm出渣一车（5车/环，16方/车）；
（2）速度及推力控制：逐步加大推力至1000～1200T，提高掘进速度至20mm～30mm/min，时刻观察反力架，始发台，出现反力架、始发台支撑位移、焊缝开裂、工字钢变形等立即保土压停机并加固反力架；
（3）刀盘转速及扭矩的控制：盾构机扭矩可控制在180bar左右，刀盘转速控制在1.4r/min～1.6r/min之间。
4、技术控制重点
本工程始发的重点是要确保盾构机姿态满足不超限，同时施工质量亦要满足规范要求。因此本次始发的控制重点主要有以下几点：
（1）测量组按照图纸将轨道转折点，反力架，始发台精确定位，偏差应在1cm以内。因本次始发精度要求较高，测量组长复核测量内容，避免出现偏差过大的情况；
（2）对始发台、反力架进行全面的检查与修理，安装固定必须在定位完成后进行，反力架支柱底部必须以钢板垫实，始发台必须通过固定于地面上，近洞门端须支撑于始发井前端内衬墙上；
（3）对折页压板必须严格按照要求改造，且每块折页压板必须编号，按照图示顺序安装，避免出现安装位置错误或者改造尺寸不对情况的出现；
（4）密切关注后配套拖车与侧墙、反力架、负环管片位置关系，出现拖车位置侵限等情况立即保土压停机进行处理；
（5）确保管片供应，以便于盾构机姿态调整；
（6）确保盾构机机况良好，避免在始发过程中出现故障造成停机，且保证在调整姿态时能提供较大的压力差。
5、始发掘进后效果
通过始发掘进后近15环掘进，成功将趋势降为正常水平，且并未出现超限情况，管片质量情况亦较好。隧道成型管片见图5。
图5隧道成型管片照片
6、结语
偏中线斜体始发技术是一项系统工程，虽然盾构机姿态控制难度大，可能造成超限，影响盾构施工质量。但是若能严格控制各个工序的施工过程，采取有力措施，精心操作，严格控制掘进过程中盾构机的姿态，将会比分体始发节约不少成本及工期。
[参考文献]
[1] GB50446-2008,盾构法隧道施工与验收规范[S],中国建筑工业出版社，2005
盾构法施工验收规范范文5
关键词：盾构沉降监测
中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：
1、工程概况
该工程由上海市机械施工有限公司承建，工程从地铁一号线红普路站始发，掘进到建华路站（为左线），再从建华路掉头，开挖另一条隧道到红普路站（为右线），最后从红普路站始发，开挖隧道到七堡车辆段（明挖出入段线），三段线在里程K25+603.862~k25+574.551处（25环至91环间）下穿1根DN1000铸铁给水管和2根DN2200钢筋砼污水管。总长度约2489米，施工中的最大难题是：直径6.34米的盾构机，必须在地下深处先后三次近距离穿越城市给、污水总管，这在杭州地铁施工中尚属首次。第三次穿越时，即明挖出入段线隧道与污水管平面斜交约27度，隧道顶至给水管底约6.73m,隧道顶至污水管底约为2.55m，距离最近。如下表1所示。
表1：区间穿越管线概况及影响范围
1．1 、土层情况简述
区间线路所经过的土层主要为钱塘江冲积沉积形成。如下图1所示给水管线所处的土层为③2层砂质粉土层，污水管线所处的土层为③3层砂质粉土夹粉砂层，而明挖出入段线隧道穿越管线施工所处的土层为③6层粉砂夹砂质粉土层。
图1：给、污水管线及隧道施工所处土层示意图
1．2 、穿越管线概况
DN1000给水管线为承担下沙经济技术开发区供水泵站的主供水管线，日均流量为7万吨，一旦有失将对整个开发区造成降压供水。DN2200污水管是杭州市七格污水处理厂主干管线，担负着杭州市50%以上的污水处理任务，日流量约为30万吨/根，压力2公斤，因此关系十分重大。
2、管线保护及控制
2．1、应急预案的制定及熟练操作。
本文认为，涉及管线保护及控制应从施工前期抓起。切合实际制定完备的已经预案就是对出现突况及险情的应对控制。因此，事前应仔细勘察现场情况，结合隧道施工设计图及实际进度制订完备的应急预案十分重要。预案中要包含对人、物、程序的详细描述，给、污水管线在区间隧道两端的阀门及中间的排放阀要在符合实际的GIS图中明确标识，事前务必要克服困难想方设法实际操作阀门的启闭，同时要以检漏的形式明确完好性。为提高保险性在预案中可延伸关阀范围。要强化演练，根据沉降监测情况，何时启动预案，人员联系、逐级汇报、现场人员及机具到位、程序化操作要熟练操作、了然于心。
2．2、沉降监测
本文认为在软土底层和建筑密集地区建设地下工程，下行穿越如此近距离的污水水总管，这是风险工程，施工中困难难以避免。必须抓住风险控制手段，科学分析面对困难，在施工中做到化险为夷。如何做到顺利穿越，平稳过渡，在施工中落实监测是关键。在施工中不能凭经验主观臆测，而要加强施工监控，依赖信息化手段，把施工监控作为风险管理的最重要手段。
·沉降监测点的设定。
考虑到给水管与污水管的不同材质，距穿越隧道的不同距离，以隧道顶离污水总管距离最近的明挖出入段线为例，穿越前在给水管线上设置2个直接监测点，在污水管线上设置了8个直接监测点。见下图2。
图2：监测点布置图 注：Z号点为盾构区间地面深层监测点，S号为给水管直接监测点，W号为污水管直接监测点。
设置直接点的方法是在管线上方利用高压水冲的方式，埋设直径为700钢套管，注水冲出管内淤泥后在套管中插入直径40的钢制水管，外侧以轻重力固定套管，使得套管底部与管线顶部尽量密合，防止泥土进入，内侧以柔性材料固定钢制水管在套管中的相对位置，并确保其在套管中能在垂直方向上自由移动为妥。水管高出套管5cm，便于观测。同时在埋设钢套管时，要精确放样并以触探的方式，保证测点的居中布置，尽量挖去测点周遍的覆土，以减少套管、水管的长度和弯曲程度。设置完直接监测点后，必须在管线两侧设置预埋注浆管，一般为直接监测点的两侧各设置一路，若直接监测点设置较密集可适当减少注浆管路，以备不时之需。
沉降监测要采取地面监测点与管线直接监测点相结合的方式，地面深层监测点要均匀布置，并要比管线直接监测点要多，见上图2。
·沉降监测点的测量和管理。
沉降监测至少要两方不同单位的人员按相同的监测频率对测点进行测量。使用的仪器精度要一致，最好采用相同品牌、类型的仪器。此次测量仪器使用的是DSZ2水准仪+FS1平测微器，测量精度为±0.5mm。沉降观测的线路测量按二等水准测量要求，同一人观测、同一仪器测量、同一标尺、同一线路进行。
·沉降监测的频率和变化量报警的设置。
监测频率宜以随着盾构机水平距离管线越来越近而逐渐增加。此次穿越，在盾构机头距离管线50米时测量各监测点的初始高程值，初始高程值至少两次测定取平均值。然后每天测量4次；在盾构距离管线10米及穿越过程当中频率提高到每2小时一次；待穿越过后，保持追踪监测，每天2次，直至监测数据趋于平稳后，继续监测一星期再停止。
表2：管线直接监测点初始高程。
隧道顶与污水管底垂直净距仅2.55米，因此对沉降变化量的控制必须非常严格，把沉降累计变化量从常规的±30mm调整到±10mm。同时加强对监测成果技术分析，保证盾构顺利穿越给水及污水干线管道，根据监测所得到的数据及时对土仓压力、推进速度、总推力、出土量，刀盘转速、注浆量和注浆压力等施工能数进行调整，以取得最佳施工参数。
表3：监测点沉降变化量报警值。
2．3、管线内流量、压力的控制
管内流量如果瞬间波动，流速变化大及流向交替变化较易引起对管线周遍的扰动，因此在穿越期间，要尽可能通过上游泵站出水量的调节，保持相对稳定的流速、压力、单向的流向、减少中间环节水量变化的因素为穿越施工创造良好的条件也极为重要。
3、结语
三次穿越情况管线沉降数据正常。左线盾构穿越管线污水管沉降最大累计值为-11.13mm,给水管沉降最大累计值为-3.22mm;右线盾构穿越污水管线沉降最大累计值为-5.17mm,给水管线最大累计值-1.94mm;隧道顶距离管底最近的出入段盾构穿越污水管沉降最大累计值为-4.25mm，给水管沉降最大累计值为-2.13mm,均在正常范围之内。
盾构穿越管线的过程中，加强对管线的事前、事中、事后保护及控制措施还有很多方面需要摸索，根据科学的监测手段获得监测数据并加以分析用于指导盾构施工参数的调整和判断管线风险等级是关键所在。
参考文献：
盾构法施工验收规范范文6
Abstract： There are less risk factors analysis on risk management of tunnel construction from the angle of the construction process. Based on the Yellow River Crossing Tunnel， this paper identifies the risk factors with the construction process. By using the FMEA method and considering the loss cost to analyze these risk factors， we can know how to deal with these risk factors.
关键词： 风险管理；FMEA；穿黄隧洞
Key words： risk management；Failure Modes and Effects Analysis；Yellow River Crossing Tunnel
中图分类号：TV67 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）02-0070-02
0 引言
穿黄隧洞采用水泥平衡盾构机施工，因工程地处7度地震区，是黄河游荡性河段，所以该段地表水与地下水连通使隧洞外部受动态水压力，内部受0.5MPa以上的水压力，施工过程中隧洞涌水风险大。加之隧洞的设计，施工方案的选择，都有别于常规，是隧洞施工上的一次突破。所以已有学者对穿黄隧洞的施工管理进行了研究，以期为日后类似工程施工的风险管理积累经验。韩黎明通过对盾构施工技术和穿黄隧洞施工方案的分析研究，分析了穿黄隧洞在施工过程中可能遇到的关键问题[1]；钮新强作为穿黄隧洞的设计参与者，从穿黄隧洞的线路、过河建筑物的型式、工程总体的布置等方面介绍了相关施工技术和管理要点[2]；杨恩文针对穿黄隧洞的地质条件分析了不同的施工技术、盾构机设备、辅助设施的设置，给出了适合于穿黄隧洞的整体施工方案[3]；张艳如通过施工监测的数据总结了施工通风及排水措施的实施[4]；符志远从隧洞运行的角度阐述了管理过程中的风险因子[5]；仲生星针对施工中出现的问题，提出了地层加固和气囊密封技术、短边控制长边测量技术[6]；华夏依据施工过程中收集的相关数据，通过控制图方法分析盾构机在不同地质情况和工况下的效率，为预测和控制类似工程积累了重要经验和基础资料[7]。
已有研究是从施工技术的角度分析总结施工过程中施工方案等的优化和改进方法，较少从管理的角度分析施工过程中可能存在的风险。而穿黄隧洞作为国内首个突破现有规范设计并施工的隧洞工程，不仅仅是其相关的施工技术值得研究学习，在施工过程中的管理经验同样值得研究和学习。因此，本文在以上研究的基础上，从施工方的角度，采用基于损失费用的FMEA（Failure Modes and Effects Analysis，故障模式影响分析）方法，按照施工工艺流程对施工过程中可能出现的风险进行分析评估，总结此类工程的风险管理经验。
1 FMEA方法
FMEA是工艺系统可靠性分析中最常用的一种定性分析方法，目的在于对每个工艺步骤中可能出现的故障模式按照风险优先数值的大小，制定相应的改进措施，直到风险优先数（RPN，Risk Priority Number）达到可以接受的水平。该方法综合风险发生的概率（O，occurrence）、风险的严酷度（S，severity）、和风险发生后被检测的难度（D，detectability）三个指标得到风险优先数。现在被广泛应用于各个领域，同时也有很多学者针对该方法存在的问题提出了相应的改进办法。本文采用的基于损失费用的FMEA分析方法，是将原有方法中的被检测难度（D）用施工过程中的相关定量数值代替，形成的一种定性与定量相结合的分析方法。
本文用风险因素所导致的工期延误天数占工期延误总天数的百分比（P，percent）乘以延误一天损失的费用（C，cost）代替被检测难度（D）这一指标。在定量分析之前，用严酷度等级给各个风险因素打分，按十分制算，严酷度等级在9级以上的（包括9级），直接列为风险管理的重点对象，制定相应的预防措施和应急管理办法。对于低于9级的，将运用发生概率和损失费用相结合的方法来计算RPN值，从而确定各个风险因素的优先顺序。
造成工期延误的原因有可能是多方面的，本文讨论施工管理中的经验总结，因此只讨论施工方管理不当造成的工期延误。工期延误所导致的损失费用包括误工一天的清单单价、维修费用等，这些可以从另一个方面反映造成这一工期延误的风险事件易于被检测的程度。
2 实例分析
2.1 风险因素识别
风险识别是风险管理的第一步，是对潜在风险的判别、分类和鉴定性质的过程。本文根据穿黄隧洞工程泥水平衡盾构施工工艺流程，参照《盾构掘进隧道工程施工及验收规范》，系统的审视每一环节的细节与特点，总结如表1所示的施工风险因素集。
2.2 风险因素分析
对上述识别出来的风险因素进行分析，是根据这些风险因素的性质、可能造成的影响和影响的程度对其做出相应的排序，使得管理者可以根据排序决定各个风险因素的轻重缓急并制定相应的对策。
对于风险因素的发生概率和严酷度等级要依靠专家打分得到，在打分的过程中使用1-9的单数标度，具体的分值和其对应的语言描述如表2所示。
对于风险因素的可检测性，使用损失费用代替，数值客观，定量分析效果好。在测算工期延误一天所造成的费用损失时，为了方便计算，采用正在进行的分部分项工程工程量清单中给出的单价。施工方的原因造成工期延误时，施工方的人、材、机都有相应的误工费产生，如果发生机械故障，还有相应的维修费用产生。而工程量清单中给出的完成某一分部分项工程所做所有工作的综合单价，涵盖了这一分部分项工程所涉及的人、材、机费用和维修费的摊销。因此使用工程量清单单价方便计算而且合理有效。
2.2.1 定性分析
针对表中列出的风险因素，由专家打分给出严酷度等级，平均后的结果为该风险因素的最终严酷度得分。得分大于等于9的，列为必须加以控制的风险因素，针对这些风险因素应该制定应对措施，并在相应的施工环节重点防范。
2.2.2 定量分析
对于严酷度等级得分小于9的，由专家打分给出发生概率等级，并求平均值为最终发生概率得分。然后根据施工工艺流程找到该风险因素对应的分部分项工程，查询工程量清单单价得到该风险因素对应的损失费用，得到最终可控性得分。发生概率和可控性的相乘得到该风险因素的风险优先数RPN。由风险优先数RPN可以知道剩余风险因素的排序，由此排序可以针对各个风险因素的轻重缓急制定与之对应的风险应对措施。
2.2.3 实例计算
通过对工程实际情况的分析，筛选如下风险因素进行计算说明。根据风险优先数RPN= O*P*C计算的结果如表3所示。
从表3计算结果可以看出，在所列举的3个风险因素中，同步注浆质量不合格的风险优先数最大，是3者中影响最坏的，因此针对这一风险因素应该制定更为严格周密的风险因对措施。比如严格控制注浆材料的质量、合理选择注浆材料的参数、重点关注同步注浆的施工细节等。
2.3 风险应对措施
各个风险因素的风险优先数各不相同，不可能针对每一个风险优先数制定应对措施。因此为了操作简便，对于得到的可能出现的风险优先数分级考虑，不同级别的风险因素制定相应的措施。这样既可以对风险因素做出轻重缓急的量化排序，又易于操作。
3 结论
由施工工艺流程出发识别出的风险因素，具有穿黄隧洞泥水盾构施工的特点，得到的风险因素集合理全面。使用考虑了损失费用的FMEA方法，操作简单，对风险因素的分析结果有助于制定合理科学的风险应对措施。文中列举实例的分析结果说明了该方法的有效性，得到的风险应对措施为类似工程的施工风险管理累积了经验。
参考文献：
[1]韩黎明，李舜才.盾构技术与穿黄隧洞施工[J].南水北调与水利科技，2004，2（6）：41-43.
[2]钮新强，符志远，郑立平.南水北调中线穿越黄河输水隧洞技术研究[J].人民长江，2006，37（7）：1-4.
[3]杨恩文，汪雪英.盾构法施工在中线一期穿黄隧洞中的应用[J].隧道建设，2007：378-381.
[4]张艳如，于.南水北调东线穿黄隧洞施工技术研究[J].山西建筑，2008，34（32）：361-362.
[5]符志远，张传健.穿黄隧洞运行安全与检修条件评估[J].人民长江，2011，42（8）：111-118.
[6]仲生星，李荣智.穿黄隧洞工程泥水盾构掘进施工技术[J].人民长江，2011，42（8）：70-76.
[7]华夏，文军.南水北调中线一期穿黄工程盾构施工效率分析[J].人民长江，2011，42（16）：83-85.