時(shí)間:2022-11-11 08:50:13
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關(guān)鍵詞:隧道建設(shè);安全;管理措施
太佳高速公路呂梁段,全長(zhǎng)119.55km,共有隧道18座(其中:石質(zhì)隧道2座、土質(zhì)隧道16座),單洞長(zhǎng)45133m,占總里程的19.24%,寶塔山、架梁山、臨縣3號(hào)隧道為特長(zhǎng)隧道,難度最大,且為全線的控制性工程。由于本項(xiàng)目地處山區(qū),地形地貌地質(zhì)非常復(fù)雜,建設(shè)工期又短,因此,如何安全組織管理好全線隧道工程建設(shè)顯得尤為重要。
1加強(qiáng)培訓(xùn),落實(shí)責(zé)任
加強(qiáng)安全宣傳、教育和培訓(xùn),建設(shè)符合工程實(shí)際的安全生產(chǎn)文化;提高安全生產(chǎn)認(rèn)識(shí),認(rèn)真做好技術(shù)培訓(xùn)工作,包括光面爆破技術(shù)、濕噴混凝土施工技術(shù)、黃土隧道分部開(kāi)挖法、隧道施工技術(shù)培訓(xùn)等。不斷提高管理人員、操作人員的技術(shù)水平和安全生產(chǎn)知識(shí)。建管處根據(jù)有關(guān)安全生產(chǎn)的法律法規(guī)和規(guī)章制度,多次通過(guò)會(huì)議、文件及現(xiàn)場(chǎng)督導(dǎo)等多種方式,促使各施工、監(jiān)理單位建立健全了安全管理組織機(jī)構(gòu)和安全生產(chǎn)保障體系,落實(shí)各項(xiàng)安全生產(chǎn)措施,做好了隧道塌方、涌水、瓦斯、交通事故等各類(lèi)事故應(yīng)急救援預(yù)案,配備應(yīng)急救援人員、器材、設(shè)備,應(yīng)急救援預(yù)案按規(guī)定報(bào)監(jiān)理單位批準(zhǔn)并報(bào)建設(shè)單位核實(shí),并進(jìn)行了多次預(yù)演;各施工單位組織管理人員和作業(yè)人員進(jìn)行了隧道開(kāi)挖、噴錨支護(hù)、二次襯砌施工的崗前技術(shù)、安全培訓(xùn),建管處組織進(jìn)行考試,考試合格后方可上崗;特種作業(yè)人員必須持證上崗。同時(shí)。將地質(zhì)超前預(yù)報(bào)、洞內(nèi)通風(fēng)、鉆爆設(shè)計(jì)和爆破器材的管理、圍巖變形監(jiān)控量測(cè)及初期支護(hù)、二次襯砌、防水堵漏、臨電管理等工作作為主要控制點(diǎn),通過(guò)巡檢、專(zhuān)檢、旁站、指令、專(zhuān)題會(huì)議等手段進(jìn)行監(jiān)控;對(duì)預(yù)防坍塌、漏水、突泥、瓦斯爆炸事故措施的落實(shí)以及應(yīng)急預(yù)案的審查和演練情況進(jìn)行監(jiān)控。
2強(qiáng)化組織,規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)
嚴(yán)格施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理,強(qiáng)化安全管理隧道施工組織設(shè)計(jì),把安全生產(chǎn)、危險(xiǎn)源識(shí)別、評(píng)價(jià)與控制、應(yīng)急救援預(yù)案等作為主要內(nèi)容。對(duì)穿越斷層破碎帶、軟巖變形、膨脹土、富水黃土等不良地質(zhì)地段編制專(zhuān)項(xiàng)施工方案。由項(xiàng)目經(jīng)理、技術(shù)負(fù)責(zé)人和安全負(fù)責(zé)人共同組織編制,經(jīng)監(jiān)理部審核、建管處審查以及專(zhuān)家評(píng)審論證后實(shí)施,并由施工員、專(zhuān)職安全員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督。嚴(yán)格按照安全生產(chǎn)的相關(guān)法律法規(guī)、規(guī)章制度和現(xiàn)行隧道施工技術(shù)規(guī)范,對(duì)隧道的開(kāi)挖、錨桿施工、鋼筋網(wǎng)加工及安裝、鋼支撐的加工及安裝、噴射混凝土、仰拱全幅施工、二次襯砌、隧道防排水以及隧道輔助措施等各分項(xiàng)工程進(jìn)行了逐級(jí)交底工作。施工中,嚴(yán)格工序管理,規(guī)范作業(yè)流程,加強(qiáng)對(duì)進(jìn)入隧道人員的管理,建立出入隧道登記制度。嚴(yán)格按照相關(guān)法律法規(guī)和規(guī)章制度對(duì)火工品進(jìn)行管理,火工品專(zhuān)庫(kù)存放專(zhuān)人管理,雷管、炸藥、導(dǎo)爆索分庫(kù)存放,嚴(yán)格執(zhí)行火工品的出入庫(kù)登記和使用登記制度。對(duì)納入合同的安全生產(chǎn)費(fèi)用,必須保證足額投入,絕不允許挪作他用。
3超前預(yù)報(bào),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
對(duì)隧道施工中可能出現(xiàn)的不良地質(zhì)現(xiàn)象,結(jié)合隧道工程地質(zhì)條件和指導(dǎo)性施工組織設(shè)計(jì)編制超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方案,明確隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的方法、預(yù)報(bào)的內(nèi)容、預(yù)報(bào)頻次、實(shí)施計(jì)劃,配備符合信息判斷、數(shù)據(jù)采集與處理、預(yù)報(bào)成果報(bào)告編制等技術(shù)要求的先進(jìn)儀器和能夠勝任超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作的技術(shù)人員。同時(shí),將超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作納入工序管理,嚴(yán)格按超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方案實(shí)施。超前地質(zhì)預(yù)報(bào)顯示地質(zhì)條件異常時(shí),應(yīng)及時(shí)采取措施,防止事故發(fā)生。
在上述前提下,將監(jiān)控量測(cè)納入施工工序,制定詳細(xì)的監(jiān)控量測(cè)方案。配備監(jiān)控量測(cè)專(zhuān)業(yè)人員,并根據(jù)地質(zhì)情況及時(shí)進(jìn)行調(diào)整;建立最大日變形量和累計(jì)變形量的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警機(jī)制;嚴(yán)格按照規(guī)范要求布點(diǎn)量測(cè),確保監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)真實(shí)、準(zhǔn)確、完整,及時(shí)對(duì)量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,根據(jù)分析結(jié)果調(diào)整支護(hù)參數(shù)。并及時(shí)反饋量測(cè)數(shù)據(jù)和分析結(jié)果,設(shè)計(jì)驗(yàn)證后及時(shí)根據(jù)量測(cè)數(shù)據(jù)調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù),隨時(shí)調(diào)整開(kāi)挖輪廓、支護(hù)參數(shù),根據(jù)量測(cè)數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工生產(chǎn)。
4嚴(yán)細(xì)程序,穩(wěn)妥進(jìn)洞
隧道進(jìn)洞前,由建管處組織設(shè)計(jì)單位、技術(shù)專(zhuān)家組、監(jiān)理單位和施工單位的相關(guān)人員參加,詳細(xì)調(diào)查洞口地質(zhì)、地形特點(diǎn),對(duì)洞口段100m范圍內(nèi)每2m實(shí)測(cè)橫斷面,對(duì)洞頂沖溝發(fā)育情況進(jìn)行掌握,并查看地質(zhì)資料,做到心中有數(shù)。同時(shí),結(jié)合隧道洞口的實(shí)際情況。每一個(gè)隧道洞口均進(jìn)行了大管棚超前支護(hù),短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、預(yù)留核心土、三臺(tái)階開(kāi)挖支護(hù)的進(jìn)洞方案。進(jìn)洞施工專(zhuān)人負(fù)責(zé)監(jiān)控量測(cè),逐榀開(kāi)挖,及時(shí)支護(hù),進(jìn)洞15m后仰拱封閉成環(huán),并且在進(jìn)洞前襯砌臺(tái)車(chē)進(jìn)場(chǎng),對(duì)洞口段盡快施工襯砌,確保了安全進(jìn)洞。
5嚴(yán)格工序,均衡推進(jìn)
隧道施工既不能盲目追求單工序的超前,也不能單單把開(kāi)挖進(jìn)尺作為隧道進(jìn)度的考核指標(biāo),而是應(yīng)科學(xué)組織、嚴(yán)格工序。均衡推進(jìn)。我們一是做好了開(kāi)挖支護(hù)斷面上中下分部施工之間的工序銜接及質(zhì)量控制,確保在各臺(tái)階分部轉(zhuǎn)換時(shí)隧道沉降、收斂變形受控,保證開(kāi)挖支護(hù)安全順利進(jìn)行;二是堅(jiān)持以新奧法指導(dǎo)施工,開(kāi)挖后立即初噴混凝土封閉,及時(shí)進(jìn)行初期支護(hù)施工,縮短巖面暴露時(shí)間,充分發(fā)揮圍巖自穩(wěn)能力,保證洞身穩(wěn)定;三是堅(jiān)持“仰拱超前,襯砌緊跟”,V級(jí)洞口段仰拱距掌子面不大于30m,二襯距掌子面不大于40m,不留隱患。
1.1頂管的技術(shù)特點(diǎn)
(1)屬于頂管鋪管技術(shù)和環(huán)境保護(hù)施工方法,并具有不開(kāi)挖面層就能夠穿越交通設(shè)施和建筑物;(2)由于被鋪設(shè)管道的上部土層未經(jīng)擾動(dòng),故管道壽命較長(zhǎng);同時(shí)由于無(wú)需拆遷土層之上建筑物,故有很高的經(jīng)濟(jì)效益;(3)頂管力學(xué)性能優(yōu)良,適應(yīng)各種土質(zhì)。
1.2泥水加壓平衡式頂管施工注意事項(xiàng)
泥水加壓平衡式頂管工作原理為采用機(jī)械切削泥土并應(yīng)用水力輸送棄土,同時(shí)利用泥水壓力平衡地下水壓力和土壓力,控制地表隆起和沉降。在施工中需要注意的事項(xiàng)為:一是注意掘進(jìn)機(jī)處于停機(jī)狀態(tài)時(shí)需要防止泥水流失,以便保持挖掘面穩(wěn)定。二是施工過(guò)程之中,需要注意觀察地下水壓力變化和挖掘面的穩(wěn)定狀況,并檢查泥水濃度和相對(duì)密度及進(jìn)排泥泵流量的正常度。
2地鐵穿越類(lèi)型及其風(fēng)險(xiǎn)
地鐵穿越區(qū)分為上部穿越和下部穿越,兩者區(qū)分點(diǎn)是頂管是從隧道上方還是下方穿過(guò),如若是上方穿過(guò)就是上部穿越,反之如若是下方穿過(guò)就是下部穿越。上下部穿越之間的特征最大區(qū)分點(diǎn)是:上部穿越由于集中卸載導(dǎo)致隧道上浮,下部穿越由于地層損失導(dǎo)致隧道下沉;不過(guò)兩者都會(huì)使得隧道差異沉降,形成小曲率半徑,進(jìn)而嚴(yán)重影響隧道使用狀況甚至結(jié)構(gòu)安全。以下分別探討上部穿越和下部穿越風(fēng)險(xiǎn):
(1)上部穿越風(fēng)險(xiǎn):一是隧道隆起具有不可恢復(fù)性。下部穿越采取二次注漿措施使得下沉隧道恢復(fù),而上部穿越則對(duì)隆起部分毫無(wú)辦法使得下沉復(fù)位。二是土質(zhì)差,穩(wěn)定所需時(shí)間較長(zhǎng),這是緣于施工管道埋深較淺使得土體力學(xué)性質(zhì)較差所致。三是應(yīng)對(duì)措施有限。在隧道上方卸載是其隆起緣由,但由于隧道上方面層不存在加載條件或不能充分實(shí)施加載而使得隆起不能下沉復(fù)位。
(2)下部穿越風(fēng)險(xiǎn):一是后期整改周期長(zhǎng)。在列車(chē)停運(yùn)期間,遵循多次、多點(diǎn)、均勻原則并采取二次注漿措施來(lái)減少擾動(dòng)性。二是同步注漿存在注漿壓力過(guò)大而使得周邊土體容易劈裂,導(dǎo)致地層損失難以控制。
(3)頂管穿越風(fēng)險(xiǎn):設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)包括工作井施工設(shè)計(jì)和洞口加固設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn);地質(zhì)勘察風(fēng)險(xiǎn)包括地質(zhì)差異和勘察不準(zhǔn)或疏漏;施工參數(shù)風(fēng)險(xiǎn)包括推進(jìn)速度、頂進(jìn)正面土壓力、頂進(jìn)糾偏、管道拼裝、出土量、注漿參數(shù)等;監(jiān)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)包括監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)和監(jiān)察數(shù)據(jù)傳輸不及時(shí);此外還包括材料風(fēng)險(xiǎn)和機(jī)械故障風(fēng)險(xiǎn)。
3施工風(fēng)險(xiǎn)控制要點(diǎn)
3.1頂管工作井和頂管接收井
頂管工作井屬于頂管施工臨時(shí)設(shè)施,可供頂進(jìn)設(shè)備安放,并對(duì)管內(nèi)土方進(jìn)行提升處理。而在工作坑設(shè)置和頂進(jìn)形式選擇時(shí),需要兼顧多種因素,并按不同的頂進(jìn)方向區(qū)分為單向和多向頂進(jìn)、調(diào)頭和對(duì)頭頂進(jìn)。頂管接收井的圍護(hù)結(jié)構(gòu)可采用SMW工法樁進(jìn)行滿堂加固的高壓旋噴樁和內(nèi)插型鋼,這樣由于頂管施工涉及面較寬,不可避免地影響地鐵結(jié)構(gòu),因此,嚴(yán)禁拔除近地鐵側(cè)型鋼。
3.2頂進(jìn)速度
在頂管施工過(guò)程之中,要保持勻速緩慢速度,并控制在l0mm/min之內(nèi),以保證刀盤(pán)對(duì)土體的切削,從而減少擾動(dòng)。而頂進(jìn)速度的控制可以通過(guò)頂管機(jī)的液壓系統(tǒng)增設(shè)節(jié)流閥和冷卻系統(tǒng),以對(duì)千斤頂頂進(jìn)油量予以控制并防止油溫過(guò)高。
3.3頂管正面壓力
土倉(cāng)中的壓力須與開(kāi)挖面的正面水土壓力保持平衡,并控制好頂管頂進(jìn)速度和出土量,如若頂進(jìn)速度加快而出土率較小,就會(huì)增大土體壓力而使得地面隆起,反之亦然。因此需要做到:頂進(jìn)速度保持勻速緩慢,頂進(jìn)方向予以嚴(yán)格控制,頂管糾偏力盡減少。
3.4頂管糾偏
在頂管施工過(guò)程之中,嚴(yán)格遵循頂管施工技術(shù)規(guī)范,不隨意更改施工標(biāo)準(zhǔn)。相對(duì)頂管糾偏而言,切實(shí)做到頂管頂進(jìn)l0cm就進(jìn)行一次糾偏,嚴(yán)格禁止單次大幅度糾偏;頂管糾偏操作要做到“勤”和“微”,對(duì)于“勤”而言,不僅對(duì)顯示屏和指示燈等在內(nèi)的儀器及其它觀察點(diǎn)要做到持續(xù)觀察,而且集中注意力做到勤動(dòng)作,保持頂進(jìn)度緩慢均速,頂進(jìn)方向按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,不會(huì)出現(xiàn)較大偏差。對(duì)于“微”而言,保證不會(huì)出現(xiàn)大幅度的糾偏和過(guò)正糾偏,以便防止出現(xiàn)管接頭開(kāi)口造成漏水和形成S形管道。這樣,每次頂管糾偏都要采取小角度糾偏,避免造成軸線彎曲和地面沉降。
3.5同步注漿及置換注漿
對(duì)于同步注漿而言,注漿壓力需要大于隧道底處的土壓力值,以便保證漿體充分滲人周?chē)馏w;同時(shí),選擇觸變性能良好的膨潤(rùn)土制漿材料,并盡力將膨潤(rùn)土泥漿套隨機(jī)頭向前移動(dòng),以便形成連續(xù)的環(huán)狀漿套。對(duì)于置換注漿而言,是在頂管施工完畢后予以換漿,換漿時(shí)間因地點(diǎn)差異而有所不同,對(duì)于距離隧道15m之外的地方可以不受時(shí)間限制而隨時(shí)進(jìn)行換漿,而對(duì)于隧道及其前后15m所經(jīng)之處要在列車(chē)停運(yùn)期間內(nèi)進(jìn)行;在換漿期間,如若一旦發(fā)現(xiàn)隧道變化過(guò)大,需要即時(shí)停止換漿。
4結(jié)語(yǔ)
1.1新奧法與傳統(tǒng)方法的區(qū)別
具體來(lái)講,新奧法的基本理念主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:①在隧道開(kāi)挖階段,盡量簡(jiǎn)化開(kāi)挖工序,所采用的爆破施工技術(shù)和工藝流程均要考慮如何保持圍巖整體的穩(wěn)定性,避免擾動(dòng)圍巖;②隧道開(kāi)挖方案須充分利用圍巖的自承能力,提高圍巖本身的支撐能力;③基于圍巖特點(diǎn)選擇合適的支護(hù)方式和支護(hù)參數(shù),錨桿和噴射混凝土、鋼拱架等緊貼巖體的柔性支護(hù)盡量提早完成,確保作業(yè)過(guò)程中巖體松弛或變形情況得到有效控制;④有的施工段巖體軟弱破碎,為確保支護(hù)系統(tǒng)正常應(yīng)用,提高巖體整體的穩(wěn)定性,須盡早閉合斷面;⑤從理論上講,應(yīng)該在圍巖及初期賬戶(hù)變形基本穩(wěn)定后施作二次襯砌,將支護(hù)體系與圍巖揉合成一整體,以確保支護(hù)結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定;⑥為避免棱角突變部位引起應(yīng)力集中,隧道斷面周邊輪廓應(yīng)盡可能圓順;⑦施工作業(yè)期間,動(dòng)態(tài)觀測(cè)支護(hù)系統(tǒng)及圍巖結(jié)構(gòu),合理調(diào)整工藝流程,優(yōu)化設(shè)計(jì)工程方案,同時(shí)進(jìn)一步規(guī)范施工管理活動(dòng),確保施工活動(dòng)順利開(kāi)展。
1.2新奧法的特點(diǎn)
新奧法在我國(guó)應(yīng)用的最大特點(diǎn)就是應(yīng)用了所謂的復(fù)合式襯砌,其基本的施工方法是:在開(kāi)挖過(guò)程中,盡量減少對(duì)圍巖的擾動(dòng),為此必須采用光面爆破或預(yù)裂爆破,以維護(hù)圍巖的自承能力;根據(jù)圍巖特征,采用不同的支護(hù)類(lèi)型和支護(hù)參數(shù),及時(shí)施作錨噴支護(hù),抑制圍巖的松弛和變形;開(kāi)挖時(shí)盡量采用大斷面、少分部的開(kāi)挖方法,以利于降低圍巖內(nèi)部應(yīng)力重分布的次數(shù),最大限度地利用圍巖的承載力;在施工過(guò)程中,以量測(cè)手段為參照不斷修正設(shè)計(jì)和施工,做到既經(jīng)濟(jì)合理,又安全可靠;根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù),在確認(rèn)初期支護(hù)變形收斂后,進(jìn)行二次模筑混凝土襯砌。
2工程概況
周家莊一號(hào)隧道總長(zhǎng)2237m,洞身圍巖為Ⅳ級(jí)、Ⅴ級(jí)圍巖,圍巖極差,含不良地址段及特殊巖土。地面高程一般為1625~1800m。區(qū)內(nèi)地形起伏較大,溝壑縱橫,自然坡度約20~50°之間,隧道頂溝谷發(fā)育,沖溝內(nèi)為洪積砂質(zhì)黃土,山頂平緩處場(chǎng)及緩坡處多為風(fēng)積黃士段蓋,山體多基巖出露,植被覆蓋較差。
3施工方法
本隧道總體施工方案的選擇將立足于確保施工安全、施工質(zhì)量與施工工期,立足于有效避免涌泥、坍塌等事件發(fā)生。施工時(shí)及時(shí)進(jìn)行工序轉(zhuǎn)換,做到“管超前、短開(kāi)挖、強(qiáng)支護(hù)、勤量測(cè)、早封閉”。隧道開(kāi)挖采用風(fēng)槍鉆眼,實(shí)施弱爆破,局部人工配合挖掘機(jī)進(jìn)行施工。嚴(yán)格控制超挖和減少對(duì)圍巖的擾動(dòng),保證開(kāi)挖成形質(zhì)量,以充分發(fā)揮圍巖的自承能力。初期支護(hù)采用噴錨網(wǎng)為主的支護(hù)方式,圍巖較差地段設(shè)型鋼鋼架,特殊地段如淺埋地帶拱部設(shè)管棚或超前小導(dǎo)管預(yù)注水泥漿加固地層。二次襯砌按新奧法原理根據(jù)圍巖收斂情況及時(shí)施工,二次襯砌施工時(shí),灌注混凝土振搗密實(shí),防止收縮開(kāi)裂,振搗時(shí)不破壞防水層,二襯拆模時(shí),混凝土強(qiáng)度達(dá)到規(guī)范要求。
3.1洞門(mén)施工
3.1.1洞口工程
首先復(fù)核圖紙,組織復(fù)測(cè)并控測(cè)布網(wǎng),準(zhǔn)確定出洞口位置,明洞暗洞分界位置,按設(shè)計(jì)位置放出邊、仰坡及洞臉開(kāi)挖邊線。在洞口邊、仰坡開(kāi)挖線外5m處設(shè)截水溝一道,防止雨水沖刷洞臉。做好截排水系統(tǒng)后,人工配合挖掘機(jī)按照設(shè)計(jì)坡度、尺寸采取從上向下分臺(tái)階開(kāi)挖,分層3~5m,表層土采用挖掘機(jī)開(kāi)挖,底層地層當(dāng)機(jī)械開(kāi)挖困難時(shí)采用鉆爆法開(kāi)挖,邊仰坡的開(kāi)挖坡度隨原地面的坡度改變而改變,確保坡面平順并與原地形成為一體。裝載機(jī)配合自卸車(chē)運(yùn)砟,人工配合刷坡。洞口邊、仰坡段施工采用挖掘機(jī)縱向分段自上而下分層開(kāi)挖,人工整修邊仰坡,按設(shè)計(jì)要求一次到位,挖掘機(jī)配合自卸車(chē)裝運(yùn)棄渣。洞口臨時(shí)邊坡采用錨網(wǎng)噴防護(hù),永久邊仰坡采用C25混凝土拱形骨架護(hù)坡,中心綠化。
3.1.2進(jìn)洞方法
隧道進(jìn)出口采用套拱法進(jìn)洞,具體作法:沿明暗洞交界里程,從上到下逐層開(kāi)挖,開(kāi)挖至起拱線后,架立鋼拱架,最里面的一榀緊貼仰坡放置,施做套拱。洞口段設(shè)計(jì)為Φ108管棚超前支護(hù),與鋼架組合成預(yù)支護(hù)體系,澆注掛板套拱混凝土固結(jié),形成洞室輪廓,在套拱混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,施做準(zhǔn)108mm超前管棚,在套拱保護(hù)下按設(shè)計(jì)法進(jìn)行開(kāi)挖隧道進(jìn)口、出口均為Ⅴ級(jí)圍巖,采用三臺(tái)階臨時(shí)仰拱法開(kāi)挖進(jìn)洞;采用拱部準(zhǔn)42超前小導(dǎo)管超前支護(hù),及錨噴網(wǎng)初期支護(hù)。
3.2正洞施工
暗洞段按新奧法組織施工,弱爆破開(kāi)挖,圍巖較弱處采用機(jī)械配合人工開(kāi)挖,噴錨支護(hù)。正洞施工方案見(jiàn)表1。
3.3棄碴與環(huán)保
3.3.1隧道棄碴
施工中產(chǎn)生的廢碴、廢液按環(huán)保有關(guān)規(guī)定進(jìn)行處理,不隨意排入沖溝、溝渠及農(nóng)田中。在隧道口設(shè)置三級(jí)沉淀池用于處理施工污水,以及吸附油污;固體污物等,固體污物送往環(huán)保部門(mén)作無(wú)害處理。棄碴按設(shè)計(jì)要求棄于指定位置或作為路基填料,碴場(chǎng)設(shè)擋墻,以免水土流失。
3.3.2施工降塵
由于隧道施工采用無(wú)軌運(yùn)輸,洞內(nèi)廢氣污染主要為大功率的內(nèi)燃機(jī)械,且主要集中到裝碴運(yùn)輸工序,為此在該隧道施工中,必須加強(qiáng)通風(fēng)除塵的工作。方法如下:加強(qiáng)對(duì)進(jìn)洞機(jī)械的維修保養(yǎng)。定期檢查空氣濾清器是否堵塞,進(jìn)、排水是否暢通,噴油嘴及時(shí)更換,使噴油效果好。霧化程度高,使柴油充分地燃燒。為了節(jié)油和消煙摻加柴油添加劑。部份機(jī)械進(jìn)行機(jī)外凈化。主要給裝載機(jī)裝配上帶有催化劑的附屬箱,連接在尾氣排放管上,把發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣用催化劑和水洗的辦法來(lái)降低其中有害氣體。
3.3.3環(huán)境保護(hù)
隧道施工便道、工棚及作業(yè)場(chǎng)的布置盡量維護(hù)自然面貌,占用荒地應(yīng)少開(kāi)挖、少刷方,以保護(hù)自然植被。隧道竣工時(shí),應(yīng)盡量恢復(fù)原有植被。
4施工中的必要注意事項(xiàng)
4.1初期支護(hù)的施工質(zhì)量要保證
有效的支護(hù)能夠提高施工安全系數(shù)。施工應(yīng),須及時(shí)進(jìn)行初期支護(hù),提早封閉,加快成環(huán)速度,避免結(jié)構(gòu)變形。開(kāi)挖后及時(shí)封閉暴露的巖石。首先初噴厚度為4~5cm混凝土將巖面封閉,裝設(shè)鋼拱架、施作錨桿、掛鋼筋網(wǎng),最后按設(shè)計(jì)要求完成復(fù)噴。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)條件和施工要求的數(shù)量和方向選擇合適的錨桿。若使用砂漿錨桿,必須注意注漿量和漿液稠度;有水地段適宜采用楔縫式、縫管式或早強(qiáng)藥包錨桿,選擇端頭緊固且尾部有能夠緊貼格柵和圍巖的托板的端頭錨固錨桿,確保錨固效果符合設(shè)計(jì)要求。
4.2重視隧道監(jiān)控量測(cè)和超前地預(yù)報(bào)的作用
在公路隧道施工中,通常采用超前地質(zhì)預(yù)探探報(bào)施工技術(shù)、監(jiān)控量測(cè)施工技術(shù)來(lái)探測(cè)地址情況,同時(shí)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力變形進(jìn)行監(jiān)測(cè),為設(shè)計(jì)變更以及施工方案的確定提供可靠依據(jù)。這種監(jiān)測(cè)技術(shù)同樣適用于地表沉降及塌方監(jiān)測(cè)。隧道綜合地質(zhì)超前預(yù)報(bào)有助于優(yōu)化隧道施工方案,并且能夠提高隧道施工的安全系數(shù)。進(jìn)行隧道開(kāi)挖時(shí),事先通過(guò)高效的地質(zhì)監(jiān)測(cè)掌握隧道前方地質(zhì)狀況,有助于優(yōu)化設(shè)計(jì)工藝流程和施工技術(shù)措施,從而達(dá)到防控事故的目的。
5結(jié)語(yǔ)
近幾年我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不斷提速,作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要樞紐,道路交通工程建設(shè)也隨之加快進(jìn)程。然而,建設(shè)過(guò)程中頻發(fā)的橋梁隧道坍塌事故,使人們不得不將目光轉(zhuǎn)移到橋梁隧道施工的安全問(wèn)題上。從另一個(gè)角度來(lái)看,正是由于人們對(duì)施工安全問(wèn)題的重視,對(duì)施工單位起到了很大程度的監(jiān)督作用,加強(qiáng)了施工單位的施工安全意識(shí),促進(jìn)了橋梁隧道施工安全評(píng)估監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展。自20世紀(jì)50年代開(kāi)始,道路橋梁隧道的安全監(jiān)控體系就已經(jīng)得到了應(yīng)用,但是由于該安全監(jiān)控體系在我國(guó)發(fā)展較晚各方面理論與實(shí)際措施并不完善,監(jiān)控范圍與內(nèi)容也相對(duì)較少,在應(yīng)用過(guò)程中暴露出很多缺陷。隨著科技的不斷發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)信息通訊技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)得到了廣泛地普及,衍生為結(jié)構(gòu)振動(dòng)理論、信號(hào)分析及處理技術(shù)、現(xiàn)代傳感技術(shù),為橋梁隧道施工安全評(píng)估監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展注入了新鮮的血液,同時(shí)公路工程橋梁隧道施工在理論、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工等各方面的技術(shù)愈加成熟,這些客觀因素都從各個(gè)方面推動(dòng)了我國(guó)公路工程橋梁隧道施工安全評(píng)估監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展,對(duì)于該項(xiàng)技術(shù)的研究與科研,也成為了當(dāng)下國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者的重點(diǎn)課題,大部分國(guó)外和國(guó)內(nèi)部分橋梁隧道都相繼裝配了安全檢測(cè)系統(tǒng),對(duì)于橋梁隧道施工結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別以及安全監(jiān)控等方面的研究有了顯著的成效。將目光轉(zhuǎn)向國(guó)內(nèi),從20世紀(jì)90年代開(kāi)始,我國(guó)開(kāi)始投用橋梁隧道施工安全評(píng)估監(jiān)控系統(tǒng),較為典型的是宜萬(wàn)鐵路隧道工程,其安全評(píng)估監(jiān)控措施包括紅外探水、地質(zhì)雷達(dá)、TSP、超前炮孔、水平鉆探和地質(zhì)素描等。橋梁安全評(píng)估監(jiān)控方面,較為典型的是上海徐浦大橋,該工程應(yīng)用了結(jié)構(gòu)狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)主要涵蓋了應(yīng)變、車(chē)輛荷載、撓度、斜拉索振動(dòng)、溫度、主梁振動(dòng)等六個(gè)方面。
2公路工程橋梁隧道施工安全評(píng)估監(jiān)控內(nèi)容及流程分析
公路工程施工中,最重要的內(nèi)容就是橋梁隧道的安全問(wèn)題。在進(jìn)行橋梁隧道施工環(huán)節(jié),地形環(huán)境、地質(zhì)條件、圍巖的變形與荷載、水文情況以及有害氣體等因素,都會(huì)誘發(fā)施工中的事故與災(zāi)害,與此同時(shí),施工單位可以通過(guò)實(shí)施安全評(píng)估監(jiān)控,制定詳盡科學(xué)的安全預(yù)案,組織專(zhuān)業(yè)的技術(shù)管理團(tuán)隊(duì),對(duì)整個(gè)施工過(guò)程進(jìn)行全面、深入的監(jiān)管和控制。同時(shí),要不斷總結(jié)與反思以往施工安全管理中的缺陷,不僅要積極進(jìn)行工程技術(shù)和管理方面的研究,擴(kuò)展監(jiān)控內(nèi)容與類(lèi)別,有效完善安全評(píng)估監(jiān)控體系,使之能夠達(dá)到地質(zhì)災(zāi)害超前預(yù)報(bào)、毒性有害氣體探測(cè)、水文檢測(cè)、監(jiān)控預(yù)警及量測(cè)等技術(shù)水平,還需要相關(guān)監(jiān)管人員對(duì)施工人員、安全防護(hù)設(shè)施等采取合理、實(shí)時(shí)的管理措施,從細(xì)節(jié)入手全方位掌握施工情況,有效降低甚至是杜絕施工安全事故的發(fā)生,或者在事故發(fā)生之后采取及時(shí)科學(xué)的補(bǔ)救措施,將人員財(cái)產(chǎn)損失降到最低,達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)、保障施工安全的目的,實(shí)現(xiàn)橋梁隧道施工安全評(píng)估監(jiān)控的真正意義。對(duì)于橋梁施工過(guò)程的安全評(píng)估監(jiān)控,主要是通過(guò)系統(tǒng)的測(cè)試對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的參數(shù)(撓度、應(yīng)變、溫度、變形等)實(shí)行測(cè)量,并將測(cè)量的數(shù)值與常規(guī)數(shù)值進(jìn)行全方位對(duì)比,根據(jù)對(duì)比結(jié)果判斷該橋梁結(jié)構(gòu)是否屬于正常范圍。該檢測(cè)系統(tǒng)僅對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)施工中的安全情況實(shí)行評(píng)估,目的在于有效預(yù)報(bào)和預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)。結(jié)合橋梁的特征和實(shí)際情況并遵循剛構(gòu)橋的力學(xué)特點(diǎn),選擇合理的檢測(cè)測(cè)點(diǎn)、檢測(cè)周期、檢測(cè)參數(shù),繼而將預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證,在對(duì)數(shù)值誤差進(jìn)行變量調(diào)控之后,由相關(guān)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行后期施工直至竣工之后的結(jié)構(gòu)狀態(tài)分析,對(duì)后期施工中可能會(huì)出現(xiàn)的狀況進(jìn)行合理的預(yù)測(cè),同時(shí)對(duì)下一環(huán)節(jié)需要安裝或者已安裝的設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)分析并預(yù)報(bào),從而判斷現(xiàn)階段施工中是否需要調(diào)整相關(guān)變量。
有關(guān)橋梁施工安全評(píng)估監(jiān)控系統(tǒng)工作流程如圖1所示。針對(duì)隧道施工安全的評(píng)估監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過(guò)對(duì)隧道施工環(huán)境、地質(zhì)條件、水文情況、井內(nèi)巖層變形情況等一系列監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行管理、處治、預(yù)警,該評(píng)估監(jiān)測(cè)的目的是保障施工安全,及時(shí)對(duì)施工環(huán)境、結(jié)構(gòu)荷載、地質(zhì)災(zāi)害、圍巖變形等一系列施工環(huán)境異常信息的預(yù)警采取及時(shí)有效的應(yīng)對(duì)措施,該流程是隧道施工安全評(píng)估監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)際價(jià)值的體現(xiàn),也是輔助管理人員有效處理施工過(guò)程中安全問(wèn)題的前提條件,由此可知,對(duì)隧道施工安全評(píng)估監(jiān)控流程的清晰認(rèn)知相當(dāng)重要。針對(duì)我國(guó)現(xiàn)行公路隧道施工監(jiān)控技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范、監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)和隧道施工管理監(jiān)控要求分析。
3有效實(shí)施公路工程橋梁隧道施工安全評(píng)估監(jiān)控的具體措施
3.1建立科學(xué)的監(jiān)督管理體系
(1)憑借法律的監(jiān)督和和強(qiáng)制性作用,在管理體系中明確劃分各部門(mén)的工作職責(zé)。譬如,管理部門(mén)要確認(rèn)在管理、規(guī)劃、監(jiān)理、設(shè)計(jì)等內(nèi)容的合同中出現(xiàn)明顯錯(cuò)誤,以及管理不到位和監(jiān)理不全面因而致使工程發(fā)生問(wèn)題的責(zé)任方。要明確劃分施工單位在施工質(zhì)量、施工現(xiàn)場(chǎng)職業(yè)健康安全、施工環(huán)保等方面的職責(zé),同時(shí),還要明確在實(shí)施監(jiān)督管理工作中所參照的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的檢驗(yàn)程序。另外,還需要定期對(duì)工程施工進(jìn)行分段式檢查,驗(yàn)收檢查結(jié)果。
(2)在管理體系中對(duì)質(zhì)量費(fèi)用設(shè)立詳細(xì)的管理規(guī)范,在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)階段時(shí),將質(zhì)量費(fèi)用納入工程整體預(yù)算中,并結(jié)合工程的實(shí)際情況如工程性質(zhì)、工程規(guī)模等要素進(jìn)行預(yù)算編列。并且,需要將質(zhì)量費(fèi)用單獨(dú)標(biāo)注在招標(biāo)文件中,需要注意的是,質(zhì)量費(fèi)用不屬于投標(biāo)條件。通常情況下,質(zhì)量費(fèi)用所占整體建安費(fèi)用的0.6~2.0%。質(zhì)量費(fèi)用主要包含第三方管理機(jī)構(gòu)對(duì)施工材料的抽樣檢查費(fèi)用,以及相關(guān)工程質(zhì)量管理人員的勞務(wù)費(fèi)用。
(3)聘任專(zhuān)業(yè)的管理人員實(shí)行工程施工質(zhì)量監(jiān)督管理工作,按照相關(guān)條例規(guī)定,施工單位需要在施工現(xiàn)場(chǎng)配備兩名或兩名以上具備專(zhuān)業(yè)資質(zhì)的管理人員,根據(jù)設(shè)計(jì)施工圖紙以及有關(guān)合同,結(jié)合技術(shù)規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),制定全面的施工質(zhì)量監(jiān)管流程并實(shí)施到實(shí)際工作中。另外,積極實(shí)行施工單位內(nèi)部的質(zhì)量檢查工作,統(tǒng)計(jì)檢查結(jié)果并進(jìn)行深入的分析,根據(jù)自身實(shí)際情況制定解決或者完善問(wèn)題的有效途徑。
3.2對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的管理控制
進(jìn)行工程施工現(xiàn)場(chǎng)安全評(píng)估監(jiān)控,主要就是從施工材料檢驗(yàn)和施工工序檢查等兩個(gè)層面入手,確保工程施工的質(zhì)量,該環(huán)節(jié)的工作主要是由第三方監(jiān)理單位實(shí)施。第三方監(jiān)理單位需要在工程施工之前,結(jié)合實(shí)際的工程內(nèi)容制定出工程監(jiān)理計(jì)劃,監(jiān)理計(jì)劃中需要確定施工檢查中的重點(diǎn)項(xiàng)目以及關(guān)鍵階段,在實(shí)際檢查中要落實(shí)檢查方案,細(xì)化施工安全與施工質(zhì)量的具體內(nèi)容,并對(duì)檢查過(guò)程進(jìn)行錄像保存,以滿足后期工作中的需求。在對(duì)工程施工現(xiàn)場(chǎng)安全評(píng)估監(jiān)控中,還需要將檢查工作延伸到施工材料的進(jìn)場(chǎng)監(jiān)督與質(zhì)量審查中,此過(guò)程需要取得施工單位、建設(shè)單位與監(jiān)理單位的三方合作,相互配合聯(lián)合實(shí)施施工材料的抽樣檢查,在通過(guò)三方單位以及具有檢測(cè)資質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)合格后,才能順利進(jìn)場(chǎng)投入建設(shè)施工使用中。
4結(jié)束語(yǔ)
【關(guān)鍵詞】盾構(gòu)法隧道監(jiān)理監(jiān)控重點(diǎn)對(duì)策
㈠引言
近年來(lái),為適應(yīng)城市發(fā)展需要和滿足城市居民日益增長(zhǎng)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(diǎn),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(jī)為隧道掘進(jìn)設(shè)備,以盾構(gòu)機(jī)的盾殼作支護(hù),用前端刀盤(pán)切削土體,由千斤頂頂推盾構(gòu)機(jī)前進(jìn),以開(kāi)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(jī)的類(lèi)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(pán),將正面土體切削下來(lái)的土進(jìn)入刀盤(pán)后面的密封艙內(nèi),井使艙內(nèi)具有適當(dāng)壓力與開(kāi)挖面水土壓力平衡,以減少盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)地層土體的擾動(dòng),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(yùn)輸機(jī)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)難度大、施工風(fēng)險(xiǎn)高、質(zhì)量要求高、不可預(yù)測(cè)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(diǎn)及相應(yīng)對(duì)策,在監(jiān)理工作中才能真正做到有效地對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)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(hào)線西延伸工程的施工監(jiān)理工作,在區(qū)間隧道掘進(jìn)施工監(jiān)理過(guò)程中,通過(guò)不斷摸索與總結(jié),也積累了一些菲薄的工作經(jīng)驗(yàn),以下就以土壓平衡式盾構(gòu)為例,對(duì)隧道掘進(jìn)施工中監(jiān)理應(yīng)監(jiān)控的重點(diǎn)及采取的對(duì)策,談幾點(diǎn)體會(huì),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(jìn)施工的首要環(huán)節(jié)。在盾構(gòu)始發(fā)(出洞)前、后各項(xiàng)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(duì)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(hù)附近的地下管線和建(構(gòu))筑物,盾構(gòu)出洞前需對(duì)出洞區(qū)域洞口土體進(jìn)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(wú)論采用何種加固方法,對(duì)土體加固的效果檢驗(yàn)始終應(yīng)作為監(jiān)理重點(diǎn)控制的內(nèi)容。在確保加固效果滿足設(shè)計(jì)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(shí)采取補(bǔ)救措施。針對(duì)土體加固監(jiān)理人員應(yīng)重點(diǎn)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(zhuān)項(xiàng)方案時(shí)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(shí)。
⑵加固土體的強(qiáng)度
加固土體的強(qiáng)度是否滿足設(shè)計(jì)要求是衡量加固效果的首要指標(biāo),可通過(guò)對(duì)進(jìn)出洞加固范圍內(nèi)不同深度土體采用鉆芯取樣檢測(cè)的方式加以驗(yàn)證,監(jiān)理人員應(yīng)對(duì)承包方鉆芯取樣過(guò)程進(jìn)行見(jiàn)證,確保取樣工作的真實(shí)性。
⑶加固土體的均勻性
檢驗(yàn)加固土體的均勻性目前尚無(wú)相應(yīng)的工具、手段,可通過(guò)打探孔方式進(jìn)行觀察。監(jiān)理人員應(yīng)監(jiān)督承包方在洞口割除圍護(hù)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(gè)),現(xiàn)場(chǎng)觀察探孔有無(wú)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(jī)準(zhǔn)確的擱置在符合設(shè)計(jì)軸線的始發(fā)基座上,待所有準(zhǔn)備工作就緒后,沿設(shè)計(jì)軸線向地層內(nèi)掘進(jìn)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(jī)始發(fā)姿態(tài)好壞。監(jiān)理在檢查盾構(gòu)始發(fā)基座時(shí),應(yīng)重點(diǎn)復(fù)核以下內(nèi)容:
⑴洞門(mén)位置及尺寸
在基座設(shè)置前,監(jiān)理人員應(yīng)采用測(cè)量工具對(duì)洞口實(shí)際的凈尺寸、直徑、洞門(mén)中心的平面位置及高程進(jìn)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(mén)中心的位置、還包括設(shè)計(jì)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(jī)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(jì)軸線的要求。
1.3盾構(gòu)機(jī)及后配套設(shè)備井下驗(yàn)收
盾構(gòu)法隧道施工主要依靠盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)及配套設(shè)備完成掘進(jìn)任務(wù),由于受工作井內(nèi)空間限制,需將盾構(gòu)機(jī)及后配套臺(tái)車(chē)分節(jié)吊裝運(yùn)至井下,并在井下安裝、調(diào)試和試運(yùn)轉(zhuǎn)。土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)及后配套設(shè)備構(gòu)成主要由盾構(gòu)殼體(包括刀盤(pán)及切口環(huán)、支撐環(huán)、盾尾)、推進(jìn)系統(tǒng)、拼裝系統(tǒng)、油脂系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等組成。監(jiān)理在井下驗(yàn)收工作中的重點(diǎn)是對(duì)盾構(gòu)機(jī)及后配套設(shè)備主要部件和系統(tǒng)檢查和核對(duì),并對(duì)試運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行見(jiàn)證,在驗(yàn)收合格前提下可批準(zhǔn)盾構(gòu)機(jī)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(jī)為例,對(duì)盾構(gòu)機(jī)井下調(diào)試、驗(yàn)收項(xiàng)目作一介紹。
驗(yàn)收項(xiàng)目驗(yàn)收內(nèi)容驗(yàn)收要求
外觀驗(yàn)收01刀具數(shù)量齊全、刃口完好、安裝正確
02焊縫焊縫均勻飽滿,無(wú)缺陷
03外形尺寸盾構(gòu)外殼長(zhǎng)度和直徑符合要求
04尾刷排列整齊有序
05電氣設(shè)備內(nèi)外清潔,電纜無(wú)破損和油污
調(diào)試驗(yàn)收01刀盤(pán)轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)滿足要求
02超挖刀數(shù)量和行程滿足要求
03推進(jìn)千斤頂數(shù)量、行程、油壓、伸縮時(shí)間滿足要求
04螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速、油壓、閘門(mén)開(kāi)關(guān)滿足要求
05拼裝機(jī)回轉(zhuǎn)角度和速度滿足要求
06注漿系統(tǒng)滿足正常使用(用水替代)
07盾尾油脂滿足正常使用
08雙梁葫蘆走行和起升構(gòu)件正常,滿足正常使用
09皮帶機(jī)啟動(dòng)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(kāi)關(guān)保護(hù)、警報(bào)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(jìn)的動(dòng)力是通過(guò)千斤頂來(lái)提供,而盾構(gòu)始發(fā)時(shí)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(shí)襯砌(負(fù)環(huán)管片)等組成,監(jiān)理在監(jiān)督過(guò)程中應(yīng)重點(diǎn)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(qiáng)度,確保在頂力作用下不發(fā)生變形。
1.5洞門(mén)圍護(hù)結(jié)構(gòu)鑿除(出洞側(cè))
地鐵盾構(gòu)法隧道施工一般以車(chē)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(duì)始發(fā)井出洞側(cè)洞口圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)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(hù)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(hù)結(jié)構(gòu)后通過(guò)打探孔可進(jìn)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(mén)圍護(hù)結(jié)構(gòu)鑿除后應(yīng)對(duì)其后土體自立性、滲漏等情況進(jìn)行觀察,判斷出洞區(qū)域土體的實(shí)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?chē)ㄖ?、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(diǎn)對(duì)簾布橡膠板上所開(kāi)螺孔位置、尺寸進(jìn)行復(fù)核,對(duì)出洞裝置安裝的牢固情況進(jìn)行檢查,確保簾布橡膠板能緊貼洞門(mén),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(shí)間,盾構(gòu)從始發(fā)基座導(dǎo)軌上應(yīng)及時(shí)向前推進(jìn),使盾構(gòu)切口切入土層直至盾構(gòu)殼體進(jìn)入洞口的過(guò)程稱(chēng)為“盾構(gòu)始發(fā)出洞”。該關(guān)鍵環(huán)節(jié)監(jiān)理應(yīng)進(jìn)行旁站監(jiān)督,并重點(diǎn)做好以下工作:
⑴觀察割除圍護(hù)結(jié)構(gòu)迎水面鋼筋后盾構(gòu)機(jī)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(wú)滲漏的狀況,發(fā)現(xiàn)洞口滲漏督促承包單位及時(shí)封堵。
⑶檢查前倉(cāng)土壓力設(shè)置是否合適,觀察土倉(cāng)有無(wú)砼塊,發(fā)現(xiàn)后督促承包單位及時(shí)清除。
⑷第一環(huán)正環(huán)拼裝前檢查最后一環(huán)負(fù)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。
2.盾構(gòu)試掘進(jìn)和正式掘進(jìn)階段
根據(jù)盾構(gòu)法施工工藝的特點(diǎn),盾構(gòu)安全出洞后需通過(guò)前100環(huán)試推進(jìn)尋求最佳施工參數(shù),為全線的正常推進(jìn)提供符合實(shí)際土層特點(diǎn)的技術(shù)參數(shù)。不論在試掘進(jìn)還是正式掘進(jìn)階段,監(jiān)理可以通過(guò)觀察盾構(gòu)機(jī)控制室內(nèi)儀器儀表顯示的數(shù)據(jù)、審查承包單位上報(bào)的盾構(gòu)掘進(jìn)施工報(bào)表、通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析隧道及地面沉降情況等手段進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控,及時(shí)掌握和分析施工技術(shù)參數(shù)變化,檢查盾構(gòu)掘進(jìn)中的姿態(tài)、管片拼裝的質(zhì)量、注漿作業(yè)的效果等,督促承包單位采取相應(yīng)的措施確保盾構(gòu)掘進(jìn)施工質(zhì)量和周邊環(huán)境的安全。
2.1盾構(gòu)機(jī)施工參數(shù)管理
由于土壓平衡式盾構(gòu)采用電子計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),能自動(dòng)控制刀盤(pán)轉(zhuǎn)速、盾構(gòu)推進(jìn)速度及前進(jìn)方向,并及時(shí)反映掘進(jìn)中的施工參數(shù)。這些施工參數(shù)的確定是根據(jù)地質(zhì)條件情況、環(huán)境監(jiān)測(cè)情況,進(jìn)行反復(fù)量測(cè)、調(diào)整和優(yōu)化的過(guò)程,若發(fā)現(xiàn)異常需及時(shí)調(diào)整。因此,對(duì)盾構(gòu)施工參數(shù)的管理應(yīng)貫穿于盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程的始終。監(jiān)理在監(jiān)督過(guò)程中可通過(guò)審查承包方施工報(bào)表,觀察盾構(gòu)機(jī)控制室內(nèi)監(jiān)控設(shè)備等手段,及時(shí)收集和分析有關(guān)施工參數(shù)的信息,通過(guò)信息反饋,動(dòng)態(tài)掌握施工參數(shù)的變化。盾構(gòu)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)能反映的施工參數(shù)很多(如土壓力、刀盤(pán)油壓和轉(zhuǎn)速、盾構(gòu)掘進(jìn)速度等),對(duì)于這些施工參數(shù)的管理監(jiān)理在工作中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下幾項(xiàng):
2.1.1土壓力
土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的原理是建立開(kāi)挖面前后水土壓力平衡。在盾構(gòu)掘進(jìn)不同階段,盾構(gòu)機(jī)工況是從非土壓平衡通過(guò)在初始出洞階段逐步過(guò)渡到土壓平衡,再到進(jìn)洞階段由土壓平衡逐步過(guò)度到非土壓平衡,即土壓力設(shè)定是變化的(在理論數(shù)值上它與土體容重、覆土深度、側(cè)向土壓力系數(shù)有關(guān)),施工中需要不斷通過(guò)不同的土質(zhì)、覆土厚度、結(jié)合環(huán)境監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整。因此,平衡土壓值的設(shè)定是土壓平衡式盾構(gòu)施工關(guān)鍵,監(jiān)理應(yīng)予以重點(diǎn)關(guān)注,并通過(guò)計(jì)算理論土壓力與實(shí)際設(shè)定土壓力進(jìn)行比較,判斷實(shí)際設(shè)定土壓力是否滿足施工的需要,督促承包方合理的設(shè)定土壓力。
2.1.2出土量
土壓平衡式盾構(gòu)是以切口環(huán)作為密閉土倉(cāng),盾構(gòu)推進(jìn)中切削后土體進(jìn)入密閉土倉(cāng),隨著進(jìn)土量增加建立一定的土壓力,再通過(guò)螺旋輸送機(jī)完成排土,而土倉(cāng)壓力值是通過(guò)出土量來(lái)控制的。因此,出土量的多少、快慢與設(shè)定的土壓力值密切相關(guān),監(jiān)理人員可通過(guò)計(jì)算每環(huán)理論出土量與實(shí)際每環(huán)出土量相比較,判斷出土量是否正常。
2.1.3掘進(jìn)速度
盾構(gòu)掘進(jìn)的速度主要受盾構(gòu)設(shè)備進(jìn)、出土速度的限制,若進(jìn)出土速度不協(xié)調(diào),極易出現(xiàn)正面土體失穩(wěn)和地表沉降等不良現(xiàn)象。因此,監(jiān)理應(yīng)重點(diǎn)督促承包方均衡連續(xù)組織掘進(jìn)作業(yè),當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)(如遇到阻礙、遇到不良地質(zhì)、盾構(gòu)姿態(tài)偏離較大等),應(yīng)及時(shí)停止掘進(jìn),封閉正面土體,查明原因后采取相應(yīng)的措施處理。
2.1.4千斤頂推力
盾構(gòu)是依靠安裝在支撐環(huán)周?chē)那Ы镯斖屏ο蚯巴七M(jìn)的,推力的大小與盾構(gòu)掘進(jìn)所遇到的阻力有關(guān),正確的使用千斤頂是盾構(gòu)是否能沿設(shè)計(jì)軸線(標(biāo)高)方向準(zhǔn)確前進(jìn)的關(guān)鍵。因此,在每環(huán)推進(jìn)前,監(jiān)理應(yīng)根據(jù)前面幾環(huán)承包方申報(bào)的盾構(gòu)推進(jìn)的現(xiàn)狀報(bào)表,分析盾構(gòu)趨勢(shì),督促承包方正確的選擇千斤頂?shù)木幗M,合理地進(jìn)行糾偏。
2.2盾構(gòu)掘進(jìn)姿態(tài)控制
所謂盾構(gòu)姿態(tài)具體是指盾構(gòu)掘進(jìn)中現(xiàn)狀空間位置(包括高程和平面位置)。盾構(gòu)姿態(tài)控制就是將盾構(gòu)軸線控制在與設(shè)計(jì)允許偏差范圍內(nèi)。盾構(gòu)姿態(tài)控制的好壞,不僅關(guān)系到盾構(gòu)軸線是否能在已定的空間內(nèi)在設(shè)計(jì)軸線允許偏差內(nèi)推進(jìn),而且還影響到后續(xù)工序管片拼裝的質(zhì)量(只有盾構(gòu)掘進(jìn)姿態(tài)控制在允許誤差之內(nèi),才能確保管片拼裝能在理想的位置)。因此,在盾構(gòu)掘進(jìn)階段對(duì)盾構(gòu)姿態(tài)的控制始終應(yīng)做為監(jiān)理人員監(jiān)督的重中之重。根據(jù)《地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50299-1999)8.4.4條(2003版)規(guī)定“盾構(gòu)掘進(jìn)中應(yīng)嚴(yán)格控制中線平面位置和高程,其允許偏差均為±50mm,發(fā)現(xiàn)偏離應(yīng)逐步糾正,不得猛糾硬調(diào)”。監(jiān)理在實(shí)施對(duì)盾構(gòu)姿態(tài)控制時(shí),應(yīng)嚴(yán)格以規(guī)范要求為控制準(zhǔn)則。監(jiān)理在工作中針對(duì)盾構(gòu)姿態(tài)的控制,首先應(yīng)熟悉和掌握設(shè)計(jì)線型要求,即隧道平面曲線和豎曲線的線型情況(包括里程、長(zhǎng)度、坡度、半徑等),其次還應(yīng)重點(diǎn)監(jiān)控以下內(nèi)容:
2.2.1盾構(gòu)姿態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)
盾構(gòu)姿態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)包括自動(dòng)測(cè)量數(shù)據(jù)(盾構(gòu)機(jī)裝有自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng),能反映盾構(gòu)運(yùn)行的軌跡和瞬時(shí)姿態(tài),動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)盾構(gòu)姿態(tài)數(shù)據(jù))和人工測(cè)量復(fù)核數(shù)據(jù)(對(duì)自動(dòng)測(cè)量數(shù)據(jù)正確性進(jìn)行檢測(cè)和校正),監(jiān)理人員可對(duì)兩類(lèi)數(shù)據(jù)綜合分析、比較,動(dòng)態(tài)掌握數(shù)據(jù)變化情況,正確指導(dǎo)盾構(gòu)正確、安全地推進(jìn)。
2.2.2盾構(gòu)糾偏量
盾構(gòu)在推進(jìn)過(guò)程中不可能一直處于理想狀況(尤其是在曲線段),會(huì)產(chǎn)生不同程度的偏向。影響盾構(gòu)的偏向的因素很多,也很復(fù)雜(如地質(zhì)條件的因素、機(jī)械設(shè)備的因素、施工操作的因素等等),施工中一般可通過(guò)調(diào)整千斤頂編組或糾偏材料(粘貼在管片上)進(jìn)行糾偏。監(jiān)理工程師不僅應(yīng)做到及時(shí)根據(jù)盾構(gòu)姿態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù),分析盾構(gòu)姿態(tài),督促承包商控制好掘進(jìn)方向,平穩(wěn)地控制盾構(gòu)推進(jìn)的軸線。而且在每環(huán)管片拼裝前對(duì)盾構(gòu)姿態(tài)進(jìn)行復(fù)查,發(fā)現(xiàn)偏差,督促承包方合理的制定糾偏方案和糾偏量,及時(shí)采取糾偏措施,避免誤差累積。
2.3管片拼裝控制
根據(jù)盾構(gòu)法施工工藝管片成環(huán)的特點(diǎn):管片是盾殼的保護(hù)下在盾尾拼裝成環(huán)形成隧道的。
它是盾構(gòu)法施工的關(guān)鍵工序,管片拼裝的質(zhì)量好壞直接影響到隧道結(jié)構(gòu)的安全和使用功能。因此,為確保管片拼裝的質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求,監(jiān)理應(yīng)重點(diǎn)抓好以下環(huán)節(jié):
2.3.1管片制作監(jiān)控
管片制作質(zhì)量好壞是確保管片拼裝質(zhì)量的首要環(huán)節(jié),一般管片制作均由預(yù)制構(gòu)件廠提前生產(chǎn),以滿足現(xiàn)場(chǎng)盾構(gòu)掘進(jìn)施工的需要。《地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50299-1999)8.11條對(duì)管片制作質(zhì)量提出明確的要求。監(jiān)理對(duì)管片制作監(jiān)理人員在監(jiān)督管片制作過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),在滿足以下條件的前提下才能允許管片出廠。
⑴制作管片模具的精度符合規(guī)范要求。
⑵制作管片類(lèi)型、管片脫模后成品外觀質(zhì)量及尺寸偏差滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。
⑶管片的砼抗壓強(qiáng)度及抗?jié)B指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求。
⑷管片的檢漏檢測(cè)和三環(huán)試拼裝檢驗(yàn)符合規(guī)范要求。
2.3.2管片進(jìn)場(chǎng)檢查
管片制作合格后需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工需要分批由預(yù)制廠運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)。監(jiān)理對(duì)進(jìn)場(chǎng)管片的檢查是對(duì)管片制作質(zhì)量的第二次復(fù)查。檢查的重點(diǎn)包括:
⑴根據(jù)管片排序圖核對(duì)進(jìn)場(chǎng)管片規(guī)格是否滿足施工需要。
⑵審查進(jìn)場(chǎng)管片出廠質(zhì)量合格證明文件。
⑶復(fù)查進(jìn)場(chǎng)管片外觀質(zhì)量,若發(fā)現(xiàn)缺陷應(yīng)及時(shí)督促承包單位進(jìn)行修補(bǔ)。
2.3.3管片拼裝前檢查
根據(jù)管片接縫防水設(shè)計(jì)要求一般需粘貼防水密封墊,監(jiān)理工程師應(yīng)在管片拼裝前對(duì)密封墊粘貼位置和粘貼質(zhì)量逐塊檢查。
2.3.4管片成環(huán)后檢查
管片成環(huán)后的質(zhì)量是衡量和判斷盾構(gòu)法隧道質(zhì)量合格與否的主要依據(jù)。(《地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50299-1999)8.6.5條對(duì)管片拼裝質(zhì)量提出了具體的要求(本工程以20環(huán)為一個(gè)檢驗(yàn)批進(jìn)行驗(yàn)收)。監(jiān)理在進(jìn)行檢查中應(yīng)重點(diǎn)檢查以下內(nèi)容:
⑴高程和平面偏差。
⑵縱、環(huán)向相鄰管片高差和縱、環(huán)向縫隙寬度。
⑶縱、環(huán)向相鄰管片螺栓連接。
2.3注漿作業(yè)監(jiān)控
盾構(gòu)法工藝施工隧道,由于盾構(gòu)殼體與拼裝管片之間存在“建筑空隙”,如不及時(shí)填充,勢(shì)必產(chǎn)生土層擾動(dòng)變形,造成地面變形(嚴(yán)重的危及到地面建筑和地下管線的安全使用)或隧道結(jié)構(gòu)變形。注漿作業(yè)是盾構(gòu)法隧道施工控制地面和隧道結(jié)構(gòu)變形主要技術(shù)措施之一,通過(guò)壓漿填充“建筑空隙”控制變形量。施工中的注漿工藝分為同步注漿、襯砌后補(bǔ)注漿,無(wú)論采用哪種工藝,監(jiān)理在監(jiān)督過(guò)程中應(yīng)通過(guò)分析監(jiān)測(cè)資料(以控制地面和隧道結(jié)構(gòu)變形為原則)、審查拌制和注漿施工記錄、對(duì)每作業(yè)班拌制注漿液試塊制作見(jiàn)證送檢等手段來(lái)綜合分析注漿作業(yè)的效果,判斷注漿作業(yè)是否達(dá)到控制變形的成效,并重點(diǎn)監(jiān)督漿液配合比、注漿量、注漿壓力等主要技術(shù)指標(biāo)。
3盾構(gòu)接收(進(jìn)洞)階段
盾構(gòu)接收(進(jìn)洞)階段掘進(jìn)是盾構(gòu)法隧道施工最后一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。盾構(gòu)能否順利進(jìn)洞關(guān)系到整個(gè)隧道掘進(jìn)施工的成敗。在盾構(gòu)進(jìn)洞前后監(jiān)理需監(jiān)督承包單位做好充分的盾構(gòu)接收的準(zhǔn)備工作,確保盾構(gòu)以良好的姿態(tài)進(jìn)洞,就位在盾構(gòu)接收基座上。
3.1盾構(gòu)進(jìn)洞土體加固
盾構(gòu)進(jìn)洞區(qū)域土體加固一般與出洞區(qū)域土體加固是同時(shí)進(jìn)行,對(duì)盾構(gòu)進(jìn)洞土體加固效果的檢驗(yàn)可參照對(duì)盾構(gòu)出洞土體加固。
3.2盾構(gòu)接收基座設(shè)置
盾構(gòu)接收基座用于接收進(jìn)洞后的盾構(gòu)機(jī),由于盾構(gòu)進(jìn)洞姿態(tài)是未知的。在盾構(gòu)接收(進(jìn)洞)前監(jiān)理仍需復(fù)核接收井洞門(mén)中心位置和接收基座平面、高程位置(一般以低于洞圈面為原則),確保盾構(gòu)機(jī)進(jìn)洞后能平穩(wěn)、安全推上基座。
3.3進(jìn)洞前盾構(gòu)姿態(tài)監(jiān)控
在盾構(gòu)進(jìn)洞前100環(huán)監(jiān)理對(duì)已貫通隧道內(nèi)布置的平面導(dǎo)線控制點(diǎn)及高程水準(zhǔn)基點(diǎn)做貫通前復(fù)核測(cè)量,是準(zhǔn)確評(píng)估盾構(gòu)進(jìn)洞前的姿態(tài)和擬定進(jìn)洞段掘進(jìn)軸線的重要依據(jù)。監(jiān)理復(fù)核數(shù)據(jù)應(yīng)通過(guò)與承包方復(fù)核數(shù)據(jù)的比較,分析誤差是否在允許偏差之內(nèi),從而正確的指導(dǎo)進(jìn)洞段盾構(gòu)推進(jìn)的方向。
3.4洞門(mén)圍護(hù)結(jié)構(gòu)鑿除(進(jìn)洞側(cè))
盾構(gòu)進(jìn)洞前需對(duì)接收井內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)背水面鋼筋進(jìn)行割除及砼鑿除,通過(guò)打探孔實(shí)際驗(yàn)證盾構(gòu)進(jìn)洞區(qū)域土體加固的效果。監(jiān)理在洞門(mén)圍護(hù)結(jié)構(gòu)鑿除后同樣需對(duì)其后土體自立性、滲漏等情況進(jìn)行觀察,判斷進(jìn)洞區(qū)域土體的實(shí)際加固效果是否滿足盾構(gòu)安全進(jìn)洞的要求,否則應(yīng)督促承包方采取補(bǔ)救措施。
3.5盾構(gòu)接收進(jìn)洞
盾構(gòu)接收(進(jìn)洞)準(zhǔn)備工作就續(xù)后,盾構(gòu)機(jī)向前推進(jìn),在前端刀盤(pán)露出土體直至盾構(gòu)殼體順利推上接收基座的過(guò)程稱(chēng)為“盾構(gòu)接收進(jìn)洞”。該關(guān)鍵環(huán)節(jié)監(jiān)理應(yīng)進(jìn)行旁站監(jiān)督,并重點(diǎn)做好以下工作:
⑴觀察進(jìn)洞洞口有無(wú)滲漏的狀況,發(fā)現(xiàn)洞口滲漏督促承包單位及時(shí)封堵。
⑵督促承包方及時(shí)安裝洞口拉緊裝置,并檢查其牢固性。
在隧道工程中,防排水施工技術(shù)可以分為防水施工技術(shù)和排水施工技術(shù)兩方面,其中防水施工技術(shù)是指利用防水材料、二次襯砌防水混凝土、初襯噴射混凝土等將隧道周?chē)牡叵滤綦x開(kāi)來(lái),避免地下水對(duì)隧道內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行侵蝕;排水施工技術(shù)是指對(duì)隧道工程進(jìn)行詳細(xì)的分析,設(shè)計(jì)出合理的排水系統(tǒng),從而將隧道中存在的地下水排除,從而為隧道的安全提供保障。在進(jìn)行隧道工程防排水施工時(shí),要堅(jiān)持“安全第一、規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)、全程監(jiān)控、綜合管理”的原則,嚴(yán)格的按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行操作,從而為整個(gè)隧道工程的施工質(zhì)量提供保障。
2工程概況
元壩氣田17億立方米/年滾動(dòng)建產(chǎn)工程地面集輸工程隧道三標(biāo)建設(shè)地點(diǎn)位于四川省蒼溪縣境內(nèi)。第三標(biāo)段共有兩條隧道:牛包山隧道和天坪梁隧道。牛包山隧道穿越地段的微地貌特征為緩坡、陡坡、陡崖、山脊、沖溝等。區(qū)內(nèi)為單斜地層,其巖層產(chǎn)狀為236°∠3°,地下水主要由南向北徑流,巖體的風(fēng)化裂隙及構(gòu)造裂隙為地下水的主要貯存和富集空間。該隧道隧址區(qū)域內(nèi)無(wú)大的地表水匯集區(qū)和流通區(qū),只在隧道的進(jìn)出洞口和洞身段發(fā)育多條小沖溝,入洞口沖溝內(nèi)有地表水,水量較大,常年有水。天坪梁隧道隧址區(qū)內(nèi)為單斜地層,其巖層產(chǎn)狀為240~250°∠3~6°,地下水由西南向東北徑流,其含水巖層為砂巖層,風(fēng)化裂隙及基巖裂隙為地下水的主要貯存和富集空間。該隧道隧址區(qū)域地表水系主要為進(jìn)洞口側(cè)有一沖溝,進(jìn)洞口側(cè)沖溝內(nèi)水流較小,由于沖溝上游有堰塘攔截,沖溝內(nèi)水流在暴雨季節(jié),洪水水位較小。
3隧道工程防排水施工技術(shù)的施工準(zhǔn)備
在進(jìn)行隧道工程防排水施工前,施工單位首先要做好施工準(zhǔn)備工作,只有這樣才能為施工的順利進(jìn)行提供保障,才能確保隧道工程的施工質(zhì)量。在施工前,施工單位要安排測(cè)量人員深入施工現(xiàn)場(chǎng),對(duì)各個(gè)樁位進(jìn)行測(cè)量,確保各個(gè)樁位能滿足施工需求,同時(shí)測(cè)量人員要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,設(shè)置好水準(zhǔn)點(diǎn)和導(dǎo)線網(wǎng),并對(duì)隧道進(jìn)行測(cè)量、復(fù)測(cè),確認(rèn)無(wú)誤后,進(jìn)行二次襯砌放樣。采購(gòu)人員需要根據(jù)隧道防排水施工設(shè)計(jì)要求,購(gòu)買(mǎi)合理的施工材料,采購(gòu)人員在選購(gòu)施工材料時(shí),要對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行充分的調(diào)查,選擇質(zhì)量?jī)?yōu)越、價(jià)格便宜的施工材料。施工材料在進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)前,施工單位要安排專(zhuān)門(mén)的質(zhì)檢人員對(duì)施工材料的質(zhì)量進(jìn)行檢查,如果發(fā)現(xiàn)施工材料質(zhì)量不合格,要及時(shí)將施工材料退回,重新選購(gòu),嚴(yán)禁質(zhì)量不合格的施工材料進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。在正式施工前,施工單位還要對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)和安全培訓(xùn),從而有效地提高施工人員的技術(shù)水平和安全意識(shí),確保施工人員能?chē)?yán)格的按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行操作,只有這樣才能為隧道工程的施工質(zhì)量提供保障。在施工前,施工人員還要組織施工人員對(duì)施工使用的各種機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢查,確保施工機(jī)械設(shè)備能安全穩(wěn)定的運(yùn)行,從而為隧道工程施工的順利進(jìn)行提供保障。
4防排水施工技術(shù)的應(yīng)用
4.1測(cè)量放樣
在進(jìn)行測(cè)量放樣時(shí),測(cè)量放樣人員要利用全站儀將隧道的中心線準(zhǔn)確的測(cè)量出來(lái),然后沿著隧道中心線向兩側(cè)散開(kāi)放樣,在本工程中,每隔5m為一個(gè)放樣點(diǎn),水平方向放樣結(jié)束后,測(cè)量放樣人員要將縱向排水管道的中心線測(cè)量出來(lái),然后每隔10m設(shè)置一個(gè)放樣點(diǎn),最后利用全站儀將排水管道底部的設(shè)計(jì)標(biāo)高測(cè)量出來(lái)。測(cè)量人員還要將矮邊墻的邊線測(cè)量出來(lái),每隔5m設(shè)置一個(gè)放樣點(diǎn),并將矮邊墻的頂標(biāo)高測(cè)量出來(lái)。
4.2進(jìn)入隧道前的防排水處理
在進(jìn)入隧道施工前,施工單位要對(duì)隧道內(nèi)部的情況進(jìn)行充分調(diào)查,了解隧道隧址區(qū)地表水、地下水的情況,并對(duì)地表水的補(bǔ)給方式進(jìn)行分析,根據(jù)實(shí)際情況,制定相應(yīng)的地表防排水工作,從而為隧道施工提供方便。在本次隧道工程施工中,施工單位采用漿砌片石截水溝、排水溝將隧址區(qū)地表水排入隧道地表外側(cè),并將其引入隧址區(qū)原排水系統(tǒng)中,從而有效地防止地表水滲漏對(duì)隧道工程施工造成影響。
4.3安裝排水管
在本工程中,施工單位在安裝排水管時(shí),對(duì)于環(huán)向排水管的安裝,施工單位首先沿著隧道內(nèi)部,每隔1m設(shè)置一個(gè)混凝土懸掛錨釘,然后利用鐵絲將排水管道固定在混凝土懸掛錨釘上,在施工過(guò)程中,施工人員要特別注意,錨釘需要牢固的地錨在混凝土表面,從而避免彈簧管墜落對(duì)隧道中的行人帶來(lái)危害。彈簧管的端頭需要預(yù)留出10cm,從而為彈簧管和縱向排水管的交接提供保障。在安裝縱向排水管時(shí),其安裝工序與環(huán)向排水管的安裝工序大致相同,施工人員首先要沿著隧道坡度,每隔1m設(shè)置一個(gè)混凝土懸掛錨釘,利用鐵絲將排水管道固定在混凝土懸掛錨釘上,最后施工人員要縱向排水管道和環(huán)向排水管道交接處割破,將環(huán)向排水管道、縱向排水管道、橫向排水管道連接好,最后對(duì)管道的接頭進(jìn)行密封處理,避免管道接頭處發(fā)生漏水現(xiàn)象。
4.4防水板的安裝
在進(jìn)行防水板安裝前,施工人員要對(duì)隧道初期施工的支護(hù)情況進(jìn)行認(rèn)真的檢查,并對(duì)巖面的欠挖進(jìn)行處理,避免襯砌臺(tái)車(chē)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)后,因沒(méi)有處理巖面欠挖,從而對(duì)隧道工程防排水施工進(jìn)度造成影響。施工人員還要鑿除凸出的巖石噴射混凝土,割掉凸出的鋼筋頭和錨桿,同時(shí)在鋪設(shè)防水板前,施工人員要先將防水板拼好,然后利用裝載機(jī)將防水板放在架子上。在安裝塑料防水板時(shí),施工單位可以采用無(wú)釘法,按照順序逐環(huán)安裝;在安裝復(fù)合放水板時(shí),施工人員首先要將錨釘釘入混凝土中,然后沿著縱向拉鐵絲,從而對(duì)防水板進(jìn)行保護(hù)。施工人員在安裝復(fù)合防水板時(shí),要從側(cè)面開(kāi)始,從上到下依次鋪設(shè),同時(shí)施工人員要在鋪設(shè)過(guò)程,將吊帶系在鐵絲上。
5結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵詞:盾構(gòu)、近接、施工順序、空間間隔、地表沉降
中圖分類(lèi)號(hào):U45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
The effects on the earth surface settlement by shield tunnel approaching construction sequence and space interval
Ma Cheng-hao
(Technology Center of China State Construction Engrg Corp.Ltd, Beijing 101300, China)
Abstract: In this paper, we take the shield tunnel approaching construction in a Subway Line No.1 as project background. Use the finite element software MIDAS-GTS to carry out 3D numerical analysis of approaching construction of shield tunnel. Analysis the effects on the earth surface settlement by approaching construction sequence and space interval.
Keywords: shield tunnel; approaching construction; construction sequence; space interval ; earth surface settlement
0引言
隨著我國(guó)都市化進(jìn)程的加快,城市地下軌道交通不斷發(fā)展與完善,由于水文地質(zhì)條件和周?chē)h(huán)境的限制,地鐵與地鐵以及其它地下工程相鄰、相遇、相交的機(jī)率大大增加,帶來(lái)了大量近接施工相互影響的問(wèn)題。
本文旨在以某地地鐵近接盾構(gòu)隧道施工為背景,通過(guò)有限元軟件MIDAS-GTS對(duì)盾構(gòu)隧道施工過(guò)程進(jìn)行模擬,分析盾構(gòu)隧道近接施工間隔順序?qū)Φ乇沓两档挠绊憽?/p>
1基本參數(shù)
某地地鐵一號(hào)線盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)采用裝配式C50鋼筋混凝土管片襯砌,錯(cuò)縫拼裝,盾構(gòu)管片外徑6.2m,管片內(nèi)徑5.5m,厚0.35m,管片環(huán)寬1.2m。
本文采用MIDAS-GTS有限元法進(jìn)行分析。模型所用的的地層和材料參數(shù)如表1所示。
表1 地層和材料參數(shù)
2有關(guān)假定和計(jì)算前提
計(jì)算模型為三維有限元模型,模型縱向長(zhǎng)24m,橫向?qū)?0m,豎向36m,隧道頂部覆土11m。計(jì)算相關(guān)假定與計(jì)算前提有:
(1)由于工程影響范圍不大且附近地層變化平緩,假設(shè)工程所在位置各地層(包括地表)均呈勻質(zhì)水平層狀分布;
(2)小變形假設(shè):就研究對(duì)象土體、施工技術(shù)水平和施工變形控制等條件而言,盾構(gòu)頂推施工所引起的地表變形應(yīng)屬于小變形問(wèn)題;
(3)地層彈塑性模型假設(shè):圍巖土體為非線性材料,盾構(gòu)法施工對(duì)圍巖穩(wěn)定性擾動(dòng)較小,土體一般不出現(xiàn)極限破壞變形,且應(yīng)力、應(yīng)變水平較低,屬?gòu)椝苄赃B續(xù)變形;計(jì)算中對(duì)隧道所處地層土體采用理想彈塑性模型模擬,用實(shí)體單元模擬,并采用摩爾――庫(kù)侖屈服準(zhǔn)則和相關(guān)關(guān)聯(lián)流動(dòng)法則,同一土層為各向同性;土體與結(jié)構(gòu)之間由位移來(lái)協(xié)調(diào),忽略土體與盾構(gòu)和襯砌之間的相互滑動(dòng),從而避免了復(fù)雜本構(gòu)模型中各類(lèi)參數(shù)較難取得等難題;
(4)盾構(gòu)每推進(jìn)步長(zhǎng)即每環(huán)襯砌步長(zhǎng),均等于管片環(huán)寬度1.2m,管片襯砌采用shell單元、線彈性材料模擬;
(5)盾構(gòu)隧道施工對(duì)周?chē)馏w的影響是一個(gè)漸變的過(guò)程;一般情況下,盾構(gòu)刀盤(pán)在擠壓土體時(shí)以3cm/min的速度掘進(jìn),速度較慢,掌子面土體將不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的擠壓或坍塌變形;掌子面后方襯砌管片環(huán)拼裝時(shí)時(shí)進(jìn)行,盾構(gòu)殼體與圍巖土體的相互作用主要是水平摩擦阻力,該阻力應(yīng)力水平較為恒定并將在一定程度上對(duì)圍巖產(chǎn)生擾動(dòng);計(jì)算中忽略該摩阻力,并保持掌子面頂推力為一定值;在本模型中,開(kāi)挖面支護(hù)壓力采用動(dòng)態(tài)施加的方式在每步施加,以均布?jí)毫Φ姆绞绞┘釉陂_(kāi)挖面上;
(6)壁后注漿層環(huán)狀假設(shè):影響地層變形各因素中,土體及襯砌材料力學(xué)特性參數(shù)可通過(guò)試驗(yàn)測(cè)定,掌子面頂推力可人為調(diào)控;而受土體滲透性、疏密度、地下水、注漿壓力等因素影響下的注漿層厚度和形狀較難量化;計(jì)算中假設(shè)壁后注漿層為一均質(zhì)、等厚彈性圓環(huán),其材料力學(xué)參數(shù)結(jié)合工程實(shí)際按水泥砂漿壓縮彈性模量取定;
(7)模型四周邊界采用法向約束,下表面采用固定約束,上表面采用自由約束。
3主要計(jì)算步驟
根據(jù)盾構(gòu)隧道施工的特點(diǎn),采用三維有限元模擬盾構(gòu)隧道的施工全過(guò)程,其主要步驟如下:
(1)地層首先在自重應(yīng)力下達(dá)到初始平衡狀態(tài);
(2)各單元節(jié)點(diǎn)初始位移置零,向掌子面土體單元施加盾構(gòu)頂推力,模擬土倉(cāng)壓力,以防止地表隆起或下沉;
(3)“鈍化”開(kāi)挖隧道土體和隧道外層間隙土單元以模擬核心土體和盾殼土體開(kāi)挖,間隙土層厚度包括盾尾操作間隙和盾構(gòu)殼厚度之和,激活盾構(gòu)鋼殼單元,向洞周節(jié)點(diǎn)反向施加洞周釋放荷載,掌子面前行,形成毛洞;
(4)“激活”相應(yīng)位置的混凝土管片單元以模擬管片環(huán)拼裝,同時(shí)鈍化上一部激活的盾構(gòu)鋼殼單元;
(5)激活管片的間隙土單元并用注漿單元屬性代替原間隙土屬性,模擬盾構(gòu)通過(guò)集盾尾注漿過(guò)程,釋放剩余應(yīng)力;
(6)在計(jì)算至平衡后再進(jìn)行下一步開(kāi)挖, 即每一步開(kāi)挖是在前一步襯砌已建好并產(chǎn)生作用的情況下進(jìn)行的.依次循環(huán)(2)~(5)以模擬盾構(gòu)頂推施工直至隧道開(kāi)挖完成。
4模擬工況
表2數(shù)值模擬工況列表
5計(jì)算模型
圖1三維計(jì)算網(wǎng)格模型
圖2近接隧道空間相對(duì)位置關(guān)系
圖3施工過(guò)程中盾構(gòu)掌子面及其頂推力
6模擬結(jié)果分析
圖4單隧道貫通后圍巖z方向豎向位移圖
圖5近接隧道貫通后圍巖z方向豎向位移圖
圖6 施工順序與空間間隔對(duì)地表橫向沉降影響效應(yīng)曲線圖
見(jiàn)圖6可知,不同施工順序與空間間隔對(duì)地表橫向沉降量有一定的影響,主要表現(xiàn)在同時(shí)反向同時(shí)施工,反向同時(shí)施工所引起的最大地表豎直沉降值為11mm,僅比單隧道施工增大了1mm,而其它施工方法所造成的最大地表沉降都在16mm以上。
圖7 施工順序與空間間隔對(duì)地表水平位移影響效應(yīng)曲線圖
見(jiàn)圖7可知,不同施工順序與空間間隔對(duì)地表水平位移量有一定的影響,主要表現(xiàn)在同時(shí)反向施工,同時(shí)反向施工地表水平位移最大值為4mm,和單隧道施工時(shí)相同,只是發(fā)生最大水平位移的位置略偏向近接隧道,而其它施工方法所造成的地表水平位移都在6mm以上。
圖8 施工順序與空間間隔對(duì)既有隧道中心線處地表縱向沉降影響效應(yīng)曲線圖
見(jiàn)圖8可知,不同施工順序與空間間隔對(duì)既有隧道中心線處地表縱向沉降量有一定的影響,主要表現(xiàn)在同時(shí)反向施工,同時(shí)反向施工地表縱向沉降由隧道進(jìn)口處的11mm,到隧道出口處的7mm,變化了4mm;單隧道施工地表縱向沉降由隧道進(jìn)口處的10mm,到隧道出口處的3mm,變化了7mm;而其它施工方法所造成的地表縱向沉降由隧道進(jìn)口處的16mm,到隧道出口處的4mm,變化了12mm。
圖9 施工順序與空間間隔對(duì)兩隧道中心線處地表縱向沉降影響效應(yīng)曲線圖
見(jiàn)圖9可知,不同施工順序與空間間隔對(duì)兩隧道中心線處地表縱向沉降量有一定的影響,主要表現(xiàn)在同時(shí)反向施工,同時(shí)反向施工地表縱向沉降由隧道進(jìn)口處的8mm,到隧道出口處的11mm,提高了3mm;單隧道施工地表縱向沉降由隧道進(jìn)口處的8mm,到隧道出口處的2mm,降低了6mm;而其它施工方法所造成的地表縱向沉降由隧道進(jìn)口處的16mm,到隧道出口處的4mm,降低了12mm。
7結(jié)束語(yǔ)
綜上可知,施工順序與空間間隔是影響地表豎直沉降量和水平位移量的重要因素之一,因此應(yīng)在地鐵隧道設(shè)計(jì)施工時(shí),嚴(yán)格控制施工順序與空間間隔,應(yīng)防止由此產(chǎn)生過(guò)大的地表位移,而影響周邊環(huán)境。
參考文獻(xiàn):
[1] 姜忻良,賈勇,王濤.近距離平行隧道盾構(gòu)施工對(duì)老隧道影響的數(shù)值模擬[J].天津大學(xué)學(xué)報(bào),2007(7).
[2] 錢(qián)雙彬,董軍,陳方權(quán)等.既有隧道受鄰近盾構(gòu)施工作用的變形行為研究[J] .建筑技術(shù),2009(1).
[3] 嚴(yán).盾構(gòu)隧道近距離共同作用機(jī)理及施工技術(shù)研究[博士學(xué)位論文D].上海:同濟(jì)大學(xué)工學(xué),2007.
[4] 鄭余朝.三孔并行隧道近接施工的影響度的研究[碩士學(xué)位論文D].成都:西南交通大學(xué),2006.
[5] 華科.地鐵盾構(gòu)施工對(duì)鄰近結(jié)構(gòu)物的影響預(yù)測(cè)與控制方法[碩士學(xué)位論文D].成都:西南交通大學(xué),2005.
[6] 龔倫.上下交又隧道近接施工力學(xué)原理及對(duì)策研究[博士學(xué)位論文D].成都:西南交通大學(xué),2008.
[7] 林志.雙線盾構(gòu)隧道施工過(guò)程相互影響三維彈塑性固結(jié)耦合研究[博士學(xué)位論文D].上海:同濟(jì)大學(xué),2004.
[8] 白廷輝,尤旭東,李文勇.盾構(gòu)超近距離穿越地鐵運(yùn)營(yíng)隧道的保護(hù)技術(shù)[J].地下工程與隧道,2000(3).
[9] 陳越峰,張慶賀,張穎等.近距離三線并行盾構(gòu)隧道施工實(shí)測(cè)分析[J].地下空間與工程學(xué)報(bào),2008(4).