復(fù)合地層盾構(gòu)掘進(jìn)的指導(dǎo)原則

鐘長(zhǎng)平 竺維彬 鞠世健

(1.廣州軌道交通建設(shè)監(jiān)理有限公司 廣州 510010;2.廣州市地下鐵道總公司 廣州 510030)

在國(guó)外，盾構(gòu)法用于隧道掘進(jìn)施工已有180多年的歷史，在國(guó)內(nèi)則始于20世紀(jì)60年代的上海。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，盾構(gòu)法已成為國(guó)內(nèi)外在比較均質(zhì)的地層和軟土地層進(jìn)行隧道施工的一種成熟的施工方法。進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，廣州地鐵人大膽引進(jìn)國(guó)外盾構(gòu)技術(shù)，廣泛用于復(fù)合地層的隧道施工，取得了巨大的成就。迄今已用于廣州地鐵1～6號(hào)線、8號(hào)線、9號(hào)線、廣佛線、珠江新城集運(yùn)系統(tǒng)區(qū)間隧道施工，完成隧道掘進(jìn)任務(wù)超過(guò)200 km!如今，在廣州學(xué)習(xí)地鐵盾構(gòu)技術(shù)，并茁壯成長(zhǎng)起來(lái)的建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工人才，正活躍在全國(guó)各大城市地鐵建設(shè)的主戰(zhàn)場(chǎng)上。某種程度上說(shuō)，正是廣州地鐵引領(lǐng)了地鐵盾構(gòu)技術(shù)的新潮流，開(kāi)創(chuàng)了全國(guó)盾構(gòu)施工的新局面。

為攻克復(fù)合地層盾構(gòu)施工的難關(guān)，廣州地鐵人解放思想、與時(shí)俱進(jìn)，本著攻堅(jiān)啃硬、艱苦奮斗、永不言退的“盾構(gòu)機(jī)精神”，經(jīng)過(guò)消化、吸收、調(diào)整、改造，因地制宜、推陳出新，摸索出一整套盾構(gòu)在復(fù)合地層中施工的技術(shù)，創(chuàng)立了復(fù)合地層盾構(gòu)施工理論體系。在實(shí)踐中，提煉出復(fù)合地層中盾構(gòu)掘進(jìn)的指導(dǎo)原則，那就是“思想重視、預(yù)先控制、動(dòng)態(tài)平衡、精細(xì)管理”。

1 盾構(gòu)掘進(jìn)的指導(dǎo)原則

1.1 思想重視

思想是行動(dòng)的先導(dǎo)，思想重視是抓好各項(xiàng)工作的前提。盾構(gòu)施工也一樣，只有各級(jí)人員上下一致，統(tǒng)一思想，高度重視，盾構(gòu)施工才能搞好。很多施工單位以為花了大價(jià)錢(qián)買(mǎi)了好盾構(gòu)機(jī)就萬(wàn)事大吉了，于是思想麻痹，不好好地進(jìn)行各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，結(jié)果施工過(guò)程中問(wèn)題層出不窮，弄得焦頭爛額，吃盡了苦頭。

思想重視要落實(shí)到“三個(gè)到位”上。一是領(lǐng)導(dǎo)到位，各級(jí)負(fù)責(zé)人要加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)、靠前指揮、率先垂范、以身作則，發(fā)揮好表率帶頭作用;二是責(zé)任到位，進(jìn)一步強(qiáng)化組織，明確分工，落實(shí)責(zé)任，強(qiáng)化制度保證，加強(qiáng)督促檢查，確保安全、質(zhì)量、進(jìn)度處于有效控制;三是工作到位，緊密結(jié)合工程實(shí)際，細(xì)化施工方案，嚴(yán)格按規(guī)范、設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工，滿足合同規(guī)定的各項(xiàng)要求。

1.2 預(yù)先控制

預(yù)先控制為前饋控制和主動(dòng)控制，它是在施工前準(zhǔn)備階段制訂計(jì)劃時(shí)的控制，通過(guò)制訂計(jì)劃、編制施工組織設(shè)計(jì)和專項(xiàng)施工方案、召開(kāi)專家論證會(huì)、進(jìn)行技術(shù)和安全教育與培訓(xùn)、準(zhǔn)備應(yīng)急預(yù)案和應(yīng)急演練等組成的持續(xù)性計(jì)劃，建立預(yù)期或預(yù)先控制。重點(diǎn)是預(yù)防系統(tǒng)偏離預(yù)先制定的標(biāo)準(zhǔn)，使系統(tǒng)維持在指定的限度之內(nèi)，防止不符合期望的事情發(fā)生。

預(yù)先控制在盾構(gòu)施工安全管理中占有重要的地位，它使管理者及早采取預(yù)防措施，防止問(wèn)題的發(fā)生，免受損失。

1.3 動(dòng)態(tài)平衡

土壓平衡式盾構(gòu)的原理是通過(guò)調(diào)整推進(jìn)速度和螺旋式排土器的轉(zhuǎn)速，使土艙壓力與開(kāi)挖面水土壓力相對(duì)應(yīng)，使之達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡的狀態(tài)。即:通過(guò)控制土艙壓力可達(dá)到控制開(kāi)挖面前部下沉(或隆起)目的，最好是控制開(kāi)挖面前部不產(chǎn)生下沉或略有隆起(≯5 mm);土倉(cāng)壓力的設(shè)定應(yīng)略高于開(kāi)挖面水土壓力，一般為0.2～0.4 bar;掘進(jìn)時(shí)避免土倉(cāng)壓力出現(xiàn)過(guò)大的波動(dòng)，最好不要大于0.2 bar;在拼裝管片過(guò)程中，應(yīng)保持千斤頂推力，防止盾構(gòu)機(jī)后退，以穩(wěn)定土倉(cāng)壓力;盾構(gòu)停機(jī)時(shí)要適當(dāng)加大土倉(cāng)壓力進(jìn)行保壓;及時(shí)、均勻、足量地進(jìn)行同步注漿;必要時(shí)可二次補(bǔ)漿;盡量對(duì)圍巖少擾動(dòng)、微擾動(dòng);充分發(fā)揮圍巖的時(shí)空效應(yīng)和自承能力;盡可能連續(xù)、均衡、快速施工;嚴(yán)密監(jiān)測(cè)，及時(shí)反饋，優(yōu)化參數(shù)。

2 精細(xì)管理

細(xì)節(jié)決定成敗!盾構(gòu)施工是個(gè)系統(tǒng)活，也是個(gè)細(xì)活，成功的關(guān)鍵在于精細(xì)管理，其核心是科學(xué)務(wù)實(shí)的精神和認(rèn)真細(xì)致的態(tài)度，要求對(duì)每一個(gè)工序和每一個(gè)步驟都要認(rèn)真對(duì)待，預(yù)先制訂對(duì)策，過(guò)程中把每一個(gè)細(xì)節(jié)都要做好，按方案不折不扣地執(zhí)行到位。倘若思想麻痹、不認(rèn)真準(zhǔn)備、馬馬虎虎，盾構(gòu)施工肯定要出問(wèn)題甚或引發(fā)事故。筆者基于復(fù)合地層土壓平衡式盾構(gòu)隧道掘進(jìn)實(shí)踐，提煉出精細(xì)管理體現(xiàn)在以下方面:

2.1 建筑物調(diào)查

盾構(gòu)到達(dá)建筑物前要做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，特別要做好建筑物的調(diào)查和鑒定，對(duì)重要和敏感建筑物要求編制專項(xiàng)施工方案，必要時(shí)召開(kāi)專家討論會(huì)，如需要應(yīng)對(duì)建筑物進(jìn)行預(yù)先加固。

2.2 補(bǔ)充地質(zhì)鉆探

在地質(zhì)詳勘的基礎(chǔ)上，一般應(yīng)對(duì)沿線地質(zhì)水文情況進(jìn)行補(bǔ)勘，尤其在始發(fā)和到達(dá)端頭、聯(lián)絡(luò)通道、敏感建(構(gòu))筑物、重要管線等地段要加密地質(zhì)補(bǔ)勘鉆孔，以便更準(zhǔn)確地摸清上述重點(diǎn)區(qū)段的地質(zhì)水文情況，據(jù)此制訂切合實(shí)際的施工組織設(shè)計(jì)并確定適應(yīng)地層的盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)參數(shù)。

2.3 重大風(fēng)險(xiǎn)關(guān)鍵工序節(jié)點(diǎn)驗(yàn)收

為加強(qiáng)地鐵盾構(gòu)工程施工的安全和質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)管理，應(yīng)根據(jù)有關(guān)法規(guī)和文件精神，制定重大風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)驗(yàn)收制度，如盾構(gòu)始發(fā)/到達(dá)前、聯(lián)絡(luò)通道切割管片前、過(guò)江過(guò)河前、穿越重要建(構(gòu))筑物前等節(jié)點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)收。

2.4 重大風(fēng)險(xiǎn)施工方案專家審查制度

為加強(qiáng)地鐵工程施工的安全和質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)管理，應(yīng)根據(jù)有關(guān)法規(guī)和政策，制訂盾構(gòu)工程重大方案專家審查制度，如盾構(gòu)始發(fā)/到達(dá)端頭加固方案、聯(lián)絡(luò)通道加固及施工方案、過(guò)江過(guò)河方案、穿越重要建(構(gòu))筑物方案、盾構(gòu)新機(jī)選型和舊機(jī)改造方案等，實(shí)施專家審查。

2.5 盾構(gòu)機(jī)檢查、維修

盾構(gòu)過(guò)建(構(gòu))筑物前，應(yīng)對(duì)盾構(gòu)機(jī)做全面的檢查、維修，合理考慮刀具配置，進(jìn)行刀具更換，并充分做好所用相關(guān)材料、構(gòu)配件、人力等的準(zhǔn)備，確保連續(xù)掘進(jìn)施工，盡量避免通過(guò)建筑物期間停機(jī)。盾構(gòu)機(jī)過(guò)江前，重點(diǎn)對(duì)刀盤(pán)、盾尾密封和鉸接密封進(jìn)行檢查與維護(hù)，同時(shí)要對(duì)盾構(gòu)機(jī)的液壓、電氣、水循環(huán)、潤(rùn)滑、注脂、注漿、泡沫、鉸接等系統(tǒng)進(jìn)行檢修，重點(diǎn)內(nèi)容包括:空壓機(jī)的檢測(cè)與維修、螺旋輸送機(jī)閘門(mén)檢測(cè)與維修、注脂系統(tǒng)的檢測(cè)與維修、管片拼裝機(jī)的檢測(cè)與維修、泡沫系統(tǒng)的檢測(cè)與維修、對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

2.6 添加劑的加入

土壓平衡的核心是使開(kāi)挖下來(lái)的泥土呈塑性流動(dòng)狀態(tài)，且具有一定的止水性，充滿土倉(cāng)以控制開(kāi)挖面;同時(shí)，用螺旋出土器來(lái)調(diào)整排土，使排土量和切削量保持平衡，并使土倉(cāng)內(nèi)的泥土有一定的壓力，以抵抗開(kāi)挖面的土壓力和水壓力。為了滿足土壓平衡式盾構(gòu)的順利施工，必須使用外加劑對(duì)開(kāi)挖土體進(jìn)行改良使之接近理想狀態(tài)，即應(yīng)該滿足不易固結(jié)排水、土體處于流塑狀態(tài)、土體具有不透水性。

常用的外加劑包括水、膨潤(rùn)土、泡沫、高分子化合物和分散劑等，其用量和比例應(yīng)根據(jù)地層的含砂率和含水量等確定。以廣州地區(qū)某地鐵工程砂層與殘積土、風(fēng)化巖層不同組合的典型復(fù)合地層的掘進(jìn)為例，外加劑的使用情況如表1所示。

表1 廣州地區(qū)某地鐵工程復(fù)合地層外加劑的使用情況

2.7 同步注漿

及時(shí)進(jìn)行均勻足量的同步注漿，確保注漿時(shí)機(jī)和注漿點(diǎn)位，采取注漿量和注漿壓力兩個(gè)指標(biāo)雙控，同步注漿中最擔(dān)心注漿管堵塞，防止注漿管堵塞有以下措施:

1)漿液運(yùn)輸管路的鋪設(shè)。要避免管路彎曲造成漿液流速緩慢而沉淀。地面儲(chǔ)料罐至井下漿液車(chē)中途下料要采用大口徑輸送管放漿，要縮短放漿時(shí)間，同時(shí)將漿管口盡可能靠近漿液車(chē)底部，打開(kāi)閘門(mén)即可依靠漿液自重放漿。

2)緊湊安排工序。要縮短漿液在隧道內(nèi)的運(yùn)輸時(shí)間，并在洞口和砂漿車(chē)位置設(shè)置電源插座，專供砂漿車(chē)攪拌電機(jī)用，保證砂漿車(chē)攪拌器正常連續(xù)工作，避免因施工停頓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而引起漿液離析。

3)砂漿車(chē)向盾構(gòu)機(jī)儲(chǔ)漿罐泵漿時(shí)，要降低出漿管高度，同時(shí)開(kāi)啟攪拌機(jī)攪拌漿液。

4)在不影響其他管路及運(yùn)作空間的前提下，適當(dāng)改善同步注漿管路，減少?gòu)濐^，增大管徑，避免漿液在管路中沉積、堵塞。

5)保證盾構(gòu)機(jī)及后配套設(shè)備的正常連續(xù)運(yùn)行。堅(jiān)決避免盾構(gòu)機(jī)在推進(jìn)過(guò)程中，因人為停機(jī)造成同步注漿工序中斷而使?jié){液凝固堵塞管路。

6)在拼裝管片時(shí)的停止掘進(jìn)期間，應(yīng)間隔緩慢注漿幾次，一方面可保持管路暢通，另一方面為同步注漿保壓，阻止水進(jìn)入管背。

7)禁止采用壓縮空氣來(lái)清洗注漿管道。

2.8 二次注漿

根據(jù)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)地層的情況，必要時(shí)進(jìn)行二次注漿，即在脫出盾尾4～5環(huán)的管片上，及時(shí)通過(guò)吊裝孔在1、11點(diǎn)位對(duì)每環(huán)管片進(jìn)行二次補(bǔ)注雙液漿回填，現(xiàn)場(chǎng)注漿時(shí)以注漿壓力來(lái)控制，超過(guò)控制壓力即停止注漿。注漿壓力控制在4～5 bar，最大不超過(guò)5 bar，以免造成管片外周?chē)鷫毫^(guò)大，對(duì)管片造成破壞。二次注漿必須保證管片背后的空隙充填密實(shí)，防止地面建筑物產(chǎn)生過(guò)大沉降。

2.9 防結(jié)泥餅

盾構(gòu)機(jī)設(shè)計(jì)上，應(yīng)有防結(jié)泥餅的考慮。

1)在刀盤(pán)上設(shè)有主動(dòng)攪拌棒，可以隨著刀盤(pán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，土倉(cāng)壁上也設(shè)有固定攪拌棒。在刀盤(pán)攪拌棒和固定攪拌棒的攪拌下，泥餅被充分?jǐn)噭?dòng)和破碎，減小了黏結(jié)的機(jī)會(huì)。

2)刀盤(pán)的轉(zhuǎn)臂采用四條呈放射狀的圓柱鋼管，可保證中心區(qū)土體能順利滑到土倉(cāng)下方。

3)刀盤(pán)、倉(cāng)壁、攪拌棒等處設(shè)置多個(gè)添加劑噴頭，可以根據(jù)需要向渣土注入一定的水、泡沫等。

4)在施工過(guò)程中，如條件允許，盡可能更換中心滾刀為中心刮刀，增大中心區(qū)的開(kāi)口率，也有利于避免形成泥餅。

5)在條件允許時(shí)盡可能地加大推進(jìn)力，選用自轉(zhuǎn)扭矩較小的滾刀，以保證刀具的正常滾動(dòng)，防止?jié)L刀偏磨。

6)加強(qiáng)掘進(jìn)中的土體改良管理，盡量將改良渣土的泡沫通過(guò)刀盤(pán)面板上的孔道向切割表面噴注，使渣土經(jīng)過(guò)刀盤(pán)開(kāi)口進(jìn)入土倉(cāng)的流動(dòng)性好，不易產(chǎn)生結(jié)餅。特別需要注意的是，向刀盤(pán)面板注入泡沫的孔道與向土倉(cāng)攪拌棒中注入泡沫的孔道是并聯(lián)管道，而進(jìn)入土倉(cāng)的管路短時(shí)，則阻力小，流進(jìn)的泡沫量大，勢(shì)必會(huì)造成注入到刀盤(pán)面的泡沫量減少，而影響刀盤(pán)面板處的土體改良。

7)土倉(cāng)渣土堆積太多，壓力建立太高易結(jié)泥餅，因此在圍巖穩(wěn)定地層可采用半倉(cāng)土掘進(jìn)，如果需要進(jìn)行土壓平衡掘進(jìn)，可往土倉(cāng)里加氣，達(dá)到所需壓力，這樣可以減少土倉(cāng)渣土量，進(jìn)而防止結(jié)泥餅。

8)注意渣土溫度變化。如果掘進(jìn)速度較慢，而渣土溫度較高，則有可能導(dǎo)致結(jié)泥餅。應(yīng)經(jīng)常用激光溫度儀測(cè)渣土溫度，觀察溫度變化，如有異常則在掘進(jìn)時(shí)加大泡沫劑用量，這樣可大大降低結(jié)泥餅的幾率。

9)一旦產(chǎn)生泥餅，可空轉(zhuǎn)刀盤(pán)，使泥餅在離心力的作用下脫落。開(kāi)挖面在確保穩(wěn)定下可采用人工進(jìn)倉(cāng)處理的方式清除泥餅。

2.10 防噴涌

1)在掘進(jìn)過(guò)程中，維護(hù)保養(yǎng)好機(jī)械設(shè)備，加強(qiáng)施工各環(huán)節(jié)的管理，防止不必要的臨時(shí)停機(jī)，以保持連續(xù)掘進(jìn)。

2)在掘進(jìn)過(guò)程中，適當(dāng)采用氣壓，以阻止裂隙水流入土倉(cāng)。適當(dāng)加入泡沫劑以改良渣土黏度和液化度，防止渣土過(guò)稀造成噴涌。

3)在掘進(jìn)停止時(shí)，將渣土裝滿土倉(cāng)，減少向土倉(cāng)匯水。在螺旋機(jī)排土前，刀盤(pán)應(yīng)把土倉(cāng)內(nèi)的水、土充分?jǐn)嚢?，使土倉(cāng)內(nèi)土體有良好的密水性，避免噴涌。

4)加強(qiáng)同步注漿管理，有效控制注漿壓力。適當(dāng)增加注漿量，使實(shí)際注漿量略大于理論注漿量，以保證管片背后盡量填充密實(shí)。

5)通過(guò)管片吊裝孔補(bǔ)注雙液漿，及時(shí)封堵管片背后的空洞及水流通道，防止管片背后匯水流入土倉(cāng)。

6)在噴涌不嚴(yán)重時(shí)，一般采用螺旋輸送機(jī)尾部的雙平板閘門(mén)，交替啟閉間隔排渣。在螺旋出土器出土口上安裝高強(qiáng)橡膠擋渣帶，使出來(lái)的稀渣落在皮帶機(jī)上，防止四處噴灑以及仰拱積渣過(guò)多。

7)加大速凝雙液漿環(huán)向封堵的頻率，每隔一定距離進(jìn)行一次環(huán)向封堵，形成有效隔離盾構(gòu)機(jī)后方來(lái)水的“環(huán)箍”，降低土倉(cāng)匯水量，避免掘進(jìn)噴涌;同時(shí)，縮短同步漿液的初凝時(shí)間，以加強(qiáng)同步漿液的止水效果，保證同步注漿質(zhì)量。

2.11 渣樣分析

在掘進(jìn)過(guò)程中，應(yīng)安排有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員，對(duì)每環(huán)掘出的渣土采集渣樣，認(rèn)真對(duì)照地質(zhì)詳勘報(bào)告等地質(zhì)資料進(jìn)行分析，以便適時(shí)調(diào)整盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)，及時(shí)反饋指導(dǎo)掘進(jìn)施工。

2.12 出土量控制

在掘進(jìn)過(guò)程中，應(yīng)安排專人如實(shí)、詳細(xì)地記錄每環(huán)的出渣量。如按每斗土的油缸行程，將其與理論出土量對(duì)比，及時(shí)修正掘進(jìn)參數(shù)，避免過(guò)量出土引起地面沉降、塌陷、建(構(gòu))筑物破壞等嚴(yán)重后果。

2.13 刀具檢查及更換

通過(guò)對(duì)沿線地質(zhì)情況的分析和刀具磨損情況的預(yù)測(cè)，充分考慮到無(wú)氣壓換刀和氣壓換刀方式的適用條件，盡量避免在圍巖含水量大和需帶壓作業(yè)地段進(jìn)行換刀作業(yè)。一般情況下，檢查及換刀較適宜的地段應(yīng)隧道埋深合適，且覆蓋層無(wú)不良地層;并且隧道圍巖較均勻，力學(xué)性質(zhì)較好，自穩(wěn)性強(qiáng)。如需在加壓條件下進(jìn)行刀具更換作業(yè)時(shí)，必須按照帶壓換刀操作規(guī)程作業(yè)。通常對(duì)正面滾刀磨損超過(guò)10 mm的刀具和邊緣滾刀磨損超過(guò)5 mm的刀具應(yīng)進(jìn)行更換，并保證其他刮刀和小齒刀的完好。

2.14 防鉆孔透水

盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過(guò)地質(zhì)鉆孔時(shí)，應(yīng)采用土壓平衡模式掘進(jìn)，并做好及時(shí)注漿，保證注漿的數(shù)量和質(zhì)量。必要時(shí)可在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)到鉆孔前選擇合適的位置停機(jī)，采用超前小導(dǎo)管注漿加固鉆孔下口，防止鉆孔透水，確保施工安全。

2.15 地面分段、跟蹤、補(bǔ)償、保護(hù)注漿加固

盾構(gòu)施工中一般采取洞內(nèi)措施對(duì)建(構(gòu))筑物和管線等進(jìn)行保護(hù)，當(dāng)這些措施還不能穩(wěn)定沉降時(shí)，可通過(guò)地面分段、跟蹤、補(bǔ)償、保護(hù)注漿的方法對(duì)這些設(shè)施進(jìn)行加固和保護(hù)。

2.16 應(yīng)急預(yù)案與應(yīng)急演練

盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過(guò)建筑物前，必須有經(jīng)過(guò)批準(zhǔn)的應(yīng)急預(yù)案，并應(yīng)組織進(jìn)行應(yīng)急演練，做好各項(xiàng)應(yīng)急準(zhǔn)備。

3 監(jiān)控量測(cè)

精細(xì)管理還包括測(cè)量和監(jiān)測(cè)方面。測(cè)量工作是盾構(gòu)施工的基礎(chǔ)，非常重要，各方應(yīng)高度重視，不能出現(xiàn)一點(diǎn)問(wèn)題。

3.1 測(cè)量多級(jí)復(fù)核

認(rèn)真執(zhí)行測(cè)量多級(jí)復(fù)核制。對(duì)于地面加密控制網(wǎng)，始發(fā)井或吊出井(含中間風(fēng)井)洞門(mén)環(huán)中心，始發(fā)前包括聯(lián)系測(cè)量在內(nèi)的基線及地下水準(zhǔn);在隧道掘進(jìn)至150、300～400 m，距離貫通面150～200 m處時(shí)，包括聯(lián)系測(cè)量在內(nèi)的地下導(dǎo)線及水準(zhǔn);掘進(jìn)至600 m后，每隔500 m須增加一次包括聯(lián)系測(cè)量在內(nèi)的地下導(dǎo)線及水準(zhǔn)(含加測(cè)陀螺定向校核)、始發(fā)井與中間風(fēng)井之間進(jìn)行“兩井定向”等重要節(jié)點(diǎn)測(cè)量，承包商的測(cè)量成果經(jīng)監(jiān)理復(fù)核合格后，報(bào)業(yè)主測(cè)量隊(duì)檢測(cè)。

3.2 測(cè)點(diǎn)布置和監(jiān)測(cè)頻率

施工前應(yīng)要求編制監(jiān)測(cè)方案，并督促布點(diǎn)和測(cè)初始值。監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置要規(guī)范，一定要打穿路面埋于土層中。施工中至少每天測(cè)2次，對(duì)重要和敏感建筑物以及沉降超限時(shí)，應(yīng)加密監(jiān)測(cè)至每2～4小時(shí)1次，特殊情況下應(yīng)進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)測(cè)量，施工期間應(yīng)派專人在地面巡查。

3.3 盾構(gòu)姿態(tài)控制

當(dāng)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入到上軟下硬地層，需防止盾構(gòu)機(jī)抬頭和走偏，其處理措施為:加強(qiáng)施工量測(cè)，控制好盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)，及時(shí)有效地調(diào)整各項(xiàng)施工參數(shù)，特別是對(duì)前倉(cāng)壓力的設(shè)定和千斤頂推力的合理分配。為防止盾構(gòu)機(jī)抬頭，應(yīng)適當(dāng)加大頂部千斤頂?shù)捻斖屏?，平衡盾?gòu)機(jī)由于前方地層上軟下硬而作用在上下千斤頂不均衡的壓力，使盾構(gòu)機(jī)平穩(wěn)推進(jìn)。在盾構(gòu)掘進(jìn)前，對(duì)刀具做全面的檢查和更換，特別是周邊滾刀的磨損，必須加以檢測(cè)，必要時(shí)予以更換，以確保開(kāi)挖直徑，同時(shí)為防止盾構(gòu)往上“跑”的趨勢(shì)，盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)適當(dāng)調(diào)整在往下“跑”的趨勢(shì)，而且調(diào)整降低盾構(gòu)機(jī)控制軸線，比設(shè)計(jì)軸線低20～30 mm。

在盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)，盾構(gòu)水平姿態(tài)控制在±20 mm為最佳，考慮管片上浮對(duì)姿態(tài)的影響，垂直姿態(tài)可以控制在－30～－20 mm。自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)的報(bào)警值為±50 mm，建議以±30 mm為預(yù)警值，盡量避免盾構(gòu)姿態(tài)超過(guò)±50 mm。當(dāng)盾構(gòu)姿態(tài)偏差較大時(shí)，應(yīng)采用千斤頂各區(qū)推力調(diào)整、鉸接油缸的調(diào)節(jié)、使用仿形刀、盾尾壁后有針對(duì)性注漿等進(jìn)行糾偏。在糾偏過(guò)程中不能過(guò)急，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件和線路方向調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)，以調(diào)整掘進(jìn)方向，盾構(gòu)姿態(tài)每環(huán)的差值最好在±5 mm之內(nèi)，避免成型管片產(chǎn)生大的錯(cuò)臺(tái)和破損。

3.4 監(jiān)控重點(diǎn)

盾構(gòu)施工應(yīng)重視監(jiān)控量測(cè)，做到信息化設(shè)計(jì)、信息化施工。施工過(guò)程中應(yīng)將監(jiān)測(cè)到的信息及時(shí)反饋，以調(diào)整優(yōu)化施工參數(shù)。監(jiān)控的重點(diǎn)有:土倉(cāng)壓力是否合適，推力、扭矩是否異常，出土狀況是否正常，出土溫度是否異常，渣樣是否異常，出土量是否正常，注漿量與注漿壓力是否正常，盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)和管片姿態(tài)是否正常，是否有管片開(kāi)裂、破損、錯(cuò)臺(tái)，地表沉降是否異常，管線沉降是否異常，建筑物沉降與傾斜是否異常。

4 展望

放眼國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，盾構(gòu)技術(shù)不僅向“長(zhǎng)、大、深、難、快、優(yōu)”方向發(fā)展，更是從交通向電力、水務(wù)、燃?xì)獾葘拸V領(lǐng)域延伸。為促進(jìn)盾構(gòu)產(chǎn)業(yè)“又好又快”發(fā)展，下一步應(yīng)重視的工作有:大力培養(yǎng)盾構(gòu)技術(shù)和管理人才，精于管理、勤于總結(jié)、勇于創(chuàng)新，加強(qiáng)安全預(yù)警與風(fēng)險(xiǎn)控制的研究。

［1］竺維彬，鞠世健.復(fù)合地層中的盾構(gòu)施工技術(shù)［M］，北京:科學(xué)技術(shù)出版社，2006.

［2］鐘長(zhǎng)平，鞠世健，麥歇爾，等.廣州地鐵一號(hào)線黃沙站-長(zhǎng)壽路站泥水盾構(gòu)施工沉降控制初探［C］//第十一屆隧道與地下工程年會(huì)論文集.北京，1998.

［3］竺維彬，鞠世健，史海歐.廣州地鐵三號(hào)線盾構(gòu)隧道工程施工技術(shù)研究［M］.廣州:暨南大學(xué)出版社，2007.

［4］竺維彬，鞠世健.地鐵盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)源及典型事故的研究［M］.廣州:暨南大學(xué)出版社，2009.

［5］竺維彬，鞠世健.盾構(gòu)隧道管片開(kāi)裂的原因及相應(yīng)對(duì)策［J］.現(xiàn)代隧道技術(shù)，2003，40(1):21-25.

［6］鐘長(zhǎng)平，鞠世健.廣州地鐵泥水盾構(gòu)施工［J］.地鐵與輕軌，2001(4):19-21.

［7］日本土木學(xué)會(huì).隧道標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范(盾構(gòu)篇)及解說(shuō)［S］.朱偉，譯.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2001.

［8］鐘長(zhǎng)平.混合地層泥水盾構(gòu)掘進(jìn)控制［J］.廣州建筑，2001.

［9］袁敏正，鞠世健.廣州地鐵一號(hào)線和二號(hào)線盾構(gòu)機(jī)適應(yīng)性研究和探討［J］.現(xiàn)代隧道技術(shù)，2004(3):31-34.

［10］謝小兵，鐘長(zhǎng)平.特殊地段盾構(gòu)掘進(jìn)的沉降控制技術(shù)［J］.建筑機(jī)械化，2006(8):46-48.

［11］王暉.關(guān)于南京地鐵二號(hào)線中和村—元通區(qū)間盾構(gòu)進(jìn)站塌方事故的報(bào)告［R］.南京，2008.

［12］鐘長(zhǎng)平，謝小兵.試論盾構(gòu)隧道施工監(jiān)理的要點(diǎn)［J］.科技與生活，2010(8):98-100.

［13］竺維彬，鐘長(zhǎng)平，孔少波.廣州地鐵二/八號(hào)線拆解段盾構(gòu)隧道工程施工技術(shù)研究［M］.北京:人民交通出版社，2011.