北橫通道新建工程II標隧道明挖段施工監(jiān)理控制

靳良俊

上海市市政工程管理咨詢有限公司 上海 200093

目前盾構法隧道作為城市隧道施工主要的施工工藝，有著對現(xiàn)有構筑影響小的優(yōu)勢，盾構工作井及兩端接地段往往采用明挖法施工，施工期間需對超深地下連續(xù)墻圍護施工質(zhì)量及對構筑物的保護及變形控制進行嚴格的監(jiān)理，確保工程保質(zhì)保量的完成。

1 項目概況

1.1 項目總體概況

上海市北橫通道新建工程I I 標西起瀘定路接地點（K1+570.728），東至長安路接地點（K9+354.497），不含中山公園工作井，全長約7783.8m。北橫通道新建工程是上海市內(nèi)環(huán)內(nèi)“三橫三縱”的一部分，其中，北橫通道II標主要施工內(nèi)容為盾構區(qū)間、兩端工作井及明挖段隧道，沿途經(jīng)過長寧區(qū)、普陀區(qū)、靜安區(qū)，多次穿越蘇州河防汛墻、長距離蘇州河下推進并穿越多條軌道交通。

北橫通道新建工程II標隧道明挖段包括明挖法隧道（中江路）、明挖法隧道（篩網(wǎng)廠），其中篩網(wǎng)廠段明挖段全長約552m，主要由由篩網(wǎng)廠工作井及暗埋段183m、跨蘇州河明挖段123m、上跨13號線明挖段246m組成。

1.2 圍護結(jié)構設計

篩網(wǎng)廠工作井及暗埋段、跨蘇州河段明挖段采用地下連續(xù)墻作為基坑圍護結(jié)構，最大基坑挖深32.5m，墻厚為0.8m、1m、1.2m，深度為46.5m和70m(最深)兩種。

上跨1 3 號線段采用S M W 工法樁圍護，工法樁根據(jù)基坑深度分為3種規(guī)格，分別為Φ1000@750mm、Φ850@600mm、Φ650@450mm。

2 難重點及對策分析

2.1 超深地下連續(xù)墻施工，難度大

（1）本工程地下連續(xù)墻穿越涉及②3砂質(zhì)粉性土層達6～8m，易產(chǎn)生不良地質(zhì)工程危害，施工控制要求嚴格；以及在過蘇州段高填土中施工地下連續(xù)墻，需嚴格控制好泥漿。

采用粘度和比重較大的泥漿，形成優(yōu)質(zhì)的護壁泥漿，增加泥漿對于沉渣的懸浮能力，形成較好的護壁效果，確保地下連續(xù)墻在成槽土方開挖過程中土壁穩(wěn)定；在超深地下連續(xù)墻區(qū)域?qū)χ谱髑皩Φ叵逻B續(xù)墻兩側(cè)土體進行加固。

（2）圍護結(jié)構體接縫的防滲控制難及成槽精度要求高

本工程所處地層含有承壓水層，且基坑開挖深度較深，一旦地下墻接縫或墻體有即使很小的空洞或夾泥都很難及時堵漏，都會因流沙造成水土流失，造成周圍地表沉陷，并給周圍環(huán)境帶來非嚴重的影響。因此超深地下連續(xù)墻成槽垂直度偏差要求不大于1/400。

通過篩網(wǎng)廠工作井70m深1.2m厚槽段間采用成槽機和銑槽機抓銑結(jié)合成槽，連接采用防滲效果較好的“銑接法”施工工藝，剩余接頭采用止水效果出色的鋼邊橡膠止水帶（1200mm、1000mm厚地下連續(xù)墻）以及工字鋼接頭（800mm厚地下連續(xù)墻），同時選用選用新型的優(yōu)鉆100鈉基膨潤土，嚴格控制泥漿指標，確保100%清空，在槽段接頭位置采用攪拌樁止水帷幕措施，來提高接頭抗?jié)B及槽段成槽的精度。

2.2 過河段回填區(qū)域，影響成槽穩(wěn)定性

本項目過河段東西側(cè)高填土穩(wěn)定性問題及老防汛墻障礙物問題在蘇州河圍堰內(nèi)部，存在高達5m左右的高填土，對地下連續(xù)墻成槽存在著諸多隱患。蘇州河老防汛墻是地下連續(xù)墻施工過程中的障礙物，需在施工之前將障礙物清除并做好相應成槽穩(wěn)定措施。

過河段回填采用10%的水泥土，回填時進行分層壓實，分層厚度30～50cm，并在槽段外側(cè)穩(wěn)定加固與坑內(nèi)的裙邊加固同步施工，裙邊加固深度至坑底以下4m左右（外側(cè)槽段加固深度同裙邊加固），確保成槽精度及穩(wěn)定性。

2.3 上跨地鐵13號線施工段，變形控制要求高

篩網(wǎng)廠井蘇州河東側(cè)暗埋段及敞開段上跨已建軌道交通13號線，上跨段基坑長度約200多米，基坑開挖過程中土體的過大卸荷可能造成已建軌道交通隧道上浮，采取在地鐵13號線隧道上方及兩側(cè)進行MJS盾構門式加固；整個上跨段進行坑底滿堂加固；上跨區(qū)域采取分小塊開挖；最后一道支撐下盾構上方土方開挖與結(jié)構底板澆筑在軌道及交通停運期間完成，減小基坑暴露時間等措施來確保13號線的變形量在規(guī)范允許的范圍內(nèi)。

3 監(jiān)理控制要點

3.1 圍護結(jié)構施工監(jiān)理

3.1.1 控制泥漿指標、確保泥漿質(zhì)量

在挖槽過程中，泥漿起到保護槽壁穩(wěn)定、攜帶沉渣、冷卻施工機具和潤滑切土的作用，故泥漿的性能是保證挖槽質(zhì)量的關鍵，在施工過程中需全過程跟蹤控制泥漿試驗及指標測試。

（1）泥漿試驗頻率：每拌制100m3新鮮泥漿或拌制后放置24小時未使用，需各取一次進行檢測；挖土過程中，每開挖5～10m 對儲漿池中的進行一次抽檢；對于清空后置換泥漿，在換漿前后各取樣一次檢測；混凝土澆筑過程的置換泥漿，在處理前后各取樣一次檢測。

（2）泥漿控制指標

泥漿控制指標如表1所示。

表1 泥漿控制指標

3.1.2 地下連續(xù)墻加固

為避免槽壁施工過程中，因淺層軟弱地質(zhì)導致地下連續(xù)墻坍塌，影響成槽質(zhì)量，本工程在工作井70m地下連續(xù)墻、跨蘇州河回填區(qū)域地下連續(xù)墻兩側(cè)采用水泥攪攪拌樁進行加固，要求加固體的28 天無側(cè)限抗壓強度不小于0.8MPa，加固體水泥參量為20%，水和水泥的質(zhì)量比控制在1.5～1.2；攪拌樁樁中心偏差允許值40mm，樁位垂直度偏差不超過樁長的1/300 ；配置好的水泥漿限閑置時間不超過2小時；兩樁先后搭接施工時間不超過10小時[1]。施工攪拌樁每臺班應按規(guī)范要求做水泥攪拌土試塊，施工過程中監(jiān)理控制要點：

（1）現(xiàn)場控制線測量復核，重點對工程控制點進行復核，同時采用兩臺經(jīng)緯儀檢查鉆桿的垂直度，滿足要求后方可就位開機。

（2）施工前檢查水泥的品種規(guī)格和水泥漿指標等必須滿足設計要求，根據(jù)每根樁20%的水泥摻量計算單樁的水泥用量，根據(jù)拌漿能力計算出拌制一桶泥漿能夠加固摻入的水泥用量，施工過程中通過注入的水泥漿的桶數(shù)來控制水泥的摻入量，并做好現(xiàn)場記錄。

3.1.3 圍護結(jié)構體接縫的防滲控制

本工程針對不同深度和厚度的地下連續(xù)墻，采取了銑接法（70m深1.2m地下連續(xù)墻），橡膠止水帶防水接頭（1200mm、1000mm厚地下連續(xù)墻）以及工字鋼接頭（800mm厚地下連續(xù)墻）[2]。對于各種接縫的質(zhì)量控制要點如下。

（1）銑接法接頭監(jiān)理控制要點

此種接頭是在兩個一期槽段中間施工第二期地下連續(xù)墻，采用銑槽機對先行槽段混凝土進行鑿毛，使得兩期混凝土更好的結(jié)合，形成較好的止水效果。

1）一期槽段質(zhì)量控制

本工程第一、期段地連墻搭接切割混凝土厚度為30cm，一期槽段鋼筋籠的保護層厚度為25cm，銑槽機精度按照1/400控制，對一期槽段垂直度偏差、鋼筋籠的定位要求高。監(jiān)理過程中重點檢查鋼筋籠位置、一期槽段鋼筋鋼筋籠保護層墊塊設置、以及鋼筋籠H型鋼導向架的設置情況。

2）二期槽段質(zhì)量控制

一期槽混凝土澆灌上升一定高度鋼筋籠固定牢靠后，拔除鋼筋籠定位型鋼，再在端頭安裝深度不小于4m的限位鋼箱，待限位鋼箱拔除后，為二期槽起到良好的導向作用。銑槽機成槽時槽內(nèi)泥漿經(jīng)過反復使用后的比重和粘度非常大，刷壁方面采用先清空換漿后刷壁的方式，增強接頭防水效果。

（2）橡膠止水帶接頭監(jiān)理控制要點

施工過程中先安裝橡膠止水帶，再施工鋼筋籠，止水帶采用木楔臨時固定在接頭板上并在接頭板上涂抹脫摩劑；接頭板待相臨槽段清孔、掃孔后采用側(cè)向頂拔方式進行拆除。

（3）工字鋼接頭監(jiān)理質(zhì)量控制要點

工字鋼接頭處易發(fā)生繞流或夾砂、夾泥，是造成滲漏的主要原因，為此針對工字鋼接頭通過防塌方、防漏漿、防繞流、接頭處理和多次刷壁五道防線來保證槽段接頭質(zhì)量，其中包括：施工過程中嚴格控制泥漿指標來確保槽壁的穩(wěn)定性；槽段鋼筋籠接頭正面兩側(cè)分別外包覆鐵皮來防止漏漿；采用回填土包的方式來防止混凝土繞流；加強接縫刷壁工作。

3.1.4 成槽精度及穩(wěn)定性控制

地下連續(xù)墻開挖時時，定要使抓斗鋼索呈垂直張緊狀態(tài)。挖槽作業(yè)中，采取人工目測結(jié)合挖槽機電腦的方式，關注槽段的垂直度，發(fā)現(xiàn)偏差時，及時進行動態(tài)糾偏，確保地下連續(xù)墻垂直度精度高于3/1000。

3.2 上跨13號線明挖基坑施工監(jiān)理

3.2.1 基坑加固及土方開挖

本工程在上跨段卸載比大于0.5的區(qū)域范圍內(nèi)，對13號線盾構區(qū)間采取MJS門式加固，同時待開挖基坑采取攪拌樁坑底全斷面加固，以減少土方開挖過程中盾構隧道的上浮變形。

（1）13號線盾構區(qū)間加固施工質(zhì)量監(jiān)理控制要點

本工程M J S 要求加固體2 8 天無側(cè)限抗壓強度qu≥1.5MPa，施工過程中監(jiān)理需重點對各項技術參數(shù)進行檢查，保證加固質(zhì)量外，同時需保證施工期間13號線盾構區(qū)間的安全，需重點關注以下幾個方面：

1）由于MJS盾構門式加固頂部的樁底距離13號線隧道區(qū)間的最小距離僅為1m，施工前，對場地標高進行復核，嚴格控制放樣精度、鉆桿垂直度，并根據(jù)不同區(qū)域的13號線區(qū)間拱頂標高，嚴格控制鉆進標高，避免工程鉆機成孔時對隧道區(qū)間的破壞；同時在盾構側(cè)面加固時，最小凈距也為1m，加固施工前首先在背對隧道施工一排MJS隔離樁，避免高壓泥漿噴射直接對著13號線區(qū)間隧道；

2）施工過程中控制孔位誤差必須小于50mm，樁垂直度偏差小于1/100樁長；

3）施工過程中檢機具設備是否正常，盡量保證連續(xù)不中斷，如果因特殊原因?qū)е聡姖{中斷的，在恢復噴漿時將鉆桿下放50cm以避免出現(xiàn)斷樁；對于分段提升的搭接長度應大于10cm；

4）噴漿提升前檢查噴漿設備上設定的提升速度，半圓為50mm/min，全圓為25mm/min。過程中應檢查檢查儀表室的地內(nèi)壓力、水泥漿壓力、水泥漿流量、主空氣壓力、主空氣流量、等指數(shù)是否正常。在停止噴漿拆卸鉆桿前檢查樁頂標高是否符合設計要求，同時根據(jù)流量儀顯示的每分鐘噴漿量和整樁的有效施工時間復核比較整根樁的實際水泥用量和理論水泥用量，并做好記錄。

（2）上跨13號線土方開挖監(jiān)理控制要點

鑒于隧道上方卸載將對地鐵13號線產(chǎn)生一定的擾動，對于卸載比大于0.5的區(qū)段采取“化整為零”的思想將基坑分為11個小倉，如圖1所示，其中1號倉寬度12.7m，其余小倉寬度均為8m，11倉以東分基坑A和基坑B兩個基坑分別施工，基坑A大部分采用半蓋挖法施工，基坑B逆作頂板后局部蓋挖，其中彈鋼琴區(qū)1-5倉施工期間13號線尚未運行，其余部分開挖13號線已投入運行。開挖過程監(jiān)理控制要點如下。

圖1 上跨13號線段基坑總體平面圖

1）嚴格控制開挖順序和時間，減少基坑暴露時間；土方分層分段開挖，開挖順序為先奇數(shù)倉，后偶數(shù)倉，其中1-5倉采取盆式開挖整倉卸載，6～11倉施工分塊挖土，整倉澆筑底板，隧道頂部土體卸載到完成底板混凝土的時間控制在列車停運周期（7小時）內(nèi)。

2）偶數(shù)倉開挖充分考慮鑿除封堵墻的時間，開挖順序同奇數(shù)倉，但須在土方開挖過程中及時跟進封堵墻的鑿出工作，必須采用人工風鎬鑿除，盡量減小振動。

3）基坑A采用盆式開挖，先中間后兩側(cè)，留土護壁。基坑B采用縱向整體放坡開挖，先深后淺。

4）土方開挖時，基坑邊1m范圍內(nèi)嚴禁堆土堆載。

3.2.2 基坑變形監(jiān)測及控制

基坑監(jiān)測作為深基坑施工必不可少的部分，監(jiān)測數(shù)據(jù)直接反應開挖過程的安全與否，監(jiān)理在監(jiān)測方面應重點審核承包方編制施工監(jiān)測方案基本內(nèi)容并在監(jiān)測過程中實施監(jiān)督管理，主要內(nèi)容為：監(jiān)測平立面圖；檢測儀器的型號及標定/檢定證書；測量頻率和資料整理的方法；各監(jiān)測項目的報警值等合規(guī)性。施工過程中督促監(jiān)測單位按照頻率進行測量，使用針對性的記錄表格，及時整理和計算各項數(shù)據(jù)，編制監(jiān)測報表上報現(xiàn)場有關部門；監(jiān)測報表必須記錄齊全，結(jié)合現(xiàn)場工況，評述監(jiān)測值的發(fā)展和變化情況，當接近報警值時及時提醒相關單位。

4 結(jié)論

本文通過具體案例，著重分析了超深地下連續(xù)墻圍護成槽穩(wěn)定及接頭防水控制措施，主要是采取了對槽壁兩側(cè)采用三軸攪拌樁進行加固、加強對泥漿指標控制、采用先進的銑槽機設備、針對不同的地下連續(xù)墻采取不同的接縫形式來保證超深地下連續(xù)墻的施工質(zhì)量，為主體結(jié)構安全施工提供保障；針對上跨現(xiàn)有地鐵線路，為減小對地鐵盾構區(qū)間變形影響，采取對現(xiàn)有隧道進行門式地基加固、基坑采取攪拌樁滿堂加固、基坑開挖化整為零，保證了地鐵盾構區(qū)間變形在規(guī)范允許的范圍內(nèi)；在上述措施施工監(jiān)理過程中，闡述了監(jiān)理控制要點，通過對要點的現(xiàn)場監(jiān)督，圓滿完成了隧道的監(jiān)理任務，同時為類似工程監(jiān)理提供了參考。