盾构法施工验收规范

  我国经过几十年来特别是改革开放以来的快速持续建设,我国在隧道及地下工程领域已得到了很大的发展,至今已建成各类隧道超过7000座,隧道总长度超过4000km,隧道数量和总延长位居世界首位,并且目前仍以每年新建200-300km隧道的速度在增加。

  21世纪是我国隧道及地下工程大发展的世纪,据有关专家预测,到2020年,我国将要完成近6000km的地下隧道建设,平均每年约300km。到2010年,国内各种地下工程建设约需岩石掘进机、盾构机约180台(不包括微型机),年均需求量约为30台。截至目前,使用的盾构总数约有200多台次。

  集.1城市地铁加快速度进行发展,对盾构需求最多。我国城市地铁正处在快速地发展期,地铁和轨道交通规划总长度已超过3000km。目前已建成和在建的数量仅占规划数量的10%左右,未来城市地铁建设仍将快速发展。

  1.2越江隧道建设方兴未艾,对大直径和超大直径盾构的需求将有迅速增加。至今有10个城市已建或在建20多座盾构法越江隧道。计划中的越江盾构隧道更多。

  1.3城市各种地下管线隧道有待发展,对盾构的潜在需求大。有关专家预测,我国城市的给水、排水、电缆、电讯、热力、输气等隧道工程的长度将超过1000km,其对小型盾构、微型盾构或掘进机的需求量也相当大。

  一是涉及行业和城市多,要求规定不一致。行业涉及地铁、铁路、公路、市政、水利水电等;涉及城市目前在建地铁城市15个。

  二是采用的规范不准确。我国各城市过江隧道施工中施工文件与档案管理有的依照地铁、有的依照铁路、有的依照公路、有的依照水利水电等规范,再结合市政规范来实施,给施工文件与城建档案规范化管理增加了难度。

  三是新参与的施工、监理队伍多,对我国城市过江隧道施工中施工文件与档案管理要求、水平、起点不一,条件各不相同。目前参与盾构施工的单位超过40家,分布于多个地区、多个行业,并且还在增加。

  四是更新型的盾构机数量大、类型全、技术上的含金量更高,至今我国使用的盾构机数量已超过200台次。包括了土压、泥水、复合式,双圆等类型,直径从3m至15.2m等。其施工文件与档案管理要求有些甚至是空白。

  五是档案意识淡薄。施工公司重施工生产轻档案管理的现象都会存在,如,工程技术资料的收集整理,本应始于工程开工,终于工程完工,却未能及时列入工作日程,与工程项目施工不能同步;在工程建设项目中,平时不重视工程档案和内业资料的收集整理,一旦得知业主或上级检查,就搞突击,临时补资料,甚至对档案管理人员反映的问题未引起重视,使工程档案管理工作处于被动局面。对于工程项目部来讲,一般都未配专职人员,而是由项目经理临时指派缺少盾构施工档案管理知识的人员兼职,更没有专门的资料室与相应的设备,往往使应该归档的资料分散在专业方面技术人员手中,很容易丢失或损毁。

  档案质量欠佳,目前大多数盾构施工的工程档案都存在原始资料填写的不完整、不及时、不连续;档案电子文件、电子信息缺漏;部分归档资料不具有完备的法律手续等等情况,由于盾构施工档案多,目前档案移交工作普遍滞后。难以达到工程完工档案向当地城建档案馆移交的要求。

  盾构施工的工程档案是工程建设项目实施中阶段形成的有保存价值的,以文字、图纸、图表、声像、电子文档等为载体的文件资料。它是城市基础设施建设项目确保工程质量的一个重要组成部分,更是城建档案的一个重要组成部分。同时,盾构施工是高度机械化的一种施工,每日产生大量的数据,如何对这些海量数据来进行有效地归档处理也摆在了我们面前。

  针对盾构施工工程档案的重要性及存在的问题,提出了施工文件与档案管理规范化管理的解决途径。

  2008年3月1日,中华人民共和国住房和城乡建设部、中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局联合了《盾构法隧道施工与检验收取规范》,该《规范》于2008年9月1日实施。因此,盾构法在城市过江隧道施工中施工文件与档案管理工作必须严格按此《规范》实施。其次,要主动参照市政基础设施工程项目施工技术文件主要项目的统一规定,依照《盾构法隧道施工与验收规范》,制定盾构法隧道施工与验收技术文件主要项目的统一规定及表格表式目录。例如:在《盾构法隧道施工与验收规范》中,选定盾构法隧道施工工序质量评定项目一览表,依照《盾构法隧道施工与验收规范》的要求和盾构法施工的特点,制定每一项目的《工序质量评定表》。

  按该《规范》1总则1.0.6条,“盾构法隧道工程的施工与质量验收除应执行本规范外,尚应符合国家现行相关标准的规定”的要求,针对盾构法隧道施工一般只实施隧道主线的特殊情况,对非隧道主线施工的出入口、随匝道等,其施工文件与档案管理则按建设部《市政基础设施工程实施工程技术文件管理规定》建城(2002)221号文件的规定要求进行管理。同时,建议中华人民共和国住房和城乡建设部尽快起草、制定和实施《盾构法隧道施工技术文件管理规定》,统一施工文件表格,以规范盾构法在城市过江隧道施工中施工文件与档案管理工作。

  第一是要充分认识盾构施工工程档案的作用。是要强化设计、施工、监理、检测、质监、安全等单位的领导和专业技术人员的档案意识,使他们认识到工程档案是建设经验的积累和宝贵的技术储备,充分开发、利用工程档案这个宝贵的信息资源,可以为促进社会的技术进步和创造巨大的社会效益和经济效益。

  第二是要健全制度,建立健全工程档案及内业资料的形成、积累、整理归档制度。明确“科学收集、分级管理、统一归口、定向移交”的具体操作程序;出台工程档案的考核与奖惩办法等,使档案管理工作真正做到有章可循,有序进行。根据档案管理的检查内容和考核评分标准,采取定期考核制度,形成职责明确、奖惩分明的档案管理激励约束机制,加强档案职能部门对档案工作的指导与监督,把工程档案管理工作提高到一个新的水平。

  其一,科学收集施工资料。盾构施工属于地下工程施工,许多理论还不完善,施工经验对同类工程有重要的借鉴作用。由于地下工程未知因素很多,盾构施工会发生一些没有预计的情况。因此,各地工程质监站、城建档案馆必须加强施工文件与档案管理工作的业务工作的指导,明确施工文件与档案管理工作的规范和要求。在工程开工前,议定项目施工文件与档案管理工作的具体详细的实施方案。针对盾构法施工中的特点,对工程大部分情况需要用影像记录、数据记录,表格的实时记录。如,对文字、图表的大小及格式做出明确规定;图纸附加电子文档一份保存,便于存储及查询。对于盾构机安装、盾构进出洞、旁通道的施工等关键工序,均应采用声像资料来记录,并将拍摄内容、时间、格式也应做出相应规定。

  其二,档案工作与工程同步进行。盾构施工由于工程量大,资料数量多,施工时间相对较长,需要配备经培训合格的专职档案人员,并做到“三参加”,即档案人员应参加生产调度会或工程例会,参加工程安全质量检查,参加工程验收,档案资料做到“图、表、物”相符、数据准确,填写、审批、签章手续要完备,无擅自修改、伪造和后补现象,达到完整、准确、系统,符合归档要求,使档案人员了解工程动态,及时收集、整理原始档案资料。

  [3]孙祥海.严格把关.超前控制国家重点工程的档案.中国档案.2000.(4).

  [4]何振华主编.标准化的方法与实践,中国标准化协会,1982-12施工安全、卫生与环境保护.12.0.8～12.0.11条文相关数据是根据国家标准《铁路隧道施工规范》(TB10264-2002,J163-2002)规定和实际施工经验确定.

  根据GB/T《生产过程危险和危害因素分类与代码》盾构施工主要危险、危害因素有：设备、设施缺陷；防护缺陷；运动物危害；作业环境不良；信号缺失；标志缺陷；易燃易爆性物质；负荷超限；辨识能力缺陷；指挥错误；操作错误等。根据GB6441《企业职工伤亡事故分类标准》盾构施工主要安全事故有：坍塌、透水、起重伤害、车辆伤害、物体打击、瓦斯爆炸、火灾、其他等。

  本文主要依托郑州地铁一号线碧沙岗站～郑州大学站盾构区间，郑州地铁二号线紫金山站～农业路站盾构区间；北京地铁七号线广渠门内站～广渠门外站盾构区间；石家庄地铁一号线火车东站～东杜庄站盾构区间；沈阳地铁十号线柳条湖站～北大营街站盾构区间；成都地铁三号线驷马桥站～驷马桥北站盾构区间等不同城市的施工情况，来研究与盾构法施工相关的安全控制要点。

  盾构机主要有五部分组成：壳体、排土系统、推土系统、衬砌拼装系统和辅助注浆系统。 盾构机的壳体由切口环、支撑环和盾尾三部分组成，并与外壳钢板连成一体； 排土系统主要是由切削土体的刀盘、泥土仓、螺旋出土器、皮带传送机、泥土运输电瓶车等部分组成。

  主轴承密封失效，主轴承就会先损坏。合适的多道耐磨密封形式、功能完善可靠的和冷却系统是降低主轴承密封风险的重要因素。

  在设置铰接装置的盾构中，铰接密封是否可靠，关系到砂水是否涌进盾构机内，在高水压软弱地层显得特别重要。铰接装置及其密封设计必须适应盾构机在曲线隧道掘进要求。

  盾尾密封是否可靠，亦关系到砂水是否涌进盾构机内，同时亦确保盾尾同步注浆及管片环二次注浆质量及浆液是否涌入盾构机内。多道密封形式设计应合理，密封刷应耐磨工作可靠，使其有助于更换密封刷。

  采用四种调查方案相结合的方式进行调查：现有图纸调查、实地地面调查、物理探测调查及人工探槽调查。配备防爆手电，主要用于进入检查井内调查时，防止存在易爆气体；配备安全带，进入较深的检查井内时，调查人需佩戴安全带等防护用品，防止高空坠落、踩空等安全事故；有毒有害气体检测仪，打开检查井盖或深入井内调查时，需先进行有毒有害气体检测，确认安全后，方可进行下一步工作。

  盾构是根据工程地质、水文地质、地貌、地面建筑物及地下管线和构筑物等特征来“量身定做”的特殊设备。盾构选型是盾构法隧道能否安全、快捷、经济的关键工作之一。盾构施工的成功率，主要取决于盾构的选型 ，据统计盾构施工事故多数原于盾构选型失误。

  盾构选型的基本原则如下： ①安全可靠（适应性）；②技术先进（掘进效率）；③经济性（设备经济）。总目标还是为了综合效益，安全是保障、技术是关键、效益是目标。

  盾构选型依据：盾构选型应以工程地质、水文地质为主要依据，综合考虑周边环境、隧道埋深、设计线形、工期、始发与接收井等。选型依据的重要工程与水文地质参数如下：

  ①颗粒分析：290mm及以上为超粒径，80mm以上为大粒径，0.075mm以下为粉粒或粘粒（一般粉粒或粘粒含量在30%～40%的碴良相对简单）。

  ②单轴抗压强度（对岩石或超粒径卵石应考虑，40MPa以下为软岩、150MPa 以上为特硬岩）。

  ⑩孔隙水压力：当水压力大于0.3MPa时，若选择土压平衡盾构，应对螺旋的喷涌有特殊要求。

  {11}渗透系数：当渗透系数小于10-7m/s时可选择土压平衡盾构，当渗透系数大于10-4m/s时应选择泥水盾构。

  根据各城市地铁业主规定及国家相关规范要求，与盾构法施工专项方案编制主要如下：吊装安全专项施工方案、始发与接收安全专项施工方案、端头加固专项方案、盾构穿越风险源安全专项施工方案、降水专项方案、\输专项安全方案、管片生产专项方案、始发条件验收、接收条件验收。

  依据《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》（建质【2009】87号文），安全专项方案应包括以下内容：①工程概况：危险性较大的分部分项工程概况、施工平面布置、施工要求和技术保证条件。②编制依据：相关法律、法规、规范性文件、标准、规范及图纸（国标图集）、施工组织设计等。③施工计划：施工进度计划、材料与设备计划。④施工工艺技术：技术参数、工艺流程、施工方法、检查验收等。⑤施工安全保证措施：组织保障、技术措施、应急预案、监测监控等。⑥劳动力计划：专职安全生产管理人员、特种作业人员等。计算书及相关图纸。

  据各种渠道了解，城市地铁施工中，盾构始发与接收阶段事故率居高不下，反复发生，也就印证了整个盾构施工阶段，始发与接收最为危险。事故发生后，影响面较大，对企业造成了不良的经济及社会影响，故需采取针对性的防范措施。

  端头加固的主要工法：降水法、注浆法、置换法、高压旋喷法、深层搅拌法、冻结法、高压旋喷+深层搅拌法。

  对注浆类端头加固土体验收检验通过后方可凿除洞门，用风钻钻9个“米”字型观测孔，孔径100mm，钻孔深度3m，取芯检验盾构出洞正前方土体加固情况（设计图纸给定参数）：加固后的土体具有良好的均匀性和自立稳定性；加固土体无侧限抗压强度达到0.8MPa以上；渗透系数≤1.0×10-7cm/sce。

  冷冻加固，冻结物理参数（设计图纸给定）：冻结壁厚度为2m，冻土平均温度取-10℃，冻土强度指标取抗压强度3.5MPa，抗拉强度2.1MPa，抗剪强度1.8MPa。

  盾构始发时，根据盾构的具体尺寸计算出转刀盘及出土的里程，并标注在盾体上。

  通过对盾构始发施工进行总结，我们发现，盾构隧道小半径曲线始发施工应注意以下几点。

  ②盾构机始发时应缓慢推进。始发阶段由于设备处于磨合阶段，注意推力、扭距的控制，同时注意各部分油脂的有效使用。掘进总推力控制在反力架承受能力以下（700t），同时确保在此推力下刀具切入地层所产生的扭矩小于始发架提供的扭矩。

  ③始发前在刀头和密封装置上涂抹油脂，避免刀盘上刀头损害洞门密封装置。始发前在始发架上涂抹油，减少盾构机推进阻力。

  ④始发架导轨必须顺直，严格控制标高，间距及中心轴线，基准环的端面与线路中线垂直。盾构机安装后对盾构机的姿态复测，复测无误后才开始掘进。

  ⑤盾构刚进洞时，掘进速度宜缓慢，同时加强后盾支撑观测，尽量完善后盾钢支撑。

  ⑥在始发阶段，由于盾构机推力小、地层较软，调整盾构机姿态，使用下侧的千斤顶加朝上的力的同时一边向前推进，防止盾构机磕头。

  ⑦始发初始掘进时，盾构机位于始发架上，在始发架及盾构机上焊接相对的防扭转装置，为盾构机初始掘进提供反扭矩。

  ⑧盾构机始发在反力架和洞内正式管片之间安装负环管片，在外侧采取钢丝拉结和木楔加固措施，以保证在传递推力过程中管片不会浮动变位。

  ⑨盾构接收时，最后两环用全站仪实时守候对中心刀尖进行测设，防止盾构接收时“难产”而引发安全事故。

  ⑩采用钢护筒接收时，在端盖开启前，一定要进行压力检查并确保有效泄压，并松动推进油缸。

  ②采取规避措施：对有条件的地段，首先考虑采取平、纵断面的调整，最大限度的规避障碍物。

  ③提前进行处理：应对障碍物，根据设计要求提前进行隔离、加固、破除等预处理。

  预应力锚索属于柔性结构，无法通过盾构刀具的切割将其破坏。预应力钢绞线MPa，是普通钢筋强度的6～9倍，即便通过加固处理成刚性结构，也很难通过盾构刀具的切割将其破坏。

  盾构下穿铁路时，应根据设计方案对既有铁路进行加固按专项方案预定的参数稳步掘进，并到相关部门办理手续，确保合法安全通过。

  南京地铁某标段隧道采用盾构法施工，该标段明挖岔线段—车站盾构区间右线环，区间左线环；入段线环。需求总量为1734环。根据总体施工施工计划安排，先施工盾构区间右线，再施工盾构区间左线，最后施工入段线技术标准

  隧道衬砌采用预制钢筋混凝土管片，强度等级C50，抗渗等级P10，管片内径为5500mm，宽度为1.2m，厚度为350mm。每环管片由3个标准块、2个邻接块及1个封顶块组成。管片接触面纵缝设凸凹榫，环缝不设凸凹榫。管片采用错缝拼装，管片连接采用弯螺栓连接，连接螺栓强度等级为5.8级。管片类型分标准直线环、左转弯环及右转弯环3种。左、右转弯环为双面楔形环，楔形量为37.2mm。

  管片的质量好坏直接影响到隧道结构的安全和使用功能。为确保预制管片的质量符合设计和规范的要求，熟悉和掌握管片制作的监理控制要点，有效地对管片质量进行监控，确保管片质量，达到施工现场盾构掘进拼装使用条件。

  2.1一般控制要点。①管片应由具备相应资质等级的厂家制造；②管片生产厂家应具有健全的质量管理体系及质量控制和质量检验制度；③管片生产应编制施工组织设计或技术方案，并经审查批准。

  2.2准备工作控制要点。①生产线布置应符合工艺要求；②模具安装完毕后应进行质量验收；③混凝土搅拌、运输、振捣、养护等设备完成安装调式和安全检查后，应进行验收；各种计量器具、设备应通过检定；④原材料应经检验合格，混凝土应经试配确定配合比，其性能应符合设计及规范要求；⑤对操作人员应进行技术培训，经培训合格后，方可进行操作，特殊工作应持证上岗。

  2.3原材料控制要点。①具备产品质量证明文件，并应复检合格；②宜采用非碱活性骨料；当采用碱活性骨料时，混凝土中碱含量的限值应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定；③预埋件规格和性能应符合设计要求。

  2.4.1模具必须具有足够的承载力、刚度、稳定性和良好的密封性能，并应满足管片的尺寸和形状要求。

  2.4.3模具验收应符合下列规定：①模具制造应编制完善的技术文件；②模具材料应符合质量要求，选用焊条的材质应与被焊物得材质相适应；③模具各组成部件加工精度应符合设计要求；④模具安装后应进行初验，符合设计要求后可试生产；在试生产的管片中，应随机抽取3环进行水平拼装检验，合格后方可正式验收。

  2.4.4合模、开模与出模应符合下列规定：①合模前应清理模具各部位，脱模剂涂刷应薄而均匀，无积聚、流淌现象；②应按模具使用说明出规定的顺序合模和开模，并应对模具进行检查；③螺栓孔预埋件、中心吊装孔预埋件以及其他预埋件和模具接触面应密封良好，钢筋骨架和预埋件严禁接触脱模剂；④管片出模强度应符合设计要求；当设计无要求时，强度应根据管片尺寸、混凝土强度设计等级、起吊方式和存放形式等因素综合确定；⑤开模和出模时应注意保护模具。

  2.4.5每片模具每生产100片管片，必须进行系统检验，每生产200环后应进行三环管片水平拼装，落实一次模具检验要求。

  2.4.6在预制混凝土管片正式生产之前，应制作三环完整的预制混凝土管片，包括螺栓、螺母和其他附件，审查合格后才可以进行正式生产。

  2.4.8如果示范衬砌没有得到批准，则须修整钢模板，并重新浇筑混凝土管片，拼装新示范衬砌，直到合格为止。

  2.5.1钢筋进场时，应按批（≤60t）抽取试件作力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）试验，其质量必须符合现行国家标准的规定和设计要求。

  2.5.2钢筋和骨架制作应符合下列基本规定：①钢筋的品种、级别和规格应符合设计要求。当钢筋的品种、级别或规格需作变更时，应办理设计变更；②钢筋骨架连接应符合设计要求，并应在符合要求的胎具上制作；③钢筋骨架应进行试生产，检验合格后方可批量制作。

  2.5.3钢筋加工应符合下列规定：①应按钢筋料表进行切断或弯曲；②弧形钢筋加工时应防止平面翘曲，成型后表面不得有裂纹，并应验证成型尺寸；③钢筋调直和主筋的弯钩、弯折应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量检验收取规范》GB50204的规定；④箍筋除焊接封闭外，末端应作弯钩，弯钩构造应符合设计要求；当设计无要求时，应符合下列规定：首先，箍筋弯钩的弯弧内直径应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量检验收取规范》GB50204的规定；其次，箍筋弯钩的弯折角度应为135°，且弯后平直部分长度不应小于10倍箍筋直径。

  2.5.4钢筋骨架成型应符合下列规定：①骨架连接时，应按料表核对钢筋级别、规格、长度、根数及胎具型号；②采用焊接连接时，应根据钢筋级别、直径及焊机性能进行试焊，并确定焊接参数后，方可批量施焊；焊接骨架的焊点设置应符合设计要求；当设计无规定时，应采用对称跳点焊接；③焊接前应对焊接处进行检查，不应有水锈、油渍，焊接后不应有焊接缺陷；④骨架入模后，各部位保护层应符合设计要求。

  2.5.5钢筋及骨架制作与安装质量应符合下列规定：①浇筑混凝土前，应进行钢筋隐蔽工程验收。验收项目主要包括下列内容：首先，纵向主筋的品种、规格、数量、位置等；其次，箍筋、横向钢筋的品种、规格、数量、间距等；最后，预埋件的规格、数量、位置等；②钢筋加工、骨架制作、安装偏差和检验方法应符合规范要求。

  2.6.1混凝土原材料水泥、掺用矿物掺合料、粗细骨料、外加剂、水等质量应符合国家现行标准的规定；

  2.6.2混凝土强度等级、耐久性和工作性等应符合设计要求和国家标准的有关规定；

  2.6.3混凝土塌落度不宜大于70mm，运输、浇筑及间歇的全部时间不应超过混凝土的初凝时间；

  2.6.4混凝土应连续浇筑，并应根据生产条件选择适当的振捣方式，振捣应密实，不得漏振或过振；浇筑混凝土时不得扰动预埋件；管片浇筑成型后，在初凝前应再次进行压面；

  2.6.5在管片混凝土浇筑之前，应对施工图进行审查：每种类型的管片的所有尺寸；钢筋、预埋螺栓大样图；混凝土浇筑、养护和管片运输及堆存的详细施工进度计划；

  2.6.6浇筑混凝土之前应检查模具的连接和紧密性，以保证管片精度和防止漏浆；

  2.6.9混凝土浇筑完毕应按施工方案及时采取有效的蒸养措施，脱模时管片温度与环境温度差不得超过20℃；

  2.6.10降温后的管片应按技术方案及时采取有效的养护措施，水养不得少于7d；

  2.6.12养护方法符合规范。养护的效果应用从浇筑的混凝土中取得的试块进行检验，并用同样的方法掩护。具体办法是：在养护期间，每隔24h取出一对试件，并立即进行试验以获得正确的养护时间和抗压强度关系。无论采用何种方法养护，在管片脱模之后应首先进行至少7d的水浸养护；

  2.6.13应通过计算确定拆模时间，原则上应使混凝土的拆模强度达到搬运和堆放所需要的应力；

  2.6.14混凝土管片达到设计要求且至少28d龄期后才能运输到工地投入使用；

  2.6.15管片在场内应小心搬运及堆放，使因此引发的内应力不超过混凝土抗压强度的1/3，为此承包商应提交必要的计算结果和相应龄期混凝土试块的抗压试验结果；

  2.6.16承包商应有管片运输和现场堆放的质量保证措施，内容包括：管片的吊装方式；管片在平板车上的堆放方式；管片吊卸方式；管片在施工现场的堆放形式；管片吊入隧道的方式；管片在隧道内的运输方式。

  2.7.1应在内弧面角部进行标识，标示内容应包括：管片型号、管片编号、模具编号、生产日期、生产厂家；

  2.7.2管片的质量要求应符合下列规定：应按设计要求进行结构性能检验，检验结构应符合设计要求；管片强度和抗渗等级应符合设计要求；吊装预埋件首次使用前必须进行抗拉拔试验，试验结果应符合设计要求；管片不应存在露筋、孔洞、疏松、夹渣、有害裂缝、缺棱掉角、飞边等缺陷，麻面面积不得大于管片面积的5%；

  2.7.3每生产200环管片后应进行水平拼装检验1次，其允许偏差和检验方法应符合规范要求；

  2.7.4对于管片的质量缺陷，承包商应提交修补方案给监理工程师审批，未经监理工程师批准不允许修补管片缺陷；

  2.7.5对检查中出现的不合格之处，承包商应提交相应的不合格表报监理工程师批准和签字；

  2.7.6管片生产过程中，每套钢模每生产100环须作一次三环拼装试验，以检验管片的生产精度，经监理工程师审核批准后才能继续下一批的生产；

  2.7.7对管片应进行定期的抗渗试验。承包商应根据有关规范提交试验方案给监理工程师批准。

  2.8管片贮存与运输控制要点。①管片贮存场地必须坚实平整；②管片可采用内弧面向上或单片侧立的方式码放，每层管片之间应正确设置垫木，码放高度经计算确定；③管片运输应采取适当的防护措施。

  2.9.1主控项目：①管片质量必须符合设计要求；②管片混凝土外观质量不应有严重缺陷；③管片成品应定期进行检漏试验。

  2.9.2一般项目：①管片混凝土的外观质量不应有一般缺陷，对已经出现的一般缺陷，应由管片生产单位按技术处理方案进行处理，并重新检查验收；②钢筋混凝土管片的尺寸偏差应符合相关规定。

  3.1.1资质审查。审查厂家的承建资格及现场质量保证体系是否完善，施工人员配置是否到位，检查特殊工种持证上岗证书等。

  3.1.3严格审批施工方案。应认真仔细审查施工单位提交的施工组织设计（施工方案），在确认满足施工要求后由总监批准实施，审查要点：①钢模质量控制；②钢筋笼质量控制；③混凝土质量控制；④混凝土的拌合和振捣质量控制；⑤混凝土养护质量控制；⑥管片的堆存和运输中的质量控制；⑦材料的来源和质量控制；⑧质保机构的构成和工作程序；⑨设备和人力安排。

  3.1.4严格控制原材料质量。对用于本工程的材料，必须做好报验工作，要对进场材料按规范要求取样做好材料的检验、试验工作，试验报告未给出试验结果前材料不得用于本工程。

  3.2进行巡视检查和工序、部位等的验收。在管片生产过程中的钢筋工序、钢模工序、混凝土养护工序施工过程中应巡视检查，发现问题，及时指出并通知施工单位整改。①对管片生产过程中各隐蔽工程，如钢筋工程进行检查验收，合格后在相关资料上签字认可；②在施工单位自检合格的基础上，监理人员应对各个检验批进行检查验收，合格并签认后方可进入下道工序；③主控项目和一般项目的质量经抽样检验合格；④具有完整的施工操作依据和质量检查记录；⑤管片生产过程中的钢筋工序、钢模工序、混凝土养护工序等施工完毕后，专业监理工程师组织施工单位项目专业质量负责人等进行验收，合格后签字认可。

  3.3.1指令性文件：针对施工中存在的问题，下发监理工程师通知单，限期整改，对整改的问题必须经监理工程师复核签认后，方可继续施工。

  3.3.2见证与试验：本工程以下材料必须在现场由监理人员见证取样，经试验合格后方可使用或进行质量评定：①钢材；②混凝土试块；③钢筋等试件。

  3.3.3巡视及旁站监理：根据施工情况进行现场巡视检查，发现问题及时指出并通知改正，在混凝土浇注时监理人员必须在生产现场进行旁站监理，具体的旁站实施要求另详旁站监理实施方案。

  3.3.4平行检验：利用一定的检查或检测手段，在承包单位自检的基础上，按照一定比例独立进行检查或检测。

  通过熟悉和掌握管片制作的监理控制要点，有效地对管片质量进行监控，确保了管片质量，并达到施工现场盾构掘进拼装使用条件，隧道按节点工期完工。

  地铁的盾构法施工具有施工噪音小，对交通影响小，施工安全，施工速度快等优点。盾构管片是隧道盾构法施工的衬砌预制构件，起到隧道结构的支护和防水功能。盾构法施工时通过盾构机把管片按顺序拼装起来，再用连接螺栓，把盾构管片相互连接起来构成地铁隧道。

  混凝土理论配合比，按《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2000）通过计算、试配和调整确定。试配时使用实际用的原材料，配制的混凝土拌和物应满足和易性、凝结时间等施工条件，制成的混凝土应满足结构强度、耐久性等质量要求。所有原材料都要先经过检测试验，其技术指标必须满足盾构管片用原材料的技术要求。

  钢筋加工工艺流程：钢筋领料—钢筋除锈—钢筋调直、平直—钢筋切断—钢筋弯曲成形—钢筋半成品堆放。焊接骨架时，应按料表对钢筋级别、规格、长度、根数及胎具型号。钢筋骨架制作成型后，应进行实测检查，填写检测记录并经监理工程师签字确认。检查合格后，分类码放，堆放整齐，并设明显标识牌。

  清理钢模后，合上钢模，用内径千分尺检查钢模的内净宽度尺寸，控制点在六点以上；用深度游标卡尺测定钢模侧板两端及中心部厚度，整模直至符合钢模合拢精度要求。钢模清理后进行涂脱模剂。

  钢筋骨架入模前要查对规格和钢筋品种、规格、尺寸、长度、预埋件的位置和数量、保护层等项目是否符合。在钢筋骨架放置完成后把钢制注浆管安放在规定的位置，并用钢筋卡牢焊接在钢筋骨架上。

  搅拌时间不少于90秒，确保混凝土搅拌均匀，色泽一致，和易性良好。混凝土运输、浇筑及间歇的全部时间控制在混凝土初凝时间之内。

  搅拌完成后，摆渡料斗将搅拌机放下的混凝土拌合料运送到下料斗处，流水线布料由控制室控制，地模布料由行车调运料斗到钢模上方操作工手动布料，将混凝土注入钢模，保证混凝土浇筑连续进行。浇筑完毕后用铁板抹光；外弧面收水分三步进行,即粗收—细收—精收。要求管片外弧面收水后要平整密实、光滑。

  混凝土浇筑成型后，采用蒸汽养护，养护制度为静停预养升温恒温降温。流水线蒸养方式为养护窑内养护，地模为蒸养罩养护。

  混凝土经蒸养达到起模强度后，进行脱模。使用管片专用吊具真空吸盘机起吊管片。起吊的管片在专门设计加工的液压翻转架上翻转，使其成侧立状态，然后用吊具吊至静养区。

  管片脱模后，温度下降到与养护池水温温差不超过10℃时方可吊入养护池。管片应在养护池中进行14天水中养护。

  粘接剂采用BARRA EMULSLON 57乳液，可用于砂浆和砼的修补来提高其防水性、抗磨耐久性。水泥采用PO42.5，为使修补剂颜色与管片砼接近可掺入适量白水泥进行调整。较大缺损处修补时可用环氧树脂添加适量细砂（砂应过筛）或堵漏王拌制修补剂。

  对修补处进行清理干净，然后预湿，用水充分浸透。用抹刀将修补剂抹到经过处理的破损砼基层或气孔上。待修补面干燥固化后用细铁砂纸处理修补面，使修补处和管片整体平整、光滑成一体。

  除设计另有规定外，混凝土的试验均按国家标准、方法、规范所规定的试验标准进行。所有混凝土的取样均在生产现场进行。坍落度检测和试块制作及脱模强度试验在项目部内进行，其他试验外送到有资质的检测单位进行试验。

  搅拌楼称量系统控制：称量和配水机械装置应保持在良好的工作状态，砂石称、水泥称、粉煤灰称、水称和外加剂称每月定期校核一次。粗、细集料的计量允许误差为±2%；水、水泥、外加剂允许误差为±1%。原材料计量检验采取操作工自检、质检员专检相结合并分别填写记录。

  混凝土应按生产时需要的数量搅拌，出料的坍落度要满足规定要求。混凝土搅拌必须搅拌均匀，颜色一致，搅拌时间不少于90秒。对砂石集料上料输送皮带加封盖。在冬季配置混凝土时，须保证出机温度大于10℃，可采用热水搅拌，热水温度不超过60℃。

  根据施工需要，每班需制作3组与管片同条件养护的试块，作为拆模、吊装等施工阶段的强度依据。具体取样规定如下：每班做1组试块，与管片同条件蒸汽养护后脱模，作为管片脱模强度的依据。每工作班（或每100m3）做1组28天标准强度试块，试块先与管片同条件养护，然后进标养室养护。同一配合比混凝土每30环做1组抗渗试件以检测混凝土抗渗等级。

  混凝土浇筑前应检测混凝土坍落度，符合要求后方可浇筑。浇筑混凝土前，模板和钢筋预埋件应按图纸要求进行检查。在浇筑时对混凝土表面操作应仔细周到，使砂浆紧贴模板。混凝土分层浇筑厚度不应超过30cm，混凝土浇筑应连续进行，如因故必须间断，间断时间应小于前层混凝土的初凝时间或处于塑性状态，混凝土的运输、浇筑及间歇的全部时间不得超过混凝土的初凝时间。浇筑混凝土期间，应设专人检查模板、钢筋和预埋件等稳固情况。混凝土初凝至达到拆模强度之前，模板不得振动。混凝土振捣密实以混凝土停止下沉、不冒气泡、泛浆、表面平坦为准。

  采用低温（最高温度≯55℃）养护工艺；同时使用自动控制温控仪控制蒸养过程，防止温度的剧烈变化，使管片保持温度稳定的状态。管片的养护措施拟按蒸养加水养方案。

  采用真空吸盘起吊脱模工艺，管片受力均匀，对管片有良好的保护作用，防止管片芯孔外端因集中受力而造成混凝土剥落受损和内部损伤。管片在吊运、堆放、装卸时有专人指挥，任何时候都搁置在柔性材料上，使用专用工夹吊具，避免管片因受力不均而倾斜、相互碰撞造成损伤。堆场为坚实的硬地坪，有良好的排水系统，不产生不均匀沉降。

  管片的外观尺寸检验执行《盾构法隧道施工与检验收取规范》（GB50446－2008）及设计标准。管片按规范及设计要求进行抗掺检漏试验，检漏标准按设计抗渗压力恒压3小时，不得出现漏水现象，渗水深度不超过50mm为合格，每200环检测一次。成品每200环进行一次三环拼装检验。每块管片都要经过严格质量检查，并填写好成品检测表，检验后在统一部位盖上合格印章及检验章号。

  为了提高地铁的经济效益和使用寿命，我们必须不断提高盾构管片的生产工艺以及管片本身的质量。

  关键词盾构；隧道；工程；地下管线；施工；技术；中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

  通常情况下，隧道施工都是在城市热闹的地区，附近有很多的建筑物，再加上地下管线分布也比较复杂。所以，对隧道施工提出了较高的要求，既要确保施工安全，又不会影响周围建筑或者设施的正常运行。也就是说在隧道施工过程中，应该尽量减少土体开挖对附近建筑物、环境等的影响。通过大量实践证明，盾构法是隧道施工最主要的施工方法，特别是在软土区段，使用更为广泛。

  某工程隧道全长 2 416.175 m, 其中上行线 m, 下行线 m。隧道覆土厚度为 8.32 m～18.67 m, 隧道最小埋深,约 8.3 m。最小平曲线%, 纵坡走向呈“V”型坡。隧道采用装配式单层衬砌结构, 内外直径分别为 5 500 mm, 6 200 mm, 采用长 1 200 mm、厚350 mm 的 C55 和 S10 钢筋混凝土衬砌管片, 管片与盾构间隙采用同步注浆液和二次补注浆填充。根据地质报告显示: 原水管主要位于④淤泥质黏土中, 盾构推进主要位于⑤1灰色黏土层、⑤2灰色砂质粉土两层土中(如图1) 。

  盾构法隧道施工的优点主要包含以下几点：第一，当前很多施工作业竣工都是在地下完成的，这样一来，不仅不会对环境造成影响，而且也确保地面交通的正常运行，与此同时，又可以减少对周围居民的施工影响；第二，对地上与地下铺设物带来的影响是非常小的；第三，盾构法更加便于管理，需要的施工人员偏少，气候的变化不会对施工产生一定的影响，施工进度较快；第四，更加适用于软土地段，特别是在土质差、水位过高的地段铺设隧道，盾构法具有较强的优势。盾构法的上述这些特点已经得到了全世界的认可，同时得到了广泛推广和应用。尽管盾构法有很高的安全性，但是，在隧道施工过程中，因受土层压力、超挖等因素的影响，很容易引起土体发生变形，如果土体变形过于明显，会使路面出现沉降或隆起，以至于影响正常的交通运行，一旦地下管线出现变形，势必会出现严重的安全事故。所以，盾构挖掘造成的土体变形控制是提高盾构掘进质量的主要标准。

  在穿越原水管前, 对所有施工人员进行技术交底, 使每一个参加施工的工作人员清楚了解盾构与原水管之间的相对位置以及应当采取的不同技术措施。

  在盾构穿越原水管之前的施工过程中, 准确掌握盾构所穿越土层的地质条件, 掌握这种地质条件下土压平衡盾构推进施工的方法, 掌握盾构推进施工参数和同步压浆量, 并且通过实践不断地对其进行优化( 特别是盾构施工到达原水管前 20 m 的施工参数的优化) , 以求达到盾构以最合理的施工参数穿越原水管。为确保盾构顺利穿越原水管, 项目部做了大量前期准备工作, 尤其是将穿越前 50 环～150 环作为穿越管线的试掘进区间, 通过在此区间内的试推进, 来摸索盾构推进参数和地面沉降变形规律, 以保证盾构穿越原水管期间, 采取最合理的施工参数, 将原水管的沉降控制在允许的变化范围内。

  在盾构进入原水管影响范围之前, 对盾构机、行车、电机车、注浆系统等进行检查和维护, 对于存在故障和故障隐患的机械一律进行维修,对压浆管路进行一次彻底的清洗, 保证穿越原水管过程中不发生机械故障和压浆管路堵塞情况。

  在穿越前配备足够的人员, 在现场配备监测人员, 在隧道内配备值班人员, 隧道内人员与现场人员通过电话进行联络, 及时将测量信息传达给隧道内的值班人员及盾构司机。

  根据试验段的土压力设定估算试验段内土体静止倒向系数 Ko, 并参照地面沉降监测报表, 利用公式 P=Koγh 推算穿越原水管时的设定土压力初值。但要充分考虑到以下几个条件:

  (1) 原水管上部回填土较松散, 而理论土压力值推算是按照原状土来计算, 两种土质的物理力学指标差别较大, 因此土压力计算上产生较大误差。

  (2) 推算穿越原水管土压力时, 管内考虑为满水状态, 而实际管内是否满水, 直接影响到穿越期间的土压力设定值, 如果为未满水状态, 则实际土压力设定势必要比理论计算值偏小。

  (3) 原水管与土体属于两种不同介质, 又是通过经验公式的估算, 因此土压力的理论计算值与实际值存在一定的差异。

  由于在穿越原水管时, 盾构处于⑤1层灰色黏土层与⑤2层砂质粉土, ⑤2层砂质粉土是盾构推进较为不利的土层, 其较高的强度会对盾构推进产生一定的阻力, 且其透水性好, 在水头压力作用下, 易产生管涌或流沙, 导致开挖面失稳, 进而影响到原水管。穿越时将采用通过加注泡沫剂改良土体( 或膨润土等其他添加剂) , 起到保护刀盘以及保证盾构螺旋出土机的正常出土的作用。改良土体具体方法为每隔一定距离在盾构前方压注泡沫剂, 通过盾构机注水口注入。泡沫注入正面土体与之混合, 达到维持正面土体稳定、土压平衡的作用。泡沫剂用量 18 L/环～25 L/环。

  从理论上来讲, 盾构机的推进速度越慢对周边土体产生的扰动越小, 有利于土体沉降的控制, 推进速度的设定主要根据试验段推进速度经验值来控制, 总之, 在穿越原水管期间推进速度还是以低速推进为宜。在穿越施工过程中, 盾构按照 1 cm/min～1.5 cm/min 速度掘进。每推进 25 cm 左右, 停顿 30 min, 进行应力释放, 然后再继续推进。尽量保持推进速度稳定, 确保盾构均衡、匀速地穿越原水管, 以减少对周边土体的扰动, 以免对原水管产生不利影响。

  出土量与土压力一样, 也是影响地面沉降的重要因素。盾构机开挖面为 31.55 m2, 管片长为 1.2 m, 每环理论出土量为 37.86 m3左右, 保证盾构切口上方土体能有微量的隆起, 以便抵消一部分土体的后期沉降量,从而使原水管沉降控制在最小范围内, 确保原水管的安全。

  同步注浆量的设定和调整也是以地面监测报表为依据, 根据其沉降隆起变化情况, 适当增减注浆量。同步注浆压力控制在 0.3 MPa 左右, 每环的注浆量控制在 3.3 m3～3.6 m3(为建筑空隙的 200%～220%) 。由于穿越原水管时盾构处于⑤2层砂性粉土层, 在穿越期间, 当衬砌脱出盾尾时结合双液浆进行二次补注浆, 每隔 3～5 环在隧道周围形成一道“环箍”, 使隧道纵向形成间断的止水隔离带。再在各“环箍”分隔所形成的每一段进行补注浆, 之后结合监测的具体沉降情况, 每隔 5～7 环再进行适当补注浆。注浆的浆液要有一定的黏度, 凝固要快, 收缩要小, 对土体的加固作用明显。双液浆采取的配合比为: m( 水) ∶m( 水泥) ∶m( 水玻璃) =0.5∶1.0∶0.03。

  在穿越区域, 隧道平面方向 R=1 000 m 的平曲线%的坡度, 对盾构轴线控制的难度不大。因此要控制盾构姿态, 减少纠偏量, 以减少对周围土体的扰动而引起的沉降。

  在盾构处于拼装状态时, 千斤顶的收缩会引起盾构机的微量后退,因此在盾构推进结束之后不要立即拼装, 等待几分钟之后, 到周围土体与盾构机固结在一起后再进行千斤顶的回缩, 回缩的千斤顶数量尽可能少, 减少拼装的时间, 缩短盾构停顿的时间, 减少土体沉降, 拼装过程中发现前方土压力下降, 可以采用螺旋机反转的方法, 将螺旋机内的土体反填到盾构机的前方, 起到维持土压力的作用, 拼装结束后, 尽可能快地恢复推进, 减少土体沉降。

  实行跟踪监测可以及时了解原水管的沉降变化情况, 对盾构施工进行实时监控, 一旦出现较大变化可以及时反馈信息; 以中央控制室为中心, 通过对讲机、内线电话等工具联系监测与盾构推进操作面, 可以及时有效地了解施工参数与原水管沉降数据的变化, 接收监测数据并迅速进行分析, 调整施工参数, 来完成对管线沉降的控制, 通过勤测勤纠, 确保顺利穿越,

  为防止盾构穿越原水管过程中, 由于土体沉降变化过大而可能引起的原水管损坏, 在原水管两侧地面分别准备 4 排劈裂注浆孔, 为应急时可能采取的注浆措施做好准备, 范围为隧道中心两侧各 10 m 宽, 孔间间隔 1 m, 孔深由现场具体标高而定。预计注浆深度约为 15 m( 至管底下 3m) , 注浆厚度为 8 m, 浆液为水泥、水玻璃构成的双液浆。一旦原水管沉降变形过大, 发生险情, 驻守现场注浆队伍立即利用现场配备的注浆设备对原水管底部压注双液浆, 维持管底土体稳定。若原水管有破损漏水现象发生, 则利用此注浆管压注聚氨酯, 起到止水堵漏效果。另外, 隧道内备有两套注浆设备, 如有险情发生, 可利用隧道上方管片预留注浆孔进行双液浆压注, 加固原水管下部土体, 确保原水管稳定。

  由于本工程项目施工准备充分, 技术方案得当, 保障措施有力, 盾构机分别在上行线和下行线两次安全、平稳、顺利地穿越了原水管, 确保原水管完好无损, 为盾构隧道穿越地下管线积累了宝贵经验。

  [1] 周文波.盾构法隧道实施工程技术及应用[M] .北京: 中国建筑工业出版社, 2004.