区间隧道掘进监理工作指引 2.docx

区间隧道掘进监理工作指引 2.docx

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区间隧道掘进监理工作指引2

区间隧道掘进

监理工作指引

（土压平衡式盾构）

上海同济工程项目管理咨询有限公司

郑州地铁项目监理部

谢玉山

二〇一三年十二月

第一部分总体监理工作

1.1为了加强郑州市轨道交通2号线一期工程土建施工监理01合同段内盾构法隧道施工监理，明确盾构法隧道施工监理工作内容和要求，通过实施程序化、条理化、精细化的监理工作方法，强化现场施工管理，确保盾构施工监理工作的可操作性和有效性，依据国家相关标准、规定要求，并结合郑州地铁建设的实际情况，编写本工作指引。

1.2编制工作指引的主要依据：

①《中华人民共和国建筑法》（中华人民共和国主席令第91号）

②《建设工程安全生产管理条例》（中华人民共和国国务院令第393号）

③《建设工程质量管理条例》（中华人民共和国国务院令第279号）

④《城市轨道交通工程安全质量管理暂行办法》（建质【2010】5号）

⑤《城市轨道交通工程安全质量检查指南》

⑥《危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家论证审查办法》（建质【2009】87号）

⑦《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）（2003版）；

⑧《盾构法隧道施工与验收规范》（GB50446-2008）

⑨其它国家、行业及地方有关标准、规范、规程及管理规定等；

⑩郑州市轨道交通有限公司已颁布实施的其它标准、管理文件。

1.3监理部工作职责：

1.3.1建立盾构法隧道施工监管机制，将盾构法隧道施工监理主要工作职责纳入监理规划，并编写专项监理工作细则，明确监管重点、难点（包括管片生产、始发和到达、掘进、联络通道施工、监测管理等），确定监管方式和检验、检查形式，建立监理人员培训、教育和交底制度，实行盾构法隧道施工阶段性、动态化管理。

1.3.2建立盾构施工预控管理机制，包括参加设计交底与图纸会审、审核施工组织设计及专项方案、审查分包单位的资质和专业人员资格、审核进场主要设备的合格证和质量检验证明、审核进场主要材料的质保资料、制定见证取样和平行检测工作方案，确保组织完善、技术合理、措施到位、材料设备合格。

1.3.3监理部审核的主要方案有:

《区间隧道实施性施工组织设计》

《施工场地总平面布置方案》

《隧道沿线建筑物与管线调查方案及报告》

《地质补勘报告和方案》

《盾构掘进组段划分方案》

《盾构始发、到达端头加固方案》

《盾构机运输、吊装、吊出专项施工方案》

《盾构机始发、到达专项施工方案》

《施工测量方案》

《盾构掘进施工监测方案》

《始发、到达洞门凿除方案》

《负环管片拼装、拆除专项施工方案》

《管片生产方案》

《联络通道施工方案》

《隧道堵漏方案》

《重大危险源专项方案》

1.3.4监理部编制的主要监理实施细则有：

《区间隧道施工测量监理实施细则》（包括施工测量、施工监测）

《区间施工材料见证取样及质量检验监理实施细则》

《区间端头井地层加固监理实施细则》（注浆、冷冻分开编写）

《区间管片预制监理实施细则》（包括钢筋、模具、混凝土、验收）

《区间盾构机组装及试运行阶段监理实施细则》

《区间隧道掘进监理实施细则》（包括始发、试掘进、掘进、到达）

《区间隧道掘进安全文明施工管理及安全风险管理监理实施细则》

《冬期施工监理实施细则》

《临时用电工程监理实施细则》

《雨季施工监理实施细则》

《联络通道施工监理实施细则》

1.3.5建立关键环节的检查和验收机制。

结合工程重、难点，根据现场工况，组织阶段性检查和验收，明确工程适应性应对措施，确保后续工程的顺利推进。

①盾构始发、到达前，要严格根据《郑州市轨道交通工程质量监督手册》的相关规定，组织验收前检查并组织召开验收会议，重点检查施工方案编制、措施执行、盾构机运转试验、备用电源等配套设备的配备、控制测量和施工监测等措施落实情况，为节点验收做好前置条件的检查。

②初始掘进阶段结束后（100米），及时召开初始掘进验收会，组织施工、设计、监测、测量等单位对初始阶段掘进参数、地面沉降、盾构姿态、管片状况等进行分析，进一步完善后续掘进施工控制措施，确保整个区间安全平稳推进。

③在联络通道施工、换刀作业等重要环节施工前，监理单位应根据相关规定严格检查施工单位方案落实情况，组织施工前条件验收，确保后续施工安全、质量受控。

1.3.6掘进过程中，要进行现场巡视、重点旁站和实体平行检验，对当天盾构掘进的参数进行记录，根据监测、测量数据进行安全分析，填写“监理工程师盾构施工监理记录”。

主要工作内容如下：

①督促施工单位严格按照相关盾构掘进管理制度组织隧道掘进和现场管理，检查、督促施工单位认真记录、填写盾构掘进过程中的主要施工参数。

②收集、记录当天盾构掘进过程中第一环和最后一环的主要施工参数，根据当天各项施工参数对盾构掘进安全状态进行分析和控制。

土压平衡盾构（含复合式土压平衡盾构）包括土压力、推进速度、总推力、刀盘扭矩、出土量、刀盘转速、注浆压力和注浆量。

③根据水文、地质情况、监测数据以及施工参数，分析盾构掘进面前后地表变形状况，从变形控制方面做好土压力、出土量、注浆量的管理。

④加强管片质量的管理，做好管片进场后、管片拼装前以及管片成环后的质量检查，记录当天管片验收情况和每环管片成环后存在问题和垂直、水平偏差值。

⑤加强盾构掘进姿态的控制和管理，对自动测量数据和人工测量数据进行分析比较，指导盾构正确、安全的推进。

第二部分盾构始发控制

盾构始发是控制盾构掘进施工的首要环节，在盾构始发各项准备工作中，监理工程师应督促施工单位做好充分的技术、人员、材料、设备准备，并对盾构是否具备始发条件予以审查，确保盾构在安全可靠的前提下顺利始发。

2.1盾构始发土体加固。

为了确保盾构始发施工安全、更好地保护附近的地下管线和建筑物，监理工程师应严格控制土体加固质量。

①若采用旋喷桩加固和水泥搅拌桩加固，监理工程师应确定钻芯取样检测方案，根据检测单位检验结果，检验加固土体的强度、土体的均匀性和加固体的宽度、长度、深度。

②若采用冷冻法加固，监理工程师应重点检验冷冻加固效果，监控冷冻剂流出、返回的温度以及加固地基的温度，确保加固体交圈和加固体的宽度、长度、深度达到方案要求。

2.2始发姿态控制。

始发姿态控制直接关系到整个隧道掘进的状态，监理工程师应重点复核以下内容：

①始发控制点。

监理工程师应核对施工单位和测量中心始发井起始定向控制点测量结果，并采用测量工具对起始定向控制点进行复核。

②洞门位置及尺寸。

在基座设置前，监理工程师应检查施工单位、测量中心对洞口中心实测的平面位置及高程检测报告，并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。

③盾构始发基座位置。

盾构始发基座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。

在盾构始发基座设置完毕，为确保盾构机能以最佳姿态始发，监理工程师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。

2.3盾构机及配套设施设备验收。

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，监理工程师应重点检查以下内容：

①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，可批准盾构机投入使用。

②应对后盾支撑系统进行受力计算和安装检查，确保后盾支撑系统必须有足够的刚度和强度，在顶力作用下不发生变形。

③应对帘布橡胶板上所开螺孔位置、尺寸进行复核，对始发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，防止盾构始发后同步注浆浆液泄漏。

2.4洞门围护结构凿除（始发侧）

盾构始发前，需对始发井始发侧洞门围护结构进行分阶段凿除，以清除盾构始发前障碍。

在洞门围护结构凿除前，须通过打探孔进一步直观地观察盾构始发土体加固的效果，判断始发区域土体的实际加固效果是否满足盾构安全始发的要求。

2.5盾构始发前条件验收

按照规定程序，盾构始发前监理部组织施工单位、施工监测单位对下列条件进行核查，编写始发前监理评估汇报材料，符合条件后及时组织相关责任单位进行条件验收，形成完整的验收报告，抄送有关单位备案。

始发前条件验收主要内容有：

⑴施工现场已完成设计、勘察交底。

⑵工作井已通过结构验收、其结构尺寸、洞门中心、轴线、结构强度等各项技术参数符合设计和规范要求，并能满足盾构施工各阶段受力要求。

⑶盾构推进、测量、监测等施工组织设计和监理细则已审批。

⑷施工现场分部、分项安全、技术交底已按要求完成。

⑸设计要求的出洞加固措施已完成、各项加固指标已经达到设计要求并有检测报告。

⑹洞门探孔后未发现异常情况。

⑺后台反力架已经验算，强度满足要求。

⑻盾构推进沿线的保护构筑物、管线等现有状况已作调查，并制定保护措施。

⑼周围环境及基坑监测控制点应按监测方案布置好，并已测取初始值。

⑽井下控制点已布设且固定。

⑾人员（按合同）、机械（按方案）、材料（满足进度的数量和符合设计要求的质量）都已到位；管片预生产数量满足盾构推进施工进度要求；盾构机以及大型起重设备已拼装就位，并通过有关专业部门的验收；工程涉及的原材料已按要求完成复试工作。

⑿对本工程潜在的风险源进行了辨识和分析，编制完成有针对性、可操作性的应急预案，组织落实抢险设备、材料、人员、方案。

⒀远程监控管理系统已经实施并正常运行，前期工程信息已按要求完成上传。

2.6盾构始发

盾构始发准备工作就绪后，为减少正面土体暴露时间，盾构从基座导向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到达口，在此施工环节监理应进行旁站,并重点做好以下工作。

①观察到围护结构迎水面钢筋割除后，盾构机应迅速靠上洞口正面土体。

②观察盾构始发期间洞口有无渗漏的状况，发现洞口渗漏，应督促施工单位及时进行封堵。

③检查前仓压力设置是否合适，观察前仓有无混凝土块，发现后，督促施工单位及时进行清除。

④第一环正环拼装前，检查最后一环负环管片的拼装位置。

⑤检查千斤顶使用情况，防止盾构始发后，出现姿态上飘现象。

第三部分盾构掘进控制

3.1根据盾构法施工工艺特点．盾构安全始发后，需通过初始掘进阶段（前100米）的推进，熟悉并熟练掌握盾构机的性能和工作状况，确定合适于当前工程和盾构施工管理的要素，摸索出盾构施工中地表变形的一般规律，为全线的正常推进提供符合实际土层特点的技术措施。

3.2由于盾构机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。

监理工程师应认真读取、记录盾构机控制室内仪器仪表显示的数据，审查施工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，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，督促施工单位采取相应措施确保盾构施工质量和周边环境的安全。

3.3土压平衡式盾构机掘进施工参数管理。

土压平衡式盾构是在刀盘扭矩力和推进油缸顶力的作用下，在土层中利用在刀盘上的切割刀，对土体进行切削，切削下的土体经改良和出土量的控制，使土舱内的改良土保持一定的压力，使之与开挖面的土压力保持动态平衡，达到控制地面沉降的目的。

其施工主要控制参数有土压力、出土量、掘进速度、盾构推力、盾构扭矩、刀盘转速等。

3.3.1土压力。

土压力的设定是根据地质情况及隧道埋深情况，计算切口压力得到的，在掘进过程中，应根据盾构埋深、所在位置的土层状况以及监测数据和盾构机工况进行的调整。

监理工程师应通过计算理论土压力与实际设定土压力的比较，判断实际设定土压力是否满足施工的需要，督促施工单位合理设定土压力。

3.3.2出土量。

出土量的多少、快慢与设定的土压力密切相关。

监理工程师应针对每种地层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，如发现异常现象，应及时督促施工单位采取措施，控制地表沉降。

3.3.3掘进速度（千斤顶行程速度）。

盾构掘进速度应根据进出土速度、推力、扭矩、监测数据、地质状况及掘进工况综合确定。

监理工程师应密切注意盾构掘进速度的变化。

如果在均衡连续掘进作业中出现的异常情况，应及时督促施工单位查明原因，必要时应停止掘进．封闭正面土体，采取相应措施处理后再进行掘进。

3.3.4盾构推力（千斤顶推力）。

盾构推力大小与盾构掘进所遇到的阻力有关，正确地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。

监理工程师应密切注意盾构推力的变化，结合地质和土压的变化和前面几环盾构推进的现状，分析盾构趋势，督促施工单位正确选择千斤顶的编组，合理进行纠偏，同时避免偏压或压力集中损坏隧道管片。

3.3.5盾构扭矩。

盾构扭矩大小与地质和土压密切相关。

监理工程师应密切注意盾构扭矩的变化，结合地质和土压的变化和前面几环盾构推进的现状进行分析判断，若出现异常，督促施工单位分析原因，找到对策。

3.3.6盾构刀盘转速。

监理检查时，每天密切注意盾构刀盘转速的变化，若发现刀盘转速发生突变，监理工程师应督促施工单位分析问题，及时处理。

3.3.7注浆作业。

同步注浆应兼顾两方面的作用,即地面沉降及隧道稳定性。

监理工程师应分析监测资料，审查拌制和注浆施工记录，掘进中采用注浆量和注浆压力两个参数进行控制，分析环形间隙填充效果，对出现的异常情况，督促施工单位及时分析判断，调制相关参数。

3.4盾构掘进姿态控制。

盾构姿态控制就是将盾构轴线控制在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，而且还直接影响到管片拼装质量，是监理工作的重中之重。

3.4.1盾构姿态测量数据。

盾构姿态测量数据包括自动测量数据和人工测量复核数据．监理工程师可对两类数据进行分析比较。

动态掌握数据变化情况．正确指导盾构准确、安全地推进。

3.4.2盾构纠偏量。

盾构在推进过程中不可能一直处于理想状态，尤其是在曲线段，会产生一定程度的偏向。

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，督促施工单位控制好掘进方向，平稳地控制盾构推进．而且应在每环管片拼装前，对盾构姿态进行复查，若发现偏差，督促施工单位合理地制定纠偏方案和纠偏量，及时采取纠偏措施，避免误差累积。

3.5管片拼装控制。

管片是在盾壳的保护下在盾尾拼装成环而形成隧道的。

管片拼装是盾构法施工的关键工序，其质量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．监理工程师应重点抓好以下环节。

3.5.1管片制作监控。

管片制作质量是确保管片拼装质量的首要环节。

监理工程师在监督管片制作过程中应严把质量关，重点关注：

①制作管片模具的精度符合规范要求；

②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；

③管片的混凝土抗压强度及抗渗指标满足设计要求；

④管片的检漏检测、三环试拼装和抗弯性能检验符合规范要求。

3.5.2管片进场检查。

监理工程师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：

①根据管片排序图，核对进场管片规格是否满足施工需要；

②审查进场管片出厂质量合格证明文件；

③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。

3.5.3管片拼装前检查。

监理工程师应根据管片接缝防水设计要求，在管片拼装前对密封垫粘贴位置和粘贴质量逐块检查、验收。

3.5.4管片成环后检查。

监理工程师要及时检查、记录当天成环检查管片质量，对存在问题及时分析，并督促施工单位加强管片拼装工艺并落实修补处理措施。

重点检查包括：

①高程和平面偏差；

②纵、环向相邻管片高差和纵、环向缝隙宽度；

③纵、环向相邻管片螺栓连接；

④管片裂缝、错台等质量问题。

3.6盾构掘进100米质量验收

按照规定程序，盾构始发掘进100米后监理部应组织相关责任单位进行成型隧道质量验收，形成完整的验收报告，抄送有关单位备案。

100米验收主要内容有：

⑴施工单位质保体系运转情况。

⑵施工单位安保体系运转情况。

⑶盾构始发阶段质量控制内容。

负环拼装；盾构机顶上掌子面；盾构机切削加固体。

⑷曲线段、直线段盾构掘进和姿态控制分析。

⑸同步注浆质量控制。

⑹二次注浆质量控制。

⑺施工监测数据分析。

⑻洞内联系测量工作。

⑼成型隧道外观质量检查、问题分析及处理。

⑽季节性施工措施落实情况。

⑾重大危险源控制工作。

第四部分盾构到达控制

4.1盾构到达是决定整个隧道掘进施工成败的关键环节。

在盾构到达前监理工程师需监督施工单位做好充分的盾构接收准备工作，对盾构是否具备到达条件予以审查，确保盾构以良好的姿态到达，并就位在盾构接收基座上。

4.2盾构到达土体加固

对盾构到达土体加固效果的检验可参照对盾构始发土体加固。

4.3盾构接收基座设置

盾构接收基座用于接收到达后的盾构机。

由于盾构到达姿态是未知的，在盾构到达前，监理工程师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），确保盾构机到达后能平稳、安全推上基座。

4.4到达前盾构姿态监控

在盾构到达前100环，监理工程师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，准确评估盾构到达前的姿态和到达段掘进轴线。

监理工程师复核数据应与施工单位复核数据进行比较、分析，从而正确地指导到达段盾构推进的方向。

4.5洞门围护结构凿除

对盾构到达前洞门围护结构凿除的检查可参照对盾构始发洞门凿除。

4.6盾构接收条件验收

按照规定程序，盾构到达前监理部组织施工单位、施工监测单位对下列条件进行核查，编写接收前监理评估汇报材料，符合条件后及时组织相关责任单位进行条件验收，形成完整的验收报告，抄送有关单位备案。

接收条件验收主要内容与始发前条件验收内容相同。

4.7盾构到达

盾构到达准备工作就绪后，盾构机向前推进，从前端刀盘露出土体直至盾构壳体顺利推上到达基座。

在此施工环节监理应进行旁站监督，并重点做好以下工作：

①观察达到洞口有无渗漏的状况，发现洞口渗漏督促施工单位及时封堵；

②督促施工单位及时安装洞门拉紧装置，并检查其牢固性；

③督促施工单位加强最后几环管片螺栓连接，防止成环管片之间的松动。

附件：

土压平衡式盾构施工监理工程师日报表

盾构隧道掘进巡视检查表

土压平衡式盾构施工监理工程师日报表

承包单位：

监理单位：

编号：

施工参数（实际值）

环号

刀盘切口里程

姿态

水平偏差

前点：

后点：

前点：

后点：

垂直偏差

前点：

后点：

前点：

后点：

推力（t）

扭矩（t·m）

刀盘转速（rpm）

掘进速度（mm/min）

土仓压力（bar）

注浆量（m3）

出土量（m3）

注浆压力（bar）

泡沫注入量（%）

地质状况

监测情况

地面沉降

建（构）筑物沉降

现场管

片检查

进场管片检查

进场环管片，检验合格/不合格，存在问题：

防水胶条粘贴检查

检查环管片，检验合格/不合格，存在问题：

管片拼装

质量检查

环号

型号

衬砌布置展开图及问题标示

垂直偏差（mm）

水平偏差（mm）

备注

错台：

碎裂：

渗漏：

裂缝：

意见和建议

监理工程师：

月日时

盾构隧道掘进巡视检查表

工程名称：

巡视日期：

年月日

监理单位：

编号：

自然条件：

气温：

雨量：

风级：

分类

巡视检查内容

巡视检查结果

备注

隧道掘进

盾构铰接密封情况

管片破损情况

管片错台情况及其趋势

隧道渗漏水情况

盾尾漏浆情况

基坑涌土、流砂、管涌

周边环境

周边建筑物变形及开裂情况

地表变形及开裂情况

管线沿线地面开裂、渗水、塌陷

管线检查井开裂及积水变化

监测设施

基准点、测点完好状况

监测元件完好情况

观测工作条件

处置建议：

巡视人：

审核人：