1.4.后盾支撑系统安装
盾构前进的动力是通过千斤顶来提供,而盾构始发时千斤顶顶力是作用在后盾支撑系统之上。一般后盾支撑体系是由钢反力架、钢支撑、临时衬砌(负环管片)等组成,监理在监督过程中应重点关注后盾支撑系统是否满足其技术要求,即后盾支撑系统必须有足够的刚度和强度,确保在顶力作用下不发生变形。
1.5.洞门围护结构凿除(出洞侧)
地铁盾构法隧道施工一般以车站主体结构两端端头井作为盾构始发井和接收井。盾构在始发前需对始发井出洞侧洞口围护结构进行分次凿除(一般分为两次,第一次先割除背水面钢筋及凿除围护结构砼至迎水面钢筋,第二次出洞前再清除剩余部分),一方面清除盾构出洞前障碍,另一方面第一次凿除围护结构后通过打探孔可进一步直观的观察盾构出洞土体加固的效果。监理在洞门围护结构凿除后应对其后土体自立性、渗漏等情况进行观察,判断出洞区域土体的实际加固效果是否满足盾构安全出洞的要求。
1.6.盾构出洞装置安装
由于隧道洞口与盾构之间存在建筑间隙,易造成泥水流失,从而引起地面沉降及周围建筑物、管线位移,因此需安装出洞装置。一般包括帘布橡胶板、圆环板、扇形板及相应的连接螺栓和垫圈等。监理应重点对帘布橡胶板上所开螺孔位置、尺寸进行复核,对出洞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,防止盾构出洞后同步注浆浆液泄漏。
1.7.盾构始发出洞
盾构出洞准备工作就续后,为减少正面土体暴露时间,盾构从始发基座导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入洞口的过程称为“盾构始发出洞”。该关键环节监理应进行旁站监督,并重点做好以下工作:
⑴观察割除围护结构迎水面钢筋后盾构机应迅速靠上洞口正面土体。
⑵观察盾构出洞期间洞口有无渗漏的状况,发现洞口渗漏督促承包单位及时封堵。
⑶检查前仓土压力设置是否合适,观察土仓有无砼块,发现后督促承包单位及时清除。
⑷第一环正环拼装前检查最后一环负环管片的拼装位置。
⑸检查千斤顶使用状况,防止盾构出洞后出现姿态“上飘”现象。
2.盾构试掘进和正式掘进阶段
根据盾构法施工工艺的特点,盾构安全出洞后需通过前100环试推进寻求最佳施工参数,为全线的正常推进提供符合实际土层特点的技术参数。不论在试掘进还是正式掘进阶段,监理可以通过观察盾构机控制室内仪器仪表显示的数据、审查承包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等手段进行报考监控,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,督促承包单位采取相应的措施确保盾构掘进施工质量和周边环境的安全。
2.1.盾构机施工参数管理
由于土压平衡式盾构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,若发现异常需及时调整。因此,对盾构施工参数的管理应贯穿于盾构掘进过程的始终。监理在监督过程中可通过审查承包方施工报表,观察盾构机控制室内监控设备等手段,及时收集和分析有关施工参数的信息,通过信息反馈,报考掌握施工参数的变化。盾构机监控系统能反映的施工参数很多(如土压力、刀盘油压和转速、盾构掘进速度等),对于这些施工参数的管理监理在工作中应重点关注以下几项:
2.1.1.土压力
土压平衡式盾构机掘进的原理是建立开挖面前后水土压力平衡。在盾构掘进不同阶段,盾构机工况是从非土压平衡通过在初始出洞阶段逐步过渡到土压平衡,再到进洞阶段由土压平衡逐步过度到非土压平衡,即土压力设定是变化的(在理论数值上它与土体容重、覆土深度、侧向土压力系数有关),施工中需要不断通过不同的土质、覆土厚度、结合环境监测的数据进行调整。因此,平衡土压值的设定是土压平衡式盾构施工关键,监理应予以重点关注,并通过计算理论土压力与实际设定土压力进行比较,判断实际设定土压力是否满足施工的需要,督促承包方合理的设定土压力。
2.1.2.出土量
土压平衡式盾构是以切口环作为密闭土仓,盾构推进中切削后土体进入密闭土仓,随着进土量增加建立一定的土压力,再通过螺旋输送机完成排土,而土仓压力值是通过出土量来控制的。因此,出土量的多少、快慢与设定的土压力值密切相关,监理人员可通过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。
2.1.3.掘进速度
盾构掘进的速度主要受盾构设备进、出土速度的限制,若进出土速度不协调,极易出现正面土体失稳和地表沉降等不良现象。因此,监理应重点督促承包方均衡连续组织掘进作业,当出现异常情况时(如遇到阻碍、遇到不良地质、盾构姿态偏离较大等),应及时停止掘进,封闭正面土体,查明原因后采取相应的措施处理。
2.1.4.千斤顶推力
盾构是依靠安装在支撑环周围的千斤顶推力向前推进的,推力的大小与盾构掘进所遇到的阻力有关,正确的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。因此,在每环推进前,监理应根据前面几环承包方申报的盾构推进的现状报表,分析盾构趋势,督促承包方正确的选择千斤顶的编组,合理地进行纠偏。
2.2.盾构掘进姿态控制
所谓盾构姿态具体是指盾构掘进中现状空间位置(包括高程和平面位置)。盾构姿态控制就是将盾构轴线控制在与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,而且还影响到后续工序管片拼装的质量(只有盾构掘进姿态控制在允许误差之内,才能确保管片拼装能在理想的位置)。因此,在盾构掘进阶段对盾构姿态的控制始终应做为监理人员监督的重中之重。根据《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299-1999)8.4.4条(2003版)规定“盾构掘进中应严格控制中线平面位置和高程,其允许偏差均为±50mm,发现偏离应逐步纠正,不得猛纠硬调”。监理在实施对盾构姿态控制时,应严格以规范要求为控制准则。监理在工作中针对盾构姿态的控制,首先应熟悉和掌握设计线型要求,即隧道平面曲线和竖曲线的线型情况(包括里程、长度、坡度、半径等),其次还应重点监控以下内容: