序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇隧道施工論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

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關鍵詞：隧道建設；安全；管理措施

太佳高速公路呂梁段，全長119.55km，共有隧道18座(其中：石質隧道2座、土質隧道16座)，單洞長45133m，占總里程的19.24％，寶塔山、架梁山、臨縣3號隧道為特長隧道，難度最大，且為全線的控制性工程。由于本項目地處山區，地形地貌地質非常復雜，建設工期又短，因此，如何安全組織管理好全線隧道工程建設顯得尤為重要。

1加強培訓，落實責任

加強安全宣傳、教育和培訓，建設符合工程實際的安全生產文化；提高安全生產認識，認真做好技術培訓工作，包括光面爆破技術、濕噴混凝土施工技術、黃土隧道分部開挖法、隧道施工技術培訓等。不斷提高管理人員、操作人員的技術水平和安全生產知識。建管處根據有關安全生產的法律法規和規章制度，多次通過會議、文件及現場督導等多種方式，促使各施工、監理單位建立健全了安全管理組織機構和安全生產保障體系，落實各項安全生產措施，做好了隧道塌方、涌水、瓦斯、交通事故等各類事故應急救援預案，配備應急救援人員、器材、設備，應急救援預案按規定報監理單位批準并報建設單位核實，并進行了多次預演；各施工單位組織管理人員和作業人員進行了隧道開挖、噴錨支護、二次襯砌施工的崗前技術、安全培訓，建管處組織進行考試，考試合格后方可上崗；特種作業人員必須持證上崗。同時。將地質超前預報、洞內通風、鉆爆設計和爆破器材的管理、圍巖變形監控量測及初期支護、二次襯砌、防水堵漏、臨電管理等工作作為主要控制點，通過巡檢、專檢、旁站、指令、專題會議等手段進行監控；對預防坍塌、漏水、突泥、瓦斯爆炸事故措施的落實以及應急預案的審查和演練情況進行監控。

2強化組織，規范現場

嚴格施工現場安全管理，強化安全管理隧道施工組織設計，把安全生產、危險源識別、評價與控制、應急救援預案等作為主要內容。對穿越斷層破碎帶、軟巖變形、膨脹土、富水黃土等不良地質地段編制專項施工方案。由項目經理、技術負責人和安全負責人共同組織編制，經監理部審核、建管處審查以及專家評審論證后實施，并由施工員、專職安全員進行現場監督。嚴格按照安全生產的相關法律法規、規章制度和現行隧道施工技術規范，對隧道的開挖、錨桿施工、鋼筋網加工及安裝、鋼支撐的加工及安裝、噴射混凝土、仰拱全幅施工、二次襯砌、隧道防排水以及隧道輔助措施等各分項工程進行了逐級交底工作。施工中，嚴格工序管理，規范作業流程，加強對進入隧道人員的管理，建立出入隧道登記制度。嚴格按照相關法律法規和規章制度對火工品進行管理，火工品專庫存放專人管理，雷管、炸藥、導爆索分庫存放，嚴格執行火工品的出入庫登記和使用登記制度。對納入合同的安全生產費用，必須保證足額投入，絕不允許挪作他用。

3超前預報，實時監測

對隧道施工中可能出現的不良地質現象，結合隧道工程地質條件和指導性施工組織設計編制超前地質預報方案，明確隧道超前地質預報的方法、預報的內容、預報頻次、實施計劃，配備符合信息判斷、數據采集與處理、預報成果報告編制等技術要求的先進儀器和能夠勝任超前地質預報工作的技術人員。同時，將超前地質預報工作納入工序管理，嚴格按超前地質預報方案實施。超前地質預報顯示地質條件異常時，應及時采取措施，防止事故發生。

在上述前提下，將監控量測納入施工工序，制定詳細的監控量測方案。配備監控量測專業人員，并根據地質情況及時進行調整；建立最大日變形量和累計變形量的風險預警機制；嚴格按照規范要求布點量測，確保監控量測數據真實、準確、完整，及時對量測數據進行分析，根據分析結果調整支護參數。并及時反饋量測數據和分析結果，設計驗證后及時根據量測數據調整設計參數，隨時調整開挖輪廓、支護參數，根據量測數據指導施工生產。

4嚴細程序，穩妥進洞

隧道進洞前，由建管處組織設計單位、技術專家組、監理單位和施工單位的相關人員參加，詳細調查洞口地質、地形特點，對洞口段100m范圍內每2m實測橫斷面，對洞頂沖溝發育情況進行掌握，并查看地質資料，做到心中有數。同時，結合隧道洞口的實際情況。每一個隧道洞口均進行了大管棚超前支護，短進尺、強支護、預留核心土、三臺階開挖支護的進洞方案。進洞施工專人負責監控量測，逐榀開挖，及時支護，進洞15m后仰拱封閉成環，并且在進洞前襯砌臺車進場，對洞口段盡快施工襯砌，確保了安全進洞。

5嚴格工序，均衡推進

隧道施工既不能盲目追求單工序的超前，也不能單單把開挖進尺作為隧道進度的考核指標，而是應科學組織、嚴格工序。均衡推進。我們一是做好了開挖支護斷面上中下分部施工之間的工序銜接及質量控制，確保在各臺階分部轉換時隧道沉降、收斂變形受控，保證開挖支護安全順利進行；二是堅持以新奧法指導施工，開挖后立即初噴混凝土封閉，及時進行初期支護施工，縮短巖面暴露時間，充分發揮圍巖自穩能力，保證洞身穩定；三是堅持“仰拱超前，襯砌緊跟”，V級洞口段仰拱距掌子面不大于30m，二襯距掌子面不大于40m，不留隱患。

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隧道施工與傳統建筑有著較大區別，具有一定的特殊性，隧道施工中安全事故具有危險性大、突發性強、容易發生傷亡事故等特點，是事故多發的行業。造隧道施工安全事故的原因有很多如:施工條件惡劣，施工過程中有較多手工勞動和繁重體力勞動。高強度的體力勞動下，身體易疲勞，精神也無法長時間集中，施工人員在這種情況下進行作業，很有可能引起安全事故的發生。并且隧道施工中涉及到大型機械設備的使用，如不按照相關操作流程進行操作，極易導致安全事故的發生，并且人工隧道易對周邊地質造成破壞，因此施工中也可能出現塌方、落石、蹦塌等現象，十分危險。另一方面，隧道施工現場如設備管理不當也會引發安全事故。因為隧道施工中需要的用電設備較多，布置又比較分散凌亂，并移動頻繁，很多機械設備均為導體，如管理不當易發生觸電事故，危及施工人員人身安全。隧道施工中處處存在隱患和危險，避免安全事故的發生，安全管理至關重要，只有保障安全管理的有效性，才能將安全管理工作落到實處，為隧道施工創造有利條件。隧道施工安全管理是規避安全事故發生的重要手段，但傳統隧道施工安全管理監控手段過于落后，監控效果并不理想，安全事故發生時不能及時發現，無法有效發揮隧道施工安全管理職能。信息化監控技術利用傳感器采集數據信息，利用視頻監控系統實時掌握施工現場情況，并進行全天候監控，監控過程更加直觀，實現了施工安全管理的智能化、科學化、信息化。從整體上提高了施工安全管理效率和有效性，加強信息化監控技術應用意義重大。

二、信息化監控技術在隧道施工安全管理中的運用

(一)隧道施工人員定位系統

隧道施工人員安全定位系統是利用物聯網技術，監測和監控施工人員具置，確保施工人員人身安全，隧道施工人員定位系統能夠實時、精準的掌握各區域施工人員的情況，并將其反饋到監控中心。安全管理工作中人員就可以隨時了解到施工人員的分布及走動情況，以便于利用遠程技術對施工人員進行有效的管理和指示，另外，定位系統還能起到考勤的作用，能夠直觀反映到崗情況。在發生安全問題時，監控中心就可以根據定位系統所提供的員工分布，對施工人員采取救援，并指揮員工采取相應措施，提供救援效率。隧道施工人員定位系統需要應用到無線傳輸網絡、定位軟件、感應芯片、讀卡器等等。隧道施工安全管理對施工人員定位必不可少。

(二)有害氣體監控系統

由于隧道施工不同于建筑施工，多在封閉狹小昏暗的空間中，空間內的空氣質量直接影響著施工人員安全，由于隧道施工過程周邊地質結構將受到破壞，所以在施工中，難免會產生有害氣體，這些有害氣體一旦積聚到一定濃度，很有可能會導致施工人員中毒、窒息，甚至引起爆炸。另一方面，除了自然生產的有害氣體外，施工中所使用的機械設備在運作時，同樣會排放多種有害氣體，威脅施工人員身體健康。由于隧道施工空間的封閉特點，這些氣體十分容易積聚，為了保障施工現場安全，監測施工現場有害氣體至關重要。信息化監控技術下的有害氣體探測器，實現了實時空氣信息采集，根據施工現場實際情況對現場有害氣體濃度和含量做出分析，并反饋到監控中心，如有害氣體達到危險標準，便立即發出警報，監控中心便可根據監測到的數據，采取相應措施，指導施工人員的撤離和疏散。

(三)語音雙對講系統

語音雙對講系統是信息化監控技術下安全管理的常用工具，能夠保障安全管理人員能夠實時與現場保持聯系。雙語音對講系統通過無線或有線通信手段連接監控中心，保障通話的暢通。安全監控管理人員可通過語音對講系統遠程或通知施工流程安全，如發生緊急情況，可輔助指導施工人員的快速疏散，保障施工人員疏散的秩序，是隧道監控施工安全管理的主要手段之一。

三、結束語

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1.1新奧法與傳統方法的區別

具體來講，新奧法的基本理念主要體現在以下幾個方面：①在隧道開挖階段，盡量簡化開挖工序，所采用的爆破施工技術和工藝流程均要考慮如何保持圍巖整體的穩定性，避免擾動圍巖；②隧道開挖方案須充分利用圍巖的自承能力，提高圍巖本身的支撐能力；③基于圍巖特點選擇合適的支護方式和支護參數，錨桿和噴射混凝土、鋼拱架等緊貼巖體的柔性支護盡量提早完成，確保作業過程中巖體松弛或變形情況得到有效控制；④有的施工段巖體軟弱破碎，為確保支護系統正常應用，提高巖體整體的穩定性，須盡早閉合斷面；⑤從理論上講，應該在圍巖及初期賬戶變形基本穩定后施作二次襯砌，將支護體系與圍巖揉合成一整體，以確保支護結構更加穩定；⑥為避免棱角突變部位引起應力集中，隧道斷面周邊輪廓應盡可能圓順；⑦施工作業期間，動態觀測支護系統及圍巖結構，合理調整工藝流程，優化設計工程方案，同時進一步規范施工管理活動，確保施工活動順利開展。

1.2新奧法的特點

新奧法在我國應用的最大特點就是應用了所謂的復合式襯砌，其基本的施工方法是：在開挖過程中，盡量減少對圍巖的擾動，為此必須采用光面爆破或預裂爆破，以維護圍巖的自承能力；根據圍巖特征，采用不同的支護類型和支護參數，及時施作錨噴支護，抑制圍巖的松弛和變形；開挖時盡量采用大斷面、少分部的開挖方法，以利于降低圍巖內部應力重分布的次數，最大限度地利用圍巖的承載力；在施工過程中，以量測手段為參照不斷修正設計和施工，做到既經濟合理，又安全可靠；根據測量數據，在確認初期支護變形收斂后，進行二次模筑混凝土襯砌。

2工程概況

周家莊一號隧道總長2237m，洞身圍巖為Ⅳ級、Ⅴ級圍巖，圍巖極差，含不良地址段及特殊巖土。地面高程一般為1625～1800m。區內地形起伏較大，溝壑縱橫，自然坡度約20～50°之間，隧道頂溝谷發育，沖溝內為洪積砂質黃土，山頂平緩處場及緩坡處多為風積黃士段蓋，山體多基巖出露，植被覆蓋較差。

3施工方法

本隧道總體施工方案的選擇將立足于確保施工安全、施工質量與施工工期，立足于有效避免涌泥、坍塌等事件發生。施工時及時進行工序轉換，做到“管超前、短開挖、強支護、勤量測、早封閉”。隧道開挖采用風槍鉆眼，實施弱爆破，局部人工配合挖掘機進行施工。嚴格控制超挖和減少對圍巖的擾動，保證開挖成形質量，以充分發揮圍巖的自承能力。初期支護采用噴錨網為主的支護方式，圍巖較差地段設型鋼鋼架，特殊地段如淺埋地帶拱部設管棚或超前小導管預注水泥漿加固地層。二次襯砌按新奧法原理根據圍巖收斂情況及時施工，二次襯砌施工時，灌注混凝土振搗密實，防止收縮開裂，振搗時不破壞防水層，二襯拆模時，混凝土強度達到規范要求。

3.1洞門施工

3.1.1洞口工程

首先復核圖紙，組織復測并控測布網，準確定出洞口位置，明洞暗洞分界位置，按設計位置放出邊、仰坡及洞臉開挖邊線。在洞口邊、仰坡開挖線外5m處設截水溝一道，防止雨水沖刷洞臉。做好截排水系統后，人工配合挖掘機按照設計坡度、尺寸采取從上向下分臺階開挖，分層3～5m，表層土采用挖掘機開挖，底層地層當機械開挖困難時采用鉆爆法開挖，邊仰坡的開挖坡度隨原地面的坡度改變而改變，確保坡面平順并與原地形成為一體。裝載機配合自卸車運砟，人工配合刷坡。洞口邊、仰坡段施工采用挖掘機縱向分段自上而下分層開挖，人工整修邊仰坡，按設計要求一次到位，挖掘機配合自卸車裝運棄渣。洞口臨時邊坡采用錨網噴防護，永久邊仰坡采用C25混凝土拱形骨架護坡，中心綠化。

3.1.2進洞方法

隧道進出口采用套拱法進洞，具體作法：沿明暗洞交界里程，從上到下逐層開挖，開挖至起拱線后，架立鋼拱架，最里面的一榀緊貼仰坡放置，施做套拱。洞口段設計為Φ108管棚超前支護，與鋼架組合成預支護體系，澆注掛板套拱混凝土固結，形成洞室輪廓，在套拱混凝土強度達到設計強度后，施做準108mm超前管棚，在套拱保護下按設計法進行開挖隧道進口、出口均為Ⅴ級圍巖，采用三臺階臨時仰拱法開挖進洞；采用拱部準42超前小導管超前支護，及錨噴網初期支護。

3.2正洞施工

暗洞段按新奧法組織施工，弱爆破開挖，圍巖較弱處采用機械配合人工開挖，噴錨支護。正洞施工方案見表1。

3.3棄碴與環保

3.3.1隧道棄碴

施工中產生的廢碴、廢液按環保有關規定進行處理，不隨意排入沖溝、溝渠及農田中。在隧道口設置三級沉淀池用于處理施工污水，以及吸附油污；固體污物等，固體污物送往環保部門作無害處理。棄碴按設計要求棄于指定位置或作為路基填料，碴場設擋墻，以免水土流失。

3.3.2施工降塵

由于隧道施工采用無軌運輸，洞內廢氣污染主要為大功率的內燃機械，且主要集中到裝碴運輸工序，為此在該隧道施工中，必須加強通風除塵的工作。方法如下：加強對進洞機械的維修保養。定期檢查空氣濾清器是否堵塞，進、排水是否暢通，噴油嘴及時更換，使噴油效果好。霧化程度高，使柴油充分地燃燒。為了節油和消煙摻加柴油添加劑。部份機械進行機外凈化。主要給裝載機裝配上帶有催化劑的附屬箱，連接在尾氣排放管上，把發動機排出的廢氣用催化劑和水洗的辦法來降低其中有害氣體。

3.3.3環境保護

隧道施工便道、工棚及作業場的布置盡量維護自然面貌，占用荒地應少開挖、少刷方，以保護自然植被。隧道竣工時，應盡量恢復原有植被。

4施工中的必要注意事項

4.1初期支護的施工質量要保證

有效的支護能夠提高施工安全系數。施工應，須及時進行初期支護，提早封閉，加快成環速度，避免結構變形。開挖后及時封閉暴露的巖石。首先初噴厚度為4～5cm混凝土將巖面封閉，裝設鋼拱架、施作錨桿、掛鋼筋網，最后按設計要求完成復噴。結合現場條件和施工要求的數量和方向選擇合適的錨桿。若使用砂漿錨桿，必須注意注漿量和漿液稠度；有水地段適宜采用楔縫式、縫管式或早強藥包錨桿，選擇端頭緊固且尾部有能夠緊貼格柵和圍巖的托板的端頭錨固錨桿，確保錨固效果符合設計要求。

4.2重視隧道監控量測和超前地預報的作用

在公路隧道施工中，通常采用超前地質預探探報施工技術、監控量測施工技術來探測地址情況，同時對支護結構的受力變形進行監測，為設計變更以及施工方案的確定提供可靠依據。這種監測技術同樣適用于地表沉降及塌方監測。隧道綜合地質超前預報有助于優化隧道施工方案，并且能夠提高隧道施工的安全系數。進行隧道開挖時，事先通過高效的地質監測掌握隧道前方地質狀況，有助于優化設計工藝流程和施工技術措施，從而達到防控事故的目的。

5結語

篇(4)

近幾年我國經濟發展不斷提速，作為經濟發展的重要樞紐，道路交通工程建設也隨之加快進程。然而，建設過程中頻發的橋梁隧道坍塌事故，使人們不得不將目光轉移到橋梁隧道施工的安全問題上。從另一個角度來看，正是由于人們對施工安全問題的重視，對施工單位起到了很大程度的監督作用，加強了施工單位的施工安全意識，促進了橋梁隧道施工安全評估監控技術的發展。自20世紀50年代開始，道路橋梁隧道的安全監控體系就已經得到了應用，但是由于該安全監控體系在我國發展較晚各方面理論與實際措施并不完善，監控范圍與內容也相對較少，在應用過程中暴露出很多缺陷。隨著科技的不斷發展，網絡信息通訊技術與計算機技術得到了廣泛地普及，衍生為結構振動理論、信號分析及處理技術、現代傳感技術，為橋梁隧道施工安全評估監控技術的發展注入了新鮮的血液，同時公路工程橋梁隧道施工在理論、結構設計、施工等各方面的技術愈加成熟，這些客觀因素都從各個方面推動了我國公路工程橋梁隧道施工安全評估監控技術的發展，對于該項技術的研究與科研，也成為了當下國內外專家學者的重點課題，大部分國外和國內部分橋梁隧道都相繼裝配了安全檢測系統，對于橋梁隧道施工結構損傷識別以及安全監控等方面的研究有了顯著的成效。將目光轉向國內，從20世紀90年代開始，我國開始投用橋梁隧道施工安全評估監控系統，較為典型的是宜萬鐵路隧道工程，其安全評估監控措施包括紅外探水、地質雷達、TSP、超前炮孔、水平鉆探和地質素描等。橋梁安全評估監控方面，較為典型的是上海徐浦大橋，該工程應用了結構狀態檢測系統主要涵蓋了應變、車輛荷載、撓度、斜拉索振動、溫度、主梁振動等六個方面。

2公路工程橋梁隧道施工安全評估監控內容及流程分析

公路工程施工中，最重要的內容就是橋梁隧道的安全問題。在進行橋梁隧道施工環節，地形環境、地質條件、圍巖的變形與荷載、水文情況以及有害氣體等因素，都會誘發施工中的事故與災害，與此同時，施工單位可以通過實施安全評估監控，制定詳盡科學的安全預案，組織專業的技術管理團隊，對整個施工過程進行全面、深入的監管和控制。同時，要不斷總結與反思以往施工安全管理中的缺陷，不僅要積極進行工程技術和管理方面的研究，擴展監控內容與類別，有效完善安全評估監控體系，使之能夠達到地質災害超前預報、毒性有害氣體探測、水文檢測、監控預警及量測等技術水平，還需要相關監管人員對施工人員、安全防護設施等采取合理、實時的管理措施，從細節入手全方位掌握施工情況，有效降低甚至是杜絕施工安全事故的發生，或者在事故發生之后采取及時科學的補救措施，將人員財產損失降到最低，達到優化設計、保障施工安全的目的，實現橋梁隧道施工安全評估監控的真正意義。對于橋梁施工過程的安全評估監控，主要是通過系統的測試對橋梁結構的參數（撓度、應變、溫度、變形等）實行測量，并將測量的數值與常規數值進行全方位對比，根據對比結果判斷該橋梁結構是否屬于正常范圍。該檢測系統僅對橋梁結構施工中的安全情況實行評估，目的在于有效預報和預測結構的工作狀態。結合橋梁的特征和實際情況并遵循剛構橋的力學特點，選擇合理的檢測測點、檢測周期、檢測參數，繼而將預測結果與實際檢測結果進行對比驗證，在對數值誤差進行變量調控之后，由相關設計人員進行后期施工直至竣工之后的結構狀態分析，對后期施工中可能會出現的狀況進行合理的預測，同時對下一環節需要安裝或者已安裝的設備進行狀態分析并預報，從而判斷現階段施工中是否需要調整相關變量。

有關橋梁施工安全評估監控系統工作流程如圖1所示。針對隧道施工安全的評估監控系統主要是通過對隧道施工環境、地質條件、水文情況、井內巖層變形情況等一系列監測信息進行管理、處治、預警，該評估監測的目的是保障施工安全，及時對施工環境、結構荷載、地質災害、圍巖變形等一系列施工環境異常信息的預警采取及時有效的應對措施，該流程是隧道施工安全評估監控系統實際價值的體現，也是輔助管理人員有效處理施工過程中安全問題的前提條件，由此可知，對隧道施工安全評估監控流程的清晰認知相當重要。針對我國現行公路隧道施工監控技術標準和規范、監控技術的發展狀態和隧道施工管理監控要求分析。

3有效實施公路工程橋梁隧道施工安全評估監控的具體措施

3.1建立科學的監督管理體系

（1）憑借法律的監督和和強制性作用，在管理體系中明確劃分各部門的工作職責。譬如，管理部門要確認在管理、規劃、監理、設計等內容的合同中出現明顯錯誤，以及管理不到位和監理不全面因而致使工程發生問題的責任方。要明確劃分施工單位在施工質量、施工現場職業健康安全、施工環保等方面的職責，同時，還要明確在實施監督管理工作中所參照的檢驗標準和規范的檢驗程序。另外，還需要定期對工程施工進行分段式檢查，驗收檢查結果。

（2）在管理體系中對質量費用設立詳細的管理規范，在進行工程設計階段時，將質量費用納入工程整體預算中，并結合工程的實際情況如工程性質、工程規模等要素進行預算編列。并且，需要將質量費用單獨標注在招標文件中，需要注意的是，質量費用不屬于投標條件。通常情況下，質量費用所占整體建安費用的0.6~2.0%。質量費用主要包含第三方管理機構對施工材料的抽樣檢查費用，以及相關工程質量管理人員的勞務費用。

（3）聘任專業的管理人員實行工程施工質量監督管理工作，按照相關條例規定，施工單位需要在施工現場配備兩名或兩名以上具備專業資質的管理人員，根據設計施工圖紙以及有關合同，結合技術規范和行業標準，制定全面的施工質量監管流程并實施到實際工作中。另外，積極實行施工單位內部的質量檢查工作，統計檢查結果并進行深入的分析，根據自身實際情況制定解決或者完善問題的有效途徑。

3.2對施工質量進行嚴格的管理控制

進行工程施工現場安全評估監控，主要就是從施工材料檢驗和施工工序檢查等兩個層面入手，確保工程施工的質量，該環節的工作主要是由第三方監理單位實施。第三方監理單位需要在工程施工之前，結合實際的工程內容制定出工程監理計劃，監理計劃中需要確定施工檢查中的重點項目以及關鍵階段，在實際檢查中要落實檢查方案，細化施工安全與施工質量的具體內容，并對檢查過程進行錄像保存，以滿足后期工作中的需求。在對工程施工現場安全評估監控中，還需要將檢查工作延伸到施工材料的進場監督與質量審查中，此過程需要取得施工單位、建設單位與監理單位的三方合作，相互配合聯合實施施工材料的抽樣檢查，在通過三方單位以及具有檢測資質的實驗室檢測合格后，才能順利進場投入建設施工使用中。

4結束語

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【關鍵詞】盾構法隧道監理監控重點對策

㈠引言

近年來，為適應城市發展需要和滿足城市居民日益增長的出行需求，上海市地鐵建設不斷加快了建設步伐。根據上海地區軟土地質的特點，地鐵區間隧道建設一般都采用盾構法施工，盾構法施工是以盾構機為隧道掘進設備，以盾構機的盾殼作支護，用前端刀盤切削土體，由千斤頂頂推盾構機前進，以開挖面上拼裝預制好的管片作襯砌，從而形成隧道的施工方法。盾構機的類型有多種，目前在上海地鐵區間隧道建設中以土壓平衡式盾構應用最為廣泛。土壓平衡盾構工藝原理是利用安裝在盾構最前面的全斷面切削刀盤，將正面土體切削下來的土進入刀盤后面的密封艙內，井使艙內具有適當壓力與開挖面水土壓力平衡，以減少盾構推進對地層土體的擾動，從而控制地表沉降或隆起，在出土時由安裝在密封艙下部的螺旋運輸機向排土口連續的將土渣排出。由于地鐵盾構法隧道施工技術難度大、施工風險高、質量要求高、不可預測因素多。因此，監理人員應熟悉和掌握盾構法隧道施工監理監控重點及相應對策，在監理工作中才能真正做到有效地對施工質量進行監控，從而為業主提供優質的監理服務。本人有幸參加了地鐵二號線西延伸工程的施工監理工作，在區間隧道掘進施工監理過程中，通過不斷摸索與總結，也積累了一些菲薄的工作經驗，以下就以土壓平衡式盾構為例，對隧道掘進施工中監理應監控的重點及采取的對策，談幾點體會，以為拋磚引玉。

㈡正文

1.盾構始發（出洞）階段

盾構始發（出洞）階段是控制盾構掘進施工的首要環節。在盾構始發（出洞）前、后各項準備工作中監理需監督承包單位做好充分的技術、人員、材料、設備準備，并對盾構是否具備出洞條件予以審查，確保盾構在安全可靠的前提下能順利出洞。

1.1盾構出洞土體加固

為了確保盾構出洞施工的安全和更好地保護附近的地下管線和建（構）筑物，盾構出洞前需對出洞區域洞口土體進行加固。土體加固的方法較多（如水泥攪拌樁加固、旋噴樁加固等），但無論采用何種加固方法，對土體加固的效果檢驗始終應作為監理重點控制的內容。在確保加固效果滿足設計要求前提下，才能同意盾構出洞，否則應督促承包方及時采取補救措施。針對土體加固監理人員應重點關注以下三方面：

⑴加固土體與地墻間隙封閉

由于加固土體與地墻之間存在間隙，監理在審查土體加固專項方案時應審查承包方是否在方案中有相應的措施，一般可采用注漿、旋噴等方法封閉該間隙，并監督承包方予以落實。

⑵加固土體的強度

加固土體的強度是否滿足設計要求是衡量加固效果的首要指標，可通過對進出洞加固范圍內不同深度土體采用鉆芯取樣檢測的方式加以驗證，監理人員應對承包方鉆芯取樣過程進行見證，確保取樣工作的真實性。

⑶加固土體的均勻性

檢驗加固土體的均勻性目前尚無相應的工具、手段，可通過打探孔方式進行觀察。監理人員應監督承包方在洞口割除圍護結構背土面鋼筋及鑿除砼后，合理布置探孔（選擇有代表性部位、數量一般不少于5個），現場觀察探孔有無滲漏或流砂等異常情況，作為判斷土體加固效果的輔助手段。

1.2盾構始發基座設置

盾構始發前需將盾構機準確的擱置在符合設計軸線的始發基座上，待所有準備工作就緒后，沿設計軸線向地層內掘進施工。因此，盾構出洞前盾構始發基座定位的準確與否，直接影響到盾構機始發姿態好壞。監理在檢查盾構始發基座時，應重點復核以下內容：

⑴洞門位置及尺寸

在基座設置前，監理人員應采用測量工具對洞口實際的凈尺寸、直徑、洞門中心的平面位置及高程進行復核。

⑵盾構始發基座位置

盾構始發基座的設置依據不僅包括洞門中心的位置、還包括設計坡度與平面方向。在始發基座設置完畢，為確保盾構機能以最佳的姿態出洞。監理人員應復核基座頂部導向軌的位置（平面位置及高程），確保盾構擱置位置和方向滿足設計軸線的要求。

1.3盾構機及后配套設備井下驗收

盾構法隧道施工主要依靠盾構掘進機及配套設備完成掘進任務，由于受工作井內空間限制，需將盾構機及后配套臺車分節吊裝運至井下，并在井下安裝、調試和試運轉。土壓平衡式盾構機及后配套設備構成主要由盾構殼體（包括刀盤及切口環、支撐環、盾尾）、推進系統、拼裝系統、油脂系統、監控系統等組成。監理在井下驗收工作中的重點是對盾構機及后配套設備主要部件和系統檢查和核對，并對試運轉情況進行見證，在驗收合格前提下可批準盾構機及配套設備投入使用。以下為本工程日本小松φ6340土壓平衡式盾構機為例，對盾構機井下調試、驗收項目作一介紹。

驗收項目驗收內容驗收要求

外觀驗收01刀具數量齊全、刃口完好、安裝正確

02焊縫焊縫均勻飽滿，無缺陷

03外形尺寸盾構外殼長度和直徑符合要求

04尾刷排列整齊有序

05電氣設備內外清潔，電纜無破損和油污

調試驗收01刀盤轉速正轉和反轉滿足要求

02超挖刀數量和行程滿足要求

03推進千斤頂數量、行程、油壓、伸縮時間滿足要求

04螺旋輸送機轉速、油壓、閘門開關滿足要求

05拼裝機回轉角度和速度滿足要求

06注漿系統滿足正常使用（用水替代）

07盾尾油脂滿足正常使用

08雙梁葫蘆走行和起升構件正常，滿足正常使用

09皮帶機啟動和停止正常，滿足正常使用

10泡沫系統噴出正常

11電氣系統儀器儀表顯示、漏電開關保護、警報系統等能正常使用

1.4后盾支撐系統安裝

盾構前進的動力是通過千斤頂來提供，而盾構始發時千斤頂頂力是作用在后盾支撐系統之上。一般后盾支撐體系是由鋼反力架、鋼支撐、臨時襯砌（負環管片）等組成，監理在監督過程中應重點關注后盾支撐系統是否滿足其技術要求，即后盾支撐系統必須有足夠的剛度和強度，確保在頂力作用下不發生變形。

1.5洞門圍護結構鑿除（出洞側）

地鐵盾構法隧道施工一般以車站主體結構兩端端頭井作為盾構始發井和接收井。盾構在始發前需對始發井出洞側洞口圍護結構進行分次鑿除(一般分為兩次，第一次先割除背水面鋼筋及鑿除圍護結構砼至迎水面鋼筋，第二次出洞前再清除剩余部分)，一方面清除盾構出洞前障礙，另一方面第一次鑿除圍護結構后通過打探孔可進一步直觀的觀察盾構出洞土體加固的效果。監理在洞門圍護結構鑿除后應對其后土體自立性、滲漏等情況進行觀察，判斷出洞區域土體的實際加固效果是否滿足盾構安全出洞的要求。

1.6盾構出洞裝置安裝

由于隧道洞口與盾構之間存在建筑間隙，易造成泥水流失，從而引起地面沉降及周圍建筑物、管線位移，因此需安裝出洞裝置。一般包括簾布橡膠板、圓環板、扇形板及相應的連接螺栓和墊圈等。監理應重點對簾布橡膠板上所開螺孔位置、尺寸進行復核，對出洞裝置安裝的牢固情況進行檢查，確保簾布橡膠板能緊貼洞門，防止盾構出洞后同步注漿漿液泄漏。

1.7盾構始發出洞

盾構出洞準備工作就續后，為減少正面土體暴露時間，盾構從始發基座導軌上應及時向前推進，使盾構切口切入土層直至盾構殼體進入洞口的過程稱為“盾構始發出洞”。該關鍵環節監理應進行旁站監督，并重點做好以下工作：

⑴觀察割除圍護結構迎水面鋼筋后盾構機應迅速靠上洞口正面土體。

⑵觀察盾構出洞期間洞口有無滲漏的狀況，發現洞口滲漏督促承包單位及時封堵。

⑶檢查前倉土壓力設置是否合適，觀察土倉有無砼塊，發現后督促承包單位及時清除。

⑷第一環正環拼裝前檢查最后一環負環管片的拼裝位置。

⑸檢查千斤頂使用狀況，防止盾構出洞后出現姿態“上飄”現象。

2.盾構試掘進和正式掘進階段

根據盾構法施工工藝的特點，盾構安全出洞后需通過前100環試推進尋求最佳施工參數，為全線的正常推進提供符合實際土層特點的技術參數。不論在試掘進還是正式掘進階段，監理可以通過觀察盾構機控制室內儀器儀表顯示的數據、審查承包單位上報的盾構掘進施工報表、通過監測數據分析隧道及地面沉降情況等手段進行動態監控，及時掌握和分析施工技術參數變化，檢查盾構掘進中的姿態、管片拼裝的質量、注漿作業的效果等，督促承包單位采取相應的措施確保盾構掘進施工質量和周邊環境的安全。

2.1盾構機施工參數管理

由于土壓平衡式盾構采用電子計算機控制系統，能自動控制刀盤轉速、盾構推進速度及前進方向，并及時反映掘進中的施工參數。這些施工參數的確定是根據地質條件情況、環境監測情況，進行反復量測、調整和優化的過程，若發現異常需及時調整。因此，對盾構施工參數的管理應貫穿于盾構掘進過程的始終。監理在監督過程中可通過審查承包方施工報表，觀察盾構機控制室內監控設備等手段，及時收集和分析有關施工參數的信息，通過信息反饋，動態掌握施工參數的變化。盾構機監控系統能反映的施工參數很多（如土壓力、刀盤油壓和轉速、盾構掘進速度等），對于這些施工參數的管理監理在工作中應重點關注以下幾項：

2.1.1土壓力

土壓平衡式盾構機掘進的原理是建立開挖面前后水土壓力平衡。在盾構掘進不同階段，盾構機工況是從非土壓平衡通過在初始出洞階段逐步過渡到土壓平衡，再到進洞階段由土壓平衡逐步過度到非土壓平衡，即土壓力設定是變化的（在理論數值上它與土體容重、覆土深度、側向土壓力系數有關），施工中需要不斷通過不同的土質、覆土厚度、結合環境監測的數據進行調整。因此，平衡土壓值的設定是土壓平衡式盾構施工關鍵，監理應予以重點關注，并通過計算理論土壓力與實際設定土壓力進行比較，判斷實際設定土壓力是否滿足施工的需要，督促承包方合理的設定土壓力。

2.1.2出土量

土壓平衡式盾構是以切口環作為密閉土倉，盾構推進中切削后土體進入密閉土倉，隨著進土量增加建立一定的土壓力，再通過螺旋輸送機完成排土，而土倉壓力值是通過出土量來控制的。因此，出土量的多少、快慢與設定的土壓力值密切相關，監理人員可通過計算每環理論出土量與實際每環出土量相比較，判斷出土量是否正常。

2.1.3掘進速度

盾構掘進的速度主要受盾構設備進、出土速度的限制，若進出土速度不協調，極易出現正面土體失穩和地表沉降等不良現象。因此，監理應重點督促承包方均衡連續組織掘進作業，當出現異常情況時（如遇到阻礙、遇到不良地質、盾構姿態偏離較大等），應及時停止掘進，封閉正面土體，查明原因后采取相應的措施處理。

2.1.4千斤頂推力

盾構是依靠安裝在支撐環周圍的千斤頂推力向前推進的，推力的大小與盾構掘進所遇到的阻力有關，正確的使用千斤頂是盾構是否能沿設計軸線（標高）方向準確前進的關鍵。因此，在每環推進前，監理應根據前面幾環承包方申報的盾構推進的現狀報表，分析盾構趨勢，督促承包方正確的選擇千斤頂的編組，合理地進行糾偏。

2.2盾構掘進姿態控制

所謂盾構姿態具體是指盾構掘進中現狀空間位置（包括高程和平面位置）。盾構姿態控制就是將盾構軸線控制在與設計允許偏差范圍內。盾構姿態控制的好壞，不僅關系到盾構軸線是否能在已定的空間內在設計軸線允許偏差內推進，而且還影響到后續工序管片拼裝的質量（只有盾構掘進姿態控制在允許誤差之內，才能確保管片拼裝能在理想的位置）。因此，在盾構掘進階段對盾構姿態的控制始終應做為監理人員監督的重中之重。根據《地下鐵道工程施工及驗收規范》（GB50299-1999）8.4.4條（2003版）規定“盾構掘進中應嚴格控制中線平面位置和高程，其允許偏差均為±50mm，發現偏離應逐步糾正，不得猛糾硬調”。監理在實施對盾構姿態控制時，應嚴格以規范要求為控制準則。監理在工作中針對盾構姿態的控制，首先應熟悉和掌握設計線型要求，即隧道平面曲線和豎曲線的線型情況（包括里程、長度、坡度、半徑等），其次還應重點監控以下內容：

2.2.1盾構姿態測量數據

盾構姿態測量數據包括自動測量數據（盾構機裝有自動測量系統，能反映盾構運行的軌跡和瞬時姿態，動態監測盾構姿態數據）和人工測量復核數據（對自動測量數據正確性進行檢測和校正），監理人員可對兩類數據綜合分析、比較，動態掌握數據變化情況，正確指導盾構正確、安全地推進。

2.2.2盾構糾偏量

盾構在推進過程中不可能一直處于理想狀況（尤其是在曲線段），會產生不同程度的偏向。影響盾構的偏向的因素很多，也很復雜（如地質條件的因素、機械設備的因素、施工操作的因素等等），施工中一般可通過調整千斤頂編組或糾偏材料（粘貼在管片上）進行糾偏。監理工程師不僅應做到及時根據盾構姿態測量數據，分析盾構姿態，督促承包商控制好掘進方向，平穩地控制盾構推進的軸線。而且在每環管片拼裝前對盾構姿態進行復查，發現偏差，督促承包方合理的制定糾偏方案和糾偏量，及時采取糾偏措施，避免誤差累積。

2.3管片拼裝控制

根據盾構法施工工藝管片成環的特點：管片是盾殼的保護下在盾尾拼裝成環形成隧道的。

它是盾構法施工的關鍵工序，管片拼裝的質量好壞直接影響到隧道結構的安全和使用功能。因此，為確保管片拼裝的質量滿足設計和規范的要求，監理應重點抓好以下環節：

2.3.1管片制作監控

管片制作質量好壞是確保管片拼裝質量的首要環節，一般管片制作均由預制構件廠提前生產，以滿足現場盾構掘進施工的需要。《地下鐵道工程施工及驗收規范》（GB50299-1999）8.11條對管片制作質量提出明確的要求。監理對管片制作監理人員在監督管片制作過程中應嚴把質量關，在滿足以下條件的前提下才能允許管片出廠。

⑴制作管片模具的精度符合規范要求。

⑵制作管片類型、管片脫模后成品外觀質量及尺寸偏差滿足設計和規范要求。

⑶管片的砼抗壓強度及抗滲指標滿足設計要求。

⑷管片的檢漏檢測和三環試拼裝檢驗符合規范要求。

2.3.2管片進場檢查

管片制作合格后需根據現場施工需要分批由預制廠運輸至現場。監理對進場管片的檢查是對管片制作質量的第二次復查。檢查的重點包括：

⑴根據管片排序圖核對進場管片規格是否滿足施工需要。

⑵審查進場管片出廠質量合格證明文件。

⑶復查進場管片外觀質量，若發現缺陷應及時督促承包單位進行修補。

2.3.3管片拼裝前檢查

根據管片接縫防水設計要求一般需粘貼防水密封墊，監理工程師應在管片拼裝前對密封墊粘貼位置和粘貼質量逐塊檢查。

2.3.4管片成環后檢查

管片成環后的質量是衡量和判斷盾構法隧道質量合格與否的主要依據。（《地下鐵道工程施工及驗收規范》（GB50299-1999）8.6.5條對管片拼裝質量提出了具體的要求（本工程以20環為一個檢驗批進行驗收）。監理在進行檢查中應重點檢查以下內容：

⑴高程和平面偏差。

⑵縱、環向相鄰管片高差和縱、環向縫隙寬度。

⑶縱、環向相鄰管片螺栓連接。

2.3注漿作業監控

盾構法工藝施工隧道，由于盾構殼體與拼裝管片之間存在“建筑空隙”，如不及時填充，勢必產生土層擾動變形，造成地面變形（嚴重的危及到地面建筑和地下管線的安全使用）或隧道結構變形。注漿作業是盾構法隧道施工控制地面和隧道結構變形主要技術措施之一，通過壓漿填充“建筑空隙”控制變形量。施工中的注漿工藝分為同步注漿、襯砌后補注漿，無論采用哪種工藝，監理在監督過程中應通過分析監測資料（以控制地面和隧道結構變形為原則）、審查拌制和注漿施工記錄、對每作業班拌制注漿液試塊制作見證送檢等手段來綜合分析注漿作業的效果，判斷注漿作業是否達到控制變形的成效，并重點監督漿液配合比、注漿量、注漿壓力等主要技術指標。

3盾構接收（進洞）階段

盾構接收（進洞）階段掘進是盾構法隧道施工最后一個關鍵環節。盾構能否順利進洞關系到整個隧道掘進施工的成敗。在盾構進洞前后監理需監督承包單位做好充分的盾構接收的準備工作，確保盾構以良好的姿態進洞，就位在盾構接收基座上。

3.1盾構進洞土體加固

盾構進洞區域土體加固一般與出洞區域土體加固是同時進行，對盾構進洞土體加固效果的檢驗可參照對盾構出洞土體加固。

3.2盾構接收基座設置

盾構接收基座用于接收進洞后的盾構機，由于盾構進洞姿態是未知的。在盾構接收（進洞）前監理仍需復核接收井洞門中心位置和接收基座平面、高程位置（一般以低于洞圈面為原則），確保盾構機進洞后能平穩、安全推上基座。

3.3進洞前盾構姿態監控

在盾構進洞前100環監理對已貫通隧道內布置的平面導線控制點及高程水準基點做貫通前復核測量，是準確評估盾構進洞前的姿態和擬定進洞段掘進軸線的重要依據。監理復核數據應通過與承包方復核數據的比較，分析誤差是否在允許偏差之內，從而正確的指導進洞段盾構推進的方向。

3.4洞門圍護結構鑿除（進洞側）

盾構進洞前需對接收井內圍護結構背水面鋼筋進行割除及砼鑿除，通過打探孔實際驗證盾構進洞區域土體加固的效果。監理在洞門圍護結構鑿除后同樣需對其后土體自立性、滲漏等情況進行觀察，判斷進洞區域土體的實際加固效果是否滿足盾構安全進洞的要求，否則應督促承包方采取補救措施。

3.5盾構接收進洞

盾構接收（進洞）準備工作就續后，盾構機向前推進，在前端刀盤露出土體直至盾構殼體順利推上接收基座的過程稱為“盾構接收進洞”。該關鍵環節監理應進行旁站監督，并重點做好以下工作：

⑴觀察進洞洞口有無滲漏的狀況，發現洞口滲漏督促承包單位及時封堵。

⑵督促承包方及時安裝洞口拉緊裝置，并檢查其牢固性。

篇(6)

在隧道工程中，防排水施工技術可以分為防水施工技術和排水施工技術兩方面，其中防水施工技術是指利用防水材料、二次襯砌防水混凝土、初襯噴射混凝土等將隧道周圍的地下水隔離開來，避免地下水對隧道內部結構進行侵蝕；排水施工技術是指對隧道工程進行詳細的分析，設計出合理的排水系統，從而將隧道中存在的地下水排除，從而為隧道的安全提供保障。在進行隧道工程防排水施工時，要堅持“安全第一、規避風險、全程監控、綜合管理”的原則，嚴格的按照相關規定進行操作，從而為整個隧道工程的施工質量提供保障。

2工程概況

元壩氣田17億立方米/年滾動建產工程地面集輸工程隧道三標建設地點位于四川省蒼溪縣境內。第三標段共有兩條隧道：牛包山隧道和天坪梁隧道。牛包山隧道穿越地段的微地貌特征為緩坡、陡坡、陡崖、山脊、沖溝等。區內為單斜地層，其巖層產狀為236°∠3°，地下水主要由南向北徑流，巖體的風化裂隙及構造裂隙為地下水的主要貯存和富集空間。該隧道隧址區域內無大的地表水匯集區和流通區，只在隧道的進出洞口和洞身段發育多條小沖溝，入洞口沖溝內有地表水，水量較大，常年有水。天坪梁隧道隧址區內為單斜地層，其巖層產狀為240～250°∠3～6°，地下水由西南向東北徑流，其含水巖層為砂巖層，風化裂隙及基巖裂隙為地下水的主要貯存和富集空間。該隧道隧址區域地表水系主要為進洞口側有一沖溝，進洞口側沖溝內水流較小，由于沖溝上游有堰塘攔截，沖溝內水流在暴雨季節，洪水水位較小。

3隧道工程防排水施工技術的施工準備

在進行隧道工程防排水施工前，施工單位首先要做好施工準備工作，只有這樣才能為施工的順利進行提供保障，才能確保隧道工程的施工質量。在施工前，施工單位要安排測量人員深入施工現場，對各個樁位進行測量，確保各個樁位能滿足施工需求，同時測量人員要根據施工現場的實際情況，設置好水準點和導線網，并對隧道進行測量、復測，確認無誤后，進行二次襯砌放樣。采購人員需要根據隧道防排水施工設計要求，購買合理的施工材料，采購人員在選購施工材料時，要對市場進行充分的調查，選擇質量優越、價格便宜的施工材料。施工材料在進入施工現場前，施工單位要安排專門的質檢人員對施工材料的質量進行檢查，如果發現施工材料質量不合格，要及時將施工材料退回，重新選購，嚴禁質量不合格的施工材料進入施工現場。在正式施工前，施工單位還要對施工人員進行技術培訓和安全培訓，從而有效地提高施工人員的技術水平和安全意識，確保施工人員能嚴格的按照相關規范進行操作，只有這樣才能為隧道工程的施工質量提供保障。在施工前，施工人員還要組織施工人員對施工使用的各種機械設備進行檢查，確保施工機械設備能安全穩定的運行，從而為隧道工程施工的順利進行提供保障。

4防排水施工技術的應用

4.1測量放樣

在進行測量放樣時，測量放樣人員要利用全站儀將隧道的中心線準確的測量出來，然后沿著隧道中心線向兩側散開放樣，在本工程中，每隔5m為一個放樣點，水平方向放樣結束后，測量放樣人員要將縱向排水管道的中心線測量出來，然后每隔10m設置一個放樣點，最后利用全站儀將排水管道底部的設計標高測量出來。測量人員還要將矮邊墻的邊線測量出來，每隔5m設置一個放樣點，并將矮邊墻的頂標高測量出來。

4.2進入隧道前的防排水處理

在進入隧道施工前，施工單位要對隧道內部的情況進行充分調查，了解隧道隧址區地表水、地下水的情況，并對地表水的補給方式進行分析，根據實際情況，制定相應的地表防排水工作，從而為隧道施工提供方便。在本次隧道工程施工中，施工單位采用漿砌片石截水溝、排水溝將隧址區地表水排入隧道地表外側，并將其引入隧址區原排水系統中，從而有效地防止地表水滲漏對隧道工程施工造成影響。

4.3安裝排水管

在本工程中，施工單位在安裝排水管時，對于環向排水管的安裝，施工單位首先沿著隧道內部，每隔1m設置一個混凝土懸掛錨釘，然后利用鐵絲將排水管道固定在混凝土懸掛錨釘上，在施工過程中，施工人員要特別注意，錨釘需要牢固的地錨在混凝土表面，從而避免彈簧管墜落對隧道中的行人帶來危害。彈簧管的端頭需要預留出10cm，從而為彈簧管和縱向排水管的交接提供保障。在安裝縱向排水管時，其安裝工序與環向排水管的安裝工序大致相同，施工人員首先要沿著隧道坡度，每隔1m設置一個混凝土懸掛錨釘，利用鐵絲將排水管道固定在混凝土懸掛錨釘上，最后施工人員要縱向排水管道和環向排水管道交接處割破，將環向排水管道、縱向排水管道、橫向排水管道連接好，最后對管道的接頭進行密封處理，避免管道接頭處發生漏水現象。

4.4防水板的安裝

在進行防水板安裝前，施工人員要對隧道初期施工的支護情況進行認真的檢查，并對巖面的欠挖進行處理，避免襯砌臺車進入施工現場后，因沒有處理巖面欠挖，從而對隧道工程防排水施工進度造成影響。施工人員還要鑿除凸出的巖石噴射混凝土，割掉凸出的鋼筋頭和錨桿，同時在鋪設防水板前，施工人員要先將防水板拼好，然后利用裝載機將防水板放在架子上。在安裝塑料防水板時，施工單位可以采用無釘法，按照順序逐環安裝；在安裝復合放水板時，施工人員首先要將錨釘釘入混凝土中，然后沿著縱向拉鐵絲，從而對防水板進行保護。施工人員在安裝復合防水板時，要從側面開始，從上到下依次鋪設，同時施工人員要在鋪設過程，將吊帶系在鐵絲上。

5結語

篇(7)

關鍵詞：盾構、近接、施工順序、空間間隔、地表沉降

中圖分類號：U45 文獻標識碼：A 文章編號：

The effects on the earth surface settlement by shield tunnel approaching construction sequence and space interval

Ma Cheng-hao

（Technology Center of China State Construction Engrg Corp.Ltd, Beijing 101300, China）

Abstract: In this paper, we take the shield tunnel approaching construction in a Subway Line No.1 as project background. Use the finite element software MIDAS-GTS to carry out 3D numerical analysis of approaching construction of shield tunnel. Analysis the effects on the earth surface settlement by approaching construction sequence and space interval.

Keywords: shield tunnel; approaching construction; construction sequence; space interval ; earth surface settlement

0引言

隨著我國都市化進程的加快，城市地下軌道交通不斷發展與完善，由于水文地質條件和周圍環境的限制，地鐵與地鐵以及其它地下工程相鄰、相遇、相交的機率大大增加，帶來了大量近接施工相互影響的問題。

本文旨在以某地地鐵近接盾構隧道施工為背景，通過有限元軟件MIDAS-GTS對盾構隧道施工過程進行模擬，分析盾構隧道近接施工間隔順序對地表沉降的影響。

1基本參數

某地地鐵一號線盾構隧道結構采用裝配式C50鋼筋混凝土管片襯砌，錯縫拼裝，盾構管片外徑6.2m，管片內徑5.5m，厚0.35m，管片環寬1.2m。

本文采用MIDAS-GTS有限元法進行分析。模型所用的的地層和材料參數如表1所示。

表1 地層和材料參數

2有關假定和計算前提

計算模型為三維有限元模型，模型縱向長24m，橫向寬60m，豎向36m，隧道頂部覆土11m。計算相關假定與計算前提有：

（1）由于工程影響范圍不大且附近地層變化平緩，假設工程所在位置各地層（包括地表）均呈勻質水平層狀分布；

（2）小變形假設：就研究對象土體、施工技術水平和施工變形控制等條件而言，盾構頂推施工所引起的地表變形應屬于小變形問題；

（3）地層彈塑性模型假設：圍巖土體為非線性材料，盾構法施工對圍巖穩定性擾動較小，土體一般不出現極限破壞變形，且應力、應變水平較低，屬彈塑性連續變形；計算中對隧道所處地層土體采用理想彈塑性模型模擬，用實體單元模擬，并采用摩爾――庫侖屈服準則和相關關聯流動法則，同一土層為各向同性；土體與結構之間由位移來協調，忽略土體與盾構和襯砌之間的相互滑動，從而避免了復雜本構模型中各類參數較難取得等難題；

（4）盾構每推進步長即每環襯砌步長，均等于管片環寬度1.2m，管片襯砌采用shell單元、線彈性材料模擬；

（5）盾構隧道施工對周圍土體的影響是一個漸變的過程；一般情況下，盾構刀盤在擠壓土體時以3cm/min的速度掘進，速度較慢，掌子面土體將不會產生過大的擠壓或坍塌變形；掌子面后方襯砌管片環拼裝時時進行，盾構殼體與圍巖土體的相互作用主要是水平摩擦阻力，該阻力應力水平較為恒定并將在一定程度上對圍巖產生擾動；計算中忽略該摩阻力，并保持掌子面頂推力為一定值；在本模型中，開挖面支護壓力采用動態施加的方式在每步施加，以均布壓力的方式施加在開挖面上；

（6）壁后注漿層環狀假設：影響地層變形各因素中，土體及襯砌材料力學特性參數可通過試驗測定，掌子面頂推力可人為調控；而受土體滲透性、疏密度、地下水、注漿壓力等因素影響下的注漿層厚度和形狀較難量化；計算中假設壁后注漿層為一均質、等厚彈性圓環，其材料力學參數結合工程實際按水泥砂漿壓縮彈性模量取定；

（7）模型四周邊界采用法向約束，下表面采用固定約束，上表面采用自由約束。

3主要計算步驟

根據盾構隧道施工的特點，采用三維有限元模擬盾構隧道的施工全過程，其主要步驟如下：

（1）地層首先在自重應力下達到初始平衡狀態；

（2）各單元節點初始位移置零，向掌子面土體單元施加盾構頂推力，模擬土倉壓力，以防止地表隆起或下沉；

（3）“鈍化”開挖隧道土體和隧道外層間隙土單元以模擬核心土體和盾殼土體開挖，間隙土層厚度包括盾尾操作間隙和盾構殼厚度之和，激活盾構鋼殼單元，向洞周節點反向施加洞周釋放荷載，掌子面前行，形成毛洞；

（4）“激活”相應位置的混凝土管片單元以模擬管片環拼裝，同時鈍化上一部激活的盾構鋼殼單元；

（5）激活管片的間隙土單元并用注漿單元屬性代替原間隙土屬性，模擬盾構通過集盾尾注漿過程，釋放剩余應力；

（6）在計算至平衡后再進行下一步開挖， 即每一步開挖是在前一步襯砌已建好并產生作用的情況下進行的．依次循環（2）～（5）以模擬盾構頂推施工直至隧道開挖完成。

4模擬工況

表2數值模擬工況列表

5計算模型

圖1三維計算網格模型

圖2近接隧道空間相對位置關系

圖3施工過程中盾構掌子面及其頂推力

6模擬結果分析

圖4單隧道貫通后圍巖z方向豎向位移圖

圖5近接隧道貫通后圍巖z方向豎向位移圖

圖6 施工順序與空間間隔對地表橫向沉降影響效應曲線圖

見圖6可知，不同施工順序與空間間隔對地表橫向沉降量有一定的影響，主要表現在同時反向同時施工，反向同時施工所引起的最大地表豎直沉降值為11mm，僅比單隧道施工增大了1mm，而其它施工方法所造成的最大地表沉降都在16mm以上。

圖7 施工順序與空間間隔對地表水平位移影響效應曲線圖

見圖7可知，不同施工順序與空間間隔對地表水平位移量有一定的影響，主要表現在同時反向施工，同時反向施工地表水平位移最大值為4mm，和單隧道施工時相同，只是發生最大水平位移的位置略偏向近接隧道，而其它施工方法所造成的地表水平位移都在6mm以上。

圖8 施工順序與空間間隔對既有隧道中心線處地表縱向沉降影響效應曲線圖

見圖8可知，不同施工順序與空間間隔對既有隧道中心線處地表縱向沉降量有一定的影響，主要表現在同時反向施工，同時反向施工地表縱向沉降由隧道進口處的11mm，到隧道出口處的7mm，變化了4mm；單隧道施工地表縱向沉降由隧道進口處的10mm，到隧道出口處的3mm，變化了7mm；而其它施工方法所造成的地表縱向沉降由隧道進口處的16mm，到隧道出口處的4mm，變化了12mm。

圖9 施工順序與空間間隔對兩隧道中心線處地表縱向沉降影響效應曲線圖

見圖9可知，不同施工順序與空間間隔對兩隧道中心線處地表縱向沉降量有一定的影響，主要表現在同時反向施工，同時反向施工地表縱向沉降由隧道進口處的8mm，到隧道出口處的11mm，提高了3mm；單隧道施工地表縱向沉降由隧道進口處的8mm，到隧道出口處的2mm，降低了6mm；而其它施工方法所造成的地表縱向沉降由隧道進口處的16mm，到隧道出口處的4mm，降低了12mm。

7結束語

綜上可知，施工順序與空間間隔是影響地表豎直沉降量和水平位移量的重要因素之一，因此應在地鐵隧道設計施工時，嚴格控制施工順序與空間間隔，應防止由此產生過大的地表位移，而影響周邊環境。

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