盾构施工过程中的监理要点和方法.ppt

题目 盾构工程施工中的监理要点和方法 一旧盾构维修与改造二地质补充勘查要求三建筑物与管线调查四重要分包商的选定五重要施工方案审查六接口协调移交工作七盾构掘进过程控制八监理日报表的填写 主要交流内容 掘进控制和监理要点 施工准备和方案审查 一 旧盾构维修与改造 1 拟用工程的地质适应性 2 盾构机现状描述 3 盾构机本身存在问题的描述 4 拟维修和改造内容 5 维修改造计划 二 地质补充勘查要求 1 补勘孔位设定原则 易发生事故的地点 特殊地段 对原有地质报告存在怀疑的 原地质报告部分孔位过疏 过重要建筑物及换刀等 2 补勘单位选择 3 勘察的主要内容及其报告主要内容是否合理 4 勘察设备是否合理 取芯率能否达到要求 5 勘察时间是否满足施工需求 6 是否需要特殊勘察方式 取芯图片增加 补勘岩芯的保护和标识 三 建筑物与管线调查 1 调查范围如何界定 2 调查计划如何安排 3 调查人员如何安排 4 调查报告格式是否满足要求 几种基本调查表格 建筑物基础调查表建筑物管线现状调查表建筑物调查汇总表房屋鉴定表 建筑物调查常用表格 四 重要分包商的选定 1 设计分包商的选定设计分包商选定时 非常重要的设计图纸提交计划一定要提前明确 特别是管片结构图和配筋 包含特殊管片图纸 为管片模具制造提供依据 为管片厂选定提供依据 2 管片分包商的选定 1 信誉和经验 2 提供模具情况 3 厂房既有生产状况及场地状况 特别是模具供应 堆场 养护池 养护场地能否满足需求 4 管片分包的造价及合同签订 3 钢管片分包商的选定考虑其生产周期 及早确定 4 重要设备和材料供应商的选定 五 重要施工方案审核 1 工程总体筹划计划编制2 重要专项方案审核要点 1 工程总体筹划计划编制 1 施工场地总平面布置方案 1 场地布置是否顺畅 互相干扰最小 2 一些主要设施布置是否合理和齐全 碴坑 管片堆场 门吊系统 砂浆拌合站 排水系统 冷却塔 通风机 充电间 机修车间 钢构件加工厂 小型机具堆放场 洗车槽 防洪措施 沉淀池等 3 最好能包含井下场地布置 如轨线布置 循环水池布置 井下沉淀池布置 油脂 泡沫堆场等等 盾构始发场地布置图 2 工程总进度计划编制 1 关键节点的确定 盾构机进场 盾构始发 盾构到达 盾构过站 附属结构施工 工程验收 2 几个需要注意的问题 掘进完成和竣工验收之间需要有1个月以上的时间 联络通道施工时间与盾构掘进施工时间的冲突 洞门施工时间与隧道掘进时间的冲突 端头加固时间的确定 掘进过程 始发 到达段与正常段掘进速度不同 长距离后掘进速度不同 不同地层掘进速度不同 换刀等异常时间的考虑 管片生产的开始时间是否满足盾构掘进速度要求 盾构机制造 管模制造 门吊制造安装 联络通道管片制造安装等是否预留了足够时间 2 重要专项方案审核要点 1 施工用电专项方案2 始发到达端头加固方案3 盾构机运输 吊装方案4 管片生产方案5 盾构始发到达方案6 隧道掘进和管片拼装施工方案7 测量方案8 监测方案 1 施工用电专项方案 1 线路布设是否满足安全要求 2 应附有隧道横断面布置图示 3 是否满足长距离损耗的要求 2 始发 到达端头加固方案 1 加固方法选择 2 加固工艺流程 3 加固设备选择 4 检测手段 5 加固时间 6 质量保证措施 3 盾构机运输 吊装 吊出方案 1 运输线路 2 吊装设备及人员 3 吊装顺序与方法 4 吊装场地布置与现场的适应性 5 拆机顺序与方法 6 计划安排 4 管片生产施组 1 管片排版 2 管片生产计划 3 管片厂场地布置 4 管片生产工艺流程 5 管片生产质量保证措施 6 管片生产组织结构 7 管片运输及进出场检查验收程序 5 盾构机始发 到达 方案 1 始发架和接收架 反力架设置 2 始发姿态控制 防滚动措施是否到位 曲线始发方向 始发测量方案 3 负环管片安装位置是否正确 4 始发掘进参数的控制 5 密封环板选择 6 管片防松弛措施 7 洞门凿除 凿除计划 凿除方法 顺序 凿除人员安排 安全措施 8 始发运输方案 水平运输和垂直运输方式 6 盾构掘进和管片拼装施工组织 1 进度计划 2 平面布置及设备投入 3 盾构掘进施工方法 4 管片拼装施工方法 5 难 重点施工方法 6 质量和安全保证体系 7 施工测量方案 1 控制点的布置及施测 2 施工导线放样方法及程序 频率 3 盾构机导向系统 4 施工时的各项限差和质量保证措施 5 隧道变形测量方法 6 施工测量组织与管理 7 仪器投入与保养 8 测量管理制度 8 盾构掘进施工监测方案 1 监测范围是否合理 2 监测项目是否满足要求 3 监测方式 是否第三方 4 监测数据的提交时间 5 监测资料的整理 六 接口协调工作 1 接口车站的设计协调车站开口尺寸是否满足始发到达的基本要求 始发井段处车站侧墙与线路中心线间的净距离不应小于4000mm 始发井处中柱与线路中心线间的净距离不应小于3800mm 盾构吊装孔孔口尺寸不小于 11500mm 长 7500mm 宽 对称线路中线 孔口应尽量靠近端墙 盾构始发端端头墙后约80m处车站顶板及各层楼板应预留7500mm 长 5000mm 宽 的出土口 车站盾构始发端端墙上预留盾构始发孔尺寸要考虑盾构机外形尺寸需求 车站盾构始发端端墙内侧底板是否需要留置凹槽以满足焊接需求或反力架要求 始发井段车站底板面应低于线路轨面线多少 始发井处车站结构底板板面应低于端墙预留始发孔最低点100mm以上 特别注意底板和中板上 下腋角对始发的影响 梁对盾构机移动的影响 车站净空对曲线始发和对盾构过站的影响 预留钢筋等对调头 过站的影响 2 始发场地的协调1 端头加固的场地及水电协调 1 移交的时间 根据工程进度计划和加固的原则确定加固时间 宜早不宜迟 部分场地困难的 可以分批分期进行 2 移交内容 移交范围的施工场地 道路 场地内的地下管线 场地内的监测点 临时设施 水电接入点等 3 移交的要求 满足进行端头加固的场地和施工条件 拆除移交范围的临时设施 清运因施工产生的建筑垃圾的责任义务 遵照 谁产生谁负责 的原则 移交场地必须达到整洁有序 4 端头加固进场施工的原则是 加固期间 做好场地内的安全文明施工 尤其是泥浆的处理 场内必须服从车站承包商的统一管理 盾构承包商的加固所需的水 电可由车站承包商提供接入点 单独安装水 电表 按时将水电费交付给车站承包商 2 地面施工场地的移交 1 移交内容 移交范围的场地 场地内的地下管线 场地内的监测点 水电接入点 场地内的临时建筑 临时道路 场地范围的地面主体结构及地表其他构造物等 2 移交的一般要求 拆除场地范围的临时设施 清运因施工产生的建筑垃圾的责任义务 遵照 谁产生谁负责 的原则 移交场地必须达到整洁有序 场地内的垃圾和材料全部清理完毕 3 注意事项 对于周边需要保护的建筑物 在盾构掘进期间可能受影响的 如果没有第三方监测 必须对监测数据移交 并与对方明确发生损失后的赔偿原则 3 地下施工场地移交 1 移交内容 场地范围内的主体结构 围护结构及支撑 场地范围内的预埋件 接地引出线 防杂散电流端子 测量导线点 水准点 站台板预埋插筋 风道预埋插筋等 预留孔洞 预埋注浆管及其他预埋件 2 尽量减少在主体结构上打钻 若必要时 需在主体结构上打孔 须征得车站承包商和工点设计的同意 3 车站集水井若未封闭 集水井的临时抽水工作 应由谁负责 费用如何分担 需要明确 3 盾构到达 过站 调头场地协调1 盾构到达 过站对车站的要求2 盾构承包商运输方案 包括运输路线 吊入吊出 组装解体方案 尤其是盾构机的起吊 运输的荷载 必须符合车站的地面超载要求 方案必须征得车站设计的同意 3 盾构承包商需利用车站中板堆放材料和设备时 需有荷载检算资料 符合车站荷载的要求 并征得车站工点设计的同意 4 盾构预埋件安装协调1 盾构预埋件主要包括 洞门环板 吊装所需的钢板或吊环 后配套设备底座 测量监测点 盾构始发 过站及到达所需的预埋件等 2 预埋件的施工的原则 盾构工点负责制作运输 车站工点负责安装埋设 安装过程盾构承包商指导施工 双方共同验收 双方要多沟通 早沟通 预埋件施工流程 钢环定位安装方案 位置 尺寸 焊接质量 螺孔封堵 洞门预埋钢环的几个验收节点 1 洞门中心定位的测量工作 由车站 盾构 业主测量队 注意车站施工单位要尽可能早地放样 以免脚手架干扰 2 洞门环板四方验收接收 提前10天以上 3 安装定位 注意洞门钢环安装方案的编制和审查 定位后四方验收确认 浇注混凝土 特别注意螺栓孔封堵 4 浇注混凝土完毕 四方再次确认钢环安装精度 5 其他预埋件提前2 3天要到现场跟踪 避免遗漏 5 监测资料的移交1 车站和盾构共同影响范围内的建 构 筑物的监测基准值由双方承包商和监理共同测量确定 2 移交时 对建 构 筑物外观和墙体等实物 双方现场进行确定 由于车站施工引起变形较大 双方有争执的建 构 筑物 由车站承包商请第三方鉴定单位鉴定后移交 3 对建 构 筑物的移交资料必须包括整个车站施工期间的监测资料和业主的协调处理资料 一 隧道轴线偏差原因分析及监理要点 二 隧道渗漏原因分析及监理要点 三 隧道错台原因分析及监理要点 四 管片破损 裂缝形成原因及监理要点 五 地面和建筑物沉降控制要点 七 盾构施工过程控制 一 隧道轴线偏差原因分析及对策 原因分析 1 自动导向系统发生偏差导致的轴线偏差 输入数据错误 全站仪移动 隧道扭转 2 工程施工测量误差引起盾构姿态超出轴线控制范围内 仪器精度低 测量计算方法不正确 控制点偏差 导线测量不及时等等 3 成形隧道上浮或下沉 管片脱出盾尾后上浮的原因有 1 地质情况 从南京地铁盾构施工情况看 淤泥质粉质粘土层的上浮量大于砂层 而从广州地铁盾构施工情况看 中 微风化岩层管片上浮量较大 2 长细比很大的柔性构件的偏心受压 3 浆液选型不当 浆液早期强度偏低 不能及时与围岩土体形成共同作用 4 浆液初凝时间控制不当 没有及时填充盾尾间隙或填充效果不佳 5 注浆位置选择不当 采用管片注浆孔注浆时 以中下部注浆孔为注浆孔位 6 盾构姿态较差 千斤顶编组压力差过大 7 盾构超挖间隙过大 4 始发托架或反力架设置不当 发生变形 始发台定位方向错误 5 地质条件导致的盾构机轴线偏移 1 地质软硬不均 局部非常坚硬的岩石令盾构掘进缓慢 并导致盾构朝向软地层方向 滑移 纠偏困难 盾构姿态越来越差 最终超出线路设计的轴线 2 地质软弱 盾构机停机时发生姿态变化 6 操作失误造成的姿态变化 7 管片选型错误 控制隧道轴线偏差的对策1 加强测量管理 通过多级测量校核来确保隧道控制轴线测量成果的正确 2 盾构掘进施工中 除了依靠盾构自动测量系统指导施工外 要加强人工测量来校核自动测量系统的误差 有效降低施工环境等外界因素引起的测量误差 3 为了控制管片脱出盾尾后发生上浮 控制重点主要在以下方面 加强管片脱出盾尾后的沉浮监测 摸清不同地段管片上浮或下沉的规律 以指导盾构施工 严格控制盾构掘进参数 分区压力 掘进姿态和管片选型 采用具有一定强度的硬性浆液注浆 加大上部的注浆压力 在盾构掘进中 根据隧道变形监测的结果 适应提高或降低盾构在轴线上的姿态 使隧道变形后轴线仍在受控制范围内 加强管片二次复紧工作 4 为了控制隧道后期下沉 控制重点主要在以下方面 加强隧道后期变形监测 根据隧道变形情况确定是否需要二次注浆 采用具有一定强度的影响浆液进行注浆 对于隧道脱出盾尾后的上浮或下沉 根据不同地质条件下的测量结果 调整盾构掘进姿态 5 始发托架要经过验算 围护结构桩上要设置导轨放置栽头 6 曲线始发时一定要提前设计好盾构掘进方向 7 反力架必须经过验算和提供足够的反力 8 熟练的掘进控制 动态的掘进管理 减少因错误操作而引起的轴线偏差大和盾构机扭转角过大 9 合理的管片选型 10 出现了轴线侵限时的处理 二 隧道渗漏原因分析及对策 常见的隧道渗漏 环缝 纵缝渗漏 管片裂缝渗漏 螺栓孔渗漏 边角破损渗漏 洞门和联络通道渗漏 原因 1 管片外弧面在拼装或脱出盾尾时破损 致使止水条位置的止水效果失效 这种破损往往是以下几个因素造成 盾构机姿态不好 盾尾间隙过小 使管片与盾尾壳发生刚性接触造成管片脱出盾尾时发生破损 拼装操作不当 如拼装时即发生破损或封顶块插入时发生止水条被挤出 盾构机设计的局部不合理 如盾构推进千斤顶球铰的自由度过小 管片局部受压 或者推进千斤顶靴板挤压等原因造成 管片破损 2 遇水膨胀橡胶止水条在施工中不注意保护 或由于泡在泥水中时间过长而失效 3 隧道错台过大 使管片间止水条错位而渗漏 4 橡胶止水条粘贴不牢或运输过程 拼装过程发生了止水条破坏 对策 1 强化盾尾注浆和二次注浆管理 2 保持管片基面干净 保证止水条粘贴牢靠 安装过程中要经常检查 发现止水条损坏要及时更换 3 加强拼装过程管理 角部破损的严禁拼装 工程中选用的缓膨时间较长的橡胶止水条 施工中要对橡胶止水条涂刷缓膨剂 发现止水条脱落及时处理 K块插入时要在管片纵缝接触面涂抹润滑剂 4 在盾构机设计时即注意对千斤顶撑靴板结构的细部构造 防止挤压管片止水条后 止水条松弛 同时外弧砼剪切破坏 5 调整好盾构机姿态 采取各种措施尽可能减少管片破损的发生 6 堵漏措施的选用 逆止注浆阀 45度穿过裂隙面打注浆孔 三 隧道错台原因分析及对策 原因 1 管片拼装不认真 拼装时已发生错台 2 螺栓未拧紧 3 盾构姿态变化大 4 管片选型不正确 盾构姿态纠偏过急 5 隧道上浮或下沉 6 小曲线段由于推进千斤顶编组压力差较大 管片本身受到一个侧向作用力 7 管片发生椭变 对策 1 加强人员培训 正确操作盾构机 提高管片拼装精度 减少隧道错台 正确管片选型 避免纠偏过急 科学化管理注浆工作 对于小曲线段 地质较差的地层 超挖量较大的地层 要通过同步注浆 二次双液注浆以及地面跟踪注浆的措施 提高注浆效果 注浆工艺要与正常段有所不同 盾构机配置整圆器 减少盾壳内发生的椭变 5 采取有效措施控制管片脱出盾尾后的上浮或下沉 6 加强螺栓的二次复紧工作 7 特大错台的处理 四 破损 裂缝形成原因及对策 按发生的位置的划分 破损主要分为外弧面破损 内弧面破损和环面破损三类 按发生时间来分 破损分为运输过程的破损 拼装前破损和拼装后破损三类 按时段来分 裂缝可概括为三类 即 管片生产过程造成的开裂 盾构施工过程造成的开裂和盾构隧道使用过程中的开裂 按照裂缝的形式来分 有环向裂缝 纵向裂缝和手孔裂缝 开裂的管片主要位于隧道中部以上 拱顶占多数 以正向裂缝为主 即裂缝的开口方向与盾构推进方向相一致 裂缝的开口方向与盾构推进方向相反 并且裂缝常见的位置在隧道中部和稍偏上位置 原因 1 拼装前运输或堆放过程发生破损 2 拼装完成后 脱出盾尾时发生破损 这种破损大多是由于盾构机姿态不佳 盾尾间隙过小 千斤顶作用面不均衡或推力编组推力差过大 环面不平整等因素导致 3 拼装时敲打螺栓造成破损 4 错台导致的破损 5 管片生产过程因混凝土原材料问题 配合比问题和养护问题而产生的裂缝 6 管片模具精度偏差 引起管片环面不平整 千斤顶推力过大等原因产生的裂缝 7 管片配筋不合理造成运输或安装过程局部应力集中而开裂 8 环向裂缝的成因分析 对策1 加强管片脱模强度的检查和吊运过程的保护 防止生产和运输过程中发生损伤 2 管片切忌直接堆放在隧道内 必须采取措施提高堆放高度 增加管片拼装机径向行程 3 及时更换破损的撑靴 4 管片拼装过程切忌野蛮操作 强行敲打 5 通过注浆等手段严格控制较大错台的发生 6 严格控制盾构机姿态 操作过程对于千斤顶编组压力差应制定控制指标 7 严格控制二次注浆压力 以防压力过大而使管片开裂 8 管片设计时对于螺栓孔 吊装孔等位置配筋加强 9 管片生产过程的裂缝防治 五 地面和建筑物沉降控制要点1 采用微扰动和土压平衡掘进模式在掘进时采取微扰动掘进模式 将掘进速度控制在20 30mm m之内 同时将土仓压力变动幅度控制在30KPa之内 这样使无论盾构是在掘进状态还是在停机状态 均可以相对维持土仓压力与掌子面的平衡 避免土压大起大落 产生对掘削地层的扰动 从而达到控制沉降的目的 2 掘进速度及出土量控制原则 保持精确出渣计量 快速通过 关键保持出土不超量 由于盾构机的特殊构造 使其无法观察掌子面的情况 我们只能通过出渣量的大小来推算掌子面的情况 所以必须控制好出渣量 根据计算 实际每环出渣量为70m3左右 用电机车渣土计量为每环4 5斗左右 现场实际计量时 出土量控制可采用掘进300mm出渣1渣斗车控制 如出土量超标 应立即采取地面注浆 防止地面沉降 塌陷 3 注浆量控制盾构在砂层等软弱地层掘进采用每环进行同步壁后注双液浆的方式注浆 作用有三 一是保证管片在短时间内稳定 二是保证管片壁后与隧道围岩之间短时间内凝固并充填密实 堵住后面来水 预防盾构后面来水涌入刀盘前方造成 喷涌 的可能 造成出土量无法得到控制 因为往往在发生 喷涌 时出土量是无法得到准确计量的 三是保证盾构过后砂层段的后期沉降 注浆压力取值0 3 0 5MPa 注浆量每环不少于5 5m3 在同步注浆不足的情况下 本环掘进结束后立即进行补充注浆 保证管片与围岩之间充填密实 4 土压平衡模式下预防结 泥饼 措施在粘土层等软弱地层段时 往往采取土压平衡模式进行掘进 根据以往其它施工单位类似地层施工经验 此时土压设定略大于计算土压取值 通常讲的就是 憋着 进行掘进 在这样的掘进情况下面 盾构掘进速度往往较慢 如果渣土改良不好或注入孔堵塞情况刀盘往往出现 泥饼 影响盾构顺利推进 对此 渣土的改良和适当的气压辅助掘进重要的预防措施 5 预防 喷涌 措施盾构在砂层等软弱地层掘进经常也会遇到 喷涌 问题 出土超量造成地面坍塌事故的发生 采取措施主要有 1 选择合适配比的渣土改良添加剂 2 通过双液注浆方式填充密实管片与围岩之间的控制 堵住盾尾来水预防 喷涌 3 通过注入管路转换 在螺旋机前端增加一条注入管路 注入原液高分子材料 高分子材料大量吸收渣土中水分后由液状渣土转变为塑性渣土 形成土塞效应 4 掘进方法上的改进 盾构工程质量检查日报表