引言
    近年來，為適應(yīng)城市發(fā)展需要和滿足城市居民日益增長的出行需求，北京市地鐵規(guī)劃為三環(huán)五縱七放射的格局。工期緊，任務(wù)重。為適應(yīng)形式的需要，先進(jìn)的工法、工藝、新的技術(shù)在廣泛使用。根據(jù)北京地區(qū)的地質(zhì)特點，地鐵區(qū)間隧道建設(shè)一般都采用盾構(gòu)法施工和暗挖法施工。盾構(gòu)機的類型有多種，目前在北京地鐵區(qū)間隧道建設(shè)中以土壓平衡式盾構(gòu)應(yīng)用最為廣泛。
    本人參加了北京地鐵xx號線xx站至xx站區(qū)間的施工監(jiān)理工作。該區(qū)間隧道采用（泥土加壓式）土壓平衡式盾構(gòu)掘進(jìn)施工。以下就以土壓平衡式盾構(gòu)為例，對隧道掘進(jìn)施工中監(jiān)理應(yīng)監(jiān)控的重點及采取的對策，談幾點體會。
一、盾構(gòu)機的選型
（一）地質(zhì)分析與機具的選擇
    本區(qū)間隧道在K1+822.316~K2+013.966（隧道管片1~160環(huán)）、K2+271.966~K2+396.414（隧道管片376~480環(huán)）范圍內(nèi)主要穿越卵石⑤層【卵石⑤層：雜色密實濕低壓縮性標(biāo)高33.0～34.0m以上卵石最大粒徑不小于260mm，標(biāo)高33.0～34.0m以下卵石最大粒徑不小于420mm（依據(jù)探井資料），一般粒徑20～70mm，粒徑大于20mm顆粒含量約為總質(zhì)量50～80％，亞圓形，中粗砂充填】；隧道在K2+013.966~K2+271.966（隧道管片161~375環(huán)）范圍內(nèi)開挖斷面內(nèi)大部處于卵石⑦層（最大粒徑不小于650mm，一般粒徑30～80mm，粒徑大于20mm顆粒含量約為總質(zhì)量60～70％，亞圓形，中粗砂填充）。卵石⑦層較卵石⑤層卵石粒徑大，盾構(gòu)掘進(jìn)過程中對刀具的磨損更為不利。
在采用土壓平衡式盾構(gòu)時，必須根據(jù)圍巖條件建立一個施工系統(tǒng)，使開挖推進(jìn)裝置，開挖面穩(wěn)定裝置、添加劑注入裝置、攪拌裝置、渣土運出裝置等設(shè)備能切實發(fā)揮各自功能。
（二） 監(jiān)理關(guān)注重點
1、根據(jù)圍巖條件選用土壓平衡式盾構(gòu)。本工程選用泥土壓式盾構(gòu)，以形成塑性流動化狀態(tài)的開挖推進(jìn)系統(tǒng)。
2、選用復(fù)合刀盤，注意刀盤的開口率。開口率應(yīng)滿足地質(zhì)條件的要求，特別是主導(dǎo)粒徑的要求。本工程的刀盤開口率為40%。
3、選用復(fù)合刀具，注意刀具的配置。在砂層、砂卵石地層施工時，需設(shè)置（寬幅）切刀、周邊刮刀、先行刀（重型撕裂刀）、中心刀、仿形刀等刀具。切刀是主刀具，用于開挖面大部分?jǐn)嗝娴拈_挖；周邊刮刀也稱保徑刀，用于切削外周的土體，保證開挖斷面的直徑；先行刀在開挖面沿徑向分層切削，預(yù)先疏松土體，降低切刀的沖擊荷載，減少切削力矩，同時重型撕裂刀用于破碎強度較低和粒徑較小的卵石和礫石；中心刀用于開挖面中心斷面的開挖，起到定心和疏松部分土體的作用；仿形刀用于曲線開挖和糾偏，滾刀用于破碎粒徑較大的礫石或漂石。
4、 選用螺旋排土器。螺旋排土器應(yīng)與地質(zhì)條件相適應(yīng)，應(yīng)關(guān)注螺旋排土器的直徑、耐磨性等。本工程螺旋排土器的直徑為500。
5、曲線的曲率半徑與中折裝置及輔助工法的選擇。為確保隧道曲線施工，將盾構(gòu)本體分成前驅(qū)和后驅(qū)，讓1處或2處曲折，以易于盾構(gòu)彎曲，減小推進(jìn)阻力。
6、針對砂卵石地層條件配備刀具磨損探測裝置，建立合理的掘進(jìn)參數(shù)，達(dá)到減少盾構(gòu)刀具磨損、延長掘進(jìn)距離、減少換刀次數(shù)的目的。
二、盾構(gòu)始發(fā)（出洞）階段
土壓平衡式盾構(gòu)機掘進(jìn)的原理是建立開挖面前后水土壓力平衡。在盾構(gòu)掘進(jìn)不同階段，盾構(gòu)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(jìn)洞階段由土壓平衡逐步過度到非土壓平衡。
    盾構(gòu)始發(fā)（出洞）階段是盾構(gòu)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，是控制盾構(gòu)掘進(jìn)施工的首要環(huán)節(jié)。在盾構(gòu)始發(fā)（出洞）前、后各項準(zhǔn)備工作中監(jiān)理需監(jiān)督承包單位做好充分的技術(shù)、人員、材料、設(shè)備準(zhǔn)備，并對盾構(gòu)是否具備出洞條件予以審查，確保盾構(gòu)在安全可靠的前提下能順利出洞。
（一）盾構(gòu)出洞土體加固
    為了確保盾構(gòu)出洞施工的安全和更好地保護(hù)附近的地下管線和建（構(gòu)）筑物，盾構(gòu)始發(fā)與接收是盾構(gòu)施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是危險多發(fā)環(huán)節(jié)。為了保證盾構(gòu)始發(fā)與接收的安全，需要根據(jù)地層條件、水文條件、隧道埋深及周邊環(huán)境等因素對盾構(gòu)始發(fā)、接收端頭土體進(jìn)行有針對性的加固處理，提高土體的自穩(wěn)性和承載力，確保洞門破除的施工安全，確保盾構(gòu)機進(jìn)、出洞的姿態(tài)。
1、土體加固的原則和要求
（1）根據(jù)隧道埋深及盾構(gòu)隧道穿越地層情況，依據(jù)設(shè)計和規(guī)范要求確定土體加固在隧道及四周的范圍，加固區(qū)域內(nèi)應(yīng)沒有管線。
（2）洞門破除與盾體始發(fā)相協(xié)調(diào)，盡量縮短洞門土體的暴露時間，確保洞門破除和盾構(gòu)機進(jìn)、出洞的安全。
（3）加固后土體無側(cè)限抗壓強度≥0.8Mpa。但也不宜過高一般不大于1.0Mpa。
（4）滲透系數(shù)≤1.0×10-7cm/s。
2、土體加固監(jiān)理的重點
（1）加固土體與豎井維護(hù)結(jié)構(gòu)間隙封閉。由于加固土體與豎井維護(hù)結(jié)構(gòu)之間存在間隙，監(jiān)理在審查土體加固專項方案時應(yīng)審查承包方是否在方案中有相應(yīng)的措施（一般可采用注漿、旋噴等方法）封閉該間隙，并監(jiān)督承包方予以落實。
（2）加固土體的強度。 加固土體的強度是否滿足設(shè)計要求是衡量加固效果的首要指標(biāo)，可通過對進(jìn)出洞加固范圍內(nèi)不同深度土體采用鉆芯取樣檢測的方式加以驗證，監(jiān)理人員應(yīng)對承包方鉆芯取樣過程進(jìn)行見證，確保取樣工作的真實性。
（3）加固土體的均勻性。檢驗加固土體的均勻性目前尚無相應(yīng)的工具、手段，可通過打探孔方式進(jìn)行觀察。監(jiān)理人員應(yīng)監(jiān)督承包方在洞口割除圍護(hù)結(jié)構(gòu)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(shù)量一般不少于5個），現(xiàn)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。
（4）監(jiān)理應(yīng)認(rèn)真審核加固土體的施工方案，并采取巡視、旁證等監(jiān)理方法，對加固過程進(jìn)行全方位、全過程的監(jiān)控。
3、采取合理的加固方法（實例）
    土體加固的方法很多，但一定要與地質(zhì)條件相適應(yīng)。加固的根本要求是要保證加固土體的強度，加固土體的均勻性及止水性。本工程在盾構(gòu)始發(fā)和到達(dá)的土體加固分別采用了袖閥管注漿工法和旋噴樁工法。袖閥管注漿工法能達(dá)到加固土體的強度，但加固土體的均勻性得不到保證。不均勻性的砂、卵石地層采用旋噴樁加固工法能夠保證加固土體的強度，加固土體的均勻性。但一定要控制加固土體的強度。
（二）盾構(gòu)始發(fā)基座設(shè)置
     盾構(gòu)始發(fā)前需將盾構(gòu)機準(zhǔn)確的擱置在符合設(shè)計軸線的始發(fā)基座上，待所有準(zhǔn)備工作就緒后，沿設(shè)計軸線向地層內(nèi)掘進(jìn)施工。因此，盾構(gòu)出洞前盾構(gòu)始發(fā)基座定位的準(zhǔn)確與否，直接影響到盾構(gòu)機始發(fā)姿態(tài)好壞。監(jiān)理監(jiān)控的重點：
1、洞門位置及尺寸
在基座設(shè)置前，監(jiān)理人員應(yīng)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(jìn)行復(fù)核。
2、盾構(gòu)始發(fā)基座位置
盾構(gòu)始發(fā)基座的設(shè)置依據(jù)不僅包括洞門中心的位置、豎井的大小、還包括設(shè)計坡度與平面方向、盾構(gòu)機的長度、反力架和反力環(huán)的尺寸等。在始發(fā)基座設(shè)置完畢，為確保盾構(gòu)機能以最佳的姿態(tài)出洞，監(jiān)理人員應(yīng)重點復(fù)核基座頂部導(dǎo)向軌的位置（平面位置及高程），確保盾構(gòu)擱置位置和方向滿足設(shè)計軸線的要求及施工規(guī)范的要求。
（三） 盾構(gòu)機及后配套設(shè)備井下調(diào)試與驗收
盾構(gòu)法隧道施工主要依靠盾構(gòu)掘進(jìn)機及配套設(shè)備完成掘進(jìn)任務(wù)，由于受工作井內(nèi)空間限制，需將盾構(gòu)機及后配套臺車分節(jié)吊裝運至井下，并在井下安裝、調(diào)試和試運轉(zhuǎn)。盾構(gòu)機的調(diào)試分為空載調(diào)試與驗收和負(fù)荷調(diào)試與驗收。
1、空載調(diào)試與驗收監(jiān)理監(jiān)控重點
盾構(gòu)機組裝和連接完畢后，即可進(jìn)行空載調(diào)試。主要調(diào)試內(nèi)容為：液壓系統(tǒng)，潤滑系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，配電系統(tǒng)，注漿系統(tǒng)，以及各種儀表的校正。
（1）要求施工單位編制詳細(xì)的調(diào)試與驗收報告 。
（2）重點是對盾構(gòu)機及后配套設(shè)備主要部件和系統(tǒng)檢查和核對。
（3）著重觀測刀盤轉(zhuǎn)動和端面跳動是否符合要求。
（4）重點部位進(jìn)行旁站監(jiān)理。
2、負(fù)荷調(diào)試與驗收監(jiān)理監(jiān)控重點
    負(fù)荷調(diào)試的主要目的是檢查各種管線及密封的負(fù)載能力，使盾構(gòu)機的各個工作系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)達(dá)到滿足正常生產(chǎn)要求的工作狀態(tài)。
    通常試掘進(jìn)時間(一般為100米掘進(jìn)長度）即為對設(shè)備負(fù)載調(diào)試與驗收時間。通過試掘進(jìn)應(yīng)確定合理掘進(jìn)參數(shù)和土體改良的方法，確保盾構(gòu)刀盤前方開挖面的穩(wěn)定，做好掘進(jìn)方向的控制，確保隧道軸線符合設(shè)計要求。監(jiān)理重點監(jiān)控：
（1）要求施工單位編制詳細(xì)的試掘進(jìn)方案及驗收項目、標(biāo)準(zhǔn)。
（2）監(jiān)理應(yīng)依據(jù)驗收項目、驗收標(biāo)準(zhǔn)逐項進(jìn)行檢查和核查。
（3）監(jiān)理對重點項目進(jìn)行旁站。
（4）要求施工單位編制詳細(xì)的驗收報告。
3、盾構(gòu)機驗收的主要項目
（1）機械外觀：盾構(gòu)機、臺車、皮帶運輸機、操作臺。
（2）液壓系統(tǒng)：刀盤泵運轉(zhuǎn)、螺旋輸送機泵運轉(zhuǎn)、液壓管路情況、液壓閥門情況、操作臺各儀表反應(yīng)情況、黃油泵運轉(zhuǎn)、盾尾密封油脂泵轉(zhuǎn)。
（3）機械運轉(zhuǎn)情況：刀盤轉(zhuǎn)動（順、逆時針）、擴挖刀伸縮、千斤頂伸縮、螺旋輸送機轉(zhuǎn)動、管片拼裝機運轉(zhuǎn)、注漿孔開關(guān)。
（4）控制系統(tǒng)：操作臺控制。
（四） 后盾支撐系統(tǒng)安裝
    盾構(gòu)前進(jìn)的動力是通過千斤頂來提供，而盾構(gòu)始發(fā)時千斤頂頂力是作用在后盾支撐系統(tǒng)之上。一般后盾支撐體系是由反力架、反力環(huán)、臨時襯砌（負(fù)環(huán)管片）等組成。后盾支撐系統(tǒng)必須有足夠的剛度和強度，確保在頂力作用下不發(fā)生變形。這是確保盾構(gòu)始發(fā)成功的關(guān)鍵控制因素之一。
1、反力架的安裝監(jiān)理監(jiān)控重點
    反力架端面必須與盾構(gòu)機座軸線（即盾構(gòu)機軸線）垂直，確保盾構(gòu)機軸線與隧道設(shè)計軸線平行，是反力架安裝的關(guān)鍵控制點。
（1）反力架要有計算書，確保頂力的要求并有足夠的安全儲備。
（2）反力架的定位尺寸、平面與豎向安裝精度必須滿足設(shè)計及規(guī)范要求，監(jiān)理要做測量復(fù)核。
（3）反力架底腳及反力架后背支撐與始發(fā)井內(nèi)預(yù)埋件采用焊接連接，嚴(yán)格控制焊口焊接質(zhì)量，保證反力架安全穩(wěn)定。
2、反力環(huán)的安裝與定位監(jiān)理監(jiān)控重點
    反力環(huán)由上下兩個半圓組成，采用螺栓進(jìn)行連接。在負(fù)環(huán)管片與反力環(huán)接觸面上鋪設(shè)5mm厚橡膠板，消除負(fù)環(huán)和反力環(huán)之間由于反力環(huán)面不平整或負(fù)環(huán)環(huán)面不平整造成的接觸不密實。
（1）反力環(huán)端面必須與盾構(gòu)機座軸線（即盾構(gòu)機軸線）垂直，確保盾構(gòu)機軸線與隧道設(shè)計軸線平行，是反力環(huán)安裝的關(guān)鍵控制點。
（2）反力環(huán)的定位尺寸、平面與豎向安裝精度必須滿足設(shè)計及規(guī)范要求。（3）反力環(huán)與反力架采用焊接連接，嚴(yán)格控制焊口焊接質(zhì)量，保證反力環(huán)與反力架接觸緊密無空隙。確保反力環(huán)安全穩(wěn)定 。
（五） 洞門圍護(hù)結(jié)構(gòu)鑿除（出洞側(cè)）
地鐵盾構(gòu)法隧道施工一般以車站主體結(jié)構(gòu)兩端端頭井作為盾構(gòu)始發(fā)井和接收井。盾構(gòu)在始發(fā)前需對始發(fā)井出洞側(cè)洞口圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分次、分塊鑿除。監(jiān)理在洞門圍護(hù)結(jié)構(gòu)鑿除后應(yīng)對其后土體自立性、滲漏等情況進(jìn)行觀察，判斷出洞區(qū)域土體的實際加固效果是否滿足盾構(gòu)安全出洞的要求。監(jiān)理重點監(jiān)控：
1、要求施工單位嚴(yán)格執(zhí)行分層、分塊剔除的施工工藝。
2、要求施工單位編制相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，并準(zhǔn)備必要的應(yīng)急物資。
3、在剔除過程中監(jiān)理要加強現(xiàn)場巡視并在關(guān)鍵部位采取旁站。
（六） 盾構(gòu)出洞洞口裝置安裝
由于隧道洞口與盾構(gòu)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(huán)板、扇形板及相應(yīng)的連接螺栓和墊圈等。監(jiān)理監(jiān)控的重點：
1、做好始發(fā)洞門預(yù)埋件的埋設(shè)工作，預(yù)埋件必須與端墻結(jié)構(gòu)鋼筋連接在一起，嚴(yán)格控制洞口預(yù)埋件的埋設(shè)質(zhì)量，（從位置、標(biāo)高、焊接質(zhì)量等）為下一步的安裝打好基礎(chǔ)。
2、對簾布橡膠板上所開螺孔位置、尺寸進(jìn)行復(fù)核，對出洞裝置安裝的牢固情況進(jìn)行檢查，確保簾布橡膠板能緊貼洞門，防止盾構(gòu)出洞后同步注漿漿液泄漏。
（七）盾構(gòu)出洞安裝臨時支撐及負(fù)環(huán)管片安裝
1、安裝臨時支撐監(jiān)理監(jiān)控重點
 臨時支撐為負(fù)環(huán)管片提供臨時支撐；要求臨時支撐必須安裝位置準(zhǔn)確，并具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性。監(jiān)理重點監(jiān)控：
（1）嚴(yán)格臨時支撐的材料的質(zhì)量控制。
（2）嚴(yán)格臨時支撐的安裝質(zhì)量控制，確保強度、剛度和穩(wěn)定性。
（3）嚴(yán)格臨時支撐的測量控制，確保負(fù)環(huán)管片位置準(zhǔn)確。
2、負(fù)環(huán)管片監(jiān)理監(jiān)控重點
負(fù)環(huán)管片的環(huán)數(shù)應(yīng)根據(jù)始發(fā)場地的大小、盾構(gòu)機的長度等來確定。本工程為7環(huán)（閉口環(huán)）始發(fā)。第一環(huán)負(fù)環(huán)管片的定位非常重要，為確保負(fù)環(huán)管片的定位準(zhǔn)確，需在盾尾殼體內(nèi)安裝管片支撐墊塊（采用高50mm，長1500mm槽鋼，環(huán)向間距1.5m），為管片在盾尾內(nèi)的定位做好支撐。監(jiān)理重點監(jiān)控：
（1）要求施工單位以閉口負(fù)環(huán)始發(fā)，確保盾構(gòu)姿態(tài)的控制。
（2）嚴(yán)格始發(fā)負(fù)環(huán)管片的質(zhì)量控制。
（3）嚴(yán)格第一環(huán)負(fù)環(huán)管片的定位控制。在第一塊A形管片就位后，要求施工單位用全站儀檢查其位置是否準(zhǔn)確，監(jiān)理要做好復(fù)核。
（4）做好負(fù)環(huán)管片的連接、加固的質(zhì)量監(jiān)控，確保在始發(fā)過程中穩(wěn)定、不變位。
（八）盾構(gòu)始發(fā)出洞
盾構(gòu)出洞準(zhǔn)備工作就續(xù)后，為減少正面土體暴露時間，盾構(gòu)從始發(fā)基座導(dǎo)軌上應(yīng)及時向前推進(jìn)，使盾構(gòu)切口切入土層直至盾構(gòu)殼體進(jìn)入洞口的過程稱為“盾構(gòu)始發(fā)出洞”。
一般工程始發(fā)掘進(jìn)分為2個階段。第一階段：是指盾構(gòu)空推掘進(jìn)，拼整環(huán)負(fù)環(huán)管片，刀盤未接觸土體。第二階段：是指掘進(jìn)開始，刀盤接觸土體，盾尾已脫離始發(fā)基座并進(jìn)入土體，此后開始按照隧道軸線進(jìn)行盾構(gòu)掘進(jìn)。該關(guān)鍵環(huán)節(jié)監(jiān)理應(yīng)進(jìn)行旁站監(jiān)督，并重點做好以下工作：
1、觀察割除圍護(hù)結(jié)構(gòu)迎水面鋼筋后盾構(gòu)機應(yīng)迅速靠上洞口正面土體。要求施工單位嚴(yán)格工序管理，減少土體的暴露時間。
2、觀察盾構(gòu)出洞期間洞口有無滲漏的狀況，發(fā)現(xiàn)洞口滲漏督促承包單位及時封堵。
3、檢查前倉土壓力設(shè)置是否合適，觀察土倉有無砼塊，發(fā)現(xiàn)后督促承包單位及時清除。
4、第一環(huán)正環(huán)拼裝前檢查最后一環(huán)負(fù)環(huán)管片的拼裝位置。
5、檢查千斤頂使用狀況，防止盾構(gòu)出洞后出現(xiàn)姿態(tài)“上飄”或“磕頭”現(xiàn)象。
6、盾尾通過洞門，盾構(gòu)機在VMT系統(tǒng)指導(dǎo)下，開始沿盾構(gòu)軸線掘進(jìn)，此時整個始發(fā)支撐系統(tǒng)承受較大的側(cè)向力，因此，反力架、始發(fā)基座、負(fù)環(huán)的加固極為重要，在始發(fā)過程中，如發(fā)現(xiàn)支撐系統(tǒng)出現(xiàn)變形，應(yīng)立刻停機加固。
7、在始發(fā)階段要注意推力、扭矩的控制，并利用左右千斤頂編組的推力差來控制盾構(gòu)機的姿態(tài)，同時要注意各部位油脂的有效使用。掘進(jìn)總推力應(yīng)控制在反力架承受能力以下，同時確保在此推力下刀具切入地層所產(chǎn)生的扭矩小于始發(fā)基座提供的反扭矩。
8、盾構(gòu)進(jìn)入洞門前把盾殼上的焊接棱角打平，防止割壞洞門防水簾布。
9、進(jìn)行曲線段掘進(jìn)時，盾構(gòu)機產(chǎn)生強大的側(cè)向力，將對盾構(gòu)機的姿態(tài)控制和始發(fā)支撐系統(tǒng)的穩(wěn)定以及成環(huán)管片的質(zhì)量產(chǎn)生不利影響，因此盾尾脫離洞口密封后，同步注漿及利用洞口預(yù)埋注漿管進(jìn)行雙液漿封堵極為重要。同步注漿采用凝結(jié)時間短的配比。
三、結(jié)論與體會
盾構(gòu)始發(fā)是盾構(gòu)施工的首要環(huán)節(jié)，能否順利始發(fā)是工程成敗的關(guān)鍵之一。盾構(gòu)始發(fā)是一個很復(fù)雜的過程，其施工技術(shù)難度大、施工風(fēng)險高、質(zhì)量要求高、不可預(yù)測因素多。因此，監(jiān)理人員應(yīng)熟悉和掌握盾構(gòu)法隧道施工監(jiān)理監(jiān)控重點及相應(yīng)對策，在監(jiān)理工作中才能真正做到有效地對施工質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控，從而為業(yè)主提供優(yōu)質(zhì)的監(jiān)理服務(wù)。