浅析地铁区间隧道浅埋暗挖法监理监控工作要点

刘向科

（中煤西安设计工程有限责任公司， 陕西 西安 710054）

浅埋暗挖法在城市地铁隧道和地下通道施工中得到了广泛运用。其施工技术难度大、施工风险高、质量要求高、不可预测因素多。这些都对监理人员的素质提出了更高的要求，需要监理人员通过不断学习和实践，熟悉相关的施工技术，掌握浅埋暗挖法隧道施工的质量监控重点及相应的对策。工程监理在确保工程质量、防范施工生产安全事故等方面发挥了重要作用。在施工过程中，监理人员要充分发挥主观能动作性，实现事前控制和主动控制，严格执行“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的“十八字”要诀。监理必须认真履行监理职责，严格审查施工现场安全、质量技术措施和专项施工方案并监督落实；严格按照设计、施工规范等相关文件的要求和规定对工程进行监督和管理。笔者就地铁浅埋暗挖法施工监理中存在的问题及注意事项提出建议，以期对相关监理工作提供借鉴和参考。

1 工程概况

某城市轨道交通 2 号线暗挖区间。本工程暗挖区间隧道沿城市主干路下穿行，穿过城市二环路立交桥，施工竖井设在该立交桥的匝道空地内；区间长度 1 226 m，采用上下行单线隧道 1 265.593 双延米，断面形式为马蹄形，净空尺寸5.08 m 宽×5.35 m 高。

工程实施结果：地铁至今运行正常。

2 施工“十八字”要诀形成监理要点

(1)“管超前”：管棚或小导管措施形成超前支护；监理重点控制管棚长度、间距与角度。

(2)“严注浆”：超前导管注水泥浆或化学浆液；监理重点控制浆液比例与浓度。

(3)“短开挖”：控制一次开挖进尺；监理应控制每次开挖不超过管棚长度的 1/2。

(4)“强支护”：监理应控制初期支护具有较大刚度，以控制初期变形量。

(5)“快封闭”：采用临时仰拱进行封闭，开挖一环、封闭一环；监理应控制及时封闭；

(6)“勤量测”：对隧道进行变形量测；监理重点控制及时反馈和掘砌协同。

3 开挖面土体的监理要点

3.1 超前导管注浆

(1)对用于工程的钢管的规格和材质及注浆材料进行严格的检查验收；合格后方可用于工程。

(2)全数检查导管的长度、数量、间距、角度和搭接长度是否符合设计，且安置牢固。

(3)根据地质土质和试验，确定注浆浆液的材料和配比；通过试验确定注浆压力。

(4)认真做好注浆过程记录，确保设计要求的注浆加固范围和加固效果。

(5)采用钻取岩心或其他方法，抽检超前支护效果；不合格的不得开挖土体。

3.2 超前管棚支护

(1)管棚安装前，作业面应封闭严密并清理干净；放线出钻的位置后方可施工。

(2)管棚施工应符合下列规定：①钻孔外插角允许偏差为5‰；②钻孔应由高孔位向低孔位进行；③钻孔孔径应比钢管直径大 30 mm～40 mm；④遇卡钻或坍孔时，应注浆后重新钻孔；⑤钻孔合格后应及时安装钢管，接长时其连接必须牢固。

(3)管棚注浆应符合下列规定：①注浆浆液宜采用水泥或水泥砂浆，其水泥浆的水灰比为 0.5～1，水泥砂浆的配合比为 1∶0.5～3；②注浆浆液应充满钢管及周围空隙，注浆量和压力应根据试验确定。

4 掘进方式的监理要点

浅埋暗挖法施工地铁隧道时，应根据工程特点、围岩地质条件、环境要求以及施工单位的技术状况等，选择适宜的开挖方法和掘进方式。常用的开挖方式有：全断面法、台阶法(长台阶法、端台阶法、超短台阶法)、分部开挖法(环形开挖预留核心土法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法、中洞法、中隔壁法即 CD 法、交叉中隔壁法即 CRD 法)。

(1)隧道开挖应在降水后进行，作业面应在无水条件下施工。

(2)隧道开挖前，要制定防坍塌、流砂、涌水、下沉过量预案，备好抢险物资，并堆码整齐。

(3)隧道开挖前，应在设计基础上综合考虑施工技术能力、误差、变形量等因素，确定实际开挖断面尺寸。

(4)严格控制开挖断面的尺寸，不得欠挖；超挖值应控制在 150 mm 以内。

(5)坚持“先加固后开挖”的原则，坚决杜绝不注浆加固就开挖现象。

(6)坚持“挖、支、喷三环节紧跟”的原则，即开挖一步、格栅架支一步、喷射混凝土一步；严禁开挖两步或多步后再施工初期支护现象，严格按设计或规范要求控制循环开挖步距。采用台阶法开挖，应在拱部初期支护基本稳定、混凝土强度达到设计强度的 70% 以上进行。台阶的留置长度、核心土的留置范围应符合规范的有关规定。

(7)开挖中应进行地质、水文观测，并做好记录；预测掌子面前方地质、水文情况，作好下步开挖预案；遇到不良地质和水文地质时，应及时反馈并采取有效处理措施。

(8)坚持“有掘必探”原则，进行地质超前勘探。开挖中发生坍塌、流砂、涌水、地下管线损坏、洞体裂纹、异常下沉和变形时，应立即停止开挖，封闭掌子面；查明原因采取措施并验证保证安全后，才能继续开挖。

5 初期支护的监理要点

浅埋暗挖法初期支护形式常用是钢格栅和喷射混凝土。

5.1 钢格栅

(1)检验钢格栅、纵向连接筋、钢筋网所用材料及连接配件的种类、型号、规格是否符合设计要求，不符合的材料、配件严禁使用。

(2)钢格栅加工前，在设计基础上综合考虑误差、变形等因素，确定其加工尺寸。

(3)钢格栅第一榀制作好后要进行试拼，自检、抽检合格后方可进行批量生产。

(4)监理方应分批检查验收钢格栅。钢格栅应符合如下规定：拱架圆顺，直墙架直顺；偏差在规范允许范围内，焊接符合设计及相关规范要求，并焊接试验检验合格。

(5)钢格栅架立自检合格后，监理方应抽检以下内容：①钢格栅与壁面间应楔紧，不得置于浮渣上，且上台阶钢格栅应支垫牢固；②各片钢格栅应连接牢固，搭接尺寸、节点板顶实、栓接紧密、螺栓数量应符合设计要求；③焊接节点、相邻钢格栅纵向筋应连接牢固，纵向筋长度、间距、搭接长度应符合设计要求。

5.2 喷射混凝土

实践证明：喷射混凝土不密实是影响初期支护效果的关键因素之一。

(1)严格控制材料和配合比。用于喷射混凝土的水泥、砂、石、外加剂、水等材料进场后，按规定进行检验、复试和见证试验；合格后方可使用。需要特别注意的是，应进行外加剂和水泥的相容性试验及水泥的净浆凝结效果试验。

(2)受喷面不得有滴水、淋水现象，坚持“先治水后喷浆”原则。

(3)钢筋网的网格尺寸和布设位置要符合设计或规范要求，并搭接绑扎牢固。

(4)喷射混凝土作业要分段、分片自下而上进行，喷头与受喷面应垂直。

(5)应分层喷射混凝土，且应密实(特别应注意钢格栅与壁面间)；一次喷射厚度以混凝土不滑移、不坠落为宜。后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行；若超过终凝 1 h 以上时，则受喷面应用水和风清洗。

(6)及时清除喷射混凝土的回弹料，严禁将回弹料堆积于喷射混凝土内。

(7)混凝土终凝后 2 h 应进行洒水养护。养护时间不得小于 14 d，洒水次数以能保持混凝土充分湿润为度；气温低于5℃ 时，不得浇水养护。

(8)冬季施工应符合下列规定：①喷射作业区的气温不低于 5℃；②混合料和水进入喷射机的温度不应低于 5℃；③混凝土强度未达到规范要求的数值前，不得受冻。

(9)厚度应符合设计和规范要求。试喷前应设置喷射厚度标识，喷射面应平整和圆顺。

6 防水工程的监理要点

地铁隧道若出现渗漏是十分棘手的安全隐患。防水层铺贴质量的监控必须慎之又慎。

(1)铺贴防水层基面应坚实、平整、圆顺、无漏水现象，基面平整度为 50 mm。阴阳角处应符合以下规定：①基层面应洁净；②基层面必须坚实、平整，其平整度允许偏差3 mm，且每米范围内不多于一处；③基层面阴、阳角处应做成 100 mm 圆弧或 50 mm×50 mm 钝角；④保护墙找平层、永久与临时保护墙分别采用水泥或白灰砂浆抹面；⑤基层面应干燥，含水率不大于 9%。

(2)防水层衬层应沿隧道环向由拱顶向两侧依次铺贴平顺，与基面固定牢固；其长边、短边的搭接长度均不应小于50 mm。

(3)防水层塑料卷材铺贴应符合下列规定：①卷材应沿隧道环向由拱顶向两侧依次铺贴，其搭接长度的长边、短边均不应小于 100 mm；②相邻两幅卷材接缝应错开，错开位置距结构转角处不应小于 600 mm；③卷材搭接处采用双焊缝焊接，焊缝宽度不小于 10 mm 且均匀连续，不得有假焊、漏焊、焊焦、焊穿等现象；④卷材应附于衬层上并固定牢固，不得渗漏水。

(4)隧道结构采用其他卷材和涂膜防水层施工时，应按下列规定执行：①涂膜防水层应用耐水、耐裂和耐腐蚀、无毒(或低毒)、刺激性小的合成高分子或高聚物改型沥青涂料；施工前应进行涂布试验，合格方可施工；②涂膜防水层基层面应坚实、平整、整洁，不得有渗水、结露、凸角、凹坑及起砂现象；采用油溶性或非固性涂料时，基层面应保持干燥；③涂膜防水层采用夹铺贴胎体增强材料时，除应符合规范规定，其胎体搭接宽度，长边应为 50 mm，短边应为70 mm。

(5)防水成品保护和渗漏点处理的补救措施。防水施工应严格按设计要求进行，结构钢筋施工应采取防水保护措施；二次结构完成后，发现渗漏点应及时查明原因并处理补救。

7 二次衬砌的监理要点

初期支护基本稳定、防水层隐蔽验收合格后，开始二次衬砌。如隧道断面较大，二次衬砌也可适当提前。此时它将承受初期支护变形压力，因此浅埋暗挖法二次衬砌通常采用模筑混凝土。

(1)满足以下条件方可进行二次衬砌作业：初期支护周边收敛速度有明显减缓趋势，收敛速度小于 0.15 mm/d，拱顶下沉速度小于 0.1 mm/d，累计收敛量已达到总量的 80%；初期支护表面裂纹(如果有)不再发展。

(2)灌注衬砌混凝土之前，检查卡瓦断面是否符合设计要求。

(3)模板台车就位后，应进行位置和尺寸的复查；钢筋绑扎时不应破坏防水层。

(4)二次衬砌预留的误差量和下沉量，应以不侵入区间隧道建筑限界为限。

(5)宜采用泵送混凝土，其塌落度为：墙体 100 mm ～150 mm，拱部 160 mm～210 mm。振捣不得触及防水层、钢筋、预埋件和模板。

(6)衬砌混凝土达到设计强度后，箱拱顶部位应进行压浆处理，确保拱顶衬砌与围岩全面紧密接触。二次衬砌压浆应控制注浆压力，防止压力过大引起结构物开裂。

8 监测与掘砌协同的监理要点

(1)在浅埋暗挖法施工过程中，围岩(地层)的变形和松动可能传到地表，影响地表建(构)筑物、管线、桥梁等的安全。因此，除需要对围岩(地层)和支护结构监测外，还需对地表及地面建筑(构筑)物、管线等进行变形观测。暗挖区间施工监测项目有：地质和支护状况观察，净空水平收敛位移、拱顶下沉及底板隆起测量，地表沉降、管线监测、土体分层垂直位移的测量等。

(2)暗挖施工监控量测。监理方应认真审查监测方案并提出审查意见，参加业主组织的监测方案专家论证会。监测方案监理审查的重点：①方案的编制依据是否全面、正确、充分；②布点的布置位置、范围、频率等是否符合规范和设计要求；③监测方法是否正确；④组织机构是否完善，人员资质是否符合相关要求；⑤监测方案是否已经监测单位技术负责人批准。

(3)主要采取巡检手段控制监测过程。监理方人员应定期和不定期地进行现场巡视检查；对于关键部位和关键工序应加大巡视频率。应检查监测单位是否按照监测方案组织实施、人员和设备等是否与方案一致；重点检查人员的资质，对于不能满足要求的人员限期予以撤换；检查仪器是否经过标定，对精度不符合要求的仪器，监理有权制止使用。

(4)检查监测报告上报是否及时。当观测项目的变化速率或累计变化量达到或超出预警值，或者各观测值突然显著增大、沉降速率突然加快时，应要求监测单位增加监测频率，并关注重点部位，及时采取措施保证安全施工。

(5)监理方应了解监测数据处理与分析过程，并将监测数据结论及时反馈施工方。

①监测单位应根据隧道周边位移(收敛)量测数据确定净空预留量；根据位移随时间变化的测试资料进行回归分析，推算最终位移值。此最终位移值即可作为净空预留量。

②根据位移—时间曲线，确定二次衬砌施作时间。这一特征点应反映：位移量及位移—时间曲线成收敛趋势；30 d内的平均位移变化速率小于 0.3 mm/d～0.5 mm/d；位移速率的变化呈收敛趋势。以上三条是地铁隧道变形基本稳定的标志。

9 几点体会

地铁浅埋暗挖法隧道施工的技术难度大、施工风险高、质量要求高、不可预测因素多。这些都对监理人员的素质提出了更高的要求，更需监理人员通过不断学习和实践，熟悉这些相关的施工技术，掌握浅埋暗挖法隧道施工质量监控重点及相应的对策。施工过程中，监理人员要充分发挥主观能动作性，实现事前控制和主动控制；严格执行“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”十八字诀；认真履行监理职责，严格审查施工现场安全、质量技术措施和专项施工方案，并监督督促落实；严格按照设计、施工规范等相关文件的要求和规定，对工程进行监督和管理。

(1)隧道开挖要求干作业，降水是关键。湿陷性黄土是西安地区的不良地质现象。黄土湿陷性由湿陷造成地基土软化引起的下沉、承载力降低致使地基失效，常使隧道产生不均匀沉降。遇水浸湿时，土的强度显著降低，会发生湿陷变形。由湿陷变形引起的附加荷载可能对隧道结构不利。因此，施工中应做好沿线周边的防排水工作。

隧道施工重点是降排水工作落实是否到位。

①井点降水。隧道沿线采用井点降水，要控制好降水的时间和深度，保证工程在无水状态下施工。同时，要做好地面沉降等的观测，以保证周边管线和建筑物的安全。

②施工排水。排水主要是针对隧道内水源及因外部原因(如降雨)导致坑内积水而采取的施工措施。为保证隧道开挖过程中的安全，应充分考虑隧道内排水，且隧道内排水应贯穿与隧道施工的始终。

(2)隧道施工监控量测是地铁工程建设风险管理的保证。地质预报探测、地下管线监测、土体垂直监测、地下水位观测、隧道拱顶沉降及水平收敛监测、围岩稳定性监测判定等，都为施工过程工程质量和安全提供依据，以便及时采取有效措施，确保工程本身和周边环境的安全。要求监控量测数据真实、可靠；再通过第三方监测验证施工方的监测数据，确保为建设单位、监理单位、设计单位和施工单位提供准确判定工程质量和安全风险的重要参考依据。

(3)尊重设计但不迷信设计。隧道工程是在地下水文地质环境、地下管网环境、地下建筑物环境、地面交通环境、周边的环境等复杂环境下的施工。因此，施工过程就是一个不断依据设计文件，但又在不断地印证设计的正确性、用科学来否定其某些谬误的过程。施工中可能遇到与工程地质及水文地质资料不符、与线路经过区域内的文物保护对象资料不符、与线路穿越建(构)筑物及其基础资料不符、与线路经过区域内市政及人防设施资料不符、设计文件未响应已审批的规划线网、超出规划道路红线、设计文件出现错误和偏差等，都需要各工程主体单位引起高度重视。为了控制工程风险，需要评估单位进行施工影响分析和工程风险评估，提出控制指标，给设计和施工提出合理化建议。

10 结 语

浅埋暗挖法在城市地铁隧道和地下通道施工中得到了广泛运用。监理人员只有熟悉和掌握浅埋暗挖法隧道施工监理监控重点及相应对策，在监理工作中才能真正做到有效地对施工质量进行监控，才能为今后浅埋暗挖法隧道施工质量和施工安全提供有力的监督管理。监理要始终坚持不懈地本着“认真、踏实、严格、诚信”的原则做好监理工作，从而为业主提供优质的监理服务，提高地铁质量和安全生产管理水平，促进我国城市建设快速有序发展。

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