李常青
(北京中铁诚业工程建设监理有限公司,北京 100070)
八达岭长城站是我国采用矿山法修建的第一座地下火车站,建造过程中存在埋深及提升高度大、疏散救援困难、环保要求严格、两端过渡段隧道跨度大、地质条件复杂、群洞断面形式和开挖工作面多以及运输困难等诸多关键技术难题。建造过程中参建各方积极开展科研技术攻关,应用了一系列新技术、新材料、新工艺、新设备,研发超大跨度隧道修建技术、复杂洞室群隧道修建技术、耐久性隧道修建技术、微震微损伤精准爆破技术、BIM 施工管理技术、隧道绿色建造技术以及掌子面地质信息智能图像预报技术等关键创新技术。监理部采取了相应的质量控制措施,成功攻克了八达岭长城站建造过程中遇到的技术难题,顺利完成了本标段的监理任务,形成了一套地下车站综合修建技术,为类似工程的建造提供参考。
新八达岭隧道地处八达岭核心景区,一次并行水关长城,两次下穿八达岭长城,一处浅埋下穿京张铁路青龙桥车站,隧道洞身最小埋深 4 m,最大埋深 432 m。正洞 12 010 m、辅助导坑 3 488 m、车站洞室全长5 302 m,隧道洞室开挖合计 20 800 m。
八达岭长城站位于新八达岭隧道内,采用三层三纵的群洞结构,竖直方向分为上、中、下三层,分别为“出站通道及设备层”“进站通道层”和“站台层”。站台层分为左、中、右三个分离的洞室,分别为“左到发线及站台”“正线”“右到发线及站台”,如图 1 所示。地面站房建筑面积 0.9 万 m2,地下建筑面积 4.3 万 m2,轨面埋深 102 m。八达岭长城站地质条件复杂,岩性种类多,岩脉发育,分布 F2 断层及多组节理,岩体破碎,风化差异明显,为全线控制性和重难点工程,初始评估等级为极高风险,按一级风险隧道管理。
车站层次多、洞室数量大、洞型复杂是目前国内最复杂的暗挖洞群车站,站内设计各类洞室 78 个,断面型式 88 种,洞室交叉节点密集且结构复杂,不同洞室交贯面共有 63 个,洞群效应明显,施工难度大,安全风险高。车站两端过渡段为单洞隧道,最大开挖跨度 32.7 m,开挖面积 508 m2,是目前国内跨度最大的暗挖铁路隧道。站台层三个分离的平行洞室最小水平间距 2.27 m,站台层与进站层最小竖向间距 4.55 m,各洞室间开挖爆破相互影响大,易导致相邻洞室围岩松动掉块、支护变形、衬砌开裂等现象发生,建造过程中应用了一系列新技术、新材料、新工艺、新设备。
图1 地下车站三层三纵的群洞结构
组建标准化监理项目部,建立健全质量安全管理自控体系,明确监理工作标准和工作流程,制定监理检查事项清单,包括:施工单位管理体系核查,施工图核对,施工测量复测,施工组织设计审查,开工报告审批,施工方案审批,施工工地试验室核查,主要机械设备核查,进场原材料、构配件和设备验收和检测,见证检验或平行检验,巡视和旁站监理,检验批、分项、分部、单位工程验收,安全生产监理,重点工序和关键环节施工监理等具体内容,责任落实到具体监理工作岗位。定期召开监理例会、工地例会,按规定参加施工技术方案研究、组织首件评估和高风险工点施工安全条件评估,及时上报监理月报,全面客观反映质量安全状况。
各级监理人员按规定频次进行巡视检查,重点盯控施工现场管理人员、作业人员及施工设备的配置等施工条件是否满足施组、安全作业、质量控制等需要;危险性较大的工序现场安全管理是否符合安全技术规程要求,作业人员的工作程序或工法是否符合已经批准的专项施工方案;关键工序、接口工程、采用四新技术的工序、作业时间较长(如钢筋绑扎)等重点工序的操作是否规范、质量是否达标;隧道弃渣、污水排放、洞内通风等关键工序的操作是否符合设计或环保要求。监理人员对巡视中发现的问题,应根据问题的严重程度,可采用口头指令、监理工程师通知单、工程暂停令等方式,要求施工单位进行整改。
对关键部位与隐蔽工程实施全过程旁站监理,采用跟班监督、视频监控、重点作业时段现场盯控或不定时检查等方式实施,核查用于工程的材料、设备、施工工艺工法是否与批准的施工方案一致,施工单位各岗位人员是否到位,盯控施工作业过程中主要技术参数和质量指标是否达标,并适时进行抽查,监控施工过程中是否存在安全隐患,及时制止违规违章行为。旁站监理人员应采用文字、影像等方式对上述旁站过程进行详细记录,旁站工作结束后,及时形成旁站记录,并在《监理日记》中记录旁站主要内容。
专业监理工程师应审查施工单位编制的工艺性试验方案,按程序批准后方可实施,应对施工工艺试验过程进行巡视,对关键环节进行旁站,并形成详细记录。工艺试验结束后,专业监理工程师应对施工单位上报的工艺试验技术总结报告进行审查,经监理部批准后方可大面积施工。
监理部组织专业监理工程师编制首件验收评估监理实施细则,审核首件施工方案、施工作业指导书,经批准后方可实施,对首件工程施工过程进行巡视,对关键环节进行旁站,并形成详细记录。根据建设单位管理要求参与首件工程验收与评估,提出相关建议。
依据监理规划、批准的施工组织设计、设计文件及验收标准编写关键工序、四新技术应用、危险性较大的分部分项工程的监理实施细则,按照工程施工顺序,明确监理人员应重点监控的内容、相关标准及监控手段。
2.4.1 原材料进场检测验收
对进场的原材料、构配件、半成品进行型式检验、平行检验或见证检验,合格后方可准予进场,检验项目和频次应符合工程质量验收标准。发现原材料、构配件不合格时,应签发《监理工程师通知单》,明确具体问题和整改要求,跟踪整改过程,收到施工单位《监理工程师通知回复单》后,及时进行现场复查和确认,已用于工程实体的,应指令施工单位进行工程实体质量验证。
发现施工单位擅自使用未经监理工程师验收的原材料、构配件时,应签发《监理工程师通知单》,要求施工单位立即停止使用该批原材料、构配件,并履行报验程序,同时按照信用评价管理办法向建设单位提报对施工单位的考核建议。施工过程质量检验不合格时,应签发《监理工程师通知单》,明确具体问题和整改要求,跟踪整改过程,收到施工单位《监理工程师通知回复单》后,及时进行现场复查和确认。
2.4.2 围岩监控量测监控措施
监理工程师审查施工单位上报的《监控量测实施细则》并督促施工单位实施[1-5]。
督促施工单位量测主管人员,按照以下要求开展监控量测工作,掌握管段内全部测点每日观测结果,对出现的异常情况做到及时处理。
1)实施监控量测工作前,应提前通知现场监理人员进行旁站,并填写监控量测日志表,详细记录监控量测实施时各部位里程位置、工况环境及地质情况。
2)监督监控量测人员在规定的时间内完成数据采集和上传,在每个掌子面完成量测后实时上网传输,根据软件分析结果,对工程安全性提出评价意见(正常或预警)。
3)安排专人负责终端机管理,专机专用,终端机不得进行其他工作。同时建立管理台账和周报、月报分析制度,结合地质情况分析监控量测数据的变化规律,预警后采取工程措施的效果,对施工安全进行评价。在月报中对安全管理基准(变形速率和累计变化量)进行分析评估,并对预留变形量提出调整。
4)监理工程师负责监督施工单位开展围岩量测落实情况,组织核对设计文件中提出的量测项目是否齐全,能否满足规范要求。
5)监理工程师跟踪检查现场量测、监测记录、数据分析处理、信息传递等情况,并作好记录,当对监测结果有疑问时必须进行复测;每周每个掌子面必须进行一次抽查实测。
6)监理工程师核查监控量测的测量项目、测量断面数量、测线(点)设置是否与实施细则相同,是否按 Q/CR 918-2015《铁路隧道监控量测技术规程》和实施细则要求对数据进行处理以指导施工。对超过管理等级的断面测线,要求施工单位提出安全性评价分级结果及应对措施,并及时按应对措施进行处理。
2.4.3 超前地质预报监控要点
督促施工单位在隧道施工过程中将实际开挖的地质情况与超前地质预报结果进行对比分析,及时总结经验,指导和改进地质预报工作。对隧道超前地质预报实施过程进行监理,对以下事项进行审批、核查。
①对进入施工现场的超前地质预报实施单位的资质证明文件进行核查。②审批超前地质预报实施方案、质量计划、施工计划,及其实施预测预报工作的技术保障措施。③核查实施单位提交的有关人员资质、仪器设备质量证明文件(出厂合格证、质量检验或试验报告等),确保预报工作质量有可靠的物质基础。④监理工程师核查施工单位是否对超前地质预报成果进行分析、研究。超前地质预报实施细则编制内容是否满足 Q/CR 9217-2015《铁路隧道超前地质预报技术规程》(以下简称《规程》)规定和设计要求,超前地质预报过程资料及阶段性成果报告是否满足《规程》规定;每次预报工作之间是否有足够的里程搭接长度。预报成果中提出的措施建议、各方研究的预案、对策是否得到有效落实。
2.4.4 有毒有害气体逸出的监控措施
隧道施工应采取综合防尘措施,并配备专用检测设备及仪器(经有资质的部门检定合格),按规定时间测定粉尘和有害气体浓度。核查专项监测方案、监测记录和监测仪器资料以及现场实施情况。
2.4.5 开挖支护监控措施
1)审批开挖支护施工方案、安全措施及技术交底,及辅助坑道与正洞相连及其附近地段的支护加强措施。
2)检查注浆材料、管棚、钢架、钢筋网、锚杆、锚固剂、喷射混凝土等原材料出厂合格证及试验报告。核查管棚的孔位、外插角、孔径、搭接长度和注浆记录。
3)根据地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具及爆破材料,核查钻爆设计、爆破效果。钻爆开挖不得危及初期支护和衬砌,减少对围岩的扰动。
4)检查台阶法开挖长度与设计是否相符,台阶长度一般不宜超过 1 倍开挖洞径。隧道开挖后应及时进行初期支护,分部开挖时,应在初期支护与喷射混凝土强度达到设计强度的 70 % 以上时,方可进行下道工序的施工。
5)检查钢架安装的位置、接头连接、纵向拉杆及立柱埋入底板深度。钢架安装不得侵入二次衬砌断面,立柱埋入底板深度应符合设计要求,钢架底部不得有虚碴。
6)喷射混凝土表面应密实、平整,无裂缝、脱落、漏喷、漏筋、空鼓,锚杆头无外露。
7)超挖回填必须符合设计要求,回填注浆应保证回填密实。注浆孔的数量、布置、间距以及深度应符合设计要求,并根据无损检测结果及渗漏情况确定补孔注浆,注浆方式应符合设计要求。
8)初期支护完成后,监理工程师组织施工单位对初期支护厚度进行钻孔检查,合格后方可进入下道工序施工。对隧道净空断面测量资料进行检查,合格后报第三方检测单位对厚度、空洞进行地质雷达扫描检测。
2.4.6 衬砌混凝土监控措施
1)衬砌混凝土施工前监理工程师组织施工单位对初期支护厚度、平整度及隧道净空断面进行检查,平整度应符合两突出物之间的深长比 D/L≤1/10 的规定,合格后方可进入下道工序施工。
2)仰拱、仰拱填充、底板的高程、仰拱的曲率、仰拱填充和底板的横向坡度应符合设计要求,高程允许偏差为 ±15 mm。仰拱填充混凝土不得与仰拱混凝土同时浇筑。
3)卷材防水层所用的材料质量应符合设计要求,铺设时应自下而上进行,上部压住下部,其搭接长度不宜< 150 mm,上下层接缝宜错开,不得有通缝。
4)监理工程师检查衬砌模板台车、移动台架及其设计资料、产品合格证及就位时的测量记录,立模前复核衬砌内轮廓线、中线和高程以及拱架顶、边墙底和起拱线高程,立模后再次进行检查复核。
5)隧道衬砌钢筋接头位置、品种、级别、规格、数量及保护层垫块必须符合设计要求。
6)施工缝所用止水条、止水带等材料的品种规格性能应符合设计要求,检查全部产品合格证,出厂检验报告、进场试验报告并进行见证取样检测。
7)严把混凝土结构施工监控关,对混凝土原材料进场检验、施工配合比管理及浇筑振捣进行全过程旁站,发现问题立即指令施工单位整改。
2.4.7 接口工程监控措施
接口工程质量检查和验收中,应重点检查预留孔、洞、沟槽等位置与尺寸,核查预埋构件的规格型号、性能指标及外观质量,发现问题应及时指令施工单位进行整改。接口工程施工完成后,监理部应组织施工单位对接口工程进行逐一检查与验收,组织或参与接口工程交接各方之间的交接检验,并形成交接检验记录;协调解决交接各方之间的有关质量争议问题,必要时上报建设单位协调解决。
质量责任,重于泰山。以源头达标、执业规范为基础,坚持“试验先行、样板引路、分级验收”的原则,强化前期准备、按标作业、评估完善和推广应用四个环节。施工单位在项目开工前应确立试验段,制定施工方案、作业标准、工艺流程、操作要求,按照有关程序批准后实施,现场管理人员实行全过程管控。根据试验数据,及时优化施工方案,确保实施有规范、操作有程序、过程有控制,尤其是对关键环节、关键工序、关键部位进行严格管控。实行首件许可制度,抓好管棚、超前小导管、同步注浆、光面爆破、预应力锚杆锚索、钢纤维喷射混凝土、防水板铺设、衬砌混凝土等关键环节施工过程的质量控制,督促施工单位通过实施样板引路、质量标准段、示范点的建设,形成以点带段,发挥亮点辐射、成段延伸的作用,从而促使监理标段的施工质量达标,顺利完成监理标段的监理任务。