土压平衡盾构施工管理浅析

土压平衡盾构施工管理浅析

【内容提要】：本文结合广州地铁四号线仑大盾构区间、广州地铁五号线杨珠盾构区间土建工程的一线施工和现场管理实例，依据项目施工管理的核心任务及盾构工法的施工特点，从质量控制、进度控制、成本控制、掘进管理、信息化施工等五大方面对土压平衡盾构施工管理进行阐述，总结了两个项目施工管理中的经验教训，旨在为盾构施工管理标准化、规范化的实施提供借鉴意义。

【关键词】：土压平衡盾构施工管理

广州地铁四号线仑大盾构区间、广州地铁五号线杨珠盾构区间采用两台海瑞克公司生产的土压平衡盾构机进行施工，两个项目在取得显著经济效益、社会效益的同时，盾构施工管理也实现了从粗放型向集约型的转换，实现了从经验施工到标准化、规范化施工的转换。土压平衡盾构施工需要复合型高素质人才、优良先进的机械设备及先进的管理理念、科学的管理方法的有机结合，是循序渐进的优化管理过程。

1 土压平衡盾构施工管理特点

⑴土压平衡式盾构机是集机、电、液、光于一体的大型综合隧道施工设备，结构复杂、性能先进，施工机械自动化程度高。

⑵施工系统性强，牵一发而动全身。

⑶土建技术与机电技术的密切结合。

⑷专业性强、技术密集、管理技能水平要求高。

2 土压平衡盾构施工管理重点

盾构施工管理的原则为施工点、线、面三位一体，抓主要因素，忽略次要因素。

2.1机器因素

①盾构机的选型要适应地层的变化；

②后配套保障能力强大，能与盾构机施工效率相匹配；

③盾构机的规范操作；

④对盾构机及后配套设备的结构、工作原理了解透彻，保养维修及时到位，故障排除迅速；设备完好率及使用率高。

⑤盾构机正常的消耗配件要配足、配全。

2.2地质因素

①分析研究工程地质的分布及状态，各地层参数要翔实、可靠；

②技术方案的制定、掘进参数的设置与调整均以地层实况为依据，抓住地质这一主线，万变不离其宗；

③紧跟掘进地质情况，不断对前方地层进行比较、预测、分析、判断，及时调整掘进参数；

④根据先行洞线的掘进地质情况的跟踪，详细确定后行洞线的地质情况，提前预测后序掘进可能发生的情况，并做好充足的应急预案准备。

2.3人的因素

①施工人员既要掌握一定的土建施工技术，又要掌握一定的机电技术；

②操作及管理人员的责任心要强、技术素养要高，各岗位人员要配足。施工自始自终需要实干、奉献、团队、协作精神，加强沟通，排除障碍。推进过程中需要各操作层、各部门都动起来，一切以推进为核心开展工作。

③制定与盾构法施工相匹配较完善的项目管理制度，并严格执行；

④实践中不断摸索施工经验，不断学习总结提高。

2.4信息化施工

①建立监测小组～盾构机操控室～地面监控分析室三位一体的信息流通反馈机构；

②监测小组全天候对地面沉降、地面建筑物及洞内管片实施动态监测，并将结果及时汇总上报地面监控分析室；

③地面监控分析室全天候对监测数据及掘进参数进行分析研究，及时向盾构机操控室输入各项操作指令；

④盾构机操控室收到地面监控室所输出的地面监测数据及操作指令进行操作，发现与实际情况有差异时，要及时把信息反馈给地面监控室以便调整。

⑤其余施工信息融入以上信息流通中，与盾构掘进彼此进行信息交换。

3 进度管理

3.1掘进前期准备工作

此阶段准备工作重点在于完善对工程施工条件的了解及相关设计、方案的准备，往往在进场后立即进行，需要周密的计划安排。需要提前完成以下内容：

①施工场地三通一平，场地占道的协调；

②地质补充勘察，并形成正式的详实勘察报告以供施工参考；

③沿线地面建筑物、地下管线的详细调查，根据调查情况，完成特殊建筑物的鉴定工作；

④施工图纸设计要尽早完成，不得影响前期施工的正常开展，比如始发井的施工；

⑤始发托架、反力架、水管、轨枕、走道板等构件加工制作；

⑥端头加固施工要根据实际情况制定经济合理的方案并及早开展；

⑦后配套设备的选型、采购以及后续的加工制造周期要根据施工总计划安排；

⑧盾构掘进正常消耗材料油脂、泡沫、聚合物、液压油、齿轮油等的采购。

⑨施工场地平面布置设计，要综合考虑后期施工可能发生的任何问题，统筹兼顾各种干涉因素，做到布置简洁，功能适用，美观大方；

⑩始发掘进各项施工方案的准备编制工作；

⑩管理人员与作业层的技术培训；

3.2盾构机选型与制造

①深入分析工程地质水文条件，并结合工程特点、工期要求，与盾构机制造商协商设计合理的、适应特定地质环境的盾构机，确保盾构机功满足施工需要。

②与盾构机制造商密切配合，制定周密的生产计划，跟踪控制盾构机制造的各个环节，确保盾构机如期保质交付使用。

③与海关、运输等部门提前做好沟通协调，指定详细的运输计划与方案，运输线路要实地考察，确保盾构机按期到场。

3.3管片生产

①管模数量选择应根据工程施工进度需要、管片厂堆场大小、生产周期等确定。

②管模至少应在正式掘进前两个月到场。

③掘进前的管片预生产数量单台盾构机至少应满足300环以上。

④管片正式生产的速率至少要大于使用的速率，控制在1.3倍较为合适。

3.4掘进循环时间的动态管理

盾构施工的各项作业流程中，掘进时间、洞内水平运输时间、地面碴土外运对整体进度影响最大，是控制掘进进度的关键节点所在。

3.4.1尽可能减少非正常停机时间

a.施工期间要不断加深对盾构机的了解认识；盾构机的维修、保养力量要强，人员要配足，技术要扎实过硬；日常的保养、操作检查要做足做到位，确保盾构机的完好率及使用率始终维持在高水平。

b.盾构机配件要配备充足，防止故障发生时因配件的缺少而导致停机等待。

c.按照操作规范进行操作，尽量减少人为失误造成的故障停机。

d.两班交班时实行现场岗位对岗位、专业对专业交班；上一班最后一小时为下一班准备掘进材料，达到下班接班后即可推进的程度。

e.停机时间要提前指定计划。特别是对刀具的检查及更换地点务必提前确定，早做各项准备，减少换刀作业对掘进带来的影响。

3.4.2洞内水平运输、垂直提升

a.水平运输轨道的养护要随着掘进的进行及时跟进。

b.电瓶车、龙门吊、运输车辆等保养工作做到位。

c.电瓶车、龙门吊的安全工作要做充分做完善。

d.配备备用电源，排除停电对掘进带来的影响。

e. 后配套的保障力量和盾构机的生产效率相匹配。

3.4.3地面碴土外运

a.碴坑体积以至少存放双线正常掘进进度2天的出土量为宜,否则出土压力太大。

b.掘进时进行有效的碴土改良,尽量不出较稀的碴土。

c.选择运力充足、管理正规的碴土外运单位。