北横通道新建工程II标隧道明挖段施工监理控制

靳良俊

上海市市政工程管理咨询有限公司 上海 200093

目前盾构法隧道作为城市隧道施工主要的施工工艺，有着对现有构筑影响小的优势，盾构工作井及两端接地段往往采用明挖法施工，施工期间需对超深地下连续墙围护施工质量及对构筑物的保护及变形控制进行严格的监理，确保工程保质保量的完成。

1 项目概况

1.1 项目总体概况

上海市北横通道新建工程I I 标西起泸定路接地点（K1+570.728），东至长安路接地点（K9+354.497），不含中山公园工作井，全长约7783.8m。北横通道新建工程是上海市内环内“三横三纵”的一部分，其中，北横通道II标主要施工内容为盾构区间、两端工作井及明挖段隧道，沿途经过长宁区、普陀区、静安区，多次穿越苏州河防汛墙、长距离苏州河下推进并穿越多条轨道交通。

北横通道新建工程II标隧道明挖段包括明挖法隧道（中江路）、明挖法隧道（筛网厂），其中筛网厂段明挖段全长约552m，主要由由筛网厂工作井及暗埋段183m、跨苏州河明挖段123m、上跨13号线明挖段246m组成。

1.2 围护结构设计

筛网厂工作井及暗埋段、跨苏州河段明挖段采用地下连续墙作为基坑围护结构，最大基坑挖深32.5m，墙厚为0.8m、1m、1.2m，深度为46.5m和70m(最深)两种。

上跨1 3 号线段采用S M W 工法桩围护，工法桩根据基坑深度分为3种规格，分别为Φ1000@750mm、Φ850@600mm、Φ650@450mm。

2 难重点及对策分析

2.1 超深地下连续墙施工，难度大

（1）本工程地下连续墙穿越涉及②3砂质粉性土层达6～8m，易产生不良地质工程危害，施工控制要求严格；以及在过苏州段高填土中施工地下连续墙，需严格控制好泥浆。

采用粘度和比重较大的泥浆，形成优质的护壁泥浆，增加泥浆对于沉渣的悬浮能力，形成较好的护壁效果，确保地下连续墙在成槽土方开挖过程中土壁稳定；在超深地下连续墙区域导墙制作前对地下连续墙两侧土体进行加固。

（2）围护结构体接缝的防渗控制难及成槽精度要求高

本工程所处地层含有承压水层，且基坑开挖深度较深，一旦地下墙接缝或墙体有即使很小的空洞或夹泥都很难及时堵漏，都会因流沙造成水土流失，造成周围地表沉陷，并给周围环境带来非严重的影响。因此超深地下连续墙成槽垂直度偏差要求不大于1/400。

通过筛网厂工作井70m深1.2m厚槽段间采用成槽机和铣槽机抓铣结合成槽，连接采用防渗效果较好的“铣接法”施工工艺，剩余接头采用止水效果出色的钢边橡胶止水带（1200mm、1000mm厚地下连续墙）以及工字钢接头（800mm厚地下连续墙），同时选用选用新型的优钻100钠基膨润土，严格控制泥浆指标，确保100%清空，在槽段接头位置采用搅拌桩止水帷幕措施，来提高接头抗渗及槽段成槽的精度。

2.2 过河段回填区域，影响成槽稳定性

本项目过河段东西侧高填土稳定性问题及老防汛墙障碍物问题在苏州河围堰内部，存在高达5m左右的高填土，对地下连续墙成槽存在着诸多隐患。苏州河老防汛墙是地下连续墙施工过程中的障碍物，需在施工之前将障碍物清除并做好相应成槽稳定措施。

过河段回填采用10%的水泥土，回填时进行分层压实，分层厚度30～50cm，并在槽段外侧稳定加固与坑内的裙边加固同步施工，裙边加固深度至坑底以下4m左右（外侧槽段加固深度同裙边加固），确保成槽精度及稳定性。

2.3 上跨地铁13号线施工段，变形控制要求高

筛网厂井苏州河东侧暗埋段及敞开段上跨已建轨道交通13号线，上跨段基坑长度约200多米，基坑开挖过程中土体的过大卸荷可能造成已建轨道交通隧道上浮，采取在地铁13号线隧道上方及两侧进行MJS盾构门式加固；整个上跨段进行坑底满堂加固；上跨区域采取分小块开挖；最后一道支撑下盾构上方土方开挖与结构底板浇筑在轨道及交通停运期间完成，减小基坑暴露时间等措施来确保13号线的变形量在规范允许的范围内。

3 监理控制要点

3.1 围护结构施工监理

3.1.1 控制泥浆指标、确保泥浆质量

在挖槽过程中，泥浆起到保护槽壁稳定、携带沉渣、冷却施工机具和润滑切土的作用，故泥浆的性能是保证挖槽质量的关键，在施工过程中需全过程跟踪控制泥浆试验及指标测试。

（1）泥浆试验频率：每拌制100m3新鲜泥浆或拌制后放置24小时未使用，需各取一次进行检测；挖土过程中，每开挖5～10m 对储浆池中的进行一次抽检；对于清空后置换泥浆，在换浆前后各取样一次检测；混凝土浇筑过程的置换泥浆，在处理前后各取样一次检测。

（2）泥浆控制指标

泥浆控制指标如表1所示。

表1 泥浆控制指标

3.1.2 地下连续墙加固

为避免槽壁施工过程中，因浅层软弱地质导致地下连续墙坍塌，影响成槽质量，本工程在工作井70m地下连续墙、跨苏州河回填区域地下连续墙两侧采用水泥搅搅拌桩进行加固，要求加固体的28 天无侧限抗压强度不小于0.8MPa，加固体水泥参量为20%，水和水泥的质量比控制在1.5～1.2；搅拌桩桩中心偏差允许值40mm，桩位垂直度偏差不超过桩长的1/300 ；配置好的水泥浆限闲置时间不超过2小时；两桩先后搭接施工时间不超过10小时[1]。施工搅拌桩每台班应按规范要求做水泥搅拌土试块，施工过程中监理控制要点：

（1）现场控制线测量复核，重点对工程控制点进行复核，同时采用两台经纬仪检查钻杆的垂直度，满足要求后方可就位开机。

（2）施工前检查水泥的品种规格和水泥浆指标等必须满足设计要求，根据每根桩20%的水泥掺量计算单桩的水泥用量，根据拌浆能力计算出拌制一桶泥浆能够加固掺入的水泥用量，施工过程中通过注入的水泥浆的桶数来控制水泥的掺入量，并做好现场记录。

3.1.3 围护结构体接缝的防渗控制

本工程针对不同深度和厚度的地下连续墙，采取了铣接法（70m深1.2m地下连续墙），橡胶止水带防水接头（1200mm、1000mm厚地下连续墙）以及工字钢接头（800mm厚地下连续墙）[2]。对于各种接缝的质量控制要点如下。

（1）铣接法接头监理控制要点

此种接头是在两个一期槽段中间施工第二期地下连续墙，采用铣槽机对先行槽段混凝土进行凿毛，使得两期混凝土更好的结合，形成较好的止水效果。

1）一期槽段质量控制

本工程第一、期段地连墙搭接切割混凝土厚度为30cm，一期槽段钢筋笼的保护层厚度为25cm，铣槽机精度按照1/400控制，对一期槽段垂直度偏差、钢筋笼的定位要求高。监理过程中重点检查钢筋笼位置、一期槽段钢筋钢筋笼保护层垫块设置、以及钢筋笼H型钢导向架的设置情况。

2）二期槽段质量控制

一期槽混凝土浇灌上升一定高度钢筋笼固定牢靠后，拔除钢筋笼定位型钢，再在端头安装深度不小于4m的限位钢箱，待限位钢箱拔除后，为二期槽起到良好的导向作用。铣槽机成槽时槽内泥浆经过反复使用后的比重和粘度非常大，刷壁方面采用先清空换浆后刷壁的方式，增强接头防水效果。

（2）橡胶止水带接头监理控制要点

施工过程中先安装橡胶止水带，再施工钢筋笼，止水带采用木楔临时固定在接头板上并在接头板上涂抹脱摩剂；接头板待相临槽段清孔、扫孔后采用侧向顶拔方式进行拆除。

（3）工字钢接头监理质量控制要点

工字钢接头处易发生绕流或夹砂、夹泥，是造成渗漏的主要原因，为此针对工字钢接头通过防塌方、防漏浆、防绕流、接头处理和多次刷壁五道防线来保证槽段接头质量，其中包括：施工过程中严格控制泥浆指标来确保槽壁的稳定性；槽段钢筋笼接头正面两侧分别外包覆铁皮来防止漏浆；采用回填土包的方式来防止混凝土绕流；加强接缝刷壁工作。

3.1.4 成槽精度及稳定性控制

地下连续墙开挖时时，定要使抓斗钢索呈垂直张紧状态。挖槽作业中，采取人工目测结合挖槽机电脑的方式，关注槽段的垂直度，发现偏差时，及时进行动态纠偏，确保地下连续墙垂直度精度高于3/1000。

3.2 上跨13号线明挖基坑施工监理

3.2.1 基坑加固及土方开挖

本工程在上跨段卸载比大于0.5的区域范围内，对13号线盾构区间采取MJS门式加固，同时待开挖基坑采取搅拌桩坑底全断面加固，以减少土方开挖过程中盾构隧道的上浮变形。

（1）13号线盾构区间加固施工质量监理控制要点

本工程M J S 要求加固体2 8 天无侧限抗压强度qu≥1.5MPa，施工过程中监理需重点对各项技术参数进行检查，保证加固质量外，同时需保证施工期间13号线盾构区间的安全，需重点关注以下几个方面：

1）由于MJS盾构门式加固顶部的桩底距离13号线隧道区间的最小距离仅为1m，施工前，对场地标高进行复核，严格控制放样精度、钻杆垂直度，并根据不同区域的13号线区间拱顶标高，严格控制钻进标高，避免工程钻机成孔时对隧道区间的破坏；同时在盾构侧面加固时，最小净距也为1m，加固施工前首先在背对隧道施工一排MJS隔离桩，避免高压泥浆喷射直接对着13号线区间隧道；

2）施工过程中控制孔位误差必须小于50mm，桩垂直度偏差小于1/100桩长；

3）施工过程中检机具设备是否正常，尽量保证连续不中断，如果因特殊原因导致喷浆中断的，在恢复喷浆时将钻杆下放50cm以避免出现断桩；对于分段提升的搭接长度应大于10cm；

4）喷浆提升前检查喷浆设备上设定的提升速度，半圆为50mm/min，全圆为25mm/min。过程中应检查检查仪表室的地内压力、水泥浆压力、水泥浆流量、主空气压力、主空气流量、等指数是否正常。在停止喷浆拆卸钻杆前检查桩顶标高是否符合设计要求，同时根据流量仪显示的每分钟喷浆量和整桩的有效施工时间复核比较整根桩的实际水泥用量和理论水泥用量，并做好记录。

（2）上跨13号线土方开挖监理控制要点

鉴于隧道上方卸载将对地铁13号线产生一定的扰动，对于卸载比大于0.5的区段采取“化整为零”的思想将基坑分为11个小仓，如图1所示，其中1号仓宽度12.7m，其余小仓宽度均为8m，11仓以东分基坑A和基坑B两个基坑分别施工，基坑A大部分采用半盖挖法施工，基坑B逆作顶板后局部盖挖，其中弹钢琴区1-5仓施工期间13号线尚未运行，其余部分开挖13号线已投入运行。开挖过程监理控制要点如下。

图1 上跨13号线段基坑总体平面图

1）严格控制开挖顺序和时间，减少基坑暴露时间；土方分层分段开挖，开挖顺序为先奇数仓，后偶数仓，其中1-5仓采取盆式开挖整仓卸载，6～11仓施工分块挖土，整仓浇筑底板，隧道顶部土体卸载到完成底板混凝土的时间控制在列车停运周期（7小时）内。

2）偶数仓开挖充分考虑凿除封堵墙的时间，开挖顺序同奇数仓，但须在土方开挖过程中及时跟进封堵墙的凿出工作，必须采用人工风镐凿除，尽量减小振动。

3）基坑A采用盆式开挖，先中间后两侧，留土护壁。基坑B采用纵向整体放坡开挖，先深后浅。

4）土方开挖时，基坑边1m范围内严禁堆土堆载。

3.2.2 基坑变形监测及控制

基坑监测作为深基坑施工必不可少的部分，监测数据直接反应开挖过程的安全与否，监理在监测方面应重点审核承包方编制施工监测方案基本内容并在监测过程中实施监督管理，主要内容为：监测平立面图；检测仪器的型号及标定/检定证书；测量频率和资料整理的方法；各监测项目的报警值等合规性。施工过程中督促监测单位按照频率进行测量，使用针对性的记录表格，及时整理和计算各项数据，编制监测报表上报现场有关部门；监测报表必须记录齐全，结合现场工况，评述监测值的发展和变化情况，当接近报警值时及时提醒相关单位。

4 结论

本文通过具体案例，着重分析了超深地下连续墙围护成槽稳定及接头防水控制措施，主要是采取了对槽壁两侧采用三轴搅拌桩进行加固、加强对泥浆指标控制、采用先进的铣槽机设备、针对不同的地下连续墙采取不同的接缝形式来保证超深地下连续墙的施工质量，为主体结构安全施工提供保障；针对上跨现有地铁线路，为减小对地铁盾构区间变形影响，采取对现有隧道进行门式地基加固、基坑采取搅拌桩满堂加固、基坑开挖化整为零，保证了地铁盾构区间变形在规范允许的范围内；在上述措施施工监理过程中，阐述了监理控制要点，通过对要点的现场监督，圆满完成了隧道的监理任务，同时为类似工程监理提供了参考。