張恒忠（上海地鐵咨詢監(jiān)理科技有限公司， 上海 200032）

0 引 言

隨著國內(nèi)城市軌道交通的發(fā)展，在建地鐵線路下穿既有鐵路（公路）、河流、橋梁、運營地鐵線路等重要建（構(gòu)）筑物已是常態(tài)，但極小凈距下穿既有運營地鐵線路情況尚不多見，青島在建地鐵8號線青島北站站-滄安路站區(qū)間暗挖段下穿既有運營地鐵3號線（以下簡稱“該工程”）就屬于極小凈距下穿情況。該工程風(fēng)險大，屬于重大一級風(fēng)險源，一旦出現(xiàn)沉降變形，則不僅會導(dǎo)致地鐵3號線出現(xiàn)結(jié)構(gòu)安全隱患、難以搶修，進(jìn)而造成較大經(jīng)濟(jì)損失，還會導(dǎo)致地鐵3號線無法運營，造成極大的不良社會影響，損失無法估量。以該下穿工程為例，監(jiān)理通過工程風(fēng)險分析，采取技術(shù)控制措施、管理控制措施及關(guān)鍵節(jié)點驗收程序性控制措施，成功下穿既有運營地鐵3號線，在建地鐵8號線隧道內(nèi)沉降值要求控制在10 mm以內(nèi)，實際下穿過程中隧道內(nèi)最大沉降值5 mm；既有運營地鐵3號線沉降值要求控制在5 mm以內(nèi)，實際最大沉降值1 mm。希望該成功案例能為其他類似下穿工程提供建設(shè)性意見。

1 工程概況

青島地鐵8號線青島北站站-滄口站區(qū)間折返線暗挖段全長約870 m，原設(shè)計全部采用鉆爆法施工，隧道以單洞單線敷設(shè)，隧道拱頂覆土厚約12.8 m～30.3 m，標(biāo)準(zhǔn)斷面為7.20 m（寬）×7.34 m（高），初支厚度為350 mm，二襯厚度為350 mm。在建地鐵8號線右線距離既有運營地鐵3號線較遠(yuǎn)，屬于側(cè)穿，保持原鉆爆開挖設(shè)計方案；左線下穿既有運營地鐵3號線，下穿段約130 m。左線先下穿地鐵3號線右線，平面角度約16°；后下穿地鐵3號線左線，平面角度約17°。在建地鐵8號線初支至既有運營地鐵3號線結(jié)構(gòu)最小距離為0.445 m，屬于典型的“極小凈距、長距離、小角度”下穿工程，為重大風(fēng)險工程，因此為確保地鐵3號線運營安全、在建地鐵8號線工程風(fēng)險可控及節(jié)點工期完成，不宜采用鉆爆法和靜態(tài)破碎工法，通過對地質(zhì)水文、周邊環(huán)境調(diào)查研究，優(yōu)化調(diào)整工法，選擇懸臂掘進(jìn)機(jī)機(jī)械開挖工法。

2 工程地質(zhì)、水文

2.1 工程地質(zhì)

隧道地質(zhì)自上而下為：第①層雜填土，厚2 m～3 m；第①1層素填土，厚6 m～8 m；第?0-下層強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，厚2 m～4 m；第?層中風(fēng)化花崗巖，厚5 m～10 m；第?層微風(fēng)化花崗巖，抗壓強(qiáng)度最大約60 MPa。在建地鐵8號線左線隧道洞身位于中風(fēng)化花崗巖層，受滄口斷裂帶影響，部分地段穿插有煌斑巖、花崗斑巖、糜棱巖、碎裂狀花崗巖局部發(fā)育。

2.2 水文條件

地下水分為第四系孔隙潛水和基巖裂隙水兩類。水量較豐富，部分具弱承壓性。地下水主要靠大氣降水和地表水補(bǔ)給，水位受季節(jié)影響明顯。

3 工程風(fēng)險分析

該工程下穿段受滄口破碎帶影響，破碎帶附近節(jié)理發(fā)育較密集，基巖裂隙水較豐富，且?guī)r層中夾雜有遇水融化煌斑巖層，地質(zhì)環(huán)境較惡劣，并且周圍巖體受過多次擾動。若因8號線施工而引起3號線沉降或者隆起，將會造成較大的社會影響，輕則導(dǎo)致運營故障，重則造成重大人員、財產(chǎn)損失。該工程風(fēng)險分析詳情見表1。

表1 該工程風(fēng)險分析表

4 監(jiān)理控制措施

4.1 監(jiān)理控制技術(shù)措施

應(yīng)暗挖隧道下穿既有運營地鐵線路屬于危大工程范疇，監(jiān)理嚴(yán)格按照《危險性較大的分部分項工程安全管理規(guī)定》（中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部令第37號）和《住房城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳關(guān)于實施〈危險性較大的分部分項工程安全管理規(guī)定〉有關(guān)問題的通知》（建辦質(zhì) [2018]31號）要求，對下穿施工專項方案、應(yīng)急預(yù)案編制內(nèi)容、審批程序、兩級交底進(jìn)行控制及全程旁站應(yīng)急演練。監(jiān)理要求下穿施工前設(shè)置試驗段，收集相關(guān)施工參數(shù)，對不合理或者可以優(yōu)化的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。監(jiān)理組對工法、工程技術(shù)參數(shù)及監(jiān)測方式等進(jìn)行認(rèn)真研究，提出建設(shè)性優(yōu)化意見并采用，降低了下穿工程風(fēng)險。

4.1.1 工法調(diào)整

地鐵3號線為爆破開挖，地鐵運營對下穿段影響區(qū)域圍巖已經(jīng)造成擾動，通過對比在建地鐵8號線試驗段施工參數(shù)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，控制爆破下穿風(fēng)險較大。根據(jù)工程地質(zhì)條件以及往期工程經(jīng)驗，監(jiān)理提出意見并實施：8號線右線距離既有運營3號線較遠(yuǎn)，屬于側(cè)穿，保持原鉆爆開挖設(shè)計方案；8號線左線下穿段鉆爆開挖變更為懸臂掘進(jìn)機(jī)開挖施工，為減少對圍巖的擾動及運營線路的振動影響，懸臂掘進(jìn)機(jī)開挖時預(yù)留掘進(jìn)頭作業(yè)空間（120 cm），加厚初噴混凝土厚度，防止圍巖掉塊，防止危及運營安全。

4.1.2 可靠的超前地質(zhì)預(yù)報

超前地質(zhì)預(yù)報方法主要采用地質(zhì)雷達(dá)（常規(guī)）和超前地質(zhì)探孔成像（新增）方法。

（1）地質(zhì)雷達(dá)：采用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行精確探測，每次預(yù)報長度為15 m～30 m，兩次搭接不少于5 m。

（2）地質(zhì)探孔成像：直觀探測前方地層及地下水發(fā)育情況，掌握掌子面近前方情況，采用加深探孔成像法，每次探孔應(yīng)不少于3孔，孔深5 m，搭接2 m。

4.1.3 優(yōu)化初支參數(shù)

監(jiān)理在試驗段全程旁站并收集各工序施工參數(shù)、工序時間等，一旦發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時解決。例如，發(fā)現(xiàn)原設(shè)計每循環(huán)雙排小導(dǎo)管施工時間太長，違反早封閉原則且風(fēng)險極大，監(jiān)理建議并實施由雙排變單排，最終將φ42 mm、壁厚3.5 mm、長3.5 m、環(huán)縱間距0.4 m×1 m的雙排小導(dǎo)管，改為φ48 mm、壁厚6 mm、長3 m、環(huán)縱間距0.4 m×0.5 m的單排超前小導(dǎo)管，大大地縮短了單循環(huán)封閉時間。再如，下穿區(qū)域巖層當(dāng)中含黃斑巖，遇水融化，而下穿區(qū)段存在基巖裂隙水，因此上臺階拱腳沉降成為監(jiān)理的一個控制重點，監(jiān)理要求：清理拱腳底部虛渣漏出基巖→噴射早強(qiáng)C25混凝土→再墊設(shè)拱腳鋼板；加強(qiáng)拱腳鎖腳錨桿，由普通錨桿改為漲殼式預(yù)應(yīng)力錨桿，以抑制沉降變形。

4.1.4 增加地鐵3號線隧道內(nèi)自動化監(jiān)測

地鐵3號線內(nèi)的監(jiān)測數(shù)據(jù)原來采用的是人工采集的方式，但是由于其運營時間為6：00～23：00，在地鐵運營時間段開展監(jiān)測點數(shù)據(jù)采集工作難度很大，而在非運營時間進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，對數(shù)據(jù)變化不能夠做到及時、有效、全面掌控。監(jiān)理建議并實施：采用自動化監(jiān)測技術(shù)，實時、有效掌握地鐵3號線隧道內(nèi)的結(jié)構(gòu)、道床等監(jiān)測數(shù)據(jù)。自動化監(jiān)測項目監(jiān)測頻率及預(yù)警值，如表2所示。

表2 地鐵3號線內(nèi)自動化監(jiān)測項目監(jiān)測頻率及預(yù)警值

4.1.5 降低地鐵3號線列車運營速度

地鐵3號線運營在下穿段影響區(qū)域的載客量大、速度過快都會對周圍巖體造成較大的擾動，進(jìn)而增加下穿的施工風(fēng)險。監(jiān)理建議建設(shè)單位與地鐵3號線運營單位協(xié)商，3號線列車在下穿影響區(qū)段降低運營速度。建設(shè)單位采納該建議，通過與運營單位協(xié)商，將下穿影響區(qū)段3號線列車的運行速度控制在15 km/h。

4.2 監(jiān)理控制管理措施

4.2.1 加強(qiáng)關(guān)鍵節(jié)點驗收監(jiān)理管控措施

按照《住房城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳關(guān)于加強(qiáng)城市軌道交通工程關(guān)鍵節(jié)點風(fēng)險管控的通知》（建辦質(zhì) [2017]68號），由青島市市政工程管理處及青島地鐵公司對關(guān)鍵節(jié)點進(jìn)行施工前驗收，要求做好監(jiān)理管控。

（1）下穿段開挖施工前條件驗收監(jiān)理管控。監(jiān)理按照驗收要求逐條復(fù)核，核查準(zhǔn)備工作是否全部到位，重點核查：施工方案、勘察設(shè)計交底、人員機(jī)械設(shè)備、應(yīng)急演練及應(yīng)急物資、原材料等是否到位；懸臂掘進(jìn)機(jī)截齒等備品備件是否配備到位，洞內(nèi)、地面以及地鐵3號線內(nèi)監(jiān)測點是否布設(shè)完成并取初始值；超前地質(zhì)探測及報告簽字確認(rèn)；勘察、設(shè)計、建設(shè)、監(jiān)理、施工、第三方咨詢六方駐場人員是否到位等。條件合格，監(jiān)理組織條件驗收會議，各方同意后方可開挖施工。

（2）下穿段二襯施工前條件驗收監(jiān)理管控。二襯施工前，監(jiān)理應(yīng)做好基面驗收管控工作，基面處理的好壞直接關(guān)系到二襯施工的質(zhì)量。對滲漏水、基面平整度、初支背后雷達(dá)掃描等進(jìn)行把控，要求驗收段初支背后無空洞、無明流水、滲水面積及程度滿足要求、基面平整無尖銳物、無侵限等。二襯施工前條件驗收合格，方可允許施工單位防水鋪設(shè)施工。

4.2.2 過程中監(jiān)理控制管理措施

（1）加強(qiáng)施工過程中的監(jiān)理旁站及巡視檢查管控措施。由于下穿施工風(fēng)險極大，總監(jiān)理工程師組織監(jiān)理部成員召開內(nèi)部會議，確定下穿段監(jiān)理旁站重點和巡視檢查頻率。

監(jiān)理旁站內(nèi)容。開挖施工監(jiān)理旁站，重點為核心土的預(yù)留、懸臂掘進(jìn)機(jī)截割方式、開挖地質(zhì)情況變化；超前小導(dǎo)管及格柵鋼架施工監(jiān)理旁站，重點為格柵間距（0.5 m）、小導(dǎo)管角度、鎖腳錨桿焊接質(zhì)量、拱腳鋼板支墊；超前小導(dǎo)管注漿監(jiān)理旁站，重點為注漿壓力（≤0.4 MPa）、水灰比（1∶1）、注漿量；初支噴混凝土監(jiān)理旁站，重點為噴混凝土順序、噴射厚度、初支背后空洞。

監(jiān)理巡視檢查頻率?？偙O(jiān)理工程師及總監(jiān)理工程師代表每天不少于兩次巡視檢查工作面；工點負(fù)責(zé)人每天不少于4次；專業(yè)監(jiān)理工程師每4 h巡視檢查一次；監(jiān)理員在開挖工作面洞內(nèi)24 h全程監(jiān)理旁站。監(jiān)理組成員建立信息共享微信群，對巡視時間、內(nèi)容、發(fā)現(xiàn)問題及處理情況及時上傳。除監(jiān)理員外，其他監(jiān)理成員現(xiàn)場巡視檢查時間錯開，確保每小時都有專業(yè)監(jiān)理工程師級別以上人員巡視現(xiàn)場。

（2）強(qiáng)化過程驗收及隱蔽工程驗收監(jiān)理管控措施。下穿地鐵3號線風(fēng)險重大，在確保施工安全質(zhì)量的前提下，應(yīng)當(dāng)以最快速度完成開挖支護(hù)以及二襯施工。為了避免在驗收環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)問題導(dǎo)致整改時間長的問題，監(jiān)理組增加了中間驗收環(huán)節(jié)，在過程中發(fā)現(xiàn)問題立即下發(fā)指令，在最終的報驗驗收中如果發(fā)現(xiàn)類似的問題大量存在或者下發(fā)的整改通知單沒有整改完成立即下發(fā)處罰建議書，以此來監(jiān)督施工單位加強(qiáng)自身的安全質(zhì)量管控力度；監(jiān)理組成員嚴(yán)格執(zhí)行安全質(zhì)量管控標(biāo)準(zhǔn)，不接受任何以工期緊為借口降低標(biāo)準(zhǔn)的意見，做好事中控制。

（3）加強(qiáng)監(jiān)控量測監(jiān)理管控措施。下穿地鐵3號線施工重難點之一就是過程中的施工監(jiān)測，這需要監(jiān)理加強(qiáng)對監(jiān)控量測工作的監(jiān)控。

監(jiān)測點的布設(shè)及驗收。洞內(nèi)及地面監(jiān)測點監(jiān)理重點：查看及驗收監(jiān)測點布設(shè)深度及點位選擇；地鐵3號線內(nèi)自動化監(jiān)測除對監(jiān)測點及初始值驗收之外，監(jiān)理要求開挖前完成對原隧道結(jié)構(gòu)裂縫情況進(jìn)行標(biāo)記及三維掃描等工作。

監(jiān)測數(shù)據(jù)對比與分析。專業(yè)監(jiān)理工程師每日收集施工監(jiān)測以及第三方監(jiān)測數(shù)據(jù)，并進(jìn)行對比分析，當(dāng)兩者數(shù)據(jù)相差較大時，立即組織召開監(jiān)測數(shù)據(jù)分析會。監(jiān)理要求施工單位及自動化監(jiān)測單位每周兩次對自動化監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行檢查維修及檢核，監(jiān)理全程監(jiān)督旁站，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠真實有效地反映現(xiàn)場實際情況。

監(jiān)測數(shù)據(jù)信息共享。監(jiān)理建立監(jiān)測數(shù)據(jù)信息共享平臺，將每日的施工監(jiān)測、第三方監(jiān)測以及兩者的對比分析數(shù)據(jù)上傳到群里，并要求自動化監(jiān)測單位將自動化監(jiān)測數(shù)據(jù)平臺的賬戶及密碼在平臺上共享，確保施工、設(shè)計、勘察、監(jiān)理、業(yè)主、運營單位等均能夠?qū)崟r查看自動化監(jiān)測數(shù)據(jù)和人工監(jiān)測數(shù)據(jù)。

（4）組織召開現(xiàn)場專題會。監(jiān)理于每天16：00組織召開現(xiàn)場專題會，施工、監(jiān)理、勘察、設(shè)計、業(yè)主、風(fēng)險咨詢等參建方負(fù)責(zé)人參會，對當(dāng)天巡視檢查發(fā)現(xiàn)的問題、監(jiān)測數(shù)據(jù)變化、第二天的開挖計劃及注意事項等進(jìn)行討論分析。監(jiān)理通過專題會對現(xiàn)場實際發(fā)生的問題做到了及時解決，例如地質(zhì)變化引起的設(shè)計變更會，在會上就進(jìn)行了解決。

（5）各類記錄明確各方主體責(zé)任。為了能夠明確每個人的責(zé)任，便于責(zé)任追溯，監(jiān)理提出以下要求：每段超前地質(zhì)預(yù)報告由施工、監(jiān)理、勘察、設(shè)計以及總部共同簽認(rèn)，各參建方針對報告結(jié)果提出相關(guān)要求；超前小導(dǎo)管、格柵鋼架、噴混凝土等每道工序施工作業(yè)班長、施工單位自檢責(zé)任人、監(jiān)理單位驗收責(zé)任人共同簽字，明確驗收參數(shù)并錄制視頻；設(shè)立專門的巡視檢查記錄本，各參建方責(zé)任人每天巡視檢查下穿工作面后，在記錄本上寫下檢查人、檢查時間、現(xiàn)場施工工序、發(fā)現(xiàn)問題、處理及建議等。將上述內(nèi)容紙質(zhì)資料同下穿施工相關(guān)的勘察設(shè)計交底、設(shè)計圖紙、施工方案及交底、監(jiān)理細(xì)則及交底、專題會會議紀(jì)要等紙質(zhì)資料共同懸掛于下穿施工工作面部位的值班室，便于各方查閱及責(zé)任追溯。

（6）工序之間無縫對接。通過數(shù)據(jù)收集發(fā)現(xiàn)，從開挖到封閉耗時較長，主要原因之一是工序之間銜接不緊密以及機(jī)械故障維修時間長。為了做到工序之間的無縫銜接，監(jiān)理提出采取以下措施：上一道工序即將完成時，下一道工序的人機(jī)料等需要提前到達(dá)工作面做好準(zhǔn)備；現(xiàn)場儲備懸臂掘進(jìn)機(jī)的備品備件，尤其是截齒，根據(jù)懸臂掘進(jìn)機(jī)工作機(jī)理，損耗量大部位采用剛度較高截齒，一般部位可采取普通截齒，截齒更換及時補(bǔ)充；加強(qiáng)懸臂掘進(jìn)機(jī)的日常維修保養(yǎng)工作，要求設(shè)備廠家配置專門的維修人員，確保在機(jī)械發(fā)生故障時，維修人員能夠第一時間到現(xiàn)場排除故障。

5 效果檢驗

在監(jiān)理組成員的共同努力及其他參建單位的大力配合下，上述監(jiān)理技術(shù)措施和管理措施得到了嚴(yán)格落實，24 h盯控掌子面，加強(qiáng)超前地質(zhì)預(yù)報管控，強(qiáng)化過程各環(huán)節(jié)驗收，每一環(huán)節(jié)驗收從領(lǐng)導(dǎo)到工人層層落實責(zé)任，確保質(zhì)量追溯、責(zé)任追溯，嚴(yán)肅認(rèn)真開展隧道內(nèi)及地鐵3號線內(nèi)自動化監(jiān)控量測并進(jìn)行數(shù)據(jù)對比分析，歷時319 d安全順利完成下穿既有運營地鐵3號線工程。在建地鐵8號線隧道內(nèi)沉降值要求控制在10 mm以內(nèi)，實際下穿過程中隧道內(nèi)最大沉降值5 mm；既有運營地鐵3號線沉降值要求控制在5 mm以內(nèi)，實際最大沉降值1 mm，得到了業(yè)主及青島市相關(guān)行政主管部門的高度認(rèn)可。

6 結(jié) 語

綜上，當(dāng)遇到重大工程風(fēng)險時，監(jiān)理部要發(fā)揮團(tuán)隊力量和智慧，認(rèn)真分析工程風(fēng)險，針對工程風(fēng)險提出詳盡的技術(shù)措施和管理措施并認(rèn)真落實、執(zhí)行和監(jiān)督；同時要調(diào)動其他參建單位，發(fā)揮其技術(shù)力量和作用，落實其責(zé)任，從而形成齊抓共管、責(zé)任明確且可追溯的局面，確保重大工程風(fēng)險處于可控狀態(tài)。