右線盾構區間軸線控制
中煤礦山建設集團天津公司盾構專案部qc小組
一、小組簡介
本小組成立於2023年8月3日，是乙個集管理人員、技術人員和施工人員於一體的團體。在經歷了現場的磨練後，小組已具備相當的技術水平，且擁有很強的管理能力。（具體人員見表1
表1：小組成員表
二、工程概況
天津市地鐵3號線14c標段盾構隧道工程為明挖段～津圍公路站盾構區間，右線全長1008.146m；平面線路包括直線段、r=400m的圓曲線段及緩和曲線段，左右線路間距在13m～15m之間；線路縱斷面採用動力坡v字型，下坡坡度為3‰，上坡坡度為11.703‰，在聯絡通道位置達到最低點；隧道頂部埋深10.
3 m～16.3m，隧道洞身位於第一海相層、第二陸相層和第四系上更新統第三陸相層，土層飽和軟弱，地層較均勻。隧道內徑5500mm,管片厚度350mm，本區間採用單向推進，不掉頭工藝施工。
三、選題理由
天津地鐵公司於2023年成立，2023年8月開始盾構法隧道施工。在盾構掘進施工方面沒有太多可以借鑑的施工經驗，而區間軸線控制又是掘進工作中的一大重點和難點。對隧道工程而言各項行業規範和國家標準對區間軸線偏差的要求都十分嚴格，而區間軸線幾何位置的改變會造成盾構機無法進洞，甚至洞內建築物侵入規定的限界等重大質量事故，嚴重者需要通過調坡來滿足線路設計要求。
為了確保隧道按設計的要求貫通，總結盾構法施工中寶貴的實踐經驗，提公升公司在地鐵施工領域的科技攻關能力，我小組選定「右線盾構區間軸線控制」為題目的質量控制，並以之為方向做質量控制分析。
四、現狀調查
我公司右線盾構區間自2023年8月27日開始試掘進至100環試驗段，在此掘進過程中我小組對隧道的軸線偏移量進行了監測、統計，發現隧道軸線存在不同程度的偏移， 這是百環驗收時的軸線偏移情況示意圖。
圖1：1環—100環隧道軸線偏差曲線
從圖中的資料可以看出來，自盾構始發到試驗段掘進結束，軸線的偏移量一直在警戒值附近波動，有個別環甚至逼近了警戒值。區間軸線軸線的偏移量和質量穩定性有待提高。
五、確定目標
根據《城市軌道交通工程測量規範》、《盾構法隧道施工與驗收規範》、《天津市地鐵二期工程控制測量技術規定》和《天津地鐵建設工程強制要求標準》等標準的要求，我小組將質控目標確定為：軸線測量中誤差：橫向±25mm，比規範提高了25mm，垂直±15 mm，比規範提高了10mm，在接下來的質控活動中，我小組將以此為目標並採用一定手段確保精度的穩定。
六、原因分析
一）、在100環試驗段掘進完畢後，小組針對出現的問題召開了現場會議，從人、機、料、法、環五方面著手，並運用因果分析法對問題進行了全面細緻的討論和分析，尋找造成軸線偏差的原因，最終得出以下結論。
圖2：因果分析圖
1、人員方面
針對人員缺乏施工經驗、個別人員責任心不強，我小組經過現場調查發現，為確保工程的優質質量，專案部在開工前4個月安排技術人員和施工人員在其他專案進行了技術培訓教育，盾構機機長和帶班班長均是從其他專案一線抽調的技術中堅力量， 現場調查中還發現，因個別施工人員責任心不強，存在管片螺栓復緊不足的現象。
2、機械方面
1）盾構機屬於現代化大型綜合施工裝置，自動化、機電化程度較高，檢修保養不易，我小組通過現場調查發現，在日常工作中，專案部認真履行管理職責，自覺執行《裝置管理控制程式》和集團《機電裝置管理辦法》等一系列規定，同時嚴格執行裝置進場驗收、日巡檢查、維護保養和交**制度，裝置的完好率達到95%，因此檢修保養不及時判定為為非要因。
3、材料方面
同步漿液配合比等級不足，致使漿液的效能不滿足施工要求，直接影響到壁後注漿的施工效果，對區間軸線控制影響較大，判定為要因。
4施工方法方面
1）盾構姿態控制
a、在區間的掘進過程中，確保盾構順利沿設計軸線推進，自動測量導向系統起到引導方向的重要作用，通過現場調查我們發現，在實際施工過程中存在人工校核頻次不足的現象。
b、在試驗段掘進過程中，我小組通過查閱日常測量記錄和掘進記錄發現，由於盾構機平衡土壓力和推進速度等掘進引數設定不合理，致使盾構姿態不理想，存在超挖現象；其次由於推進速度快，劇烈震動影響壁後漿液凝固效果。
2）注漿工序
根據注漿原始記錄，現場同步注漿漿液量為設計數量的153﹪，注漿壓力為0.13～0.18mpa,雖注漿量達到了設計要求的130﹪～180﹪之間，符合要求，但注漿壓力卻小於規範要求的標準0.
3～0.5mpa，這說明管片後的空隙並沒有效地填充密實，致使管片在漿壓力和土壓力作用下出現錯台和錯位變形，進而引起軸線偏差。
二次注漿時，採用的為水泥單液漿，初凝時間較長，不能及時有效的提供乙個圍繞隧道襯砌的長期、勻質、穩定的防水層，減少管片的徐變和沉降。
管片拼裝時部分管片出現錯台和環麵不平整現象，直接影響到管片的姿態和區間軸線質量。
5、環境方面
根據地質勘查報告，施工區域地質水文條件複雜，存在微承壓水，致使漿液在富水地帶損耗量較大，影響壁後注漿效果。
這是要因判定分析表，進過全體小組成員對末端因素驗證、確認，最終確定了漿液配合比等級不足、掘進引數有待優化、注漿工序、管片拼裝不夠嚴格，成環質量有待提高4個因素為主要因素，具體判定過程在此不再贅述。
七、制定對策
針對4大主要原因，小組經過討論後，在實際工作的各個方面採取了不同的對策，見表2：
表2：目標對策分析表
八、落實實施
為保證以上措施的實施和落實，小組著手加強內部管理，制定實際有效的方案，並在全專案部上下推行：
1、 優化配比，提高漿液質量
將同步漿液等級優化為m2.5，原材料礦渣水泥更換為普通矽酸鹽水泥p.o42.5，選用一級粉煤灰和含泥量小的中粗砂，提高水泥用量，降低初凝時間，提高早期強度。
優化後的漿液效能有了較大的提公升，漿液稠度控制在了9—11cm，初凝時間達到了5～6h，24h強度達到0.3mpa，具有很好的防稀釋效能和工程效能。
表3：同步漿液配比分析表
2、優化注漿施工引數
同步注漿時應根據實際施工情況、地質情況；結合土體的空隙率和滲透係數，優化調整漿液的損耗係數，做到注漿量和注漿壓力二者兼顧、嚴格控制，將一次注漿量控制在理論注漿體積的130﹪～180﹪之間，注漿壓力控制在0.3 ～0.5 mpa ，使壁後建築空隙得到有效填充，及時有效的約束管片的位移，減少軸線偏差。
二次注漿時，採用凝結時間較短的雙液漿，確保建築空隙的有效填充，填充率達到130%—180%。
同步注漿時，選擇1#、4#注漿管注漿，控制注漿壓力0.2～0.3mpa，注漿流量控制在150l/min。抑制管片的上浮，起到軸線控制的目的。
3、嚴格控制盾構機的施工引數
加強盾構及管片姿態監控量測，保證盾尾間隙。盾構掘進時盡量使各區油缸推力均衡，是盾構均衡勻速推進，減少對土層的擾動。針對本區間的地質條件，控制出土量在38方左右，嚴格控制土倉壓力和出土量，防止超挖或欠挖。
對一環出土量在39-40方的環號，盾構司機須即時通知工程技術部。以及時增加當前環同步注漿量，避免地表沉降及管片上浮；
4、嚴格控制環麵不平整度、相鄰環踏步和管片的發面超前量。
控制環麵不平整度小於5mm；控制相鄰環踏步小於6mm； 法面上下左右超前量小於20mm，交**前用吊垂線方法檢查管片超前量，當其值過大時，用軟性楔子給予糾正， 管片螺栓要嚴格做到3次復緊，確保管片的整體性。
九、效果檢查
對策實施2個月後小組對100環試驗段後的管片再次進行了檢查，結果有了很大的改善，在抽查的300環中，其中最大的水平偏差為15mm，最大的高程偏差為27mm，均滿足規範和我們的目標要求；這是825-833環的偏差曲線，此次檢查的結果比較理想，這表明小組所做的努力取得了成效，所用的方法是合理有效的，因此我們將在今後的工程專案中推廣沿用下去。
圖3:825環—833環隧道軸線偏移量變化曲線
付出就有回報，努力終有收穫。該右線於2023年1月3日實現了高精度貫通，貫通誤差：水平6mm,高程8mm。
我公司承建的14c標段在天津市地下鐵道集團****09年度綜合評比中，憑藉優秀的工程質量和現場安全文明施工榮獲三等獎，獲得獎金100萬元，摘得10年度天津市示範文明工地和結構海河杯兩個榮譽稱號，在天津地鐵市場提公升了中煤三建的企業形象。
十、下一步打算
此次課題的研究，取得了階段性的成果，為公司在隧道盾構法施工領域積累了寶貴的施工管理經驗，然而我們qc小組的任務卻還沒有完成，接下來的探索道路依然任重而道遠，迎接我們的將是乙個又乙個的工程難題，不，應該是乙個又乙個的機遇，乙個個人能力得以展現和發揮的機遇，乙個企業可以實現跨越性發展，做大做強實現產業結構轉變的機遇！
最後謹以一首《六言》與諸位共勉：山高路遠坑深，大軍縱橫馳奔，誰敢橫刀立馬，唯我地鐵新軍。
非煤礦山安全培訓
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天津礦山應急管理知識考核
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