李常青
(北京中鐵誠業工程建設監理有限公司,北京 100070)
八達嶺長城站是我國采用礦山法修建的第一座地下火車站,建造過程中存在埋深及提升高度大、疏散救援困難、環保要求嚴格、兩端過渡段隧道跨度大、地質條件復雜、群洞斷面形式和開挖工作面多以及運輸困難等諸多關鍵技術難題。建造過程中參建各方積極開展科研技術攻關,應用了一系列新技術、新材料、新工藝、新設備,研發超大跨度隧道修建技術、復雜洞室群隧道修建技術、耐久性隧道修建技術、微震微損傷精準爆破技術、BIM 施工管理技術、隧道綠色建造技術以及掌子面地質信息智能圖像預報技術等關鍵創新技術。監理部采取了相應的質量控制措施,成功攻克了八達嶺長城站建造過程中遇到的技術難題,順利完成了本標段的監理任務,形成了一套地下車站綜合修建技術,為類似工程的建造提供參考。
新八達嶺隧道地處八達嶺核心景區,一次并行水關長城,兩次下穿八達嶺長城,一處淺埋下穿京張鐵路青龍橋車站,隧道洞身最小埋深 4 m,最大埋深 432 m。正洞 12 010 m、輔助導坑 3 488 m、車站洞室全長5 302 m,隧道洞室開挖合計 20 800 m。
八達嶺長城站位于新八達嶺隧道內,采用三層三縱的群洞結構,豎直方向分為上、中、下三層,分別為“出站通道及設備層”“進站通道層”和“站臺層”。站臺層分為左、中、右三個分離的洞室,分別為“左到發線及站臺”“正線”“右到發線及站臺”,如圖 1 所示。地面站房建筑面積 0.9 萬 m2,地下建筑面積 4.3 萬 m2,軌面埋深 102 m。八達嶺長城站地質條件復雜,巖性種類多,巖脈發育,分布 F2 斷層及多組節理,巖體破碎,風化差異明顯,為全線控制性和重難點工程,初始評估等級為極高風險,按一級風險隧道管理。
車站層次多、洞室數量大、洞型復雜是目前國內最復雜的暗挖洞群車站,站內設計各類洞室 78 個,斷面型式 88 種,洞室交叉節點密集且結構復雜,不同洞室交貫面共有 63 個,洞群效應明顯,施工難度大,安全風險高。車站兩端過渡段為單洞隧道,最大開挖跨度 32.7 m,開挖面積 508 m2,是目前國內跨度最大的暗挖鐵路隧道。站臺層三個分離的平行洞室最小水平間距 2.27 m,站臺層與進站層最小豎向間距 4.55 m,各洞室間開挖爆破相互影響大,易導致相鄰洞室圍巖松動掉塊、支護變形、襯砌開裂等現象發生,建造過程中應用了一系列新技術、新材料、新工藝、新設備。

圖1 地下車站三層三縱的群洞結構
組建標準化監理項目部,建立健全質量安全管理自控體系,明確監理工作標準和工作流程,制定監理檢查事項清單,包括:施工單位管理體系核查,施工圖核對,施工測量復測,施工組織設計審查,開工報告審批,施工方案審批,施工工地試驗室核查,主要機械設備核查,進場原材料、構配件和設備驗收和檢測,見證檢驗或平行檢驗,巡視和旁站監理,檢驗批、分項、分部、單位工程驗收,安全生產監理,重點工序和關鍵環節施工監理等具體內容,責任落實到具體監理工作崗位。定期召開監理例會、工地例會,按規定參加施工技術方案研究、組織首件評估和高風險工點施工安全條件評估,及時上報監理月報,全面客觀反映質量安全狀況。
各級監理人員按規定頻次進行巡視檢查,重點盯控施工現場管理人員、作業人員及施工設備的配置等施工條件是否滿足施組、安全作業、質量控制等需要;危險性較大的工序現場安全管理是否符合安全技術規程要求,作業人員的工作程序或工法是否符合已經批準的專項施工方案;關鍵工序、接口工程、采用四新技術的工序、作業時間較長(如鋼筋綁扎)等重點工序的操作是否規范、質量是否達標;隧道棄渣、污水排放、洞內通風等關鍵工序的操作是否符合設計或環保要求。監理人員對巡視中發現的問題,應根據問題的嚴重程度,可采用口頭指令、監理工程師通知單、工程暫停令等方式,要求施工單位進行整改。
對關鍵部位與隱蔽工程實施全過程旁站監理,采用跟班監督、視頻監控、重點作業時段現場盯控或不定時檢查等方式實施,核查用于工程的材料、設備、施工工藝工法是否與批準的施工方案一致,施工單位各崗位人員是否到位,盯控施工作業過程中主要技術參數和質量指標是否達標,并適時進行抽查,監控施工過程中是否存在安全隱患,及時制止違規違章行為。旁站監理人員應采用文字、影像等方式對上述旁站過程進行詳細記錄,旁站工作結束后,及時形成旁站記錄,并在《監理日記》中記錄旁站主要內容。
專業監理工程師應審查施工單位編制的工藝性試驗方案,按程序批準后方可實施,應對施工工藝試驗過程進行巡視,對關鍵環節進行旁站,并形成詳細記錄。工藝試驗結束后,專業監理工程師應對施工單位上報的工藝試驗技術總結報告進行審查,經監理部批準后方可大面積施工。
監理部組織專業監理工程師編制首件驗收評估監理實施細則,審核首件施工方案、施工作業指導書,經批準后方可實施,對首件工程施工過程進行巡視,對關鍵環節進行旁站,并形成詳細記錄。根據建設單位管理要求參與首件工程驗收與評估,提出相關建議。
依據監理規劃、批準的施工組織設計、設計文件及驗收標準編寫關鍵工序、四新技術應用、危險性較大的分部分項工程的監理實施細則,按照工程施工順序,明確監理人員應重點監控的內容、相關標準及監控手段。
2.4.1 原材料進場檢測驗收
對進場的原材料、構配件、半成品進行型式檢驗、平行檢驗或見證檢驗,合格后方可準予進場,檢驗項目和頻次應符合工程質量驗收標準。發現原材料、構配件不合格時,應簽發《監理工程師通知單》,明確具體問題和整改要求,跟蹤整改過程,收到施工單位《監理工程師通知回復單》后,及時進行現場復查和確認,已用于工程實體的,應指令施工單位進行工程實體質量驗證。
發現施工單位擅自使用未經監理工程師驗收的原材料、構配件時,應簽發《監理工程師通知單》,要求施工單位立即停止使用該批原材料、構配件,并履行報驗程序,同時按照信用評價管理辦法向建設單位提報對施工單位的考核建議。施工過程質量檢驗不合格時,應簽發《監理工程師通知單》,明確具體問題和整改要求,跟蹤整改過程,收到施工單位《監理工程師通知回復單》后,及時進行現場復查和確認。
2.4.2 圍巖監控量測監控措施
監理工程師審查施工單位上報的《監控量測實施細則》并督促施工單位實施[1-5]。
督促施工單位量測主管人員,按照以下要求開展監控量測工作,掌握管段內全部測點每日觀測結果,對出現的異常情況做到及時處理。
1)實施監控量測工作前,應提前通知現場監理人員進行旁站,并填寫監控量測日志表,詳細記錄監控量測實施時各部位里程位置、工況環境及地質情況。
2)監督監控量測人員在規定的時間內完成數據采集和上傳,在每個掌子面完成量測后實時上網傳輸,根據軟件分析結果,對工程安全性提出評價意見(正常或預警)。
3)安排專人負責終端機管理,專機專用,終端機不得進行其他工作。同時建立管理臺賬和周報、月報分析制度,結合地質情況分析監控量測數據的變化規律,預警后采取工程措施的效果,對施工安全進行評價。在月報中對安全管理基準(變形速率和累計變化量)進行分析評估,并對預留變形量提出調整。
4)監理工程師負責監督施工單位開展圍巖量測落實情況,組織核對設計文件中提出的量測項目是否齊全,能否滿足規范要求。
5)監理工程師跟蹤檢查現場量測、監測記錄、數據分析處理、信息傳遞等情況,并作好記錄,當對監測結果有疑問時必須進行復測;每周每個掌子面必須進行一次抽查實測。
6)監理工程師核查監控量測的測量項目、測量斷面數量、測線(點)設置是否與實施細則相同,是否按 Q/CR 918-2015《鐵路隧道監控量測技術規程》和實施細則要求對數據進行處理以指導施工。對超過管理等級的斷面測線,要求施工單位提出安全性評價分級結果及應對措施,并及時按應對措施進行處理。
2.4.3 超前地質預報監控要點
督促施工單位在隧道施工過程中將實際開挖的地質情況與超前地質預報結果進行對比分析,及時總結經驗,指導和改進地質預報工作。對隧道超前地質預報實施過程進行監理,對以下事項進行審批、核查。
①對進入施工現場的超前地質預報實施單位的資質證明文件進行核查。②審批超前地質預報實施方案、質量計劃、施工計劃,及其實施預測預報工作的技術保障措施。③核查實施單位提交的有關人員資質、儀器設備質量證明文件(出廠合格證、質量檢驗或試驗報告等),確保預報工作質量有可靠的物質基礎。④監理工程師核查施工單位是否對超前地質預報成果進行分析、研究。超前地質預報實施細則編制內容是否滿足 Q/CR 9217-2015《鐵路隧道超前地質預報技術規程》(以下簡稱《規程》)規定和設計要求,超前地質預報過程資料及階段性成果報告是否滿足《規程》規定;每次預報工作之間是否有足夠的里程搭接長度。預報成果中提出的措施建議、各方研究的預案、對策是否得到有效落實。
2.4.4 有毒有害氣體逸出的監控措施
隧道施工應采取綜合防塵措施,并配備專用檢測設備及儀器(經有資質的部門檢定合格),按規定時間測定粉塵和有害氣體濃度。核查專項監測方案、監測記錄和監測儀器資料以及現場實施情況。
2.4.5 開挖支護監控措施
1)審批開挖支護施工方案、安全措施及技術交底,及輔助坑道與正洞相連及其附近地段的支護加強措施。
2)檢查注漿材料、管棚、鋼架、鋼筋網、錨桿、錨固劑、噴射混凝土等原材料出廠合格證及試驗報告。核查管棚的孔位、外插角、孔徑、搭接長度和注漿記錄。
3)根據地質條件、開挖斷面、開挖方法、掘進循環進尺、鉆眼機具及爆破材料,核查鉆爆設計、爆破效果。鉆爆開挖不得危及初期支護和襯砌,減少對圍巖的擾動。
4)檢查臺階法開挖長度與設計是否相符,臺階長度一般不宜超過 1 倍開挖洞徑。隧道開挖后應及時進行初期支護,分部開挖時,應在初期支護與噴射混凝土強度達到設計強度的 70 % 以上時,方可進行下道工序的施工。
5)檢查鋼架安裝的位置、接頭連接、縱向拉桿及立柱埋入底板深度。鋼架安裝不得侵入二次襯砌斷面,立柱埋入底板深度應符合設計要求,鋼架底部不得有虛碴。
6)噴射混凝土表面應密實、平整,無裂縫、脫落、漏噴、漏筋、空鼓,錨桿頭無外露。
7)超挖回填必須符合設計要求,回填注漿應保證回填密實。注漿孔的數量、布置、間距以及深度應符合設計要求,并根據無損檢測結果及滲漏情況確定補孔注漿,注漿方式應符合設計要求。
8)初期支護完成后,監理工程師組織施工單位對初期支護厚度進行鉆孔檢查,合格后方可進入下道工序施工。對隧道凈空斷面測量資料進行檢查,合格后報第三方檢測單位對厚度、空洞進行地質雷達掃描檢測。
2.4.6 襯砌混凝土監控措施
1)襯砌混凝土施工前監理工程師組織施工單位對初期支護厚度、平整度及隧道凈空斷面進行檢查,平整度應符合兩突出物之間的深長比 D/L≤1/10 的規定,合格后方可進入下道工序施工。
2)仰拱、仰拱填充、底板的高程、仰拱的曲率、仰拱填充和底板的橫向坡度應符合設計要求,高程允許偏差為 ±15 mm。仰拱填充混凝土不得與仰拱混凝土同時澆筑。
3)卷材防水層所用的材料質量應符合設計要求,鋪設時應自下而上進行,上部壓住下部,其搭接長度不宜< 150 mm,上下層接縫宜錯開,不得有通縫。
4)監理工程師檢查襯砌模板臺車、移動臺架及其設計資料、產品合格證及就位時的測量記錄,立模前復核襯砌內輪廓線、中線和高程以及拱架頂、邊墻底和起拱線高程,立模后再次進行檢查復核。
5)隧道襯砌鋼筋接頭位置、品種、級別、規格、數量及保護層墊塊必須符合設計要求。
6)施工縫所用止水條、止水帶等材料的品種規格性能應符合設計要求,檢查全部產品合格證,出廠檢驗報告、進場試驗報告并進行見證取樣檢測。
7)嚴把混凝土結構施工監控關,對混凝土原材料進場檢驗、施工配合比管理及澆筑振搗進行全過程旁站,發現問題立即指令施工單位整改。
2.4.7 接口工程監控措施
接口工程質量檢查和驗收中,應重點檢查預留孔、洞、溝槽等位置與尺寸,核查預埋構件的規格型號、性能指標及外觀質量,發現問題應及時指令施工單位進行整改。接口工程施工完成后,監理部應組織施工單位對接口工程進行逐一檢查與驗收,組織或參與接口工程交接各方之間的交接檢驗,并形成交接檢驗記錄;協調解決交接各方之間的有關質量爭議問題,必要時上報建設單位協調解決。
質量責任,重于泰山。以源頭達標、執業規范為基礎,堅持“試驗先行、樣板引路、分級驗收”的原則,強化前期準備、按標作業、評估完善和推廣應用四個環節。施工單位在項目開工前應確立試驗段,制定施工方案、作業標準、工藝流程、操作要求,按照有關程序批準后實施,現場管理人員實行全過程管控。根據試驗數據,及時優化施工方案,確保實施有規范、操作有程序、過程有控制,尤其是對關鍵環節、關鍵工序、關鍵部位進行嚴格管控。實行首件許可制度,抓好管棚、超前小導管、同步注漿、光面爆破、預應力錨桿錨索、鋼纖維噴射混凝土、防水板鋪設、襯砌混凝土等關鍵環節施工過程的質量控制,督促施工單位通過實施樣板引路、質量標準段、示范點的建設,形成以點帶段,發揮亮點輻射、成段延伸的作用,從而促使監理標段的施工質量達標,順利完成監理標段的監理任務。