盾构机开仓监理实施细则(新)

广东建设工程监理有限公司

广州市中心城区地下综合管廊（沿轨道交通十一号线）工程监理服务3标

盾构机开仓监理实施细则

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2018年10月

盾构机开仓监理实施细则

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一、编制目的 ................................................................................................................................... 3 二、工程概况 ................................................................................................................................... 3 三、编制依据 ................................................................................................................................. 3 四、监理工作流程 ........................................................................................................................... 4 五 、开仓检查、更换刀具筹划 ..................................................................................................... 5

5.1计划开仓位置 ..................................................................................................................... 5 5.2 作业内容............................................................................................................................ 5 5.3 人闸仓结构 ........................................................................................................................ 6 5.4换刀作业安全技术交底培训 ............................................................................................. 7 5.5 监理保障措施 .................................................................................................................... 7 六、 开仓检查及更换刀具监理要点 ............................................................................................. 8

6.1常压作业监理要求 ............................................................................................................. 8 6.1.1气体检测.......................................................................................................................... 8 6.1.2 实施常压开仓 ................................................................................................................. 8 6.1.3盾构进仓安全保证措施 .................................................................................................. 9 6.1.4换刀作业安全控制措施 .................................................................................................. 9 6.2带压开仓作业监理要求 ................................................................................................... 10 6.2.1监理要点........................................................................................................................ 10 6.2.2带压作业价段 ................................................................................................................ 11 6.3更换刀具监理要点 ........................................................................................................... 12 6.4.1监测控制值标准 ............................................................................................................ 14 6.4.2监测预警报警程序 ........................................................................................................ 14 七、监理手段 ............................................................................................................................. 15 八、危险源控制对策 ................................................................................................................. 15 九、应急预案 ............................................................................................................................. 16 十、 附件 ................................................................................................................................... 16

10.1、盾构机开仓方式确认表.....................................................................18 10.2、开仓旁站记录表................................................................................21

盾构机开仓监理实施细则

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一、编制目的

为了盾构机能够安全、顺利贯通隧道，防止盾构机刀盘、刀具在复杂地层中过度磨损、或不能及时检查磨损情况等严重后果，确保盾构机快速掘进，制定本细则。

1、监督管理施工单位开仓换刀作业工作； 2、确认作业人员、作业环境的安全；

3、保证开仓换刀工作的安全、有序、快速进行。

二、 工程概况

33号工作井为区间井，采用明挖法施工，位于鹤洞大桥立交下空地。工作井中心里程为CK32+465.000，工作井为四层盾构机双向始发井，主体结构尺寸为52.2（长）×15.2（宽）×28.6（深）m。

35号工作井为区间井，采用明挖法施工，位于芳村大道以西的广钢地块内，工作井中心里程为CK33+705.000，为地下3层井，呈L型布置，向东为始发井，向北为接收井。始发井长37m，接收井长22.5m，基坑深24.2m。

33#~35#盾构区间段采用盾构法施工，区间里程为DK32+481.100~DK33+695.116，盾构机自33#井始发，旁穿鹤洞大桥桥桩到达34#井。经34#井先隧后井，下穿芳村大道到达35#井，于35#井接收、吊出。全长1214.016m。最大纵坡40‰，埋深17.5~31.1m，主要穿越地层为<7-1>强风化砾岩、<7-3>强风化泥质粉砂岩、<8-1>中风化砾岩、<9-3>微风化（含砾）泥质粉砂岩。

区间采用中铁381号盾构机施工，盾构自33#井始发，施工33#~35#区间，掘进至35#井。然后盾构机吊出、维修、转场33#井二次始发，施工31#~33#区间，掘进至31#井接收、吊出。

三、编制依据

1、《监理大刚》及经审查批准的《监理规划》；

2、盾构机图纸，盾构机维护保养手册，盾构机刀盘图纸； 3、《密闭空间作业职业危害防护规范》GBZ/T 205； 4、《工作场所有害因素职业接触限值化学有害因素》； 5、《有限空间安全作业五条规定》

6、广州市中心城区地下综合管廊地质勘查资料； 7、区间隧道施工图；

8、施工单位编制的《盾构施工开仓方案》 9、其他技术性资料。

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四、监理工作流程

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五、开仓检查、更换刀具筹划

5.1计划开仓位置

表5-1 33#~35#区间拟计划开仓位置统计表

区间 里程 隧道断面内地质 隧道上方地质 地面状况 33#～DK33+185.00（区间计35#划换刀位置） 区间 微风化带泥质粉砂岩<9-3> 中风化带泥质粉砂岩<8-3> 影响范围内无建（构）筑物 33#～DK33+255.00（区间计35#划换刀位置） 区间 微风化带泥质粉砂岩<9-3> 中风化带泥质粉砂岩<8-3> 影响范围内无建（构）筑物 33#～DK33+385.00（区间计35#划换刀位置） 区间 微风化带泥质粉砂岩<9-3> 中风化带泥质粉砂岩<8-3> 影响范围内无建（构）筑物 5.2 作业内容

进仓检查、更换刀具的作业内容包括：

（1）刀具是否损坏及刀具的磨损情况，并做好记录；

（2）刀具安装部件如刀箱、楔块、安装块、螺栓保护帽是否松脱或损坏； （3）搅拌棒耐磨层的完好情况；

（4）刀盘耐磨层的磨损情况，检查刀盘螺栓、螺栓保护帽磨损情况； （5）更换已经磨损的刀具，处理需要更换、维修的零部件； （6）检查刀盘是否粘结泥饼、并清除等相关工作。

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5.3人闸仓结构

（1）人舱由主仓和副仓组成，双仓并联，主仓可容纳3人，副仓容纳2人。

（2）主、副舱内外各设一套加、减压手动阀，一只流量计。可以实现主、副舱各自的加减压，同时可根据需要实现换气。进、排气口处设置消音器，以减低内外环境的噪声。人舱内安装有声能电话，在带压条件下能正常工作通话，并可不间断照明。人舱安装视频监控系统，画面直接传回地面调度室及盾构操作室。主、副舱加设一套烟感消防监控系统，并配备消防安全与应急防护装备。

表5-2 人仓主要参数表

部位名称 细目部件名称 舱室数量 容量 人舱 直径 舱门数量 最大工作压力  人舱的附属设备

参数配置 2个 3人＋2人 1600mm 3个 3bar 备注  时钟  温度计  椅子

 照明，包括应急照明  暖气设备  电话机，灭火器等

 视频监控设备、通讯设备（防爆对讲机）等  气体检测仪

出渣降压 气体检测开仓准备工作确认土仓内通风开仓位置确定 气体检测6 进仓作业 压风排气不作业过程中通风不撤出广州市中心城区地下综合管廊（沿轨道交通十一号线）工程监理服务3标

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图5-3 开仓流程图

5.4换刀作业安全技术交底培训

作业前监理督促施工单位做好培训工作，为培养换刀作业人员，在盾构机下井组装完成后，安排刀具拆装作业培训，现场讲解各种刀具的拆装工艺，并动手操作，做到所有作业人员都熟悉各种刀具的检查、拆装作业内容和技术要点，培训合格后方可同意进仓作业，监理做好旁站把关工作。

5.5 监理保障措施

（1）确定开仓位置后，对停机前盾尾后5环开始加大同步注浆量，从而达到加强封堵盾尾后部、管片背后地层止水的目的。视地层稳定性和渗透性，注浆量加大至理论注浆量的2～2.5倍，同时应注意同步注浆压力应与切口环泥水压力基本匹配，另外需要提高浆液的稠度，调整比重及凝结时间等。

（2）盾构机到达指定开仓里程后开始进行二次补注双液浆，二次注浆位置为盾尾后10环，连续往后注5环，注浆材料为水泥：水玻璃=1:1。同时在盾尾后8环开孔（拼装孔）施作观察孔，观察注浆效果。如果双液浆向盾尾方向移动，应立刻减小注浆量。

表5-4 二次注浆参数

注浆材料 注浆设备 注浆压力控制 注浆量控制 ＜4bar ＜5m³ 水泥浆液：水玻璃液双液注浆机 =1:1

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六、开仓检查及更换刀具监理要点

6.1常压作业监理要求 6.1.1气体检测

（1）在开仓前提前通知有资质的气体检测单位对土仓内的有毒、有害气体进行检测，如果土仓内的有毒、有害气体超标，要对隧道进行持续通风排除有害气体。 气体检测标准：

①氧气含量按体积比不应小于20%

②每立方米空气中含10%以上游离二氧化硅粉尘不应超过2mg。

③有害气体浓度：一氧化碳含量不应大于30mg/m3；二氧化碳按体积不应大于5%；氮氧化物（换算成NO2）含量不应大于5mg/m3

④硫化氢、甲烷气体为0。

图6-1 气体检测仪

（2）针对有毒、有害气体进行应急处理演练，使现场作业人员熟悉应急处理程序。 （3）现场防毒面具等应急物资准备充分，施工现场24小时有领导值班。

6.1.2 实施常压开仓

（1）缓慢转动螺机，排出土仓内1/2--2/3的碴土，土仓顶部和中部三个压力传感器降为0bar。先缓慢打开前闸门旁边的排气孔，观察压力，并用气体探测探测气体，没有问题后，方可打开前闸门。打开前闸门后先观察掌子面稳定情况和透水情况。确认安全后，安装排气装置，释放土仓异味、降低土仓温度，同时注意土仓每个压力传感器数值变化情况；

盾体洞外送风刀盘仓门送风孔土仓洞内风流循环洞内风流循环

图6-2 开仓后通风示意图

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图6-3 开仓实景图

（2）打开盾构机承力墙上的球阀及闸阀，对堵塞的球阀及闸阀进行疏通，保证能够正常排水；如果此时水流不止，则打开中盾六个超前注浆管中靠近中部的两个放水，如果水流量过大且为浑水，则不能够开仓，必须马上关闭舱门恢复掘进；

（3）机修对盾构机各系统进行检查，保证其功能完好；

（4）仓内温度和气味降低后，接防爆灯盏（24V）到土仓内，将刀盘操作切换到人闸刀盘控制面板进行操作；边旋转刀盘边冲洗刀盘；

（5）土仓内检查和刀具磨损量的测量：刀盘清理后按照盾构刀具使用的有关技术要求进行刀具的检查和磨损量测量，并做好详细的磨损量记录；检查搅拌棒、刀箱、耐磨条、刀盘螺栓、中心驱动、压力传感器等关键部件完好情况，更具磨损量制定维修和换刀计划；

6.1.3盾构进仓安全保证措施

（1）仓内禁止存放可燃气体和氧气瓶。患有感冒或流感的人不能带压进入人仓。 （2）进仓人员要带些干燥的衣物，防止感冒。 （3）不要将可能膨胀的饮品或食物带入仓内。 （4）定期检查流速计以确保人员仓通风。 （5）随时监测人仓人员的健康。 （6）密切关注掌子面的稳定情况和涌水量的变化，出现异常情况时，应立即停止作业，及时撤出，关闭仓门。

6.1.4换刀作业安全控制措施

（1）作业安全要求

①设备维修时要停止掘进，同时为防止设备意外启动，应设专人监护。 ②更换刀具等较重的机械部件时，要确保其固定牢固和提升安全。 ③不将较重的机械部件存放在不稳定的地方，确保其安全存放。 ④提升装置的载荷要适当，以确保部件提升安全。 ⑤在提升和转移刀具、螺栓等部件时，要注意安全须知。 ⑥不要站在吊重物体下，防止落物伤人。 ⑦拆装总成和部件时，要注意其拆装顺序。

⑧认真完成检查和维修工作，以确保设备具有良好的性能。

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⑨在设备再次投入运转之前，要由专人对更换部位进行详细检查、调整和测试。

（2）操作人员的要求

①操作人员须为经过专业培训人员； ②工作人员必须身心健康。 （3）人员安全防护措施

①严禁工作人员在隧道内吸烟或在盾构机内以明火作业； ②打开舱门换刀之前，首先对刀盘通入新鲜空气进行舱内换气。

③在刀具更换过程要持续通入压缩空气且不断对有害气体进行监测，一旦发现有害气体浓度超标，工作人员应立即撤出工作面,切断电源,进行处理。

④主仓内用于照明的灯具必须使用安全防爆类型，照明所使用的电压不能超过127V，输电线路必须使用密闭电缆，严禁使用绝缘不良的电线或裸体线输电；

⑤工作人员进行操作时必须带上防护面罩； ⑥工作面或附近必须配备有效的灭火器； ⑦严禁穿化纤衣服进入压力仓内；

⑧洞内遇有险情或当警报信号发出后，应服从有关人员的指挥，有秩序地撤出危险区；

⑨工作面或附近必须配备氧气瓶，一旦中毒可以给中毒者提供及时的氧气供应。

6.2带压开仓作业监理要求 6.2.1监理要点

（1）对压力计算进行复核，开仓前检查保压系统运转情况，确保设备能正常运行，并应采取两种不同动力装置，保证不间断供气。

（2）开仓前，对空压机、人闸、风、水、电、气系统进行全面检查，存在问题的及时督促施工单位进行维修或更换。

（3）检查开仓前各项施工准备工作是否到位，特别是对分包单位资质、人员持证情况、应急物资、设备到位情况等进行逐一排查，满足要求后组织条件验

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收，验收通过后方可进行开仓作业。

（4）盾构到达预定位置后，督促施工单位按照方案要求及时进行盾体、盾尾等位置的封堵工作。

（5）检查进仓前压力试验是否按方案要求组织进行，刀盘前方土层和土仓是否满足气密性要求，试验结果是否满足进仓条件。人员进仓前，再一次检查仪表、供气、排气、通讯、照明、保压、温度计、紧急电话及阀门、仓门密封是否满足要求。进仓作业期间检查自动保压系统供气情况、土仓内气压应保持在设定值，并检查气体流量计以保证土仓的通风效果，将废气排出，并记录人员进仓时间，根据规范及方案要求，进仓时间应满足下表要求。

进仓工作时间 仓内压力（MPa） 0.15 仓内工作时间(h) 3

（6）督促施工单位由专业人员对开挖面稳定状态和刀盘、刀具磨损状况进行检查，按照原定计划实施更换，施工单位做好刀具编号，按照要求对需要更换的进行逐一更换，并形成刀具更换记录,记录应包括刀具编号、原刀具类型、刀具磨损量、刀具运行时间、更换原因、更换刀具类型、位置、数量、更换时间和更换作业人员等。

（7）督促施工监测及第三方监测单位按要求做好监测工作，监理及时对数据进行对比分析，发现问题及时上报。

（7）加强开仓区域及周边建筑物的现场巡视，发现问题及时督促施工单位按照应急措施处理。

（8）换刀完成后，对恢复掘进中气压置换进行控制，督促施工单位按照方案要求组织进行。

（9）气压作业区严禁采用明火。

加压时间（min） 7 减压时间（min） 24 6.2.2带压作业价段

（1）开仓作业前需按照建设单位下发的盾构开仓作业节点验收标准（主要包括专项施工方案、加固措施、测量标识、监控量测、有限空间作业准备、作业人

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员、环境风险、应急准备、材料及构配件、设备机具、分包管理、风水电气等方面）组织进行验收，通过后方可进行开仓作业。

（2）进仓前需进行无人压力试验，监理将督促施工单位按照方案要求及相应的操作规程组织进行，以检查主舱与副仓的各功能部件在试验压力下的工作情况。 试验过程中，应均速加压，根据带压工作减压表设定速率，记录进气流量值，确保每人至少为0.5m³/min，以保证正常呼吸。减压过程中督促施工单位观察主舱压力表，通过调节排气阀和进气阀，在规定的时间内保持压力恒定，慢慢重复减压，直到仓内压力与外界的常压相同，加压及减压过程督促施工单位形成书面记录。在此过程中，监理应督促施工单位严格控制加压及减压时间，确保满足上5-1表内规定要求。无人压力试验符合要求后，方可进行人员进仓作业。 （3）人员进仓之前，监理应检查进仓作业人员体检报告是否满足要求，并督促施工单位在加压之前，再一次检查仪表、供气、排气、通讯、照明、保压、温度计、紧急电话及阀门、仓门密封是否符合要求；再一次检查作业所需工具设备材料是否齐全到位。

（4）所有程序和准备工作到位后，经相关主要负责人员签认后方可进行人员进仓作业。

（5）进仓作业过程中，监理应督促施工单位严格按方案及操作规程要求进行进出仓及加减压的控制，进行有害气体检测，并严格控制每位施工人员在仓内连续作业不得超过3个小时，且24h内只允许进仓工作1次。

（6）人员进仓期间，监理人员须密切关注主、副仓以及土仓的压力以及气体流量，当发现突变时应立即采取应急预案。

（7）换刀期间，监理督促施工单位严格按方案要求进行监测，其监测频率为1次/2h，并对施工及第三方监测单位监测数据进行对比分析，形成书面记录。

（8）换刀作业结束后，监理督促施工单位针对刀盘处理情况留有影像资料，针对影像资料对换刀以及刀盘清理情况进行初步评估，评估满足要求后须按方案要求恢复盾构掘进。

6.3更换刀具监理要点

1）刀具拆除

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刀盘旋转到合适位置（一般为3点钟和9点钟方向），刀盘冲洗干净后，首先将需更换刀具的定位螺栓拆下，然后拆除连接销轴，最后将刀具运送出渣仓， 同时将需安装的新刀具吊到位。由于刀具采用螺栓定位，销轴连接，刀具上受到的力很大程度上是由刀座承受的，销轴和螺栓仅仅起到连接的作用，因此变形小，拆卸方便。

图6-4 刀具拆除

2）刀具安装

（1）刀具的安装方法：首先将刀具放入刀座，插入连接销轴，然后旋入定位螺栓，定位螺栓和销轴的定位槽要准确安装，定位螺栓的预紧力要严格按照设计数据操作。刀具的固定采用螺栓定位，销轴连接，因此在安装的时候尤其要注意安装的精度和预紧力的设置。

（2）安装精度：在安装时，特别要注意螺栓孔、螺栓、销轴孔、销轴的清洁。一般情况下，刀座螺栓孔、刀具螺栓、销轴孔、销轴先用高压水冲洗，再用钢丝刷将螺纹刷干净，而后用高压风吹干或用毛巾擦拭干净。

（3）预紧力：螺栓的紧固力矩不允许超过或低于其额定值。螺栓紧固时，可以使用气动扳手紧固。

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刀盘清理刀具检察和磨损量测量制定换刀计划刀具拆除新刀具的安装换刀记录整体检察

图6-5 常压换刀流程

6.4.1监测控制值标准

监测报警值的确定遵循以下原则：

①满足设计计算要求，不能大于设计值；

②满足监测对象的安全要求，达到保护的目的；

③对于相同条件的保护对象，结合周围环境的要求和具体的施工情况综合确定； ④满足现行的有关规范、规程的要求；

⑤满足各保护对象主管部门提出的要求；

⑥在保证安全的前提下，综合考虑质量和经济等因素，减少不必要的资金投入。

换刀监测项目控制值汇总表 监测项目 地表沉降 控制标准 累计控制值 +10～-30mm 速率控制值 3mm/d 6.4.2监测预警报警程序

监测项目按“分区、分级、分阶段”的原则制定监控量测控制标准，分黄色、橙色和红色三级预警进行管理和控制。

表6-6 地表监测预警等级表 监测项目 地表沉降 累计控制（mm） 控制值（mm） 黄色预警（mm） 橙色预警（mm） 红色预警（mm） -30~+10 ±3/d 累计-22.5~+7.5 累计-25.5~+8.5 累计-30~+10 当各监测项目监测数值出现异常变化或达到预警值时，通过检查基准点、控制点及测点是否存在松动或破坏后，并检查仪器、监测方法及计算过程，经过复测校核无误，立即通

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过施工现场，及时采取措施调整施工参数。

七、监理手段

旁站：开仓过程中，监理进行24小时旁站，形成旁站记录 口头通知：

对开仓作业过程中存在违规操作的情况，口头通知施工单位整改或执行，并用监理工程师通知单形式予以确认； 监理工作联系单：

对施工中可能存在的不良因素提醒施工单位予以注意； 监理工程师通知单：

在旁站中发现的较为严重的问题，用监理工程师通知单书面通知施工单位，并要求施工单位整改后再报监理工程师复查；

工程暂停令：

对施工单位违规施工，监理工程师预见到会发生重大隐患或发生的质量事故，应及时下达全部或局部工程暂停令（下发前与建设单位沟通）。

八、危险源控制对策

序号 危险源（过程） 造成后果 监理控制 组织施工单位安全员、电工对现场用电进行检查，发现 1 施工用电 触电事故 问题及时要求整改，督促施工单位对用电设施进行检查、维修和保养，电工必须持证上岗，并严格执行操作规程，严禁非电工动电和违规用电。 加压过程必须立即停止，人闸操作人员询问仓内人员情况并保持当前压力水平，如有需要把压力调低 2 加压过程 人员出现不适反应 0.O5bar左右，直至症状己经消失。再次缓慢加压如果不适症状再次出现，此时必须结束加压让不适人员出仓。 在出闸过程中，如果有人出现任何疾病或不舒服的症兆，出闸过程必须立即停止。应保持当前压力水平， 3 减压过程 人员出现不适反应 直至症状已经消失。如果在15分钟之后情况症状仍未缓解，人闸的压力必须提高到先前的压力水平。 4

掌子面失稳、气压不稳定 地面沉降过大或建筑物倾斜超过之前组织应急演练，发现土体有塌方现象，人员必须立即返回人闸关闭闸门。如出现沉降过大或建筑物倾1 5

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要求、仓内人员伤亡 斜超过要求的情况，立即启动应急预案，采取应急注浆，防止沉降继续扩大。 要求施工单位编制各种机械操作规程、规定，配置足够 5 机械使用过程 机械伤人 的防护装置，对机械工进行安全教育、安全交底，持证上岗，并严格按操作规程操作，机械使用前必经过验收合格，定期维修、保养，保持设备完好。 6

地下有毒有害气体 有毒有害气体中毒 督促施工方配备气体检测仪，严密监测空气中的有毒有害气体含量，若超标及时发出警报，并采取通风措施。 九、应急预案

准备开仓前，我部将成立完善的应急预案小组，当有突发时间发生时，立即启动应急预

案。

十、附件

1、《盾构机开仓方式确认表》 2、《开仓旁站记录》

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监理旁站记录表

工程名称：广州市中心城区地下管廊（沿轨道十一号线）工程 日期 年 月 日 气候 气温 0C 工程地点 33# 旁站监理的部位或工序 旁站监理开始时间 施工情况 工程部位 33-35号井 第 盾构机开仓检查 旁站监理结束时间 时 分 时 分 1、施工人员：检查换刀工人 人；管理人员：质检 安全员 2、开仓前安全、技术交底是否完成 □是，□否； 3、开仓前是否进行仓内有毒有害气体检测：□是，□否；检测结论： ； 4、 盾构机里程： ；掌子面岩层情况： ； 盾构机刀盘刀具检查情况： ； 5、更换刀具编号： ； 6、 开仓换刀人员： ； 7、是否是带压换刀 □是，□否；仓压： ；工作时间间隔： ； 监理情况： 现场监理对上述施工前的情况进行检查，符合要求。 1、开仓前安全、技术交底是否完成 □是，□否； 2、 开仓前是否进行仓内有毒有害气体检测：□是，□否；检测结论： ； 3、掌子面岩层情况： ；盾构机刀盘刀具检查情况： ；地质情况与设计 。 发现问题： 处理意见： 备 注： 施工企业：中铁五局 项目部：中国中铁广州中心城区地下综合管廊四分部 施工单位人员（签字） 监理企业：广东建设工程监理有限公司 年 月 日 年 月 日 旁站监理人员（签字） 21

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