中日山岭隧道技术规范暨日本盾构法施工规范

'中日山岭隧道技术规范暨日本盾构法施工规范1、比较对象目前，日本在山岭隧道中，具有权威性的规范就是由土木学会制定的【隧道标准示范书】（2006年版），即我们所谓的”隧道工程技术规范”。分别按三大主流施工方法，即：矿山法、盾构法及明挖法分三册出版。在该示范书中，同时规定除本示范书外，下列示范书、技术标准亦应遵守。1、混凝土标准示范书（规准编）（2005）土木学会2、混凝土标准示范书（施工编）（2002）土木学会3、混凝土标准示范书（维修管理编）（2001）土木学会4、铁道结构物等设计标准·同解说城市矿山法隧道（2002）铁道综合技术研究所5、公路隧道技术标准（构造编）（2003）日本道路协会本文，中日山岭隧道技术规范的比较，就是以上述标准示范书、技术标准与我们现行的下列规范、暂行规定等进行的比较。2、日本规范、技术标准的现状1）日本规范、技术标准的指导思想日本国土交通省2002年提出“土木、建筑设计的基本方针”，该方针是以ISO2394和Eurocode0规定的结构物设计基本方针和体系而提出的。因此，此后编制的技术标准，都是以下述指导思想为依据的。其指导思想有二：一个是结构物的设计要从“构筑一个结构物”的思想，转变为“更好地使用一个结构物”的思想；也就是说，结构物设计要从单纯的力学设计转变为性能设计；或者说转变为以力学性能为对象的性能设计。一个是结构物设计必须是包括从勘查、规划、设计、施工及营运的全过程的设计，也就是说，必须把结构物的维修管理纳入到设计中因此，日本土木学会分别制定了【混凝土标准示范书】，分为构造性能核查编（2002）、施工编（2002）及维修管理编（2001）。山岭隧道，基本上是属于混凝土结构一类的结构物，因此，其规范、技术标准的主导思想来自于【混凝土标准示范书】。【混凝土标准示范书】一变，隧道规范及技术标准也随之而变。因此，随着【混凝土标准示范书】的修订，日本土木学会接着就修订【隧道标准示范书】，这就是目前实施的【隧道标准示范书】。日本国土交通省铁道局也开始就委托铁道综合技术研究所着手编制【铁道结构物等设计标准】，【城市矿山法隧道设计标准】就是其中之一（作者注：这本标准主要针对城市铁路隧道隧道，地下铁道归属于铁道局管理，因此，也是针对地下铁道的，对山岭隧道的洞口段及浅埋段也适用），与之配套的还有【铁路隧道维修管理标准】（2007）等。2）规范、技术标准的体系日本铁路隧道的规范、设计标准，基本上是由土木学会和铁道综合技术研究所，编制的。公路隧道的规范、设计标准则是由日本道路协会编制的。编制单位具有相当的权威性，但编制的规范、技术标准、指南都不具有约束性。其约束性主要体现在投标的过程中，即：业主指定工程设计施工必须符合那个规范或标准，那个规范和标准才具有一定的约束性。这与我们的规范、暂行规定等具有约束性是完全不同的。76 在日本真正具有约束性的是国家标准，例如，JIS等。其它都是没有约束性的。除国家的法规、法令外，日本的规范、技术标准大致分为三个层次。第一层次：标准示范书类：例如，混凝土标准示范书、隧道标准示范书等；第二层次：技术标准或设计标准类：例如，铁道结构物设计标准、公路隧道技术基准（构造编）等；第三层次：有针对性的指南（指针）类：例如，“新奥法设计施工指南”（1996）、“喷混凝土指南（隧道编）”（2005）、“隧道混凝土施工指南”（2000）、“高性能喷混凝土设计施工指南”、建设业劳动灾害防止协会编写的“隧道施工通风技术指南”（1990）等。这一层次的指南，实质上是对规范、技术标准的补充，包括新技术、新工法的应用等，其应用价值丝毫不逊于规范和技术标准。因此，日本各协会、都在编制指南上投入很大力量。指南的许多内容的绝大部分，都纳入以后修订的规范和技术标准中。其实，日本在规范、技术标准、指南之外，还有一个层次，就是手册。这是集某种技术之大成而编写的工具书。如由山本埝教授主编的“隧道实用手册”、铁道综合技术研究所编写的“隧道近接施工对策手册”和“城市铁道结构物近接施工对策手册”，日本铁钢联盟编写的“钢纤维混凝土设计施工手册”（隧道编）等。3）规范的构成与内容以日本2006年版的【隧道标准示范书、矿山法编】为例加以说明。该示范书由总论、规划及调查、设计、施工、辅助工法、特殊围岩及城市矿山法隧道、施工管理、TBM工法、背板工法、竖井和斜井等10篇构成。共234条文。其中特殊围岩及城市矿山法隧道和TBM工法两篇是第一次出现的示范书中。第1篇总则，包括适用范围、用语定义、有关法规及矿山法的选择和研讨步骤。第2篇规划和调查，包括规划的基本原则，如隧道的线形（平面及纵断面）、净空断面及隧道的附属设施等；调查的基本原则，如围岩条件的调查、当地条件的调查、调查成果的整理与利用等。施工计划的基本原则，如工区的划分、施工方法的选定、辅助坑道的设置、施工道路、洞外设备及弃碴场等。第3篇设计，共分通则、设计基本原则、支护设计、衬砌设计、仰拱设计、防排水设计、洞口段及洞门设计、分支及扩大段设计、近接施工设计等9章。其中，近接施工设计是第一次出现在示范书中。第4篇施工，由通则、安全卫生、环境保护、测量、开挖、出碴、洞内运输、支护、衬砌、防排水等的施工和洞口段施工11章构成。第5篇辅助工法，除一般规定外，主要按确保隧道施工安全的辅助工法和保护周边环境的辅助工法分开编写。第6篇特殊围岩及城市矿山法隧道，其中城市矿山法隧道是第一次出现在示范书中。因为最近几年城市在土砂围岩中采用矿山法修筑隧道的工程实绩越来越多，因此在铁道综合技术研究所编制的【铁道结构物设计标准·城市矿山法隧道】（2002）的基础上，增加了此篇。这里所指的特殊围岩包括未固结的、膨胀性的、产生岩爆的，高热、温泉、有害气体的及高压、大量涌水的围岩。第7篇施工管理，包括进度管理、质量管理和成型管理、观察与量测4章。第8篇TBM工法也是首次出现的一篇，包括适用范围、TBM工法的规划及调查、规划、设计、施工及施工管理、观察及量测、安全卫生、作业环境的维护、特殊用途的TBM等8章。第9篇背板法，是指传统工法而言，一般说限制在小断面76 隧道中应用。因此其规定也主要是针对小断面隧道的。第10篇竖井和斜井，由竖井设计、竖井施工、斜井设计、斜井施工、竖井及斜井的洞底设备等4章构成。应该说明，示范书是针对所有采用矿山法修筑的隧道的，包括铁路隧道、公路隧道、水工隧洞、小断面隧道以及地下铁道等，并非单独针对铁路隧道的。其应用都体现在条文的解说中。本示范书把设计和施工合并在一起是一个特点。在日本的隧道工程界，始终认为，隧道设计的成果是由施工来实现的，不管设计如何好，但施工不到位或不良也拿不出满意的结构物来。因此，把规范施工行为的准则与设计有机地结合在一起，是非常必要的。另外还应说明，日本与我们的设计施工体制不同，日本基本上没有独立的设计单位，工程设计与施工基本上是由承包单位承担的。这可能也是在规范中把设计施工合并在一起的一个原因。日本规范和技术标准另一个特点就是每个条文紧接着都有一个比较详细的解说（即条文说明）。应该说，规范的条文是比较简洁、明确的，是“画龙点睛”。而解说则详细地说明了条文的“来龙去脉”，提供了许多确保条文实施的建议和要求。我们则恰恰相反，条文用的笔墨太多，而条文说明过于简陋，有的还没有条文说明。其次，在日本的一些设计标准、指南中，一个重要构成部分，就是“参考资料”，类似我们的附件。参考资料给出许多研究成果、统计数据以及实用的设计方法等。例如，在【城市矿山法设计标准】中，就列出46个参考资料，其中包括掌子面稳定性评价方法、超前支护设计方法以及管理基准值设定例等等具有实用价值的资料。同样地，在【喷混凝土指南】（隧道篇）中也列出有关喷混凝土设计的一些参考资料，包括喷混凝土制造的施工设备、一些喷混凝土的应用事例等。依上所述，日本隧道规范及技术标准，大体上是由前言（编写说明或修订说明）、编写人员名单、目录、条文及解说和参考资料几部分构成的。这与我们的规范、技术标准大同小异。另外也要指出，日本的规范、技术标准，基本上都是由官方委托有关协会或研究单位编写的。委托单位则组成由知名学者主导的，有研究、学校、企业等人员组成。如【隧道标准示范书】（矿山法）（2006年版）修订委员会就是由16人组成，下设总论、规划和调查、设计、施工（包括辅助工法、竖井、斜井）、特殊围岩及城市矿山法隧道、施工管理等6个分科组，人员达50余位。这与我们编写的方法截然不同。而且编写时间比较富裕。3、技术比较（1）关于围岩分级日本的铁路隧道和公路隧道的围岩分级，基本上都是定量的分级。铁路隧道和公路隧道的围岩分级指标列于表1。表1围岩的分级指标指标铁路隧道公路隧道定量指标物探参数弹性波速度弹性波速度钻探参数RQD围岩条件、物性参数围岩强度应力比围岩强度应力比相对密度、细颗粒含有率控制基准净空位移值净空位移值76 定性指标围岩种类及特性按岩石性质分为7类按块状、层状分组，而后按强度分级隧道开挖状态，如掌子面稳定性等围岩状态，如水和不连续面的影响等从指标上看，日本充分利用了在隧道设计阶段用物探、钻探等地质勘察方法获得的地质数据，如弹性波速度和表达钻探岩心状态的RQD。在土质围岩中，则通过物性试验获得相对密度和细颗粒含有率，作为区分砂质土和粘性土的指标。另一个指标就是净空位移值，作为控制位移的大致标准。我们的围岩分级基本上是定性的，缺少定量的指标，对围岩级别的判定，主观臆测的成分较重。实际上，我们在设计阶段也做了大量的地质工作，也取得了不少的地质数据，可惜的是，没有把这些数据进行统计、整理和分析，因此也无法使围岩分级定量化。在定量指标的确定上，基本上是以定量的统计数据和基础性研究为基础的。日本铁路隧道的围岩分级，比较重视低级别围岩和特殊围岩的划分，例如在Ⅰ级围岩（相当于我们的Ⅴ、Ⅵ级围岩），按围岩的性质就分为ⅠN、ⅠS、ⅠL三级，其中ⅠN是一般围岩，ⅠS是具有塑性化的围岩，ⅠL是指未固结的松散的土质围岩。另外对一些标准支护模式不能适用的围岩，称为特殊围岩，分出特S和特L两级。我们也开始关注这个问题，但在低围岩级别划分上还存在问题。附件一列出日本铁路隧道和公路隧道围岩分级表，以供参考。（2）有关结构设计的内容【日本隧道标准示范书】第3篇设计，由通则、设计基本原则、支护设计、衬砌设计、仰拱设计、防排水设计、洞口段及洞门设计、分支及扩大段设计、近接施工设计等9章构成。其中，近接施工设计是第一次出现在示范书中，是以“隧道近接施工对策手册”和“城市铁道结构物近接施工对策手册”为基础编写的。而在【城市矿山法隧道设计标准】中，超前支护也第一次独立成节地例如设计标准之中。1）设计的基本原则我们与日本在隧道设计基本原则上的最大差异是在二次衬砌上。日本的二次衬砌，基本上采用素混凝土。但在埋深小的土砂围岩、洞口段等地段，考虑以后荷载可能的变化或者可能产生偏压的场合，包括在城市隧道采用全包防水的场合，才采用承载的衬砌，甚至采用钢筋混凝土衬砌。在一般情况下，日本的二次衬砌基本上是按照不承载（安全储备）的原则设计的，以跨度10m左右的隧道为例，我们与日本的规定比较列于表1。表1二次衬砌厚度（cm）比较表围岩分级中国铁路隧道日本铁路隧道日本公路隧道Ⅰ（Ⅵ）『A』Ⅱ（Ⅴ）『B』303030Ⅲ（Ⅳ）『C1』353030Ⅳ（Ⅲ）『C2』403030Ⅴ（Ⅱ）『D1』453030Ⅵ（Ⅰ）『D2』个别设计3030注：表中围岩级别分别为中国、日本铁路（）、日本公路『』76 我们因为在超前支护、初期支护的技术上不能把位移控制在要求的容许值上，才考虑在按围岩级别的降低，逐级加厚二次衬砌。从国情和目前的技术、管理现状出发，我们这样做，也是无可非议的。但，摆在我们面前的课题就是：在一般围岩条件下，如何通过加强初期支护和超前支护的作用，使之与围岩一起能够担负坑道稳定的功能，从而使二次衬砌不承载，仍然是我们要考虑的问题。日本的观点很明确，二次衬砌承载是有条件的。例如：日本在城市矿山法隧道设计标准中就明确规定（第60条）二次衬砌在下述场合，应具相应的力学功能，也就是说是承载的。·围岩变形不收敛的场合施设二次衬砌时，要具有能使围岩稳定的约束力；·衬砌施工后，发生水压、上覆荷载等外力作用时，要能够承受其荷载；·对使用后的外力变化和围岩、支护材料的劣化，需要提高结构物耐久性时；·需要提高抗震性的断层破碎带；·易受偏压、上覆荷载、地震影响的洞口段；·翻浆冒泥可能性大的场合等。因此，增加二次衬砌需要具有力学功能的条文是有必要的。此时的二次衬砌需要采用解析方法进行设计。2）设计方法日本【隧道标准示范书、隧道编】明确规定，隧道支护结构的设计方法有三。即：·标准设计的方法；·工程类比的方法；·解析设计的方法。同时在新奥法指南中又明确规定各种方法的应用条件。实际上，我们的设计也是这样做的。但在什么条件下应该采用什么方法，并没有明确地给定。例如日本新奥法设计施工指南关于设计方法的规定（第9条）在初步设计中，原则上采用以下方法。（1）标准支护模式设计（2）类似条件设计（3）解析手法设计而且规定了在什么条件下，采用什么设计方法比较合适。如表2所示。表2设计方法的划分设计方法围岩条件设计条件标准支护模式·一般围岩(Vn、Ⅳn、Ⅲn、Ⅱn、In)·特殊围岩(INIL)·一般条件(标准断面)类似条件·特殊围岩(特S、特L)·一般围岩(符合右栏的特殊条件)·特殊条件(大断面、偏压地形、埋深极小或极大、地表面下沉有限制等)解析方法而在【城市矿山法隧道设计标准】规定，工程类比方法应在进行类比性（表3）和妥当性（表4）的研究后才能采用等。76 表3研究类比性的项目项目注意点围岩条件围岩级别IN~特L地形、埋深埋深、不稳定的偏压地形、其他特殊的围岩性质（冲积低地等不整合面、断层等）地质、土质的构成和性质地层名称、地质年代、成层构造、层组、层相、固结程度、渗透性、地下水位等断面形状单线、双线、新干线、车站水压防水型、排水型对周边影响的限制限制值完成后的接近施工种类、位置关系、规模等抗震研究条件（预定地震动等）表4妥当性研究的项目项目注意点妥当性研究的量测值开挖工法分部尺寸、一次掘进长度掌子面稳定性、地表面下沉、接近结构物位移等掌子面稳定对策设计方法、设计、影响预测方法等地下水对策周边影响对策超前支护初期支护设计方法、设计、解析方法等地表面下沉、净空位移、拱顶下沉、喷混凝土应力、衬砌应力、使用开始后有无变异等二次衬砌及仰拱3容许位移值或预留变形量在设计中，我们有一个预留变形量的规定，与我们不同的是，日本在设计中，有一个容许位移值的规定。另外，只在I级围岩中规定了一个预留变形量（10cm）。其他围岩都没有预留变形量都要求。表5是日本铁路隧道净空位移值的管理基准例。表5铁路隧道净空容许位移基准围岩级别容许净空位移值单线双线、新干线IS或特S75mm以上150mm以上IL25～75mm50～150mmⅡN～ⅤN25mm以下50mm以下日本把容许位移值和超挖联系到一起，设定预留变形量，因此当超挖小于容许位移值时，皆不考虑预留变形量。也就是说当超挖小于表5所列的容许位移值时，就可以不设预留变形量。根据日本的施工经验，只有在围岩级别为Ⅰs的场合，才考虑设置10cm的预留变形量,即在表5的容许位移值上加10cm。我们既规定了预留变形量（施工规范表6.1.376 ），也规定了隧道容许超挖值（施工规范表6.2.1），以跨度10m左右的隧道为例，两者的合计如表6所示，比日本规定的数值要大。表6隧道超挖值和预留变形量（mm）Ⅱ（Ⅴ）（10～30）＋10050Ⅲ（Ⅳ）（30～50）＋15050Ⅳ（Ⅲ）（50～80）＋15050Ⅴ（Ⅱ）（80～120）＋10050Ⅵ（Ⅰ）设计确定50～150（ⅠS）150＋100围岩级别中国铁路隧道（预留变形量＋超挖值）日本铁路隧道的预留变形量注：（）内为日本铁路隧道的围岩级别4）支护结构参数表日本和我们的规范都给定了一个支护结构参数表。在日本2006年版的【隧道标准示范书】之前，隧道支护结构参数表，都是按单线、双线和新干线三种情况给定的，与我们按单线、双线给定的情况相同。但在2006年版中，隧道支护结构参数表是按大断面、中断面和小断面三种情况给定。小断面指净空跨度为3.0～5.0m，如水工隧洞以及单线铁路隧道；中断面指净空跨度8.5～12.5m的，如新干线隧道、双线铁路隧道和大断面指净空跨度12.5～14.0m的，如三车道公路隧道等。洞口段的支护结构的参数。也同样处理。据此日本公路隧道的洞身段支护结构参数如表1、2、3所示；洞口段的支护结构参数如表4、5、6所示。表1日本公路隧道标准的支护结构参数（净空宽度3.0～5.0m）围岩级别支护模式一次掘进长度m锚杆钢支撑喷混凝土厚度cm衬砌厚度cm开挖方法长度m施工间隔施工范围类型施工间隔m环向m纵向mBB2.0无－－－－520全断面法C1C11.52.01.21.2～1.5上下半断面－520C2C21.22.01.21.2～1.5－520D1D11.02.01.01.0H1001.01020D2D21.02.0～3.01.0以下1.0H1001.010～1220注：根据该隧道的利用情况和围岩状况，有时可以省去二次衬砌表2日本公路隧道标准的支护结构参数（净空宽度8.5~12.5m）支护模式一次锚杆钢支撑喷混衬砌厚度变形开挖方法76 围岩级别掘进长度m凝土厚度cm富余量cm长施工间隔施拱仰度m施工范围上半断面类型下半断面类型工间隔m墙cm拱cm环向m纵向mBB2.03.01.52.0上半断面120°－－53000微台阶法或上半断面台阶法C1C11.53.01.51.5上半断面－－1030（40）0C2C2a1.23.01.51.2上下半断面－－1030（40）0C2b1.23.01.51.2H125－1.21030（40）0D1D1a1.03.01.21.0上下半断面H125H1251.01530450D1b1.04.01.21.0H125H1251.01530450D2D21.0以下4.01.21.0以下上下半断面H150H1501.0以下20305010注：1、支护结构a、b的划分原则是围岩级别为C2、D1的场合，基本上采用b。当预计开挖变形比较小，掌子面稳定的场合，可采用a。2、在（）内表示的围岩级别范围中，当遇有第三纪泥岩、凝灰岩、蛇纹岩等粘性土岩和风化结晶岩、温泉余土时，应设置（）内的仰拱；需要早期闭合断面的场合，可用喷混凝土临时仰拱闭合，但其厚度应参考上下断面的喷射厚度分别决定。3、即使围岩级别为D1当下半部围岩比较坚硬，长期承载力充分，无因侧压挤出的场合，可以省去仰拱。4、在围岩级别为D1的场合，一般在上半部设置金属网。在D2的场合通常上下断面都要设置金属网；5、采用钢纤维喷混凝土的场合可以省去金属网。6、在围岩级别D2中采用上半断面工法开挖上半断面时，与采用带辅助台阶的全断面法开挖，因为没有时间差，下半部的变形富余量，可按10cm设计，并在实际施工中根据量测结果调整7、围岩级别A、E的场合应另外研究表3日本公路隧道标准的支护结构参数（净空宽度12.5～14.0m）围岩级别支护模式一次掘进长度m锚杆钢支撑喷混凝土厚度cm衬砌厚度变形富余量cm开挖方法长度m施工间隔施工范围上半断面类型下半断面类型施工间隔m拱墙cm仰拱cm环向m纵向MBB2.04.01.52.0上半断面－－1040－076 微台阶法、上半断面台阶法、中隔壁法等C1C11.54.01.21.5上下半断面－－1540（45）0C2C21.24.01.21.2上下半断面H150－1.21540（45）0D1D11.06.01.01.0上下半断面H150H1501.02040500D2D21.0以下6.01.01.0以下上下半断面H200H2001.0以下25405010注：1、在（）内表示的围岩级别范围中，当遇有第三纪泥岩、凝灰岩、蛇纹岩等粘性土岩和风化结晶岩、温泉余土时，应设置（）内的仰拱；2、需要早期闭合断面的场合，可用喷混凝土临时仰拱闭合，但其厚度应参考上下断面的喷射厚度分别决定。3、即使围岩级别为D1当下半部围岩比较坚硬，长期承载力充分，无因侧压挤出的场合，可以省去仰拱。4、在围岩级别为C2的场合，一般在拱顶附近，在围岩级别为D1、D2的场合，上下断面都要设置金属网。采用钢纤维喷混凝土的场合可以省去金属网。6、在围岩级别D2中采用上半断面工法开挖上半断面时，与采用带辅助台阶的全断面法开挖，因为没有时间差，下半部的变形富余量，可按10cm设计，并在实际施工中根据量测结果调整7、围岩级别A、E的场合应另外研究表4洞口段标准支护结构参数（净空宽度12.5m～14.0m）开挖方法一次掘进长度m锚杆钢支撑喷混凝土厚度cm衬砌厚度长度m施工间隔上半断面类型下半断面类型施工间隔m拱墙cm仰拱cm环向M纵向m上半断面台阶法1.06.0（3.0）1.0（0.5）1.0（1.0）H-200H-2001.0254550上半断面中壁法主洞1.06.0（3.0）1.0（0.5）1.0（1.0）H-200H-2001.0254550中臂1.03.0（3.0）1.2（0.6）1.0（1.0）H-1501.015－50侧导坑超前法主洞1.06.0（3.0）1.0（0.5）1.0（1.0）H-1501.0以下254550以上导坑1.02.0（2.0）1.0（0.5）1.0（1.0）H-1251.010－－中央导坑超前法主洞1.06.0（3.0）1.0（0.5）1.0（1.0）H-200H-2001.0以下254550以上导坑1.02.0（2.0）1.0（0.5）1.0（1.0）H-125H-1251.010－－76 注：1、锚杆设置在侧壁附近，根据情况可适当扩大打设范围，锚杆长度以6.0m为标准；2、正面锚杆，必要时设置在拱顶120范围内，以保证掌子面拱部的稳定；3、中隔壁法在中隔壁设置的锚杆，中央导坑法中在导坑设置的锚杆，考虑后面的作业，可采用易于切断的塑料锚杆；4、考虑断面闭合效果，喷混凝土的脚部应有仰拱支持。5、金属网在台阶法中，设置在上下断面中，在侧壁导坑法中设置在上半断面。6、随着断面的大型化，要加强对洞口段偏压对策的研究；表5洞口段标准支护结构参数（净空宽度8.5m～12.5m）开挖方法一次掘进长度m锚杆钢支撑喷混凝土厚度cm衬砌厚度长度M施工间隔上半断面类型下半断面类型施工间隔m拱墙cm仰拱cm环向M纵向m上半断面台阶法1.04.0（3.0）1.2（0.6）1.0（1.0）H-200H-2001.0253550侧导坑超前法主洞1.04.0（3.0）1.2（0.6）1.0（1.0）H-200－1.0以下253550以上导坑1.02.0（2.0）1.0（0.6）1.0（1.0）H-1251.010－－注：1、锚杆设置在侧壁附近，根据情况可适当扩大打设范围；2、正面锚杆，必要时设置在拱顶120°范围内，以保证掌子面拱部的稳定；3、金属网在台阶法中，设置在上下断面中，在侧壁导坑法中设置在上半断面。表6洞口段标准支护结构参数（净空宽度3.0～5.0m）开挖方法一次掘进长度m锚杆钢支撑喷混凝土厚度cm衬砌厚度长度M施工间隔上半断面类型下半断面类型施工间隔m拱墙cm仰拱cm环向M纵向m全断面法1.02.0（2.0）1.0（0.6）1.0（1.0）H-125H-1251.0102020注：1、锚杆设置在侧壁附近，根据情况可适当扩大打设范围；2、正面锚杆，必要时设置在拱顶120°范围内，以保证掌子面拱部的稳定；3、金属网可在拱顶及侧壁设置。日本新干线铁路隧道是按250km/h速度目标设计的。其宽度大致在9.5～10.5m76 左右。因其车辆的密封性比较好，隧道净空断面积相对也比较小。其支护结构参数相当于日本公路隧道宽度在8.5～12.5m范围内。日本新干线隧道的支护结构参数列于表9。表9新干线隧道标准支护参数支扩构件标准支护模式锚杆喷混凝土（cm）钢支撑配置长度(m)×根数间距(m)拱、墙仰拱种类ⅣNP－－－5（平均）－－ⅢNP拱2×0~6（随意）5(平均)－－ⅡNP拱3×10l.510(平均)－－ⅠNP拱、墙3×141.010(最小)－(100H)*ⅠSP拱、墙3×84×12l.010(最小)15（最小）100HⅠLP拱、墙3×12l.015(最小)－100H注：1）4m长的锚杆，配置在拱脚附近。2）如采用钢支撑，以括号内种类为准。应该指出：表9仅列出初期支护的参数。因为二次衬砌是按安全储备设计的，其厚度与围岩级别无关，基本上采用30cm。与我们的支护结构参数表不同处参见下表。表支护结构参数表的比较日本的项目我们的项目围岩级别围岩级别支护模式－一次掘进长度m－锚杆锚杆钢支撑钢架喷混凝土厚度cm喷混凝土厚度cm衬砌厚度二次衬砌厚度cm变形富余量cm－开挖方法－－钢筋网我们多了个钢筋网，则少了支护模式一次掘进长度、变形富裕量和开挖方法四项。（1）在日本隧道支护结构参数中把一次掘进进尺作为一个参数，例如在与相当于我们Ⅱ级围岩的情况，一次掘进进尺不超过2.0m。而在洞口段，不管围岩级别，一概不超过1.0m。控制一次掘进进尺的目的，在Ⅱ级围岩中，主要是控制爆破对围岩的损伤，而在软弱破碎围岩中，则主要是控制对围岩的扰动。后者与我们在软弱破碎围岩中，采用“短进尺”的原则是一致的。其次是控制爆破对低龄喷混凝土的影响。一般说，喷混凝土是靠近掌子面喷射的，会强烈地受到爆破的影响。特别是对低龄喷混凝土。日本在一座断面积为76m276 ，采用台阶法施工的公路隧道中，曾进行爆破对喷混凝土影响的试验研究。一次爆破炸药量为80~132kg，喷混凝土距掌子面0.75m，材龄1.5d。爆破后在喷混凝土中产生最大56.3cm/s的振动速度，但没有发生有害的开裂。虽然目前还没有相应的规定，但一般认为，爆破振动速度控制在50cm/s以下是容许的。（2）第2个不同是关于预留变形量的规定。这与预留变形量的定义有关。日本的预留变形量定义是：设计净空断面需要考虑的超过容许位移值的部分。也就是说，在不同围岩中开挖隧道，都要产生预计的变形，而预留变形量则是指超过这个容许位移值的部分。因此，预留变形量的规定就有2种方法。一种方法像我们采用的方法，就是把预计变形量和可能超过与预计变形量的部分一并考虑，作为设计净空断面的依据，日本则是仅仅把超过预计变形量的部分，作为设计净空断面的依据。两者是区别在于：日本在各级围岩中修筑隧道，都要把开挖引起的变形控制在预计变形量范围之内，只是在相当与我们Ⅵ级围岩中，才考虑增加10cm的预留变形量。（3）日本越来越重视施工方法对支护结构参数的影响，因此在支护结构参数中，同时给定建议的施工方法。例如日本在【新奥法指南】中列出围岩级别与开挖方法的标准如表14。表14围岩级别与开挖方法的标准围岩划分隧道开挖方法围岩种类围岩级别一般围岩Ⅴ全断面法Ⅳ全断面法Ⅲ全断面法Ⅱ全断面法或台阶法ⅠN全断面法或台阶法特殊围岩ⅠS短台阶法ⅠL短台阶法（弧形开挖）特S、特L另行研究因此，配合标准设计，施工方法也应逐步标准化，也是当前设计技术的一个趋势。从日本的隧道支护结构参数表中建议的施工方法看，基本上是以全断面法和台阶法为主体，只是在跨度12.5m～14.0m的情况，才建议考虑采用其它方法。也就是说，在相当我们的2车道公路隧道和双线铁路隧道的场合，在各级围岩中，基本上都建议采用全断面法和台阶法。这也说明隧道采用矿山法施工时，由于施工技术的发展，特别是施工机械的进步以及快速施工的要求等，而逐步向大断面开挖的方法迈进。我们的经验也证实了这一点。(4)日本公路隧道洞口段的支护结构参数，基本上是按施工方法和隧道宽度给定的。因为洞口段的地质条件，一般说是比较差的，因此，在决定支护结构参数时，基本上是按DⅡ条件考虑的。5)仰拱日本的隧道标准示范书对仰拱异常重视，从1994年版开始就与二次衬砌并列单独成章（第3篇第5章仰拱）。对仰拱的形状和厚度以及混凝土配比等作出了相应的规定。表是铁路隧道有关仰拱设置的规定。而我们仅仅在隧道衬砌中列出一条（设计规范7.2.676 条）。实际上我们通过客运专线隧道的建设，已经充分认识到仰拱在设计和施工中的作用。表2新干线铁路隧道仰拱设置基准围岩级别ⅤⅣⅢⅡNⅠNⅠSⅠL厚度（cm）－－－研究确定45喷射15＋30456）近接施工的设计这是第一次出现的2006年版隧道标准示范书中的。主要是针对城市隧道日益增加的情况提出的。其中包括近接既有结构物的隧道的设计、相互接近的隧道的设计以及受接近施工影响的隧道的设计，虽然规定的比较原则，但给出了设计的基本要求。7）超前支护在【城市矿山法隧道设计标准】中，把超前支护单独列为一章（第3编设计－第4章超前支护），对其功能、设计方法，适用条件以及其主要参数等做出规定。说明在城市地质条件下，为维护掌子面的稳定，超前支护是不可缺少的手段。在设计中作为与初期支护同等重要的方法，体现在支护结构参数表中。下表就是一例。表双线隧道标准支护模式（新干线）（第3章－3.3.2条）支护模式围岩级别喷混凝土钢支撑锚杆短超前支护上下半断面（mm）仰拱（mm）间距（一次掘进长度）（m）上下半断面（mm）仰拱（mm）长度（m）根数长度（m）环向间距（m）ⅠNPⅠN2002001.01251253.0122.00.6ⅠLCPⅠLC2502501.01501253.0123.00.6ⅠLSPⅠLS2502501.01501503.0103.00.6在该设计标准中将超前支护分为3种类型。即：短超前支护（3～5m）、中超前支护（10m以下、长超前支护（10m以上），并给出标准的支护参数。(3)有关施工的内容1）辅助工法日本从【新奥法设计施工指南】开始就把辅助工法正式列入指南和规范中，【隧道标准示范书】也同样把辅助工法单独列为一章（第5章辅助工法）。而城市矿山法隧道设计标准，在编制过程中，认为从本质上看，确保掌子面稳定和抑制对周边环境的影响的超前支护、围岩补强、降低地下水位等方法是基本的方法，不是处于辅助地位的方法，因此，为了避免误解没有采用辅助工法这一用语。而在设计标准中分别以对策（2.4对策）和超前支护（第4章超前支护）等体现。为了更好的应用，在参考资料中又列出掌子面稳定评价方法、超前支护的机理、试验、工程实绩等具有实用价值的资料。日本在隧道标准示范书中，把辅助工法分为2大类。即确保施工安全的辅助工法和保护周边环境的辅助工法，更进一步细分为掌子面稳定对策、地下水对策、地表面下沉对策以及近接结构物对策等辅助工法。在对策中包括超前支护、掌子面补强、脚部补强、围岩补强等方法（表）。76 表辅助工法的分类工法目的围岩确保施工安全保护周边环境掌子面稳定对策地下水对策地表面下沉对策近接结构物对策硬岩软岩土砂拱顶的稳定掌子面的稳定脚部的稳定超前支护注浆小导管○○○○长钢管○○○○○管棚○○○○○水平旋喷○○○○○○预衬砌○○○○○掌子面补强掌子面喷混凝土○○○○掌子面锚杆○○○○长掌子面锚杆○○○○○脚部补强脚部补强锚杆○○○○脚部补强钢管○○○○临时仰拱○○○地下水位对策排水排水钻孔○○○○○○○○浅井点○○○○○深井点○○○○○排水坑道○○○○○○○止水注浆○○○○○○○○○○隔离壁○○○○○围岩补强注浆○○○○○地表垂直锚杆○○○○○：比较经常采用的方法2）观察与量测日本2006年版隧道标准示范书中，把观察和量测作为施工管理（第7篇）的重要组成部分列入在该篇中。日本道路协会最近修订出版了【公路隧道观察和量测指南】（2007年）。与我们最大的不同在观察、量测项目的定位和选定上。例如【示范书】把观察和量测基本上分为两大类。即：·有关围岩稳定性、动态的观察和量测；·有关支护稳定性、动态的观察和量测。其观察、量测的项目及选定标准分别列于表1和表2。解说表7.5以围岩和支护为对象的主要观察、量测项目例分类观察、量测项目位置对象的事像结果的利用量测类型有关围观察调查洞内··开挖面稳定性的判断A76 岩和支护稳定性的观察、量测开挖面的围岩及已施工区间的支护、衬砌、涌水状况·围岩级别的再评价·位移状况和位移动态相关性的研究·今后围岩、地下水状况的推定·使用时的维修管理洞外·地表面状态·开挖影响范围的研究·周边围岩稳定性的研究AB有关围岩物性的调查、试验围岩试件试验及原位置调查、试验洞内·围岩试件试验：作为构成围岩材料的物理力学性质·围岩级别的再评价·变形特性、强度特性的研究·掌子面前方的地质预测·变形特性、强度特性的研究B洞内·原位置调查、试验：作为围岩的物性、工程性质·围岩条件的详细确认·围岩级别的再评价·掌子面前方的地质预测·变形特性、强度特性的研究B有关围岩和支护动态的量测净空位移测定洞内·璧面间距离变化·各测定的位移·周边围岩稳定性的研究·支护构件效果的研究·衬砌浇筑时期的研究A拱顶下沉测定洞内·拱顶、侧壁的下沉·拱顶周边围岩稳定性的研究A脚部下沉测定洞内·支护脚部的下沉·脚部承载力的研究A底鼓测定洞内·底鼓状况·仰拱部围岩稳定性的研究B地中位移测定洞内·周边围岩的径向位移·松弛区域的掌握·锚杆长度的研究B洞外·周边围岩的地中下沉·周边围岩的地中水平位移·开挖前围岩动态的研究·围岩的三维动态的掌握·掌子面前方及周边围岩稳定性的研究B地表面下沉测定洞内·下沉·滑坡·开挖影响范围的研究·掌子面前方围岩稳定性的研究·滑坡状况的监视AB有关支护功能的量测锚杆轴力测定洞内·锚杆发生的轴力·锚杆长度、根数、位置、锚固方法等的研究B喷混凝土应力测定洞内·喷混凝土的应力·作用荷载·喷混凝土厚度、强度的研究·喷混凝土与钢支撑荷载分担的研究B钢支撑应力测定洞内·钢支撑的应力、内力·钢支撑的规格、间距的研究·喷混凝土与钢支撑荷载分担的研究B衬砌应力测定洞内·衬砌混凝土的应力·钢筋应力·衬砌稳定性的研究·衬砌浇筑时期、设计的研究B76 ·衬砌动态的监视与管理衬砌位移测定洞内·璧面间距离变化·个测定的位移·衬砌稳定性的研究B其它周边结构物位移测定洞外·结构物下沉·结构物倾斜·爆破时的振动·对结构物的影响B地下水位测定洞内洞外·地下水位·孔隙水压·地下水对策的研究·复水状况的评价·作用在衬砌上外水压的评价B视各种围岩条件选定的主要观察、量测项目列于表7.6。解说表7.6各种围岩条件的观察、量测项目的选定围岩条件及划分着重点观察、量测项目观察调查净空位移测定拱顶下沉测定脚部下沉测定底鼓测定围岩试件试验原位置调查试验地表面位移测定地中位移测定锚固轴力测定喷混凝土应力测定钢支撑应力测定衬砌应力测定硬岩裂隙少岩块掉落〇〇〇裂隙多，但没有夹粘土岩块掉落松弛土压〇〇〇裂隙多、破碎岩块掉落松弛土压、真土压掌子面稳定性〇〇〇〇〇软岩围岩强度应力比大岩块掉落〇〇〇围岩强度应力比小松弛土压真土压〇〇〇〇〇〇〇围岩强度应力比显著小松弛土压真土压掌子面稳定性〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇土砂围岩松弛土压掌子面稳定性〇〇〇〇〇〇〇膨胀性围岩松弛土压真土压〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇注：·埋深小（大概在隧道开挖宽度的2倍以下）的隧道，需要追加地表面下沉的量测；·76 近接结构物的隧道，需要追加结构物下沉测定，地下水位测定等其次是观察、量测结果的利用上。在【示范书】中给出了利用的要求和评价。如围岩性质的评价、围岩动态的评价、支护健全度的评价以及衬砌浇筑时期的评价等。如衬砌浇筑时期的评价：衬砌原则上在确认围岩位移收敛后浇筑。位移的收敛在1～3mm/月（0.2～1mm/周）的值，但至少继续2周以上，作为大致标准。围岩动态的评价列于表2。表2公路隧道位移评价的参考例（隧道开挖宽度约10m）基准内容位移量测的实绩·量测断面的最终水平净空位移的中央值（从小的方向50％的累积值）约10mm。硬岩的中央值约5mm，软岩约30mm·大的位移速度（例如20mm/日），可能是急剧崩塌的预兆支护变异实态·最终水平净空位移值在0～20mm，喷混凝土的变异发生率微小，在20～120mm时，喷混凝土变异发生率为10～20％，120mm以上，发生率达30％以上计算·一般计算用的喷混凝土的抗压强度在应变为1％左右时，应力约18MPa，即：接近设计强度围岩应变·根据位移量测结果的反分析，求出围岩的物性常数，进行正分析求出围岩的应变，与破坏应变比较。适用于具有弹性动态的硬岩最后是观察、量测结果的整理。【示范书】要求隧道竣工后需要把观察、量测的数据整理好并记录到施工实绩表中，如图1所示。76 3）76 附件一1、铁路隧道设计阶段的围岩分级表岩种类硬岩中硬岩软岩土砂围岩级别A岩类B岩类C岩类D岩类E岩类F、G岩类粘性土砂质土ⅤNV≥5.2V≥5.0V≥4.2ⅣN5.2>V≥4.65.0>V≥4.44.2>V≥3.4ⅢN4.6>V≥3.8V≥4.44.4>V≥3.03.4>V≥2.6而且G≥52.6>V≥1.5而且G>6ⅡN3.8>V≥3.24.4V≥3.83.6V≥3.02.6>V≥2.0而且5>G≥42.6>V≥1.5而且6>G≥4ⅠN3.2>V≥2.53.8>V≥2.93.0>V≥2.52.6>V≥2.0而且4>G≥2或2.O>V≥1.5而且G≥22.6>V≥1.5而且4>G≥2G≥2D≥80而且F≥10ⅠS2.5>V2.9>V2.5>V1.5>V或2>G≥1.51.5>V或2>G≥l.52>G≥1.5ⅠLD≥80而且10>F特S1.5>G1.5>G1.5>G特L80>D表3-8计划阶段的围岩分级基准注：V：围岩弹性波速度（km/s）；G：围岩强度应力比；D：相对密度（％）；F：细颗粒含有率（％）。（2）施工阶段的围岩分级最大位移值ABI其他洞内的围岩状态76 围岩级别（mm）ⅤN单线：25＞δ双线、新干线：50＞δ111·几乎无裂隙，有也是闭合的，不会有掉块ⅣN111F＝2·有裂隙，开口的夹有粘土，可能局部掉块，有渗水和涌水时可能局部掉块ⅢN2ⅡN121·裂隙发育，不密着，随时间而松弛，掉块。掌子面稳定·岩质软时，裂隙少而且密闭，随时间而松弛，掌子面稳定ⅠN12、32、3·裂隙较密集，开挖后要及时支护·软质岩，随时间而松弛，壁面少许挤出·掌子面面积大时，稳定性稍须恶化1、22、32、3·岩片坚硬，但破碎呈细片状，与粘土、岩块等混杂的围岩，或者风化，脆弱的围岩，开挖后需立即支护，掌子面有松弛趋势，要留核心土·均质，但软弱，周边有挤入趋势，掌子面松弛，需留核心土单线：75＞δ≧25双线、新干线：150＞δ≧501、2、32、32、3ⅠL1、21、23、4·虽有少许涌水，如留核心土，掌子面是稳定的，开挖前先行支护，开挖后如立即支护，可使围岩稳定ⅠS单线：150＞δ≧75双线、新干线：300＞δ≧15032、33、4·一开始看不到张开的裂隙，但随时间会分离面显著，产生大量挤入、剥离。掌子面的挤出、剥离也同样显著特L特S单线：δ≧150双线、新干线：δ≧300444·伴随涌水，围岩流动、挤出，完全不能期待掌子面的自稳性注：表中A、B、I、F表示岩类，1、2、3、4表示围岩状态（另有表与之对应）。（3）公路隧道围岩分级围岩级别岩石组代表性岩石弹性波速度（km/s）1.02.03.04.05.0BH块状花岗岩、花岗闪绿岩、石英斑岩、角页岩中古生层砂岩、燧石M块状L块状安山岩、玄武岩、流纹岩、试验安山岩第三纪砂岩、砾岩蛇纹岩、凝灰岩、凝灰角砾岩M层状粘板岩、中古生层页岩L层状黑色片岩、绿色片岩第三纪泥岩CⅠH块状花岗岩、花岗闪绿岩、石英斑岩、角页岩中古生层砂岩、燧石M块状L块状安山岩、玄武岩、流纹岩、试验安山岩第三纪砂岩、砾岩蛇纹岩、凝灰岩、凝灰角砾岩M层状粘板岩、中古生层页岩76 L层状黑色片岩、绿色片岩第三纪泥岩CⅡH块状花岗岩、花岗闪绿岩、石英斑岩、角页岩中古生层砂岩、燧石M块状L块状安山岩、玄武岩、流纹岩、试验安山岩第三纪砂岩、砾岩蛇纹岩、凝灰岩、凝灰角砾岩M层状粘板岩、中古生层页岩L层状黑色片岩、绿色片岩第三纪泥岩DⅠH块状花岗岩、花岗闪绿岩、石英斑岩、角页岩中古生层砂岩、燧石M块状L块状安山岩、玄武岩、流纹岩、试验安山岩第三纪砂岩、砾岩蛇纹岩、凝灰岩、凝灰角砾岩M层状粘板岩、中古生层页岩L黑色片岩、绿色片岩第三纪泥岩DⅡH块状花岗岩、花岗闪绿岩、石英斑岩、角页岩中古生层砂岩、燧石M块状L块状安山岩、玄武岩、流纹岩、试验安山岩第三纪砂岩、砾岩蛇纹岩、凝灰岩、凝灰角砾岩M层状粘板岩、中古生层页岩L层状黑色片岩、绿色片岩第三纪泥岩岩质、水的影响不连续面间距不连续面状态岩心状态、RQD·新鲜、坚硬或多少有风化变质的趋势·没有水的劣化·节理间距平均在50cm左右·层理、片理有影响，但对隧道开挖影响小·不连续面光滑和几乎没有夹粘土·不连续面密着·岩心形状为岩片状～短柱状～棒状·岩心长度大概在10～20cm，但也有5cm的·RQD在70以上·比较新鲜、坚硬或多少有些风化变质的趋势·固结度比较软的软岩·对水的劣化小·节理间距平均为30cm左右·层理、片理显著、对隧道开挖有影响·不连续面光滑和极少部分夹有薄层粘土·不连续面部分开口，但开口宽度小·岩心长度大概在5～20cm以下·RQD为40～7076 ·比较新鲜、坚硬或多少有风化变质的趋势·因风化变质作用岩质多少有些软化·固结度比较好的软岩·水会造成局部劣化和松弛节理间距平均在20cm左右·层理、片理显著，对隧道开挖有影响·不连续面光滑部分夹有薄层粘土·不连续面开口、开口宽度比较大·夹有宽度小的断层·岩心长度多在10cm以下，5cm以下的细片很多·RQD为10～40·岩质有一些硬质的，但整体上受到强风化变质的作用·节理、片理非常发育·不连续面间距平均在10cm以下，多数开口；·不连续面开口宽度大，光滑和夹有粘土；·夹有小规模的断层；·混有大量孤石的土砂、岩堆；·水的劣化、松弛显著·岩心成细片状，有时成混有角砾的砂状或粘土状·RQD在10以下围岩应力强度比隧道开挖状况和位移大致标准·岩石强度比因开挖引起的荷载大得多·不连续面状态良好，隧道开挖几乎不产生松弛。从开挖壁面有局部掉块的现象，但开挖后的净空位移在15mm以下，属于微小的弹性变形掌子面能够自稳4以下岩石强度，比开挖引起的荷载大不连续面状态比较良好，隧道开挖引起的松弛是局部的。沿不连续面比较易于滑动，有时引起局部掉块，但开挖后的净空位移走15～20mm以下是比较小的弹性变形4以下岩石强度比开挖引起的荷载大不多，但在弹性变形范围内。即使岩石强度大，但不连续面状态差，开挖后易于沿不连续面滑动，使岩块下落，松弛增大。开挖引起的净空位移，在岩石强度比作用荷载小的场合，处于弹塑性边界，月30mm左右，但距掌子面2D处收敛。掌子面可以自稳。4～2岩石强度比开挖引起的荷载大，属于弹性变形的同时也产生一部分塑性变形。岩石强度在弹性变形时，但不连续面状态非常差的场合，易于沿不连续面滑动，使松弛扩大。开挖引起的净空位移，在岩石强度比作用荷载小，没有仰拱早期闭合的情况下，大致在30～60mm，多在距掌子面2D处收敛掌子面自稳性差，根据围岩条件要采用环形开挖和正面喷混凝土。2～1岩石强度比隧道开挖引起的荷载小，会产生很大的塑性变形。岩石强度小，不连续面状态又非常差的场合，沿不连续面易于产生滑动，使松弛扩大，位移也大。开挖引起的净空位移走没有仰拱早期闭合的情况下约在60～200mm左右，距掌子面2D范围内不会收敛预计变形大的场合要设置变形富余量。掌子面自稳性差，根据围岩条件要采用环形开挖和正面喷混凝土76 日本盾构法施工规范目录第一篇总论第1章总则第1条适用范围第2条定义第3条有关法规第2章调查第4条调查目的第5条当地条件调查第6条障碍物等调查第7条地形和地质调查第8条环境保护调查第3章规划第9条隧道净空形状及尺寸第10条隧道的平面形状第11条隧道埋深第12条隧道坡度第13条盾构法的选定第14条衬砌第15条隧道的附属设备第16条辅助工法第17条竖井及施工基地第18条环境保护措施第19条进度第20条观测、量测、工程记录第二篇衬砌第1章总则第21条适用范围弟22条名称第23条符号第24条衬砌结构及形式的选择第25条设计基本原则第26条设计计算书第27条设计图第2章荷载第28条荷载种类第29条垂直和水平土压第30等水压第31条自重76 第32条上覆荷载的影响第33条地层反力第34条施工荷载第35条内部荷载第36条地震的影响第37条并排隧道的影响絮38条接近施工的影响第39条地层下沉的影响第40条其他荷载第3章材料第41条材料第42条材料试验第43条材料的弹性系数及泊松比第4章容许应力第44条容许应力第45条容许应力的提高第5章管片形状及尺寸第46条管片形状及尺寸第47条接头角度及插入角度第48条楔形环第6章管片的构造计算第49条结构计算的基本原则第50条断面力的计算第51条有效宽度第52条主断面的应力第53条接头计算第54条壳板及背板的计算第51条纵向加劲肋计算第7章细部结构设计第52条接头构造第53条螺栓的配置第54条纵向加劲肋第55条防止漏水第56条注浆孔第57条起吊环第59条钢筋的加工、配置及固定第60条防腐蚀、防锈第8章管片制造第65条一般事项第66条制造要领第67条尺寸精度第68条检查76 第69条管片标记第9章管片的贮存、运输和管理第70条一般事项第71条贮存第72条运搬和管理第10章二次衬砌第73条一般事项第74条内力和应力第75条二次衬砌厚度第三篇盾构第1章总则第76条适用范围第77条盾构的计划第2章设计基本原则第78条荷载第79条结构设计弟80条盾构重量第3章盾构本体第81条盾构组成弟82条盾构外径第83条盾构长度第84条切口环第85条支承环第86条盾尾第87条隔板第4章开挖机构第88条开挖机构的选定第89条刀盘的形式第90条刀盘的支持方式第91条刀头装备扭矩第92条开口第93条刀头第94条刀头轴承板第95条扩挖装置第5章推进机构第96条总推进力第97条盾构千斤顶的选择及配置第98条盾构千斤顶的行程第99条盾构千斤顶的推进速度第6章管片组装机构第100条组装机的选择第101条组装机的能力76 第102条组装衬砌用的辅助设备第7章液压、电气、控制机构第103条液压设备第104条电气机器第105条控制系统第8章附属设备第106条态势控制设备第107条中折设备第108条测量设备第109条同时回填注浆设备第110条后方台车第111条滑润机构第9章土压式盾构第112条土压式盾构的体系第113条土压式盾构的构造第114条掌子面稳定机构第115条添加剂注入机构第116条搅拌机构第117条排土机构第10章泥水式盾构第118条泥水式盾构的体系第119条泥水式盾构的构造第120条掌子面稳定机构第121条送、排泥机构第11章人力开挖式、半机械开挖式、机械开挖式盾构第122条人力开挖式、半机械开挖式盾构的构造第123条机械开挖式盾构的构造第124条支挡装置第125条开挖装载机械的选择第126条排土机械第12章盾构制造第127条制造的一般规定第128条工厂拼装和现场组装第129条检查第13章盾构的维修管理第130条维修和检查第四篇施工及施工设备第1章总则第131条施工计划第2章测量第132条洞外测量第133条洞内测量76 第134条推进管理测量第3章施工第135条竖井第136条出发和到达第137条推进第138条土压式盾构的开挖、支护、出碴第139条泥水式盾构的开挖、支护、出碴第140条开放式盾构的开挖、支护、出碴第141条一次衬砌第142条回填注浆第143条防水第144条二次衬砌第145条并设盾构的施工第146条横断河川的施工第147条小埋深的施工第148条大埋深的施工第149条小半径曲线的施工第150条大坡度的施工第151条长距离的施工第152条刀盘交换第153条地中接合第154条地中扩大第155条地中拆除障碍物第4章辅助方法第156条一般原则第157条药液压注法第158条高压喷射搅拌法第159条冻结法第160条降低地下水位法第161条压气法第5章地层位移和建筑物防护第162条地层位移及防止对策第163条接近施工和既有建筑物的防护对策第6章施工设备第164条对施工设备的要求第165条材料堆置场和仓库第166条出碴第167条材料运送设备第168条电力设备第169条照明设备第170条通讯联络设备第171条通风设备76 第172条安全通路、升降设备第173条给、排水设备第174条消防、防火设备第175条可燃性瓦斯、有害气体对策设备第176条盾构出发、到达、转向设备第177条一次衬砌设备第178条回填注浆设备第179条作业台车第180条二次衬砌设备第181条压气设备及空气压缩机设备第182条土压式盾构运转控制设备 第183条泥土固化设备第184条泥水的运转控制设备第185条泥水处理设备第186条砾石处理设备第7章施工管理第187条进度管理第188条质量管理第189条作业管理第8章安全卫生管理第190条安全卫生管理原则第191条作业环境整备第192条压气管理第193条防止灾害第194条事故对策、救护对策第9章环境保护措施第195条环境保护的一般规定第196条防止噪音第197条防止振动第198条防止水质污染第199条防止地下水措施第200条防止缺氧症第201条开挖土砂的处理76 第一篇总论第1章总则第1条适用范围本规范提示采用盾构法时的调查、计划、设计和施工的一般标准。【解释】这里所谓的盾构法是指用盾构修建隧道的方法。本规范规定的盾构法的一般性标准，是根据以往的理论和实践认为是恰当的，但在规范中没有说明的一些细节问题需要由技术负责人进行判断。技术负责人应具有盾构隧道建设的丰富的知识和经验，具有在计划、设计、施工的各个阶段能够进行正确判断的能力，和具有一定责任和权利的技术人员。推进法等标准规范也适用。此外尚应遵循的主要规范有：（1）盾构用标准管片（1994），土木学会、日本下水道协会；（2）隧道技术规范及解释（矿山法篇）（1996），土木学会（3）隧道技术规范及解释（明挖法篇）（1996），土木学会。（4）混凝土标准技术规范（1996），土木学会：（5）国铁结构物设计标准（铁路钢桥、钢与混凝土组合桥）（1983），土木学会：（6）公路桥梁规范及解释（1994），日本道路协会（7）共同沟设计指南（1986）日本道路协会（8）日本工业规格（J1S），日本工业标准调查会。本规范是以盾构法施工为前提的，但隧道的施工方法除盾构法外，还有许多方法。选定合适的隧道施工方法，对安全而经济地修建是极为重要的。选定隧道施工方法时，要充分研究构筑方法的得失。解释中的表1·1是一个大致的比较。解释表1·1主要施工方法的比较比较项目矿山法盾构法明挖法76 工法概要可有效地利用围岩的支护功能，采用喷混凝土、锚杆等确保围岩稳定的施工方法。通常以开挖时掌子面能自稳为前提，不能确保时，可采用辅助工法。用盾构在地中推进，用吨壳维护坑道的稳定，防止土砂崩塌的施工方法。密闭型盾构是用泥水或泥土对抗土压和水压保持掌子面的稳定。开放型盾构是以掌子面自稳为前提的，不能自稳时，要采用辅助工法。从地表面向下开挖，到规定位置后修筑结构，再回填到地表面的施工方法。一般都采用全断面明挖法。也有盖挖顺筑法和盖挖逆筑法之分。适应地质一般说，适合所有的地质条件（从硬岩到软岩、土质）。主要采取改变支护刚性、开挖方式、辅助工法等来适应地质条件的变化。一般说，适应冲积层、洪积层、新第3纪地层。易于适应地质条件的变化。在有局部岩层的条件下也可采用。基本上，对地质条件无限制。主要是选择合理的支挡结构来适应。地下水对策开挖时遇有影响掌子面稳定性、围岩稳定的地下水时，要采用压浆止水、井点降水等措施。在密闭型盾构中，不需要采取特殊措施。开放型盾构就需要采取相应措施。出现底鼓等现象时，要加深支挡结构深度，或采用降低地下水位的措施。隧道深度在未固结围岩中，埋深/隧道直径比（H/D）很小（小于2）时，要采取有效控制地表下沉的措施。最小埋深，一般是盾构的直径左右，采用压气施工和泥水盾构时，要主要喷发现象的出现。最大深度决定于地下水压。最小埋深没有什么施工上的限制。最大埋深目前约在40m左右。断面形状原则上采用拱形。施工着可以改变断面形状。圆形是标准断面。采用特殊盾构时，可以采用半圆形、椭圆形、矩形、多圆形等。施工中改变断面形状，一般说是很困难的。一般采用矩形断面，但复杂的断面也能适应。断面大小一般在150m左右，但也有超过200m的情况。施工中可能改变断面形状和尺寸。目前最大的直径是14m。施工中改变外径尺寸，一般是很困难的。施工上没有特别的限制。线形几乎没有什么限制曲线半径/盾构直径=3的小曲线，是可能的。几乎没有什么限制对周边环境的影响接近结构物施工时要采取辅助措施。降低地下水位会对周边环境产生不良影响，应注意。在浅埋情况下，要特别注意地表下沉的控制。接近施工时，也要采用辅助工法。对路面交通，除竖井外，几乎没有影响。噪声、振动只局限于洞口。地表下沉较易控制。接近施工时，也要采用辅助工法。对路面交通的影响大。各施工阶段都要采取噪声、振动对策。76 对路面交通，除竖井外，几乎没有影响。噪声、振动只局限于洞口。第2条定义盾构---开挖土砂围岩的主要机械，由切口环、支承环及盾尾三部分组成。也叫作盾构机。盾构法---用盾构在围岩中推进，一边防止土砂的崩坍，一边在其内部进行开挖、衬砌作业的修建隧道的方法。盾构隧道---用盾构法修建的隧道。竖井---为进行盾构隧道的施工，将盾构运入、运出、组装、解体、运出开挖下来的土砂、运入及运出机械设备、人员出入、供电、给排水、通风管道的引人、引出等的作业坑道。根据其作用、目的可将竖井分为出发竖井、中间竖井、方向转换竖井及到达竖井。 隧道的曲线半径---隧道中心线处的线路半径。隧道埋深---从地表面到衬砌顶端的深度。衬砌---承受盾构隧道四周的土压、水压，确保隧道净空的结构叫衬砌。衬砌分为一次衬砌和二次衬砌。在一般情况下，一次衬砌是由管片组装成的环形结构。但也有代替管片直接灌注混凝土的（模筑混凝土衬砌）。二次衬砌是在一次衬砌内侧灌注的混凝土结构。主要采用模筑混凝土衬砌。管片---盾构法中采用的隧道衬砌。一般采用钢筋混凝土、或金属管片。一般是将数个管片组装成圆形或多圆形的衬砌。背后回填注浆---向盾构隧道的管片和围岩之间的空隙（盾尾空隙）压人填充材料。第3条有关法规在采用盾构法进行施工之前，必须对有无应遵循的规范，其内容、手续及措施等进行详细的调查。【解释】在施工过程中，由于要受法规的制约，故必须充分调查、研究对工程的限制程度、手续、对策等，并办理有关手续，取得认可或承认。因取得承认或认可，需要一些时间，这一点必须给以充分考虑。有关法规由于地区不同多少有些差异也要予以注意。主要的有关法规，见表1.2。76 76 第2章调查第4条调查目的调查目的是为了能够安全、迅速且经济地进行盾构施工而进行的。调查大致可分为：（1）地条件调查（2）障碍物调查（3）地形及地质调查（4）环境保护调查【解释】调查是为了获得在计划、设计、施工及维修管理各阶段所需的基础资料而进行的。调查结果可作为选定隧道线路，确定可否采用盾构法施工、以及研究环境保护对策、决定工程的规模和内容，以及隧道竣工后的维修管理维的资料。为此，在调查工作中必须充分注意这些情况。除此处所述的调查之外的有关各种量测和观测记录等，可参照第20条。第5条当地条件调查当地条件调查，包括以下各项：（1）土地利用和权利的关系（2）未来计划；（3）道路类别和路面交通情况（4）确保工程用地的难易。（5）河、湖、海的情况，（6）工程用电和给排水设施。【解释】所谓当地条件调查就是针对上述各项，调查隧道经过地区附近的环境，主要用来选定线路和研究盾构施工方法的可行性及确定隧道工程的规模、内容，也被用作实际施工时的资料。（1）所谓土地利用调查，就是根据各种地图、实地踏勘，调查市区、山区、河海等的利用情况，尤其是在市区，还要了解该地区的用途（住宅、商业、工业）市街化的程度等。土地权利关系的调查，首先要了解是公共用地还是民用地，而后调查相应的权利关系。特别是市街地中的民用地的权利关系是相当复杂的，必须进行仔细地调查。视需要还要调查有无文物的调查。掌握隧道施工时附近地区对地表和地下的制约条件等。（2）调查施工地区的城市计划和其他各种设施计划等的规模、工期，限制事项等，并反映到选定路线、衬砌结构、施工计划中。（3）当在道路下面开挖盾构隧道时，应调查该道路的类别、重要程度，对开挖和回填路面有无限制以及路面的交通量等。特别是，竖井的设置位置，对道路交通影响极大，在选定时一定要与使用时的利用计划配合好，还要研究竖井是否可设在路面上以及弃土和材料运输的难易等。同时，盾构施工造成路面变异时，也要事前加以研究。（4）竖井作业基地是从隧道选线阶段开始直到完工为止的全过程中极为重要的环节。为确保此用地，应根据地图、勘察等进行详细调查，以采取必要的措施。采用盾构法时，由于需要确保适当的弃土场，必须对弃土场、运土路线进行调查，井将其结果反映在设计施工中。（5）当在河流底下或河流附近修建隧道时，应调查河流断面、堤坝结构和地质条件，一般应将隧道置于距河底有足够的深度和距离之处。同时，视情况，应调查河流水文、航运、水利用情况等。在湖海底下修建隧道时也应据此办理。76 （6）为了确保工程用电，必须对作业基地附近已有的送、配电线的容量、电压和受变电的难易进行调查。必要时，应研究确保预备电源的措施。为了确定给排水计划，必须对可以取水的上水道的位置、管径、流量和排水地点（下水道、河、海），可能的排水量和水质标准等进行调查。第6条障碍物调查障碍物调查包括以下各项：（1）地上和地下结构物，（2）埋设物（3）井和古井（4）建筑物及临建工程遗迹（5）其他【解释】在选定线路前，必须对有无直接障碍物或位于施工影响范围内的各种设施进行详细调查。此调查应从保护隧道周边各种设施和确保盾构法施工安全两方面进行。研究既有建筑物的变异、枯水、水井污染、喷发、漏气、流泥和作用在隧道上的土压、超载等。（1）对于地上结构物，应调查结构型式（如是建筑物，应调查是木结构或钢筋混凝土结构，如是为桥梁，应调查是静定或超静定结构），基础结构、有无地下室、基础埋入深度。对于地下结构物（地下停车场、地下商店、地下铁道等）应调查结构型式、结构物底面的深度等。同时，调查这些建筑的使用情况也是非常重要的。对设置精密仪器的建筑物，要进行特别仔细地调查。（2）对于煤气管、上下水道、电力、通信电缆等埋设物，有必要预先进行沿线调查。尤其是，在竖井设置位置处要进行仔细地调查。调查，不仅要参照管理者的台账等资料，也要采取试验坑探和地中探查等方法，实地确认其规模、深度、老朽程度等。（3）对于井和古井，主要是调查其使用情况、喷发、缺氧空气的喷出等危险。特别是采用压气盾构时，与其他调查项目相比，此项调查的范围应广泛些。调查内容有位置、深度，使用情况、缺氧空气的有无及其程度等。在有枯水和污染可能时，还应调查测试一年内的水位变化情况及水质。对于古井，应将当地人提供的信息与现场的实际情况相对照，予以确认。（4）一般说来，对建筑物和临时工程遗迹的调查是困难的，但为防止在盾构推进过程中遇到意外的障碍及对周围地层产生过多的扰动，应尽可能地向土地管理人进行了解。另外，还应对残存物、回填情况、土壤和地下水的污染情况进行调查。（5）应对计划修建的结构物与既有结构物进行同样的调查，宜尽可能地减少相互间的干扰。对于内设精密仪器的建筑物的调查，应慎重进行。第7条地形和地质调查地形和地质调查包括以下各项：（1）地形（2）地质构造（3）土质（4）地下水（5）缺氧空气、有害气体的有无及其他宜通过踏勘、钻孔、试掘等适当的方法进行上述各项调查，关于调查位置和调查项76 目由技术负责人确定。【解释】由于地形和地质条件是影响盾构法设计、施工难易的决定性因素，故对该项调查必须详细进行。盾构施工所进行的地形、地质调查的主要项目如解释表1·3所示，但可根据工程内容和规模的需要予以省略或追加。解释表1·3盾构施工的地形及土质调查调查阶段预备调查基本调查详细调查调查目的·掌握地形、土质、地层构成的大致情况·获得预测有问题的土质的基础资料·掌握整个线路的地层构成及土质状况·掌握土质的各种特性·编制土质纵断面图·补充土质调查·对设计施工上有问题的土质进行详细调查·地震、其他特殊条件时的设计资料调查方法·收集、整理既有资料·收集、整理附近类似工程的资料·文献调查·现地观察·钻孔调查·标准贯入试验·采样·地下水位调查·空隙水压测定·室内土质试验·钻孔调查·标准贯入试验·采样·空隙水压测定·透水试验、·室内土质试验·孔内水平加载试验·缺氧空气、有害气体、可燃性瓦斯调查·深基础开挖调查·PS检层调查内容·文献调查（地形、地质、地层图等）·土质调查记录·既有结构物的工程记录·井点、地下水·观察地形、土质及周边状况·地层下沉·地层构成·N值·透水系数·地下水位、空隙水压·采样·粒度分布·含水比·土粒子比重·单位体积重量·单轴抗压强度·液性及塑性限界·黏着力·内摩檫角·压密特性·N值·透水系数·地下水位、空隙水压·采样·粒度分布·含水比·土粒子比重·单位体积重量·单轴抗压强度·液性及塑性限界·黏着力·内摩檫角·压密特性·地下水的流速、流向·砾石等的直径·地层反力系数·弹性波速度·抗震设计的基岩76 在预备调查中，应通过收集既有资料、踏勘等掌握全线总的地质情况。在此阶段的调查中，了解地质构造是单一的还是复杂的，是否有出现问题的不良地层等。技术负责人将依此结果确定基本调查的规模和内容。在基本调查中，是以钻孔的标准贯入试验进行的地质调查。钻孔的数量、间隔、深度等应根据这些调查结果推定的围岩条件、隧道埋深及附近的环境条件等确定。一般多采用200m左右。基于这些调查结果，绘制沿线的地质纵断面图，该图的比例尺：水平方向1／1000～1／5000，垂直方向1/200～1/500。地质断面图制成后，对地层结构和各层的N值等已经明了，由于对与盾构法有关的地质方面的问题已明确，可仅对具有代表性的地点和有问题的地点进行必要的精密调查。以钻孔为主的各种调查孔在以后的盾构施工过程中，易成为流泥、出水、漏气等的通道，故在选择调查孔的位置和回填调查孔时应谨慎从事。详细调查是预备调查及基本调查的补充，是为了确认可能出现问题的地层、地震等特殊条件而进行的调查。这些调查如最大砾径的调查、孔内加载试验等。（1）地形往往反映地下的围岩条件，故调查的第一步应从观察来掌握地形。如调查地点为丘陵和台地时，其地下绝不会有冲积层存在，一般来说，软弱地层少。此外，即使是冲积低洼平地，根据对地形的仔细观察和对地形环境条件的考察，也可在某种程度上推断出地下的围岩条件。当线路与台地及洼地的边界线平行或斜交时，在某些地质条件下，有时将产生明显的偏压。（2）关于地层结构，首先配合地形调查进行收集资料和勘察，应掌握包含比较路线在内的范围较广的地层结构。在进行盾构施工的地区，一般说既有资料是很丰富的，可收集到较丰富的有用情报。作为代表性的资料有地质图及土地利用图等。其次，进行以标准贯人试验和钻孔为主的基本调查，绘制记有地质构造的地质纵断面图。从而可明确与盾构法有关的土质问题，据此进行必要的详细调查。 （3）一般说，所有的地层都可以采用密闭式盾构，但当采用泥水式盾构时，粘性土粘着、堵塞在旋转刀头及刀架上，而使开挖不能进行。在松散砂层中，不能完全形成泥膜，而造成掌子面崩塌及地层下沉和陷没。在砂砾层中，砾石有可能使掌子面受到破坏，刀头磨损、断裂，及排泥管的堵塞而不能掘进等，故需调查颗粒组成（特别是有砾石时的砾石的形状、大小、数量及硬度，此外，还应调查匀质系数）、渗透系数等。即使采用士压式盾构也同样地要调查刀架内的合适的流动化的条件、刀头的村质形状、开口的形状、尺寸及螺旋式输送机等所需的大块砾石的形状、尺寸、砾石硬度、颗粒组成，尤其是细颗粒所占的百分比及渗透系数等。在地下水位以下的松散砂层中，采用压气式盾构时，如果空气压力下降，砂和水将一起从掌子面下部流出；如果压力升高，开挖面上部非常干燥，失掉粘性，呈漂砂状态，在极微小的冲击下，就会成为流砂状态。尤其是在埋深薄时，很难保持压气效果的平衡，漏气的可能性增加。在可能出现上述危险的砂层中进行施工时，除测定N值外，需要进行颗粒试验、孔隙比测定、现场透水试验和极限孔隙比测定等。N值为1～2以下的软弱粉细纱·粘性土层中，掌子面不能自稳，盾构的形式选择是很重要的，最好进行没有扰动试件的单轴抗压强度和变形特性的测定。另外，当由于地下水位降低等原因有可能产生压密下沉时，往往需进行压密试验，在软弱粘土层中，除上述试验外，应测定含砂率、含水率、凝聚力及液性指数等。76 （4）地下水位，通常在钻孔调查时测定，但当中间夹有黏土、粉细纱层等不透水层之下有砂、砂砾层等含水层存在时，由于这些含水层中的地下水压并不一定呈现同样的静水压力分布，因此，有必要分别测出各含水层中孔隙水压。在山区、台地附近，或在洪积扇砂砾层等条件下，往往具有较通常的地下水面高的有压地下水头。另外，在市区等，由于采用深井进行过度抽水，有时其水头低于通常的地下水面，甚至完全没有水压力的情况也有。由于上述的地下水位和有压地下水头多随季节的不同或人为的因素而变动。故需确认测出的水头是在什么条件下的水头。在某些地形条件下，因季节不同及连续下雨的影响，有时使水头的变化达到数m，尤应加以注意。当含水层的水压高时，为进行稳定掌子面措施的设计，需调查透水层的渗透系数、地下水的流向及流速等，透水系数一般根据粒度分布可获得概略值，但最好是根据在现场进行的抽水试验来求。在进行地下水位和压力水头的调查的同时，也要调查地下水的水质。（5）当在不透水层下部存在有由于深井、过度抽水等原因而使地下水完全枯竭的砂砾层和砂层时，有时在这类地层的孔隙中往往充满着缺氧空气和有害气体等。因为缺氧空气是不饱和土层中的土颗粒间的铁和有机物与孔隙水中的空气产生氧化作用而消耗氧气，另外，由于从外界供给的空气量不足，则变为以氮气为主的缺氧状态。另外，甲烷涌出，将会引发爆炸，为保证作业环境的安全，也要调查能否漏出有害气体（参照191条，解释表4.3）。其他种的有害气体，还有硫化氢、氧化氮气体等。当确认有硫化氢气体时，需留意衬砌的防腐蚀问题。因此，当预计有上述环境条件时，应调查孔隙中有害气体的性质。如果确认存在有缺氧气体或有害气体时，要进行充分的通风，并采取必要的防爆措施。第8条环境保护调查为在隧道施工过程中保护周围环境，必要时，应调查下列各项：（1）噪音，振动（2）地层变形（3）地下水（4）缺氧空气和有害气体等（5）化学注浆等（6）施工废弃物（7）其他[解释]所谓环境保护调查，就是预测盾构法对周围环境的影响所进行的各项调查。可在施工前和施工中进行并作为设计及施工管理的资料。（1）为了正确地掌握施工产生的噪音及振动的影响，当然应测定施工中的噪音、振动，对施工前的本底噪音及本底振动也应进行测定。为了满足法规的要求，必须熟知有关法规。对特别需要安静的医院、学校设施，必须在开工前进行调查。（2）为了正确地了解因隧道施工产生的地表隆起、下沉等的变形程度以及这些变形对附近房屋、结构物可能产生的影响，并作为判断是否需要采取措施的资料，应在施工前及施工中调查地表变异及结构物变异状况。（3）地下水位的变动，除对地层有影响外，还可能对自然环境、居民的生活产生影响，故必须对预计影响范围内水井的使用情况进行调查，也必须在水井及观测孔中测定水位、水质等。由于季节不同，水位、水质均将有变化，故应考虑到调查时期与施工时期的关系。76 （4）由于深井的过度抽水，当地下水位降低的砂砾层、砂层位于不透水层之下时，如采用气压盾构，土颗粒间的铁及有机物受到孔隙中空气的影响而氧化，从此类地层及与之相近的水井、地下室等处有漏出缺氧空气的可能，故在开工前，必须对在预计影响范围内有无水井、地下室、水井的水位进行调查，在施工中必须调查有害气体是否漏出及其状况。对于甲烷等有害气体，在施工前应通过钻孔测定其有无及浓度，在施工过程中必须测定洞内有害气体的浓度。（5）由于化学注浆药液的漏出、泥水盾构的泥水的流出等，对预计影响范围内的水井、河流等水质要进行调查。施工中、必须监视水质的变化情况。（6）在盾构的计划、设计、施工中，为了顺利地施工和保护生活环境，必须在力求控制施工废弃物以及促进资源的再生化外，对最终处理地、运送通道等进行调查。（7）考虑到工程车辆的通行对竖井附近道路交通的影响，选定工程车辆的走行路线时，应进行交通量调查。第3章计划第9条隧道净空的形状及尺寸（1）隧道净空应具有与其用途相适应的形状和尺寸，同时，应考虑施工上的因素方决定。（2）盾构的断面形状以圆形为标准。【解释】（1）隧道净空的尺寸应根据与用途相适应的净空尺寸和施工赞扬需要的断面加以确定。对管片外径为1.8m~8.3m的隧道，可参考“盾构标准管片”（1990年）决定。1）铁路隧道的情况在选择单线隧道并设或双线隧道时，应综合研究当地条件、障碍物情况、地形及土质条件、地下车站计划等。净空断面是在建筑限界之外再加上轨道结构、维修待避用通路、信号·通信、照明、通风及排水等属设备所需的空间，其次考虑盾构施工误差（上下、左右蛇行、变形和下沉等）。等决定。施工误差，一般从中心向左右、上下各取50mm～150mm左右，根据施工条件（开挖面的大小、围岩条件、盾构的机动性、开挖速度、有无二次衬砌、曲线和坡度等），经过充分研究后确定（参照解释图1．1）。76 解释图1·1铁路隧道断面图2）公路隧道的情况净空断面根据公路等级规定的建筑限界和规定的限界外富裕（维修·退避通道、通风道或射流风机设置空间、照明、防灾、监视、管理、内装·标志等附属空间）和盾构施工误差（蛇行、变形和下沉）等决定。施工误差一般从中心向左右、上下各取50mm~150mm，根据施工条件决定。在一般的公路隧道中，考虑经济性，一般都采用按一定间隔设置紧急停车带和缩小路肩的方法。但是，在盾构隧道中，由于建设的环境条件（地形、地质、沿线）、施工技术水平等，而多采用不设置紧急停车带而采用全路肩的方法，这要根据隧道的耐久性、经济性、施工性等综合考虑决定（解释图1·2）。解释图1·2道路隧道断面图3）下水道的情况76 净空断面以二次衬砌为前提，应能保证计划流量毫不受阻地按容许的流速流动（解释图1·3a）同时为了分离雨水、污水而需把断面分割时，要设置分割墙，成为复合断面（解释图1·3b）。解释图1·3下水道隧道断面图4）上水道的情况除一部分导水管外，大部分是压力管。一般在压力管路中，由于混凝土二次衬砌不能抵抗水压，故多采用向隧道内插入钢管或可锻铸铁管等耐压管的方式。该方式目前所采用的具有代表性的有如下几类。·混凝土填充方式：沿全长修建比水管半径大330mm～350mm的一次衬砌后，顺次插入钢管或铸铁管等水管，在隧道内进行配管接合，然后向一次衬砌及管间的空隙填充混凝土，这是目前使用最多的一种方式。采用这种方式时，由于只能从管内侧进行管道连接作业，对钢管采用焊接，对铸铁管，采用有内接头管连接。一次衬砌和管间的空隙，必须考虑盾构产生蛇行的条件下也能将管道设在设计位置上所需的富余量，井加算衬砌的最小厚度（解释图1·4a）。解释图1·4上水道隧道断面图·检修通路方式：修筑内半径较水管的半径约大950mm～1100mm净空断面的隧道。在其中设置水管。一般采用钢或铸铁管，其接合在管内外侧均可进行。衬砌和管的空间作为检修通道。此方式，一般因对施工误差的富裕空间大，一般可以不考虑。（解释图1·4b）。5）电力管道的情况隧道作为电力隧道的使用方式有洞道式和管路式两种。采用洞道式时，其净空断面尺寸应有能收容敷设的电缆、水冷管及照明、排水设备等空间和布设检修通道和电缆等的作业空间，来决定其尺寸（解释图1·5）。管路式多用在电缆数少的情况，其断面尺寸依收容的电缆数确定。76 解释图1·5电力隧道断面图6）通讯管道的情况隧道的净空断面必须根据容纳的电缆数、电缆布置·连接作业、检修通路以及电缆夹具、照明、通风、排水等设备所需的空间确定（解释图1·6）。解释图1·6通信隧道断面图解释图1·7瓦斯隧道断面图7）瓦斯管道的情况隧道的利用方式主要采用在隧道内配置钢管等耐压管的方式。目前通常采用的方式有：·砂浆充填方式：修筑比管径大650mm~750mm的一次衬砌后，顺序插入导管，并在隧道内接合，而后用砂浆充填一次衬砌和管间的空隙的方式。一次衬砌和导管间的间隔要考虑盾构蛇行条件下也能进行导管的焊接等的空间决定（解释图1·7）。·检修通道方式：修筑比导管大950mm~1050mm的一次衬砌和带有内装设备的二次衬砌后，进行配管的方式（解释图1·7）。8）并设方式的情况上水道、下水道、电力电缆、通信电缆及瓦斯管道等在同一个隧道内设置时，其净空尺寸应根据各自的用途，确保必要的空间决定之（解释图1·8）。解释图1·8并设隧道断面图76 与瓦斯管并设时，考虑到灾害的影响，原则上应设置隔墙。隧道内设置隔墙时，其形状、构造等也有按结构体考虑的，这时要进行结构计算。（2）盾构隧道的形状采用圆形断面的主要理由是：·在一般条件下，对外压是坚固的；·施工中，对盾构推进、管片制造及组装便利；·即使盾构产生偏转，也不妨碍对断面的利用等。但是，因断面的有效地利用、功能、占地、与接近结构物的距离、埋深等条件的限制，也有不能采用圆形断面的情况。有时也采用半园形、矩形，马蹄形等多圆形、椭圆形等非圆形的断面。此时，必须对盾构和管片的强度和形状以及施工上的问题进行详细研究。第10条隧道的线路形状（1）隧道线路形状，应考虑隧道的使用目的、使用条件等进行规划。规划时，尽可能选用直线和大半径曲线，必须考虑当地条件、障碍物及围岩条件障碍物条件、施工的难易等决定。（2）采用小曲线半径时，要充分研究设计、施工中的问题。（3）当有两座以上的隧道并设或隧道与其他建筑物接近时，应特别注意它们之间的相互影响，进行规划。【解释】（1）隧道线路形状的规划，应根据使用目的、使用的设计条件、盾构的掘进等，尽可能地选用直线，在不得不采用曲线时，最好采用大半径曲线。盾构法，一般多在市街地采用，通过的地点主要受施工竖井的位置、地表面的利用情况障碍物、对接近结构物的影响等的限制，应尽量选择在对开挖作业、涌水处理、有害气体等安全的地层等中通过。另外，也应考虑到竣工后的维修管理问题。（2）在曲线段进行盾构开挖时影响施工的主要因素如下：盾构通过位置的地质条件、开挖断面的大小、盾构长度、坡度的陡缓、盾构形式、盾构的构造和管片的种类、管片宽度及楔形量等。但应注意以下几点：1）通常的曲线半径：盾构在不采用中折装置和辅助工法而能掘进的曲线半径，受到上述因素的综合影响，但其限界的曲线半径，还不明确。根据施工实践（解释图1·9），密闭式盾构的最小曲线半径和盾构直径的关系如下。盾构外径3m左右：R=80m盾构外径5~9m左右：R=100m。解释图1·9盾构外径和曲线半径76 2）小曲线的情况：采用小于上述曲线半径施工时，要根据采用药液压注稳定围岩的改良工法、盾构构造和管片种类、构造等的对策进行研究确定。3）急角度的情况：在上下水道和电力通信等盾构隧道中，在道路交差点处，需用急角度转折，要设极小半径的曲线，除了根据道路情况和障碍物等按（1）项的对策进行掘进外，还要设置方向转换的竖井，用竖井进行盾构隧道的接续，或者采用盾构和盾构在地中接合。（3）当隧道并设时，由于后进盾构的掘进时的暂时荷重及回填压注压力，与单座隧道时不同。为防止地层下沉和相邻隧道的变形，或为了后续隧道施工的安全，应有适当的间隔。在这种条件下，相互间的外缘间隔依通过地点的地质条件、开挖面的大小、开挖方法、隧道的配置、盾构掌子面的相互距离等而不同，对此虽无统一规定，但一般均大于隧道的直径。但是，由于发进过后的区间和道路宽度、障碍物等的限制，也有不能确保相互间隔在隧道外径以上的情况。在这种情况下，多与药液压注和高压喷射等强化围岩的辅助工法并用。当盾构靠近桥墩、桥台、中高层建筑物或铁道及地下埋设物附近通过时，应对这些建筑物的设计条件的现状进行详细调查，为防止使这些建筑物受到偏压、下沉和振动等不良影响，在上下、左右各方向都必须有必要的间隔。同时，在不能确保充分的间隔时，必要时应采用化学注浆等加强围岩或采用托底换基的方法对建筑物进行加强（参照第162条）。第11条隧道的埋深隧道埋深应根据地面和地下建筑物的状况、围岩条件、开挖断面的大小、施工方法等决定。[解释]在一般情况下，考虑到施工时的作业效率（材料的运进和废碴运出、人员的上下）、便于建造竖井、地下水压对策和水处理容易，便于竣工后对结构物的维修管理及运营的便利等，隧道埋深浅些为好。但应以对周边不产生不良影响确定其最小的埋深。必要的最小埋深，一般取1.0D～1．5D（D为开挖外径），应根据盾构隧道的使用目的和既有结构物等的纵断面决定。但在过去的施工例中，也有埋深较此值小（解释图1·10）而取得成功的。在实际工作中必须注意上述事实，根据需要，采用适当的辅助施工法，慎重确定之。解释图1·10最小埋深和盾构外径通过河海底部时，对漏气、喷发和隧道浮起问题的研究尤为必要。近年，在大城市的道路等公共用地中，铁道、道路、上下水道等的地下利用发展迅速，为了避开这些建筑，在规划上盾构隧道有向深处发展的趋势。隧道埋深很大的情况，要对管片和施工进行特别的研究。76 第12条隧道坡度隧道的坡度必须根据使用目的、维修管理等确定。【解释】隧道的坡度本应依其使用目的来决定，但往往根据河川、地下建筑物、埋设物等障碍和其它各种设施的未来计划等的制约来决定。根据当地条件和障碍物的限制，坡度大于2％时，必须考虑盾构推进、施工时的出碴和材料搬运等作业效率降低的问题。同时，特意注意安全问题，而采取必要的措施。根据规定采用动力车时的坡度应小于5%，超过此坡度后，要采用非轨道式搬送设备（第150条）。在公路、铁路、电力、通讯等隧道中，竣工后的坡度应采用以能够自然排出漏水的缓坡为原则。为此，不宜小于0.2％。下水道的坡度必须根据与使用目的相适应的通水量、流速等决定。考虑到管内排水和排气问题，相邻两竖井间的上水道隧道应采用单向坡。第13条盾构工法的选定选择盾构工法时，应考虑施工区段的围岩条件、地面情况、断面尺寸、施工长度、隧道平面形状、工期等条件外，还应考虑开挖和衬砌等的施工，选择可以安全且经济地进行施工的盾构工法。[解释]盾构，根据前面所述，大体上分为密闭型和开放型两大类。密闭型盾构分为土压式盾构和泥水式盾构。开放型盾构分为全面开放式和部分开放式2种。全面开放式盾构根据开挖方法有人工开挖式、半机械开挖式及机械开挖式3种。部分开放式盾构有部分挡板式盾构（解释图1·11）。（前面的构造）（形式）（掌子面稳定机构）土压开挖土+面板土压式开挖土+辐条泥土压开挖土+添加剂+面板密闭型开挖土+添加剂+辐条泥水式泥水+面板泥水+辐条盾构部分开放式挡板式隔壁开放型人工开挖式防护檐支挡装置全面开放式半机械开挖式防护檐支挡装置机械开挖式面板辐条解释图1·11盾构分类（1）各种类型盾构的特征1）密闭式盾构：有隔板，在掌于面及隔板间的切削刀腔内充满着土砂和泥水，对土砂或泥水保持有足够的压力，用来保持开挖面的稳定的构造的盾构，称为机械开挖式盾构。·76 土压式盾构：把开挖土变为泥土，为保持开挖面的稳定，给予一定的压力，故在这种盾构中设有开挖土砂的开挖机构，搅拌开挖下来的土砂的搅拌机构，排出土砂的排土机构和对开挖下来的土砂加压的控制机构等。这类盾构，依其使开挖土泥土化的添加剂的压注装置的有无，大致分为土压式盾构和泥土压式式盾构2种。土压式盾构---使工作面和盾构隔板间的空腔内充满着用回转刀盘开挖下来的土砂，以盾构的推进力对开挖土加压，在保持工作面稳定的同时，用螺旋输送器出碴。泥土压式盾构---一边压注添加剂一边用回转刀盘强制搅拌土砂，使之塑性流动化，与土压式盾构相同，一边保持掌子面的稳定，一边用螺旋输送器出碴。·泥水式盾构：给泥水以一定的压力，保持工作面的稳定，由于泥水的循环，以流体方式将土砂运出。在盾构中设置有开挖土砂的开挖机构、搅拌开挖下来的土砂的搅拌机构、循环泥水，给泥浆以一定压力的控制机构、分离泥水的，向工作面压送具有一定性能的泥水的调和、处理机构。2）开放型盾构：全断面开放型盾构是指掌子面全部或大部分开放的盾构，是以掌子面自稳为前提的。不能自稳的掌子面，要采用辅助工法，来满足自稳条件。部分开放型盾构的掌子面的大部分是闭塞的，在其中设有土砂排出口，调节其流入，来控制掌子面的稳定。·人力开挖式盾构：土砂的开挖采用反铲、镐、铲等用人力进行开挖，以皮带运输机和斗车等排土的盾构。在这类盾构中，视土质状况，安装有突檐或挡土支撑等稳定开挖面的机构。·半机械式盾构---在人工式盾构中，采用开挖机、装碴机、开挖装碴机等进行土砂的开挖和出碴。开挖中的掌子面大部分是开放的，开挖中的支挡作业比较困难。·机械式盾构---在盾构前部安装有切削刀盘，用机械连续地开挖土砂的盾构。刀盘在一定程度上具有支挡的效果。·部分开放式盾构---掌子面的闭塞的，设有可调节的排除土砂的排出口的盾构。此种盾构，可使盾构前面贯入围岩并使贯入部分的土砂塑性流动化，用调节塑性流动土壤的排出阻力和速度来保持开挖面的稳定。（2）盾构工法的选定在选择盾构工法时最应注意的是，选择能够维护胡志明稳定的盾构形式。因此，当然要进行土质、地下水的调查·研究。为了选择最合适的工法，也要充分研究用地、竖井周边环境、安全性、经济性等。其流程示于解释图1·12。76 解释图1·12盾构法选定流程图近年，竖井用地和开挖土处理对工法的选择影响很大，另外一些实绩也是选择工法的重要因素。在选择盾构形式时，可参考解释表1·4。各种盾构形式适用的土质如下所述。1）土压式盾构2）泥水式盾构76 1）人工开挖式盾构2）半机械式盾构3）机械式盾构4）部分开放式盾构解释表1·4盾构形式与土质条件盾构形式密闭型开放型土压式泥水式人工式半机械式机械式土压泥土压土质N值适合性着眼点适合性着眼点适合性着眼点适合性着眼点适合性着眼点适合性着眼点冲积粘性土腐植土0-地层变异地层变异---粉细纱·黏土0~2---地层变异--砂质粉细纱·砂质黏土0~5---同上--5~10---同上地层变异地层变异洪积粘性土垆坶·黏土10~20开挖土砂的封闭----开挖土砂的封闭砂质垆坶·砂质黏土15~25同上-----25以上同上--开挖机械--泥岩50以上同上刀头磨耗刀头磨耗-地下水压地下水压砂质土砂与粉细纱黏土混合10~15---地下水压同上同上松砂10~30粉细纱含有量--同上-同上紧密砂30以上同上--同上地下水压同上砂松砂砾10~40同上--同上同上同上76 砾·卵石固结砂砾40以上地下水压--同上同上刀头·面板磨耗砂砾与卵石混合-皮带机规格-刀头规格开挖作业的安全性同上同上大砾石·卵石-刀头规格刀头规格砾石的破碎砾石的破碎同上-76 76 第14条衬砌衬砌必须能够承受周边围岩的土压、水压等荷载，在确保隧道净空尺寸的同时，具有与隧道的使用目的和施工条件相适应的功能，而且安全、坚固的结构物。[解释】衬砌的主要作用如下：（1）足够安全地承受作用于隧道上的荷载：（2）具有与隧道的使用目的相适应的功能：（3）具有与隧道施工条件相适合的衬砌结构。盾构隧道衬砌的特点是（3）。根据施工方法，一般均将衬砌分为一次衬砌和二次衬砌。一般说，一次衬砌多用预制的管片组成，二次衬砌是在一次衬砌内就地浇筑的混凝土结构，是盾构法实施上极为重要的因素。对于（1），一般是把一次衬砌视为主体结构，但也有人认为由一次衬砌和二次村砌共同分担承受荷载。对于（2），隧道使用后容易进行维修管理是很重要的事项，因此要充分研究衬砌的水密性及耐久性。对于（3）一次衬砌的盾构推进时承受千斤顶的推力，同时应能够承受回填的压注压力。当与盾尾脱离后，它将立即发挥隧道衬砌的作用。另外，不采用管片而采用模筑混凝土衬砌时，在设有内模板和混凝土加压机构的盾构尾部，与掘进的同时要加压充填混凝土，使与围岩密贴，形成衬砌体。从一次衬砌施工开始到二次衬砌施工完成，需经过很长的时间，在此期间内作用在衬砌上的荷载是随时间推移而变化的，是一个不确定的因素，另外还由于确定一次衬砌和二次衬砌的荷载的分担问题，在目前是困难的。所以在现阶段，一般均将一次衬砌作为衬砌的主体，按在长时期内承受着作用于隧道上的荷载进行设计。因此，二次衬砌是为了保护及加强一次衬彻，防止其受到腐蚀并具有修正蛇行、防水与隧道的使用目的相适应的功能而修建的。另外，也有将二次村砌省略的例子，在这种条件下，应对管片的防水和防腐蚀问题给予特别注意。此外，二次衬砌作为主体结构或主体结构一部分时，要加大隧道的刚性，但要研究作为合成结构体的动态。在软弱地层中修建的盾构隧道的衬砌，采取防止它在地质变化处及与竖井连接处产生不均匀下沉和地震措施是非常重要的。第15条隧道的附属设备在隧道中，应根据其使用目的和维修管理的必要性，事先应做好设置排水、通风、防灾等设备和人员出入口等的计划。【解释】1）铁路隧道在铁路隧道中，应根据隧道的断面形状、长度和车站设施，设置通道、排水、通风、电气设备及防灾等各种设施。通道应按照不防碍维修检查作业及紧急时人员待避，来设计其位置、宽度等。排水设备，应按照将必要的排水量的水迅速排出，设计隧道内的排水沟、贮水槽、排水机械室和排水管道等。隧道通风设备应与车站的通风一并考虑，决定通风方式，视需要的通风量，设计通风口、通风机械室及通风管道等。电气设备包括架空线、信号、通信及照明等，应设计好其形状、位置等。76 防灾设备是为了防止火灾、事故等的扩大，应对连接送水管及避难诱导设备等进行设计。2）公路隧道在公路隧道中，根据隧道长度及交通量，应进行监视员通道、拍摄、管理通道、通风、照明及防灾等的设计。隧道内排水设备，为了迅速地排出隧道内使用水和隧道衬砌的渗漏水，应在隧道内设计必要断面的排水沟路、贮水槽、排水机械室和排水管道等。通风设备应根据需要的通风量，设计通风口的大小和设置间隔，或通风的机械室、集尘机、通风道等。防灾设备是为了防止火灾、事故等的扩大，应对火灾检知器、手动通报器、消火器等、避难诱导设备等进行设计。3）下水道隧道在下水道中，为了在竣工后进行隧道内的清扫、检查等作业，或作为作业时的通风口，应按适当问隔设计人员出人口。其最大间隔应按隧道内径的100倍或300m为标准，选择两者之中的较小的一个值确定。但因现场的具体条件，有时不能满足此要求时，为了维修管理要采取适当的对策。4）上水道隧道为便于维修管理，上水道隧道的纵向坡度的最高或最低点宜设在竖井处，其中除设有空气阀（设在凸部）、排泥管（设在凹部）、人员出入管外，尚需在隧道和竖井内设置排水、通风等设备。另外，为了进行维修管理，向隧道及竖井内运送材料和进行检查、修补等作业，在竖井中必须设置检查人员出入用的出人口。5）电力隧道在电力隧道中，为了在竣工后引入电缆和进行连接作业及以后的维修管理，需设人孔。在高压条件下，其间隔应取500m~1000m左右。应考虑通风口作为出入口的功能和洞道内温度上升对策及检查作业时的卫生通风等进行设计。其间隔一般取500m左右。作为隧道中的附属设备，必须设有安设电缆的支架、照明、通凤、防灾等设备。6）通信隧道在通信隧道中，为了向隧道内运人材料、引入电缆、进行连接、分路和检修，多取700m～1300m的间隔设置竖井，施工时还可作为施工竖井之用。作为隧道中的附属设备，必须有架设电缆用的支架、照明、通风、给排水等设备。另外，在必要时，除设置防火墙、防水墙外，为了进行防灾，设备管理、出入管理、广播、联络等，还必须设有隧道内的监视设备。（7）并设隧道在并设隧道中，应根据各种用途设置附属设备。第16条辅助工法 （1）在采用密闭型盾构的场合，为了保持发进部、到达部或小曲线部，掌子面和衬砌的稳定，同时在开放型盾构的场合，为了稳定围岩，应根据盾构通过地点的围岩条件、施工条件等，事前研究采用辅助工法的必要性。（2）隧道施工对周围既有建筑物造成下沉、裂损等变异时，为了进行防护，必须研究采取必要的对策。【解释】76 （1）目前多采用土压式盾构和泥水式盾构，因采用泥土压或泥水压使掌子面稳定，在一般地段，很少采用辅助工法。但是，在盾构发进部、到达部或地中接合部，因为围岩是开放的，同时为了在小曲线部控制盾构的态势和衬砌的稳定，要考虑采用辅助工法。最近，采用不开放的围岩支挡壁，用盾构直接切削支挡壁，而少采用辅助工法的情况也实用化了。在土压式盾构及泥水式盾构中，遇到大砾石·卵石及埋深小等特殊条件而造成盾构施工困难时，要研究采用药液压注工法、高压喷射压注工法、冻结工法、压气工法等辅助工法。采用压气工法时，应充分注意劳动条件恶化、各种作业效率降低、缺氧空气症等问题。另外，在目前很少采用的开放型盾构中，为了满足安全而经济地施工，要对掌子面稳定和涌水进行处理。从防止地表面及周边的变异和稳定围岩的目的出发，也要研究采用辅助工法的问题。辅助工法中的药液压注工法、高压喷射压注工法、冻结工法等能够强化围岩和阻止涌水，同时压气工法也能够止水。地下水位降低工法是用深井点或浅井点以及排水导坑进行的，也可以达到减少涌水量和改良围岩的目的。（2）对于因盾构推进可能产生下沉或变形的建筑物，应考虑其施工性、安全性、经济性、工期及环境条件等，研究采用有效的辅助工法。对既有结构物的防护对策，有遮断墙、托底换基、管棚法等，也可以采用药液压注工法、高压喷射压注工法等（参照第4篇第4章）。第17条竖井及施工基地竖井和施工基地应考虑盾构通过地区的当地条件和施工条件等，施工能够安全且能高效率地进行，对施工基地的位置、规模和功能等进行认真的规划。[解释]竖井分为出发竖井、中间竖井、方向转换竖井和到达竖井。盾构的出发竖井是用于盾构搬进、组装、衬砌材料及各种机械的运入、出碴和工作人员的出入等。有时为了盾构转换方向或取出盾构等在中间或终点也设竖井。但是，最近也有不设竖井的情况，开发出施工的盾构在地中接合的工法和直角连续掘进盾构工法等（第135条）。这些竖井在竣工后多作为隧道的附属设备而加以利用。竖井的位置必须根据隧道的规模（隧道长度和断面大小），盾构通过地点的土地利用程度。用地取得的难易、开挖土和材料的运搬、竖井施工的难易等条件进行选定。竖井的规模应根据其使用目的和盾构断面、盾构构造等确定。关于竖井的净空尺寸及其详细内容，可参照第135条。施工基地的位置最好设置在出发竖井的附近。施工基地的规模，应考虑施工方法和竖井、洞外设备、开挖土及器材的积集场等用地的需求，全部充分的面积。施工基地，在市街地时，应考虑周边环境，有时要设置防声壁等设施。第18条环境保护措施修建隧道对周围产生影响时，必须对此加以充分注意，力求做好环境的保护。【解释】一般说来，盾构法对周围环境产生的影响虽比较小，但在市中心区、靠近居民区、进行昼夜施工的情况较多。尤其是在施工基地周围，修建竖井、盾构掘进时因卷扬机、抽水泵、压缩空气机、石碴处理等所产生的振动和噪音，对周围产生的影响也不小，有时使地区居民感到不便。施工基地多要用钢板等防护壁等，此时应考虑与周边地域的协调进行配置。对周边影响的主要原因是竖井引起的日照障碍、盾构通过、抽取地下水引起的下沉和鼓起、枯水、水质污染、对地上及地下各种设备的影响，以及压气法产生的缺氧、有害气体喷发等也将对第三者产生影响。76 对于上述问题，必须在做计划时认真探讨，采取适当措施，努力做好环境保护工作。隧道完成后，也要充分考虑地下水位、附属结构物（通风塔）的日照障碍、电波障碍、噪声·振动、大气污染等环境问题。第19条进度盾构施工的进度应考虑工程的规模、顺序、工期和施工条件等，制定能够安全且有效率计划。【解释】盾构施工的进度，决定于竖井及工程规模和构成整个工程的工程量、盾构掘进时的掘进速度和开挖土的处理能力。直接影响盾构工程进度的主要工种是：竖井的建造、发进、到达防护、盾构隧道的修筑（开挖、出碴、组装村砌、回填注浆、二次衬砌）、临时设备的安装及拆除所需的时间等。不是直接影响进度的因素有：盾构、管片及附属机器的制造等，应综合地研究这些影响决定工程进度。第20条观测、量测、工程记录在盾构隧道施工时，应进行观测和测定，在确保施工安全性的同时，尽可能详细地作好工程记录等，并保存和利用好。【解释】在盾构隧道工程中进行现场量测、观测和工程记录等的主要目的如下：（1）确保盾构隧道的安全施工；（2）作为出现施工事故和纷争时查明原因和进行补偿的资料；（3）作为竣工后进行维修管理及补修时的资料。（4）作为今后的改进，发展盾构法技术的资料等。由于有种种好处，应尽力详细地、正确地做好记录。同时，对上述资料应认真整理和妥善保存，以便今后使用。盾构工程中应进行的观测、量测和工程记录的内容如下。（1）观测①刀具腔内土压，掌子面处泥水压、泥水性状（密闭型盾构）掌子面状态、涌水量及水质（开放型盾构）②盾构隧道附近地表面和其他建筑物及埋设物的变异；③地层位移；④地下水位状态的变化；⑤千斤顶推力，刀具扭矩；⑥盾构隧道的蛇行和变异；⑦盾构的蛇行及态势；⑧回填注浆的管理；⑨排土量的管理。⑩隧道内作业地点的风速及隧道内的通风状况⑾隧道内作业时的空气压力、空气消耗量及漏气状况2）调查及测定①房屋调查②水井调查③作用于盾构或衬砌上的土压和水压；④盾构或衬砌中产生的应力和变形。3）工程记录76 ①施工日志；②竣工图（平面图、纵断面图等）；③土质数据④电影、照片、录象带等。第二篇衬砌第1章总则第21条适用范围本规范以圆形断面的盾构隧道为对象，规定了有关衬砌设计和制造的基本事项。但是，当取得技术负责人的认可时，也适用于圆形断面以外的盾构隧道。【解释】在盾构隧道中，除围岩条件外，由于隧道的断面形状、施工方法等不同，其力学动态也不一样，所以，衬砌设计原则上必须与此相适应。但是，过去的盾构隧道，绝大多数采用圆形断面。如果只提盾构隧道，就是指圆形断面的盾构隧道。为此，本规范中只以圆形断面的盾构隧道为对象，制定了标准，对于复圆形、椭圆形、矩形等其他圆形断面以外的断面形状，根据技术负责人的判断。如认为是适当的，也准予采用。第22条名称有关衬砌的技术术语如下。（1）衬砌厚度：隧道横断面的衬砌厚度（图2·1）。图2·1衬砌（2）箱形管片：具有由环向肋（主肋）和接头板或纵向肋围成的凹槽的管片的总称。钢制和球墨铸铁制管片（以下简称为铸铁管片）称作箱形管片，混凝上制的称作中字形管片（参照图2．6）。同时铸铁管片中，采用波形断面，背部的凹部用中诘材充填的称为波纹形管片。钢管片和铸铁管片统称为金属管片。（3）平板形管片：具有实体断面的平板状管片（参照图2．6）。一般说，这种管片是钢筋混凝土的，但也有管片的表面覆以钢板，用以代替钢筋的合成管片。（4）A、B和K型管片：如图2．2所示。K型管片有在纵向带有锥度，沿隧道纵轴方向插入的（轴向插入式K型管片），也有沿隧道径向从隧道内侧插入的（径向插入式K型管片）（图2·3）。76 图2·2管片构成图2·3K型管片种类（5）分块数：构成一环衬砌的管片数。（6）连续接头和交错接头：管片接头在隧道轴向是连续的场合称为连续接头。管片接头是交错配置的场合称为交错接头。（7）楔形环：用在曲线段施工和修正蛇行的具有倾斜端面的衬砌环（图2·4）。特别是宽度很窄的板状物体称为楔形垫板环。图2·4楔型环（8）楔形管片：构成楔形环的管片。（9）楔形量（）：在楔形环中最大宽度及最小宽度之差（图2·4）。76 （10）楔形角（）：图2．4所示的角度（）。（11）接头角（）：如图2·4，图2·5所示，主要用于径向插入式K型管片。（12）插入角度（）：如图2·3所示，用于轴向插入式K型管片。图2·5管片环断面（13）管片宽度：沿隧道纵向测定的管片尺寸（图2·6）。（14）管片长度：沿隧道横断方向测定的管片弧长（图2·5）（15）管片高度：沿隧道纵断面的径向测定的管片侧壁的高度。如为平板形管片，就是管片的厚度（图2·6）。（16）主肋：沿隧道横断方向的箱形管片侧壁（去掉钢铁制管片背板的侧壁），是承受作用于隧道上的荷载的主体（图2·6）。图2·6管片断面（17）管片接头：在隧道横断方向连接管片，形成环形的接头。（18）环形接头：在隧道纵向连接各环，形成隧道的接头。（19）接头板：用接头螺栓连接的板或板状结构（图2·7）。图2·7管片各部名称（20）壳板和背板：在箱形管片中，由管片主肋和接头板支承其四周的板。对于金属管片叫作壳板，对于中子形管片称为背板（图2．6，图2．7）。（21）纵肋：在箱形管片中，沿隧道纵断方向配置的构件。除承受盾构千斤顶的推力外，还将作用在壳板上的荷载传递给主肋（图2．7）。76 （22）管片接头螺栓：为了构成衬砌环的，连接管片用的螺栓。（23）环向接头螺栓：用于环的相互连接的螺栓。（24）防水槽：为安设防水胶条，沿管片侧壁预目的沟槽（图2·6）。（25）嵌缝沟：为了进行嵌缝，沿管片侧壁预留的沟槽（图2·6）。（26）注浆孔：为安装压浆管，在管片上预留的孔（图2．7）。（27）起吊环：为与装配器进行连接，在管片上预埋的夹具。如果是混凝土管片，往往由压浆孔代替（图2·7）。（28）加劲板：金属管片中，补强接头板的三角形状的板（图2．7）。【解释］此处收录的是对过去的用法认为需加改进的，有同义语的木语，或容易混同的术语。但是，对于用法已经固定了的词，也允许并用同义语。第23条符号有关衬砌结构计算的符号如下。EC、ES、ED：混凝土、钢材、铸铁的弹性模量。I：断面惯性矩；M、N、Q：弯矩、轴力和剪力（断面力的符号以图2．8所表示的方向为正）η：抗弯刚性（EI）的有效率（参照第50条）；ζ：弯矩增加率（参照第50条）：R。、Rc、Ri：一次衬砌的外半径、图心半径和内半径。H1、h2：一次衬砌，二次衬砌的厚度B：管片宽度图2·8弯矩、轴力、剪力θ：管片断面力等的计算位置的角度（从隧道顶部以顺时针方向为正）γγ，γW：土的容重、土的水中容重和水的客重H：从衬砌外周顶点计算的覆盖层厚HW：从衬砌外周顶点计算的静水面高p。：上覆荷载；W1、W2：一次衬砌及二次衬砌的自重g1、g2：沿衬砌图心线的单位长度的作用在单位长度的一次衬砌和二次衬砌自重p：垂直方向的荷载强度q：水平方向的荷载强度，δ：村砌的位移（向围岩方向为正）λ：侧压力系数（参照第29条）k：地层反力系数（参照第29、33条）c：土的粘结力φ：土的内摩擦角；θAθBθK：A、B、K管片的中心角接（参照图2．2）。[解释]为了容易理解符号的含义，解释图2·76 1表示出在惯用计算法及修正惯用计算法中采用的符号。解释图2·1惯用法及修正惯用法的符号例第24条衬砌结构及形式的选择衬砌，必须根据隧道的使用目的、围岩条件和施工方法等选择其强度、结构、形式、种类等。【解释】隧道衬砌是由一次衬砌和二次衬砌构成（参照第14条），直接支撑围岩，在保持规定的净空的同时，还应具有与施工条件适应的功能。一次衬砌，一般均采用工厂预制的箱形或平板形管片，在隧道断面方向和轴向用由螺拴接头等连接形成一体的结构。同时，最近在比较良好的围岩中，也有采用现场模筑混凝土作一次衬砌的事例。管片的种类，从材质上看，有混凝土、钢、铸铁和由这几种材料合成的管片，它们各有特点。混凝土管片耐久性好，耐压性也好，在土压和千斤顶推力作用下，很少被压坏。同时，这种构件的刚性大，如果施工时注意，其防水性能也较好。但是，由于它的重量大，抗拉强度低，构件端部易破损，故在脱模、运输和施工时需特别注意。钢管片的材质均匀，强度易被保证，具有良好的焊接性，由于重量比较轻，易于施工，在现场进行加工和修理也较容易。但与混凝土类管片相比，钢管片易变形，当千斤顶推力和回填压浆压力过大时，有可能被压坏。另外，当不修筑二次衬砌时，需采取防腐蚀措施。球墨铸铁管片（以下简称铸铁管片）与其他种管片相比，价格虽高，但延性好，强度高，质量好，防水性强。合成管片，在平板形管片中一般采用钢材和钢筋混凝土或钢材和素混凝土合成的较多。同时，也开发出代替钢筋的格珩和平钢、型钢的钢骨混凝土管片。合成管片，如断面相同，有可能获得较高承载力和刚性，但比钢筋混凝土管片，价格高。因此应尽量降低其价格。应根据这些特征选择适合于隧道使用目的、围岩条件和施工方法等的管片形式和种类。76 目前，在中小直径的上下水道和电力隧道中多采用混凝土和钢管片，可根据《盾构用管片标准》（1990年版）选择。在铁道等大直径隧道中多采用混凝土管片，也有采用钢管片、厚壁钢管片的。对于铁路隧道等大直径的管片，很少按《盾构用管片标准》（1990年版）选择，多由各企业根据隧道的使用目的自行选择管片的形式和种类。选择时，一般都不论围岩如何，均选用混凝土的箱形和平板形管片，当为缺口园环或预计将承受特殊荷载时，则选用铸铁或钢管片。计算衬砌的断面力时，使用管片的类型、接头形式、交错配置的效果等，对评价衬砌结构的特性是特别重要的。衬砌断面力的计算方法可按衬砌环刚性均匀考虑，也可以按多铰环考虑或按具有回转弹簧和抗剪弹簧的环考虑的。但这些方法，与衬砌结构特性的关系比与隧道的使用目的和围岩条件的关系，更为密切。二次衬砌一般均用模筑混凝土，在一次衬砌内侧灌筑。最近，有采用内插管（钢管、铸铁管、FRPM管）代替它，在一次衬砌间用中诘材作二次衬砌的事例。当把一次衬砌作为永久结构时，将二次衬砌作为隧道防水、补强管片、防腐蚀、修正蛇行，内装修之用。在铁路盾构隧道中，也有用二次衬砌来防止竣工后的噪音、振动的实例。一般在金属管片和中子形管片等箱形管片上施作二次衬砌后，大致可形成一体的结构，但在平板形混凝土管片中，就不能形成一体的结构。同时管片内面有凸凹，可以抵抗剪力，但没有适当形状的凸凹时，也会具有一定的重合结构的动态。但是两衬砌作为重合结构考虑时，与所谓的重合梁的动态也是不同的。最近的一些报告中指出：闭合环特有的变形约束效果，可以使其承载力有相当的增加。第25条设计的基本原则衬砌的设计，以确认与其使用目的相适应的安全性为基本原则，以采用良好的材料，适当的施工为前提，基于容许应力法进行设计。【解释】此处规定了衬砌设计的基本方法和原则。虽然是要根据经验和理论来假定荷载和选择结构计算模式，但应对实际现象尽量给予正确的说明。因为隧道的力学动态是复杂的，有一些不十分明了的问题时，原则上至少应确认结构的安全性。衬砌设计不仅应确认竣工后隧道的安全性，而且应保证在施工过程中结构的安全性。对隧道结构物设计的基本立场，是以采用符合设计意图的材料和符合设计的施工为前提的。一般说，要根据本篇第3章“材料”，第8章“管片制造”及第4篇“施工及施工设备”的规定，基于良好的管理进行施工，是极为重要的。近年，以混凝土结构为中心的设计方法向极限状态法转移，但对隧道结构物，荷载的掌握是极为困难的，隧道极限状态的定义还有许多不明确的地方，因此在修订本规范时，还是以具有丰富经验的容许应力法为基本方法。但是，作为今后的动向，也有向极限状态设计方法转移的可能性，在设计中要有这种思想进行设计。如不能准确地掌握隧道的动态，就不可能对隧道进行合理且经济的设计，故必须不断地进行研究并将其成果用于设计中。第26条设计计算书（1）设计计算书要明示计算条件、观点、假定及计算过程。（2）设计计算书，原则上要明记以下所示的基本事项。1）设计荷载2）容许应力和安全系数3）使用材料的种类和特性4）围岩条件和地下水位5）施工条件76 1）设计责任者2）设计年月日【解释】（1）设计计算书应根据计算结果，写明计算过程，设计观点、假定等，以便在施工中或竣工后发生问题时易于采取必要的措施。（2）设计条件应写在计算书的前面。这样容易确认设计和施工之间是否产生差异。第27条设计图（1）设计图必须明确指明：结构物的位置、结构物或衬砌结构的形状、尺寸和断面强度等有关的各种要素。（2）设计图中，原则上应写明以下所列的设计计算的基本事项。1）设计荷载2）容许应力和安全系数3）使用材料的种类和特性4）围岩条件和地下水位5）施工条件6）设计责任者7）设计年月日8）比例尺9）尺寸单位【解释】（1）设计图是明确表示隧道与其周围各种物件间的平面和纵断面位置关系的文件，而且应绘出结构物本身的形状、尺寸和细部结构的尺寸，不应有所遗漏。（2）在图纸上也应注明设计条件，以便设计与施工间的条件下不产生差异，易于确认。第二章荷载第28条荷载种类衬砌设计时应考虑下列各种荷载：·垂直的和水平的土压·水压·自重·上覆荷载的影响·地层反力·内部荷载·施工荷载·地震的影响·并设隧道的影响·接近施工的影响·地表下沉的影响·其他【解释】衬76 砌不仅应满足运营后使用目的的要求，而且必须满足施工过程中的安全性和功能的要求。据此，列举了设计时应考虑的荷载种类。但是，采用的设计荷载应根据隧道的使用目的，采用不同形式的组合。解释表2．1是从设计的立场出发，根据荷载组合的方法进行的荷载分类。解释表2．1荷载分类主荷载1·垂直及水平土压2·水压3·自重4·上覆荷载的影响5·地层反力副荷载6·内部荷载7·施工荷载8·地震影响特殊荷载9·并设隧道的影响10·接近施工的影响11·地层下沉的影响12·其他主荷载是设计时必须考虑的荷载。副荷载是施工中或竣工后起作用的荷载，根据隧道使用目的、施工条件及当地条件等应考虑的荷载。特殊荷载是根据隧道的使用条件必须特殊考虑的荷载。这些荷载在设计时，一般作为静荷载处理，但研究地震影响时，也采用动的解析方法，将其计算结果考虑在设计中的事例。在解释表2·1的荷载中，千斤顶推力、回填压注压力等施工荷载以及地震影响都是暂时作用的荷载。但这些荷载包括主荷载在内，都是随施工过程而变化的，在设计时要充分考虑这种情况。第29条垂直和水平土压（1）计算土压时，对于水的处理应依围岩条件，采用下列处理方法：①土、水分离的处理方法；②将水作为土的一部分处理的方法。（2）垂直土压取作用于衬砌上部的均布荷载，其大小应根据隧道的埋深、隧道的断面形状、外径和围岩条件等决定。（3）水平土压取作用在衬砌两侧沿其横断面图心直径的，水平方向的等变分布荷载。其大小等于垂直土压与侧向土压力系数的乘积。【解释】作用于衬砌上的土压是复杂的，正确的推断较为困难。本规范规定采用一般通用的方法计算设计土压。在作用于隧道上的土压中，规定采用与隧道变形无关的设计计算土压。作用于隧道底部的土压，即使是根据与变形无关的假定计算的，但仍作为反力土压，按地层反力来处理（参照第33条）。（1）计算土压时，有将土压与水压分开处理和将水压作为土压的一部分进行处理2种方法。一般说，对于砂质土，采用①；对于粘性上，则采用②。但在自稳性大的粘黏土和固结粉细纱中也有采用土水分离的处理方法。在《盾构用标准管片》中，把能够土水分离处理的土称做砂性土，将不能分离的土称做粘性上。设计时，虽不能及时确定采用何种办法为佳，但在采用①时，由于能够把土和水的力学动态看作互相独立的，似乎矛盾较少。但是，正确地掌握土中水的动态、地下水位等是件困难的事，必须根据围岩条件，隧道的使用目的进行慎重的判断。76 采用①时，对于土的容重，在地下水位以上时采用湿润重量，在地下水位以下时采用水中重量。采用②时，在地下水位以上，与①相同，在地下水位以下，采用含水的容重。土的单位容重，原则上是根据土质调查结果决定。根据过去的经验，在①时，地下水位以上的采用16～18kN/m3，水中重量采用8～10kN/m3。在②时，地下水位以下的采用18～20kN/m3。（2）以长年作用于隧道上的土压为对象时，如果埋深与隧道外径相比很浅，一般认为最好不考虑土的拱效应，所以不仅是粘性土，即使是砂质土，采用松弛土压作为设计计算土压也有许多问题。而且，由于围岩条件不同，有时会出现有类似作用于回填管上的土压那样的现象，对此必须加以注意。但当埋深与隧道的外径比大时，由于在砂质土中无可置疑地将产生土的拱效应，此时可采用松弛土压作为设计计算土压。在砂质土中，埋深大于1D~2D（D：衬砌外径）时，多采用松弛土压。在粘性土中，对硬粘土（N≥8）的良好地层，当埋深大于1D~2D时多采用松弛土压。对中等的粘性土（2≦N）4），也有按全埋深重量作为土压的。松弛土压的计算方法，一般都利用Terzaghi的公式。松弛土压计算考虑粘结力后，松弛土压是非常小的，会回有负值的情况，因此，应用时要注意。一般说，垂直土压采用松弛土压时，考虑施工过程的荷载和隧道完成后的荷载变动，应取荷载的下限值。此垂直土压的下限值视隧道用途而异，但在下水道、电力及通信等隧道中，取相当于隧道外径2倍的土荷载，在铁路隧道中则取隧道外径1~1.5倍的土荷载和200kN/m2的数值。在互层地层中，基于构成地层的占支配地位的土层，假定作为单一土层来处理，或采用计算互层松弛土压的计算方法。但互层地层的松弛土压因各层的性质及层厚和隧道位置的关系而不同，比单一地层视的评价困难，特别是，隧道上部有软弱的粘性土和松散的砂层时，评价松弛土压要特别注意。圆形以外断面的场合，如能够对松弛宽度进行适当的评价，也可以采用Terzaghi的公式计算松弛土压。但荷载的分布形状会因隧道断面形状而异，要慎重地判断。在这种场合的土压评价，应参考现场的量测结果和类似条件下的土压和水压综合判断决定。解释图2·2松弛土压（3）与垂直土压的情况相同，欲准确地计算水平土压也是很困难的。设计时，从确认结构的安全性的观点出发，可用此处所规定的土压。必须注意，乘以侧压力系数的垂直土压并不是开挖隧道前原始的垂直土压，而是根据（2）所决定的设计计算土压，作为作用在通过隧道顶点的水平面上的上覆荷载，并加上与从隧道顶点计算的深度成正比的的土的自重作为的垂直土压。在不可能产生地层反力的场合，侧压力系数当然要根据施工条件选定静止土压系数。当存在有地层反力时，侧压力系数或等于主动土压系数，或等于上述的静止土压系数的一部分。76 侧压力系数除与土质有关外，还与设计计算方法和施工方法有关，很难确切地加以选择。一般可按解释表2．2所示的范围内，与地层反力系数同时选用。管片的设计断面力，为了能够使垂直方向荷载和水平方向荷载达到微妙的平衡，其侧压系数（λ）及地层反力系数（κ）应根据地层条件和隧道用途，慎重地决定。这是非常重要的。解释表2·2侧压系数（λ）及地层反力系数（κ）土水的处理土的种类λκN土水分离非常紧密的砂质土紧密的砂质土松散的砂质土0.35~0.450.45~0.550.50~0.6030~5010~300~103015~3015固结的粘性土硬粘性土中度的粘性土0.35~0.450.45~0.550.50~0.6030~5010~300~10258~254~8土水一体中度的粘性土软弱的粘性土非常软弱的粘性土1.55~0.651.65~0.750.70~0.855~100~504~82~42第30条水压（1）为获得安全的设计，在确定地下水压时，应考虑到在施工过程中以及将来地下水位变化的可能性。（2）垂直方向的水压力取为匀布荷载，其大小，在衬砌顶部取作用在其顶点的静水压，在底部取作用在衬砌最低点上的静水压。（3）水平方向的水压取等变分布荷载，其数值等于静水压力。【解释】本条适用于第29条土压计算中采用按土水分离原则处理的场合。作用在衬砌上的水压，因隧道施工中的施工条件，与原地层中的水压大不相同。在隧道施工后，因天然或人为的影响使地下水位发生变动，因此预测作用的水压是极为困难的。在圆形隧道中，采用较高的地下水位，并不一定是偏于安全的设计。而采用较低的地下水位常常是偏于安全的设计。为此，选择用来计算水压的地下水位时要进行充分研究是很重要的。如果地下水位以下的土的重量采用水中重量时，采用静水压作为水压是妥当的。但是，此处为了简化设计计算，对水压的分布形式及其大小，可按土压那样加以决定。一般说，为了设计的安全，以垂直方向水压的差值作为浮力作用于衬砌上。当作用于衬砌顶部的垂直荷载（除去水压）与衬砌自重的和小于浮力时，在衬砌顶部的地层中产生反力土压，以抵抗浮力，这种现象易出现在隧道埋深小、地下水位较高的情况下和地震时会发生液化的砂质地层，应充分注意。如果，顶部地层不能产生与浮力一致的反力时，隧道会上浮。这时要增加二次衬砌的重量以及在上方填土。第31条自重自重是沿着衬砌图心分布的垂直方向的荷载。【解释】一次衬砌的自重按下式计算。箱形管片的自重分布沿衬砌图心是不均匀时，最好采用平均重量。76 二次衬砌的施工时期，一般是在管片环到达某种稳定状态后修筑的，而且二次衬砌本身也是环形或拱形的，故二次衬砌的自重可由二次衬砌自身承受，在一次衬砌设计时可不予考虑二次衬砌的自重。但二次衬砌与一次衬砌同时承受荷载时，二次衬砌的自重应考虑在其施工时期进行计算。计算村砌自重时所用的单位体积重量，可按解释表2·3采用，但实际重量已经明确的，应采用实际重量。模筑混凝土的重量可参考解释表2·3，由技术负责人决定对于自重的反力，可参照第33条决定。解释表2·3材料的单位体积重量（kN/m3）一次衬砌二次衬砌混凝土钢铸铁素混凝土钢筋混凝土单位体积重量26.078.572.523.525.0第32条上覆荷载的影响应根据应力在土中的传播情况，确定上覆荷载的影响。【解释】作用在地表面上的荷载或建筑物基础的反力等对土中应力的影响是随着深度的增加而减少，故上覆荷载也将随着距荷载作用点的距离的加大而减少。但是，对于这些荷载对土压产生的影响，将随荷载大小、基础形式、从基础下端算起的埋深，土的性质等变化而异，现象是复杂多变的，故难以对其影响作出明确的规定。本条中仅规定了对上覆荷载影响的基本处理方法，规定了应该考虑在土中的应力传播问题。计算土中应力的传播，可采用布辛尼斯克（Boussinesg）和威士特卡德（wesiergaard）等人的公式，但最近也有采用有限元等数值解析方法的，这可由技术负责人决断。无论是在道路下方，或在道路边界附近，均应考虑地上建筑物的影响。第33条地层反力地层反力发生的范围、分布形式和大小，应与所采用的设计计算方法确定。【解释】所谓地层反力是指作用于衬砌上的全部荷载中，独立设定的设计计算用地层反力的总称。通常，地层反力，有与地层位移无关确定的反力和认为地层反力从属于地层位移的反力2种。前者，是与承受的荷载相平衡的反力，并事前对其分布形式进行假定。后者，例如Winkler假定等，认为地层反力与衬砌向围岩方向的位移有关。由于采用的计算方法的不同，对这些地层反力的计算方法也不同，作为实例，举出以惯用法（参照第50条）为代表的一些计算方法。在惯用计算法中，对第29条，第30条、第31条和第32条条规定的荷载的垂直方向的地层反力认为与地层位移无关，是独立的，取与这些荷载相平衡的均布反力作为地层反力。作用在水平方向内的地层反力，则是随着衬砌向围岩方向变形而产生的，故采用与衬砌水平直径上下各含45”中心角的范围内，以水平直径处为顶点，按三角形规律分布作用的地层反力。此外，假定作用于水平直径点上的地层反力与衬砌向地层内的水平位移成正比（参照第23条、解释图2．1）采用上述惯用法进行计算时，水平方向的地层反力系数，因土质条件而变化，可参考第29条解释表2·2。对惯用计算法，从属地层位移确定的地层反力，可采用管片环和围岩的相互作用用弹簧表示围岩的模式。此方法视管片向地层方向的位移，而承受地层反力。在欧美等国，多采用全周地层弹簧模式（解释图2·3），在日本多采用部分的围岩弹簧模式（解释图2·3）。地层弹簧多采用只设径向的，但也有在切向设置弹簧的。这些地层的弹簧常数，在惯用设计法中多参考地层反力系数确定。76 由于多铰管片村砌本身是不稳定结构，衬砌环随着接头的变形而产生的地层反力才能成为稳定的结构。因此，假定地层反力是随着衬砌环向地层方向产生的位移而发生的，是恰当的，但是视地层情况，一部分可以不取决于衬砌向地层方向的位移来决定。在这种条件下，只要规定了分布形式及其大小，就可与土压采用同样的处理方法。最近，开发出在盾构推进的同时进行回填压注的系统，同时回填材料也采用能够发挥早期强度的材料，而且适当地采用真圆保持装置和千斤顶推力，过去没有考虑的自重变形也会对地层反力产生一定的影响。特别是，隧道外径较大时，（D=12m级的占6~8成），采用能够产生地层反力的施工方法，是有效的。解释图2·3地层弹簧模式例第34条施工荷载施工时应考虑的荷载如下：（1）千斤顶推力（2）回填注浆压力（2）装配器操作时的荷载（4）其他【解释】凡是从组装管片开始，直到向盾尾空隙中压注的浆液硬化或为改良围岩而压注的化学浆液硬化为止这一期间内，作用在衬砌上的临时荷载统称为施工荷载。设计管片时，其值需要根据施工的关系确实。施工荷载因围岩条件和施工条件而异，难以确切地确定其具体数值，最近，开发出把施工荷载影响限制在最小限度的施工技术。但应注意，合理地评价施工荷载并将其反映到设计中，必须明确管片的使用条件，并确保良好的施工，这是极为重要的。（1）千斤顶推力是在盾构向前推进过程中，以盾构千斤顶推力的反力形式作用于管片上的临时荷载。是在施工荷载中对管片影响最大的荷载。千斤顶推力的偏心量，在“盾构标准管片”中规定采用10mm，特别是外径为2~3m的中小直径的盾构，也有30mm~40mm左右偏心量的情况。根据千斤顶推力的偏心量，管片环整体受到弯矩和轴向拉力的作用。同时，千斤顶的设计推力与实际的千斤顶推力也有不一致的情况，这要引起注意。在单体管片的试验中，因为不能掌握管片环的动态，在设计时，要给以充分的注意。尤其是在急曲线段施工时，需操作千斤顶进行单侧加载，使曲线内外侧的压力暂时失去平衡，而产生纵向弯曲应力等在直线段不可能出现的应力。对此，应进行仔细研究。此时，地层反力的评价和受到纵向的结构模式等，要充分考虑这种荷载的作用。作用在环向接头上的弯曲拉应力需由螺栓来承担，螺栓易引起剪断。同时管片受到过度的压力也会造成混凝土管片和金属管片纵肋的变形。（2）向盾尾空隙压浆时，在管片注浆孔周围的压浆压力，作为偏载，是暂时作用的。在此条件下，会出现损坏金属管片的背板，径向插入式K型管片会向隧道内侧滑移。接头螺栓破损、管片衬砌环变形等现象。76 设计管片时，除围岩条件外，也要考虑施工实际来确定压浆压力，并检算管片的各部。回填压浆压力，一般以隧道埋深的土压为基准。但施工时，一般在压浆孔处采用100～300kN／m2。最近，为了防止地表面下沉，有时将注浆压力提高（500kN/m2左右）。但是在软弱地层中采用高压压注，会破坏隧道周边的围岩，要产生压密下沉，这要十分注意。（3）装配器的操作荷载是作用于管片上的装配器荷载。除用此荷载检算起吊环之外，还用来检算在管片装配过程中给予管片各部分的影响。最近，由于管片的自动组装和大直径盾构中管片的大型化等，装配器的装备能力也有很大的提高。此荷载，采用装配器的名义能力按动的效果进行推定为宜。但因装配器的运转条件不同，采用名义能力不合适时，则需由技术负责人进行判断决定。在混凝土管片中，多利用螺栓孔和压浆孔等作为管片的起吊环。同时，往往也在施工中用作各种设备的反力座。在“盾构标准管片”中规定，对于混凝土管片，按将一环村砌的重量增加50％的荷载检算注浆孔的抗拔承载力。采用管片自动组装装置时，为了确实地固定组装装置，在起吊环上作用有很大的拉拔力。此时要充分研究起吊环的承载力。（4）作为施工荷载，际上述内容外，还有应考虑，例如后方台车自重的影响、真圆度保持器等的千斤顶推力、切削刀头回转力的影响等。这些荷载都与盾构种类和工作面的各种设备有关。另外，在软粘土及松散砂层中，随着衬砌从盾尾脱离，上部围岩将塌落，使衬砌环承受偏载。此影响很大时，也应假定一定的荷载，研究结构的安全性。第35条内部荷载内部荷载是隧道完成后作用于衬砌内侧的荷载，应根据实际情况确定。【解释】内部荷载，因隧道使用目的而异，在有这种荷载作用时，也要确实保证结构的安全性。铁路车辆等作用于衬砌底部的内部荷载，除软弱围岩外，只要回填浆液已硬化，就可认为这部分荷载将由周围地层来承担。可以不加以研究。但是，底板的支点反力、集中作用于隧道内部的荷载、隧道内部悬吊的荷载等影响衬砌强度和变形的内部荷载，应根据实际情况取值井进行必要的检算。承受内水压的隧道，要选定包括二次衬砌在内的结构模式，并充分考虑荷载的履历和隧道发生的应力履历，进行必要的研究。此时，作用于管片上的土压、水压，特别要按照隧道安全第一的原则，慎重地决定。第36条地震的影响当考虑地震的影响时，视隧道的重要程度，考虑隧道的当地条件、围岩条件、该地区的地震动，隧道的结构和形状及其他必要的条件等进行研究。【解释】地震对地下结构的影响，一般均按下述观点加以考虑。当隧道的重量和排除隧道的土的重量比较，隧道是比较轻的。因此，有地震力作用时，作用于隧道的惯性力比作用于围岩的惯性力小。其结果就是当隧道埋深超过一定深度时，隧道与地层产生相同的振动。因此，在埋深大的良好围岩中，可认为其影响不大。盾构法与其他工法比较，因接头的存在，隧道的刚性小，对周边围岩的变形反映比较好。但是，在以下场合，地震对隧道的影响很大，设计时应给予充分注意。（1）地中接合部和竖井等衬砌结构突变场合；（2）软弱地层场合；（3）地质、埋深、基岩深度等地层条件急变的场合；（4）有小曲线的场合；76 （5）松散的饱和砂地层，有液化可能的场合。其中，（1）的场合，隧道结构是不一样的，在结构变化部会产生断面力；（2）的场合地层位移比通常的地层大得多；（3）的场合，在隧道的纵向地层是不一样的，会产生纵向的断面力；（4）的场合，地震波的入射方向与隧道纵向有急剧的变化也会产生纵向的断面力；（5）的场合，因液化隧道可能上浮，这些场合都不能忽视地震的影响。特别是在（1）的场合，隧道结构和竖井结构是完全不同的结构，根据情况，比隧道一般部会产生很大的断面力，因此在这部分，最好配置能够降低隧道纵向刚性的柔性管片和柔性接头。同时，在软弱地层中的隧道，预计二次衬砌会发生有害的开裂时，二次衬砌也要采取配筋等措施。盾构隧道多采用静力学上稳定的圆形断面，但荷载的平衡是最基本的条件，在地震那样的局部的外力和不平衡外力的作用下，不能说是一个稳定性高的结构物。同时，最近采用非圆形断面的情况也逐渐增加，在这种盾构隧道中，荷载的平衡更处于微妙的状态，更要慎重地进行抗震设计。盾构隧道抗震性的研究包括以下几个方面：（1）隧道及隧道周边围岩的稳定性；（2）隧道横断方向的力学动态；（3）隧道纵向的力学动态。对中小直径的隧道，一般以1）和3）为中心进行研究，大直径隧道则以2）进行研究。下面分别说明各种方法的概况。1）隧道及隧道周边围岩的稳定性研究在可能发生液化的地层中的隧道，液化土失去了强度，暂时的过剩空隙水压产生向上的渗透流，使作用在隧道上方的土荷载减小，隧道失去抵抗浮力的能力，隧道有可能上浮。为此，对隧道周边地层的液化研究是十分必要的。如判断有危险时，应采取改善围岩的措施。隧道周边围岩的地震时的稳定性研究的流程示于解释图2·4。解释图2·4抗震设计的周边地层的稳定性的论证2）隧道横断面力学动态的研究76 隧道的单位体积重量（1m隧道的重量/隧道断面积）比周边围岩的单位体积重量小，或者是大体相当。一般说，地震的影响，伴随地震动发生的周边围岩的位移、变形是最重要的。因此在隧道的抗震设计中，研究隧道横断方向的力学动态多采用位移响应法。对此，结构物重量比周边围岩的重量大得多的场合，地震的影响主要是起因于结构物质量的惯性力。因此，抗震设计主要采用震度法。此时，在研究地震影响时，一般要考虑以下的地震力。（1）地层位移、变形产生的土压和侧压；（2）作用在隧道和上覆地的惯性力；（3）伴随地震动产生的土压和水压。隧道横断方向的力学动态的解析多采用位移响应法。位移响应法是计算隧道位置的地层位移值，将其位移的全部或一部分作用在隧道上，来计算隧道断面力和变形量的方法。求解隧道位置处的地层位移值方法有：①假定表层地层产生剪切震动，根据一次模式求出位移振幅的方法；②假定表层地层产生剪切震动，根据求位移振幅的方法；③考虑从基岩入射的地震波动，由于在地层的各个界面重复反射而使振幅增强的现象求出位移振幅的方法；④地层用弹簧·质点系模式置换，求出位移振幅的方法；⑤采用有限元的响应解析，求出位移振幅的方法。其中最简单的经常采用的方法是（1）的方法，其例示于解释图2·5。解释图2·5响应位移法的隧道横断面的相对位移1）隧道纵断面力学动态的研究隧道纵向的抗震研究，也多采用位移响应法。此时，要考虑隧道位置处的地层性质，决定波长，用位移响应法求出的位移振幅，假定地层位移为正弦波，并用此计算隧道纵向的断面力和变形量。采用位移响应法进行抗震研究的流程及例示于解释图2·6和图2·7。76 解释图2·6响应位移法的计算流程解释图2·7响应位移法隧道纵向地层位移隧道的刚性，在一次衬砌中，考虑因接头而刚性降低的影响，同时在二次衬砌施设时也考虑此影响，来决定隧道的结构。研究的主要项目是：在一次衬砌接头及其位置处二次衬砌的断面力及变形量，竖井的断面力和变形量。最近，考虑结构物和围岩联合的计算模型，进行动力解析法进行计算的例子逐渐增多。如果能够确切地假定结构材料和结构杆件的非线性特性，是可以用动力解析求出结构物各部分在地震时的动态。但由于计算模型、输入的地震波的准确程度，对解析结果的解释等都较复杂，目前也还没有一个定论的计算方法，故尚未达到全面采用的程度。但是，由于动力解析法是捕捉地震时的自然现象的有力手段，故采用此方法进行计算时，应充分研究其结果，井与其他计算方法所得到的结果及设计条件相对照，进行解释。综合上述各种计算方法，近来，为了提高计算的可靠性，根据局部或整体的模型试验对计算结果进行验证，或在地震时对隧道的实际动态进行量测，以校对计算结果的例子日渐增多。进行隧道规划时应详细地进行土质调查，考虑抗震性进行路线位置的选择，也是抗震对策的一个方法。另外，为了在进行某种程度的补修后，仍能确保必需的断面，故将净空断面扩大一些也是有效的方法。第37条并设隧道的影响在隧道互相靠近并排设置时，应考虑必要时应研究隧道的相互干扰和施工中的影响。【解释】此处所说的并设隧道是指在一定的区间内，两座或其以上的隧道在平面或立面平行靠近修筑的隧道。在这种场合，要研究多座隧道的相互干扰而产生的地层松弛或施工荷载的影响，必要时应采取加强衬砌或改善围岩、防止变形等辅助工法。近年，城市的盾构隧道受到与其他地下结构物接近，在狭窄的地下空间进行施工等种种制约，因而，间隔距离小的复数隧道并设的情况也多起来了。在铁路隧道中，间隔距离小于30cm左右的实绩也出现了。这些并设隧道应根据隧道相互位置的关系、围岩条件、隧道外径、隧道相互的施工时期及盾构形式等，在隧道横断方向或纵断方向出现与单一隧道不同的位移和应力。也会发生对隧道衬砌安全性有影响的情况。研究并设影响时要充分地认识这一点，同时对影响因素进行充分地调查。一般说研究并设隧道时应考虑的主要事项如下。①隧道间的相互位置关系、②周边围岩的性质③各隧道的外径④隧道的施工时期⑤盾构的形式⑥施工时的荷载研究并设隧道时应考虑的主要事项是：①并设隧道的位置，无论是在平面或立面内，两座隧道间的问隔小于后续隧道外径76 （1D）时，就应进行仔细的研究。隧道间隔越小其影响越大，特别在间隔小于0.5D时，应更详细地进行研究。隧道在上下方向并设时，后续盾构的施工荷载及开挖卸荷的影响很大。其中，后续隧道在下面施工时，上面隧道造成的地层松弛会使垂直荷载增加和不均匀下沉。在这种场合，要把横断方向与纵断方向的研究结合起来进行。②并设隧道的相互干扰及施工时的荷载影响，根据土质条件而异，特别在锐敏比高的软弱地层、缺乏自稳性的砂质地层特别显著。在这种场合，要特别注意对荷载影响很大的地层松弛。同时，在地层良好或地层改善的场合，隧道净间距离小，施工时的荷载影响也是很大的。特别是，采用密闭型盾构时，此倾向特别显著。研究并设隧道时也要充分注意与地层和施工方法的关联③并设隧道的施工中，，后续隧道的外径比先修隧道的外径的影响是支配性的，后续隧道的外径越大，影响也越大。在先修隧道中，要研究与后续隧道的位置关系和各隧道外径的影响。④后续隧道的施工，最好在先修隧道围岩稳定后进行，但一般说，这种情况是很少的。在先修隧道的开挖影响还存在的情况下进行后续隧道的施工，因前面所述的隧道相互干扰的影响显著，要充分研究隧道相互的施工时期。⑤并设隧道施工时，后续隧道对先修隧道的影响，视盾构形式有很大的不同。隧道在水平方向并设时，作用在隧道上的荷载，在密闭型盾构中，盾构的掌子面会因掘进推力而作用有过大的偏压。在开放型盾构中推力的影响是很小的，因掌子面的开放的影响，暂时地侧方土压和地层反力会减小。因此，在密闭型盾构中，后续隧道会挤压先行隧道，而在开放型盾构中则相反。会拉引先行隧道。同时密闭型盾构的推力的影响与其他施工荷载比，也是比较大的。特别在软弱地层中，隧道净间距离小的场合，对先行隧道的影响是非常大的。研究并设隧道施工时的影响时，要注意周边围岩的性质和隧道位置的关系，同时考虑盾构形式的影响所造成的差异，是很重要的。⑥后续隧道施工时的荷载对先行隧道的影响主要是推力、回填压注压力、泥土压及泥水压等的影响。这些荷载通过隧道间的土，呈偏压作用在先行隧道上，而在隧道的横断方向及纵断方向产生异常的位移和应力。施工时的荷载是伴随盾构施工的暂时荷载。但盾构推进的推力造成的荷载，在盾构通过后不会很快地减小，而长期地存在，研究荷载时要充分注意这一点。并设隧道的相互干扰的影响、施工时荷载的影响，目前还没有明确的定量的解析方法。相互干扰的影响，多采用降低土压系数、地层反力系数或增加垂直土压等方法进行评价。但这些方法在密闭型盾构中是不适用的。最近采用有限元方法研究地层和衬砌的动态也在进行。施工时荷载的影响，也可采用有限元解析方法或考虑土中应力传播计算偏压的方法。采用这些评价方法并参考过去的研究、实验、量测结果等，对安全性进行适当的评价的很必要的。第38条近接施工的影响预计盾构隧道施工时，或完成后与其他结构物近接施工时，应充分研究其影响。[解释]隧道施工时或完成后与其他盾构隧道和结构物近接施工的事例逐渐增加。在这种场合，该隧道会受到因近接施工而扰乱的周边围岩的影响和作用荷载变动的影响，因此，要采取加强衬砌或改善围岩的措施。预计出现这种情况时，应充分研究其对该受到的影响，并事先反映到设计中。特别是，在以下的场合，其影响是很大的，除对荷载进行适当的评价外，还有研究采用考虑荷载历时变动的合理的计算方法。同时，针对以后荷载的变化来评价二次衬砌时，也要研究采用合适的结构计算模式。76 1）在隧道正上方或其附近建设新的结构物，上覆荷载变大的场合；2）在隧道正上方、正下方或其附近进行开挖，使垂直土压和水平土压的荷载条件及地层反力系数等围岩物性有很大变化的场合；3）隧道侧方的地层被扰乱，侧方土压或抵抗土压发生很大变化的场合；4）作用在隧道的水压有很大变化的场合。在上述各种场合，其影响是暂时的，也可能是长期的。在研究时，要慎重处理。第39条地层下沉的影响在软弱地层中修筑隧道时，必要时，应研究地层下沉的影响。【解释】在软弱地层中修筑隧道时，对起因隧道构筑过程的下沉应特别注意。必要时，应对地层下沉给予隧道及隧道和竖井接合处的影响进行研究。1）隧道部地层下沉对隧道的影响的研究，大体上有二种情况：①由地层压密下沉而产生的隧道横断方向的研究；②由地层不均匀下沉而产生的隧道纵断方向的研究。在具有压密过程的地层中修筑隧道时，在隧道位置处与其周边相比，只是相当隧道断面高度的土产生压密下沉。因此，隧道会受到相当的强制位移。另外，在隧道纵向刚性变化部和与良好地层的分界处，以及即使是在同样的软弱地层中地层的压密下沉是发展的或以后会产生压密下沉的场合，隧道下部的软弱地层厚度变化大的场合等，都有可能产生不均匀下沉，其影响是很大的。有关这样的隧道的力学动态都很不明确，但结构物的安全是一个重大的问题，必须慎重地进行研究。对于①，可采用在隧道横断方向的构造模式中，通过地层弹簧，给以强制位移的方法，用增加垂直土压，来检算衬砌的强度。对于②可在隧道纵断方向的构造模式中通过地层弹簧，给出地层下沉量，来研究隧道对地层的不均匀下沉的追踪性。必要时，也可研究采取降低隧道纵向刚性、以改良地层的方法减少地层下沉量、扩大隧道净空等措施。2）隧道和竖井连接部在隧道与竖井连接处，由于是两种不同的结构相接，所以易于产生相对位移。为此，必要时，可把接合处作成可动的结构，以防止应力集中，或者采用浮式竖井基础，以减轻不均匀下沉的影响。另外，为确保补修后的必要断面，扩大净空也是有效的方法。第40条其他荷载当衬砌承受本章规定之外的荷载时，应分别按实际情况设定荷载，进行必要的研究。解释]己规定的荷载虽为衬砌设计计算时的主要荷载，但并未包括全部荷载在内。作为其他荷载，有管片贮藏、运搬管片、采用特殊的组装方法时所产生的临时荷载和因地形、地质等原因而产生的偏压荷载等。衬砌当然要能够能承受这些荷载，此处增设一条的目的是为了引起注意。根据实情设定荷载并进行必要研究。第三章材料第41条材料衬砌使用的材料应以适合表2·1的规格为标准。说明：表2·1是日本有关使用材料的规格的标准。此处省略。[解释]本条规定了长期材料的质量，但在选用时，应注意以下事项。使用本条规定的材料，必须得到技术负责人的认可。76 说明：以下是有关水泥、钢材、压注孔、焊接等材料的规定，此处省略。第42条材料试验为了确认材料的质量，应进行材料的各种试验。[解释]省略第43条材料的弹性系数及泊松比管片用的混凝土的弹性系数，根据其设计基准强度，按表2·2采用。钢、铸铁及球墨铸铁的弹性系数按表2·3采用。材料的泊松比按表2·4采用。表2·2管片用混凝土弹性系数设计基准强度σck(N/mm2)4245485154弹性系数ECkN/mm23336394245表2·3钢、铸铁、球墨铸铁的弹性系数材料弹性系数kN/mm2钢及铸铁ES210球墨铸铁ED170表2·4泊松比材料泊松比混凝土υC0.17钢及铸铁υS0.3球墨铸铁υD0.25[解释]本规范规定采用容许应力设计法，因此管片用的混凝土弹性系数以“混凝土技术规范”为基础，并考虑“盾构标准管片”及混凝土管片工厂制造的混凝土弹性系数的实际值决定。采用表2·2以外的实际基准强度时，在σck=42~55(N/mm2)范围内，可按插值确定。超过此实际基准强度时，应根据压缩试验决定。二次衬砌周围结构构件时的混凝土弹性系数也以“混凝土技术规范”为准，按解释表2·13决定。采用解释表2·13以外的实际基准强度时，在σck=18~30(N/mm2)范围内，可按插值决定。这些弹性系数用于计算静不定结构的力或弹性变形。用于断面计算和应力计算的混凝土弹性系数取14N/mm2（钢筋与混凝土的弹性系数比n=15）。解释表2·13二次衬砌用的混凝土弹性系数设计基准强度N/mm2182430弹性系数kN/mm2242730管片用的混凝土泊松比因抗压强度而异，弹一般都采用0.14~0.2。本规范一般采用的泊松比是1/6。第4章容许应力第44条容许应力衬砌材料的容许应力如下。（1）管片混凝土管片混凝土的容许应力取表2·5的值。76 表2·5混凝土容许应力（管片）(N/mm2)设计基准强度σck4245485154容许弯曲压应力σca1617181920基准容许剪应力弯曲剪切τa0.710.730.740.760.77容许粘附应力τo2.02.12.12.22.2容许支压应力全面加载σba1516171819局部加载σba其中σba≤σck注：(2)模筑混凝土模筑混凝土的容许应力按表2·6取值。表2·6混凝土容许应力（模筑混凝土）设计基准强度σck1821242730容许弯曲压应力σca7891011基准容许剪应力弯曲剪切τa0.530.560.590.610.64容许粘附应力τo1.41.51.61.71.8容许支压应力全面加载σba678910局部加载σba其中σba≤σck（3）钢筋钢筋的容许应力按表2·7取值。表2·7钢筋容许应力76 钢筋种类SR235SR295SD295A、BSD345SD390容许应力140180180200220（4）钢材及焊接部钢材及焊接部的基本容许应力按表2·8~表2·10取值。表2·8是没有考虑屈服的情况，表2·9是考虑屈服的情况。钢管片对屈服的容许应力列于表2·10。表2·8钢材及焊接部的容许应力（N/mm2）钢的种类应力类别SS400SM400SMA400STK400SM490STK490SM490Y结构用钢材容许拉应力σsca轴向应力160215240弯曲应力容许压应力σsta轴向应力弯曲应力容许剪应力总断面90125140容许支压应力钢板和钢板2209300336焊接部工厂焊接容许拉应力160215240容许压应力容许剪应力90125140焊接16021524090125140现场焊接取上记的90%为原则表2·9屈服容许应力（N/mm2）钢材种类应力类别SS400SM400SMA400STK400SM490STK490SM490Y压应力·总断面轴向应力1）0