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'UDC中华人民共和国国家标准PGB50446–20XX盾构法隧道施工及验收规范Codeforconstructionandacceptanceofshieldtunnelingmethod(征求意见稿)20XX–XX–XX发布20XX–XX–01实施中华人民共和国住房和城乡建设部联合发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局37
中华人民共和国国家标准盾构法隧道施工及验收规范CodeforconstructionandacceptanceofshieldtunnllingmethodGB50446-20XX主编部门:中华人民共和国住房和城乡建设部批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部施行日期:2016年XX月XX日中国建筑工业出版社20XX北京37
中华人民共和国住房和城乡建设部公告第号住房城乡建设部关于发布国家标准《盾构法隧道施工及验收规范》的公告现批准《盾构法隧道施工及验收规范》为国家标准,编号为GB50446-201*,自201*年**月日起实施。其中,第***、***条为强制性条文,必须严格执行。原国家标准《盾构法隧道施工与验收规范》GB50446-2008同时废止。本规范由我部标准定额研究所组织中国**出版社出版发行。住房城乡建设部年月日37
前言根据住房和城乡建设部《关于印发〈2014年工程建设标准规范制订、修订计划〉的通知》(建标[2013]169号)的要求,规范编制组经广泛调查研究,认真总结实践经验,参考有关国际标准和国外先进标准,并在广泛征求意见的基础上,编制了本规范。本规范的主要技术内容是:1总则;2术语;3基本规定;4施工准备;5施工测量;6管片;7掘进施工;8特殊地段施工;9管片拼装;10壁后注浆;11隧道防水;12施工安全与环境保护;13盾构保养与维修;14施工运输;15施工监测;16成型隧道验收。本规范修订的主要技术内容是:1与2008年以后颁布的相关标准规范进行了协调;2增加了盾构选型与配置的技术内容;3增加了石油、市政管道等隧道的贯通测量限差要求;4增加了平原或山岭地区二等平面控制网测量要求;5删掉了钢筋混凝土管片模具允许偏差要求;6增加了钢管片现场验收的技术要求;7增加了盾构空推、存在有害气体地段施工的措施要求;8将监控量测改为施工监测,并增加了监测频率和监测预警等技术内容;9增加了铁路隧道管片拼装质量和成型隧道质量控制要求。本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释,由住房和城乡建设部负责日常管理,由住房和城乡建设部科技发展促进中心负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议,请寄送住房和城乡建设部科技发展促进中心(地址:北京市三里河路9号,邮政编码:100835)。本规范主编单位:住房和城乡建设部科技发展促进中心中铁隧道集团有限公司本规范参编单位:北京城建集团有限责任公司上海隧道工程股份有限公司北京城建勘测设计研究院有限责任公司中国铁建重工集团有限公司中铁工程装备集团有限公司北京京合顺通隧道工程有限公司中铁十一局集团有限公司中铁十六局集团有限公司北京港创瑞博混凝土有限公司37
北京城建设计发展集团股份有限公司上海力信测量技术有限公司本规范主要起草人员:梁洋、周建军、张晋勋、吴惠明、秦长利、刘飞香、李建斌、安栋、张旭东、马栋、杨寒冰、武福美、张晓日、高立新、洪开荣、蔡亚宁、熊琦智、程永亮、章龙管、鲁海波、王更峰、王暖堂、任伟峰、恽军、杨振兴本规范主要审查人员:××××××××××××37
目次1总则12术语23基本规定44施工准备54.1一般规定54.2前期调查54.3技术准备54.4盾构选型与配置64.5设施准备64.6工作井75施工测量85.1一般规定85.2地面控制测量85.3联系测量95.4隧道内控制测量115.5掘进施工测量125.6贯通测量135.7竣工测量136管片156.1一般规定156.2原材料要求156.3钢筋混凝土管片模具156.4钢筋骨架166.5混凝土176.6钢筋混凝土管片186.7钢管片196.8管片贮存与运输2037
6.9管片现场验收207掘进施工227.1一般规定227.2盾构的组装、调试227.3盾构现场验收237.4盾构始发237.5土压平衡盾构掘进247.6泥水平衡盾构掘进247.7复合盾构掘进247.8盾构姿态控制257.9开仓作业257.10盾构接收267.11调头、过站和空推267.12盾构解体268特殊地段施工278.1一般规定278.2特殊地段施工措施279管片拼装309.1一般规定309.2拼装前的准备309.3拼装作业309.4管片拼装质量控制309.5管片修补3110壁后注浆3210.1一般规定3210.2注浆参数的选择3210.3注浆前的准备3210.4注浆作业3211隧道防水3411.1一般规定3437
11.2接缝防水3411.3特殊部位的防水3412施工安全与环境保护3513盾构保养与维修3614施工运输3714.1一般规定3714.2水平运输3714.3垂直运输3714.4管道运输3715施工监测3815.1一般规定3815.2隧道周边环境监测3915.3隧道结构监测3915.4监测频率3915.5监测预警4015.6监测成果及信息反馈4116成型隧道验收42本规范用词说明43引用标准名录44附:条文说明……………………………………………………………………………………………………………………………4637
Contents1GeneralProvisions12Terminologies23BasicRequirements44ConstructionPreparation54.1GeneralRequirements54.2Investigation54.3TechnicalPreparation54.4SelectionandConfigurationofShield64.5FacilitiesPreparation64.6WorkingShaft75ConstructionSurvey85.1GeneralRequirements85.2GroundControlSurvey85.3ConnectionSurvey95.4ControlSurveyinTunnel115.5TunnelingConstructionSurvey125.6BreakthroughSurvey135.7As-builtSurvey136Segment156.1GeneralRequirements156.2RawMaterial156.3MouldofReinforcedConcreteSegment156.4FrameworkofSteelReinforcement166.5Concrete176.6ReinforcedConcreteSegment186.7SteelSegment196.8StorageandCarriageofSegment206.9AcceptanceforSegment207DrivingConstruction2237
7.1GeneralRequirements227.2ShieldAssemblyandCommissioning227.3ShieldSiteInspectionandAcceptance237.4ShieldLaunching237.5EarthPressureBalancedShieldConstruction247.6SlurryBalanceShieldConstruction247.7CompositeShieldConstruction247.8ShieldAttitudeControl257.9OpeningCompartmentOperation257.10ShieldArrival267.11U-turn,PassingStationandEmpty-push267.12ShieldDisassembly268Constructionofspecialsection278.1GeneralRequirements278.2ConstructionMeasuresofspecialsection279SegmentInstallating309.1GeneralRequirements309.2PreparationforInstallation309.3Installation309.4InstallatingQualityControl309.5Rpairing3110Backwallgrouting3210.1GeneralRequirements3210.2SelectionofGroutingParameters3210.3PreparationbeforeGrouting3210.4Grouting3211TunnelWaterproofing3411.1GeneralRequirements3411.2JointWaterproofing3411.3SpecialsiteWaterproofing3412ConstructionSafetyandEnvironmentProtection3513ShieldMaintenanceandService3614ConstructionTransport3714.1GeneralRequirements3737
14.2HorizontalTransport3714.3VerticalTransport3714.4PipelineTransport3715ConstructionMonitoringmeasurement3815.1GeneralRequirements3815.2AroundtunnelMonitoringMeasurement3915.3TunnelstructureMonitoringMeasurement3915.4FrequencyofMonitoringMeasurement3915.5EarlywarningofMonitoringMeasurement4015.6MonitoringMeasurementResultsandFeedback4116TunnelAcceptance42ExplanationofWordinginThisCode43ListofQuotedStandards44Addition:ExplanationofProvisions4637
1总则1.0.1为了加强盾构法隧道工程施工管理,统一盾构隧道工程的施工技术与质量验收标准,确保施工过程的工程安全、环境安全和工程质量,制定本规范。1.0.2本规范适用于采用盾构法施工、预制管片拼装式隧道衬砌结构的施工及验收。1.0.3本规范所指的盾构包括土压平衡盾构、泥水平衡盾构和复合盾构。1.0.4盾构法隧道工程施工期间,应对邻近建(构)筑物、地下管网、重要公路与铁路等进行监测;并应对重要或有特殊保护要求的建(构)筑物,采取必要的技术措施。1.0.5盾构法隧道工程的施工与质量验收除应执行本规范外,尚应符合国家现行相关标准的规定。37
2术语2.0.1盾构shield在钢壳体保护下完成隧道掘进、拼装作业,由主机和后配套组成的机电一体化设备。2.0.2工作井workingshaft盾构组装、拆卸、调头、吊运管片和出渣土等使用的工作竖井,包括盾构始发工作井、盾构接收工作井、检查工作井等。2.0.3盾构始发shieldlanuching盾构开始掘进的施工过程。2.0.4盾构接收shieldarrival盾构到达接收位置的施工过程。2.0.5盾构基座shieldcradle用于保持盾构始发、接收等姿态的支撑装置。2.0.6负环管片temporarysegment为盾构始发掘进传递推力的临时管片。2.0.7反力架reactionframe为盾构始发掘进提供反力的支撑装置。2.0.8管片segment隧道预制衬砌环的基本单元,管片的类型有钢筋混凝土管片、纤维混凝土管片、钢管片、铸铁管片、复合管片等。2.0.9开模mouldloosening打开管片模板的过程。2.0.10出模demoulding管片脱离模具的过程。2.0.11防水密封条sealinggasket用于管片接缝处的防水材料。2.0.12壁后注浆back-fillgrouting用浆液填充隧道衬砌环与地层之间空隙的施工工艺。2.0.13铰接装置articulation以液压千斤顶连接,可调节前后壳体姿态的装置。2.0.14调头u-turn或turnback盾构施工完成一段隧道后调转方向的过程。2.0.15过站/过井station-crossing/well-crossing利用专用设备把盾构拖拉或顶推通过车站/工作井的过程。37
2.0.16特殊地段specialsection需要采取特定施工措施的地段,包括浅覆土层地段、小半径曲线地段、大坡度地段、小净距地段、地质条件复杂地段(软硬不均互层地段)、江河地段,以及存在建(构)筑物、地下管线和地下障碍物或有害气体的地段。2.0.17小半径曲线curveinsmallradius地铁隧道平面曲线半径小于300m、其它隧道小于40D(D为盾构外径)的曲线。2.0.18大坡度biggradient隧道坡度大于30‰。2.0.19姿态positionandstance盾构的空间状态,通常采用横向偏差、竖向偏差、俯仰角、方位角、滚转角和切口里程等数据描述。2.0.20椭圆度ovality圆形隧道管片衬砌拼装成环后最大与最小直径的差值。2.0.21错台step成型隧道相邻管片接缝处的高差。37
3基本规定3.0.1盾构法隧道施工应具有施工管理体系、质量控制和检验制度,并应采取必要的安全和环境保护措施。3.0.2盾构的类型和技术性能应满足工程地质和水文地质条件、线路条件、环境安全和隧道结构设计要求。3.0.3施工现场必须有足够的场地,满足工作井、龙门吊、管片存放、浆液站、泥水处理设施、材料、渣土堆放、充电间、供配电站、控制室、库房等生产设施用地和施工运输要求。3.0.4管片质量必须符合设计和本规范的要求。3.0.5管片拼装质量必须在本规范允许的偏差范围之内。3.0.6施工过程中必须严格监控盾构姿态,保证隧道轴线精度在本规范允许的偏差范围内。3.0.7盾构法隧道施工应采用项目信息管理。3.0.8隧道防水必须满足设计、环境保护和本规范的要求。3.0.9质量合格应符合下列规定:1主控项目的质量100%合格;2一般项目的质量95%合格;3具有完备的施工操作依据和质量验收记录。37
4施工准备4.1一般规定4.1.1在隧道施工前,必须具备下列资料:1工程地质和水文地质勘察报告;2施工沿线的环境、地下管线和障碍物等的调查报告;3施工所需的设计图纸资料和工程技术要求文件;4工程施工有关合同文件;5施工组织设计。4.1.2工程所使用的原材料、半成品和成品应为质量合格产品。4.1.3建立施工测量和监测系统,并对已完成的测量和监测数据进行复核。4.1.4应根据隧道所处的工程地质和水文地质条件、隧道线路条件和结构设计条件、环境保护要求等进行盾构选型和配置。4.1.5施工前,应完成下列主要工作:1复核各工作井井位里程及坐标、洞门圈制作精度和安装后的标高和坐标;2盾构组装、调试与验收;3盾构基座、负环管片和反力架等设施及定向测量数据的检查验收;4管片储备;5准备盾构掘进施工的各类报表;6洞口前土体加固和洞门圈密封止水装置检查验收。4.2前期调查4.2.1应详细了解施工段的工程地质和水文地质情况,必要时进行补充地质勘查。4.2.2应对工程影响范围内的道路、交通流量、地面建(构)筑物及文物等进行现场踏勘和调查,对需要加固或基础托换的建(构)筑物应作详细调查,必要时应作鉴定,并提前做好施工方案。4.2.3应对工程影响范围内的地下障碍物、地下构筑物及地下管线等进行调查,必要时进行探查。4.2.4应了解工程所在地的环境保护要求,进行工程环境调查。4.3技术准备4.3.1施工组织设计应满足安全、质量和环保要求,并经审批。特殊地段的施工应编制专项方案。4.3.2施工前应进行技术培训与技术交底。37
4.3.3根据工程特点和环境条件,完成测量及监测的准备工作。4.4盾构选型与配置4.4.1盾构选型应遵循适用性、可靠性、先进性、经济性相统一的原则,选型依据包括下列内容:1工程地质和水文地质勘察报告;2隧道线路及结构设计文件;3隧道沿线周边环境条件及其保护要求;4工期条件;5工程所处区域普遍性的地质条件;6已有的类似盾构工程施工经验。4.4.2应根据地层的渗透系数、颗粒级配、地下水水头压力、特殊地层、环境保护、辅助施工方法、施工环境、安全等因素选择盾构类型。4.4.3盾构的配置应考虑工程地质和水文地质条件、工程条件,以及盾构的耐久性、可靠性和施工的安全性、方便性。4.4.4盾构的结构必须保证盾构机在其所承受的各种载荷作用下,各结构件均能安全可靠。4.4.5刀盘的配置原则应符合下列规定:1刀盘结构型式应按能适应地质情况、切实发挥其功能的原则选定。软土及砂层宜采用辐条式结构,复合地层宜采用面板或准面板结构;2刀盘的支承方式应按开挖直径、地质条件、出渣方式等要求选定;3刀盘开口的形状、尺寸及开口率应根据地质条件、开挖面的稳定性及掘进效率来决定;4刀具的配置应根据地质条件、开挖直径、切削速度、掘进距离等选定,应按全断面切削的原则进行布置,岩石强度超过30MPa应配置滚刀;5刀盘添加剂喷口的数量及位置应根据地质条件、刀盘结构等确定,一般不少于4个;6扩挖装置的选用应根据地质条件和施工条件确定。4.5设施准备4.5.1盾构配套设施应符合下列规定:1根据盾构类型、掘进方法、隧道施工中各项工艺的要求,配置必要的辅助设施;2配置符合工程需要的浆液站,泥水平衡盾构应设置相应的泥水处理装置,并应符合环境保护要求;3选择合理的水平和垂直运输设备;4供电设备必须满足盾构施工的要求。37
4.5.2盾构始发和接收工作井内设施应符合下列规定:1始发工作井内盾构基座应具备盾构组装、调试及始发所需条件;2接收工作井内的盾构基座应保证安全接收盾构,并满足盾构检修、解体或整体移位的要求;3工作井内应布置必要的排水(泥浆)设施;4设置满足始发和接收要求的洞门密封装置。4.6工作井4.6.1工作井应符合下列规定:1依据地质条件、环境条件选择安全、经济、对周边影响小的施工方法;2始发工作井的长度应大于盾构主机长度3m,宽度应大于盾构直径3m;3接收工作井的平面内净尺寸应满足盾构接收、解体或整体移位的要求;4始发、接收工作井的井底板宜低于进、出洞洞门底标高700mm;5工作井预留洞门直径应满足盾构始发和接收的要求,按下式计算:Ds≥H·tanα+(D/cosα)+△e+△s+△g(4.6.1)式中:Ds——工作井预留洞门直径(m);H——洞门井壁厚度(m);α——隧道轴线与洞门轴线的夹角(°)(采取平面或纵坡夹角的值);D——盾构的外径(m);△e——设计规定的始发或接收工作井预留口直径大于盾构外径的差值(m)(通常始发工作井为0.10m,接收工作井为0.20m);△s——测量误差(m)(通常为0.10m);△g——盾构基座安装高程误差(m)(通常为0.05m)。6洞圈、密封及其他预埋件等应在盾构始发或接收前按要求安设完成,并符合质量要求。4.6.2洞口段土体不能满足盾构始发和接收对防水、防坍等安全要求时,必须采取加固措施。4.6.3地面出入式盾构法施工应符合下列规定:1盾构始发覆土厚度不宜小于零覆土;2盾构到达覆土厚度不宜小于-0.3D。37
5施工测量5.1一般规定5.1.1施工测量主要包括地面控制测量、联系测量、隧道内控制测量、掘进施工测量、贯通测量和竣工测量。5.1.2测量前,应对施工现场进行踏勘,接收和收集相关测量资料,办理测量资料交接手续,并对既有测量控制点进行复测和保护。5.1.3施工前,应依据地面控制网、盾构进入隧道方式、掘进长度,以及盾构配置的导向系统的精度、特点和人工测量仪器精度等,制定施工测量方案。5.1.4隧道贯通测量限差应符合表5.1.4规定。表5.1.4隧道贯通测量限差隧道类型横向贯通测量限差(mm)高程贯通测量限差(mm)L<44≤L<77≤L<10铁路隧道10013016050地铁隧道100————50公路隧道150200——70水工、石油隧道10015075市政管道隧道10015020070注:1.L为隧道贯通长度,单位为km;2.地铁隧道贯通长度大于4km,公路隧道贯通长度大于7km,其他隧道贯通长度大于10km时,应进行贯通测量限差设计。5.1.5同一贯通区间内始发和接收工作井所使用的地面近井控制点间应进行联测,并与区间内的其它地面控制点构成附合路线或附合网。5.1.6隧道贯通后应分别以始发和接收工作井的隧道内近井控制点为起算数据,采用附合路线形式,对原有控制点重新组合或布设并施测地下控制网。5.1.7地面施工测量控制点应埋设在施工影响的变形区以外。当施工现场条件限制时,埋设在变形区内的施工测量控制点应经常检测。5.2地面控制测量5.2.1平面和高程控制网应与线路工程整体控制网联测,线路整体控制网应满足国家现行相关规范的要求。5.2.2平面控制网应分为两个等级,一等控制网宜采用GNSS网、二等控制网宜采用GNSS网或导线网,在满足精度要求的情况下也可采用其它方法布网。高程控制网可采用水准测量方法一次布网。5.2.3控制网应符合下列规定:37
1一等平面控制网(GNSS)测量要求应符合表5.2.3-1规定;表5.2.3-1一等平面控制网(GNSS)测量要求平均边长(km)固定误差a(mm)比例误差b(mm/km)相邻点的相对点位中误差(mm)最弱边的相对中误差2≤5≤2±101/1000002二等平面控制网(导线)测量要求应符合表5.2.3-2规定;表5.2.3-2二等平面控制网(导线)测量要求平均边长(m)导线长度(km)每边测距中误差(mm)测距相对中误差测角中误差(″)测回数方位角闭合差(″)全长相对闭合差相邻点的相对点位中误差(mm)城镇地区平原或山岭地区城镇地区平原或山岭地区DJ1DJ235050035±41/60000±2.546±51/35000±83高程控制网(水准)测量要求应符合表5.2.3-3规定;表5.2.3-3高程控制网(水准)测量要求每千米高差中数中误差(mm)路线长度(Km)水准仪等级水准尺观测次数往返较差、附合或环线闭合差偶然中误差全中误差与已知点联测附合或环线平地(mm)山地(mm)±2±44DS1铟钢尺或条码尺往返各一次往返各一次±8±2注:L为往返测段、附合或环线的路线长度(单位:km),n为单程的测站数。5.2.4在盾构始发和接收工作井间必须建立统一的施工控制测量系统,每个井口应布设不少于3个控制点。5.2.5当水准路线跨越水域时,应进行跨水域水准测量,并符合现行国家标准《国家一、二等水准测量规范》GB12897的要求。5.3联系测量5.3.1联系测量主要包括地面近井导线测量和近井高程测量、工作井定向测量和导入高程测量,以及地下近井导线测量和近井高程测量等。5.3.2地面近井导线和近井高程路线应采用附合路线形式,近井导线测量和近井高程测量技术要求应符合本规范表5.2.3-2和表5.2.3-3的规定。5.3.3盾构隧道贯通前的联系测量次数不应少于3次,宜在隧道掘进至100m、1/3贯通长度以及距贯通面150m前分别进行一次。当贯通长度超过1500m时,应增加联系测量次数或采用高精度联系测量方法,提高联系测量精度。当地下起始边方位角较差小于12″时,可取各次测量成果的平均值作为后续测量的起算数据指导隧道掘进与贯通。37
5.3.4依据施工现场条件,定向测量可采用联系三角形法、陀螺经纬仪与垂准仪(钢丝)组合法、两井定向法、导线直传法、投点定向法等方法。5.3.5采用联系三角形法时,应符合下列规定:1每次应独立定向3次;2悬吊钢丝间距c值应尽量大;3联系三角形应成直伸形;4a/c(或a1/c)一般应不大于1.5(a和a1分别为地面和地下连接点与其最近钢丝的距离);5仪器至钢丝的距离可采用钢尺丈量或在钢丝上粘贴反射片进行电磁波测距,地面、地下同一边测量较差应小于2mm;6角度观测应使用DJ2经纬仪或同等测角精度的全站仪,采用全圆测回法观测四测回,测角中误差为±2″;7两次测定的地下起始边方位角较差应小于12″,方位角平均值中误差为±8″。5.3.6采用陀螺经纬仪与垂准仪(钢丝)组合法时,应符合下列规定:1全站仪角度标称精度不应低于2″,测距标称精度不应低于2mm+2mm×10-6×D(D为测量距离,单位:km);2陀螺经纬仪1次定向精度应小于20″;3垂准仪投点中误差为±3mm;4同一边应定向3次,每测回间陀螺方位角较差应小于20″,独立三次定向陀螺方位角平均值中误差为±12″。5.3.7采用两井定向法时,应符合下列规定:1两个工作井中悬挂的钢丝距离应尽量大;也可采用铅垂仪代替钢丝,投点中误差不应大于±2mm;2架设钢丝时,应按本规范第5.3.5条的第5和6款的要求测量钢丝的平面坐标。当采用垂准仪代替钢丝时,每次应在基座旋转120°的三个位置,对垂准仪的平面坐标各测一测回;3地下两投测点之间沿连通最短路径布设精密导线,并按照本规范第5.2.3条二等平面控制网(导线)的测量技术要求施测。两井定向的数据按照无定向导线平差方法计算处理;4地下定向边精度应符合本规范第5.3.5条第7款的要求。5.3.8采用导线直传法时,应符合下列规定:1按本规范第5.2.3条二等平面控制网(导线)测量有关要求进行;2独立测量两次,地下定向边方位角互差应小于12″,平均值中误差应在±8″之内;337
宜采用具有双轴补偿的全站仪,无双轴补偿时应进行竖轴倾斜改正;垂直角应小于30°;仪器和觇牌安置宜采用强制对中或三联脚架法;测回间应检查仪器和觇牌气泡的偏离情况,气泡偏离超限时应重新整平。5.3.9采用投点定向法时,应符合下列规定:1采用钢丝或垂准仪利用工作井或钻孔投点测量时,投测的两点应相互通视,其间距应大于60m;2架设钢丝或垂准仪投点时,应独立测量三次,并应按本规范第5.3.7条的第2款测量钢丝或垂准仪中心的平面坐标;3与钢丝或垂准仪的联测应符合本规范第5.2.3条的第2款规定;4投点中误差应在±3mm之内。两次地下定向边方位角互差应小于12″,平均值中误差应小于±8″。5.3.10导入高程测量应符合下列规定:1在工作井内悬吊钢尺进行高程传递测量时,地面、地下的两台水准仪应同时读数,并在钢尺上悬吊与检定钢尺时相同质量的重锤;2传递高程时应独立进行3次测量,高程较差应小于3mm;3计算高差时应进行温度、尺长改正;4盾构平硐或斜井进入时,可采用水准测量方法进行高程传递测量,测量精度应符合本规范第5.2.3条的第3款规定。5.3.11地下应埋设永久近井点。近井导线点不应少于3个,点间边长宜大于50m;近井高程点不应少于2个。5.4隧道内控制测量5.4.1隧道内控制测量主要包括隧道内施工导线测量、施工控制导线测量和隧道内施工水准测量、施工控制水准测量。5.4.2隧道内控制测量起算点必须采用直接从地面通过联系测量传递到工作井下的平面和高程控制点,通常地下平面起算点不应少于3个,起算方位边不应少于2条,高程起算点不应少于2个。5.4.3控制点应埋设在稳定的隧道结构上,并应埋设强制对中装置;平面控制点应避开强光源、热源、淋水等地方,控制点间视线距隧道壁及洞内设施应大于0.5m。5.4.4隧道内控制网宜为支导线和支水准路线,有联络通道时,应形成附合路线或结点网;长隧道宜布设成交叉双导线。5.4.5施工导线和施工水准应随盾构掘进布设,当直线隧道掘进长度大于200m或到达曲线段时,应布设施工控制导线和控制水准。5.4.6施工控制导线测量应符合下列规定:1直线隧道的导线平均边长宜为150m,曲线隧道的导线平均边长宜为60m;37
2采用不低于DJ2级全站仪观测,左、右角各测2测回,左、右角平均值之和与360°较差应小于6″,边长往返观测各两测回,往返平均值较差应小于4mm。测角中误差应小于±2.5″,测距中误差应小于±3mm,形成附合或闭合导线时应符合表5.2.3-2的规定;3导线点横向中误差mu宜满足下式要求:mu≤m×4ld/5Ld(5.4.6)式中:mu——导线点横向中误差(mm);m——贯通中误差(mm),取贯通测量限差的1/2;ld——导线长度(m);Ld——贯通长度(m)。5.4.7施工控制水准测量应符合下列规定:1水准点宜按每200m间距设置1个;2水准点可利用导线点,也可单独埋设;3水准测量要求应符合表5.2.3-3规定。5.4.8延伸隧道内控制导线和控制水准时,应对现有施工控制点进行检测,并选择稳定点进行延伸测量。5.4.9在隧道贯通前,隧道内控制导线和控制水准测量应不少于3次。重合点坐标较差应小于10mm,且应采用平均值作为测量结果。5.4.10当采用支导线方法布设隧道内控制网不能满足隧道贯通限差要求时,应采用布设导线网或加测陀螺边等方法,也可使用高精度测量仪器。5.5掘进施工测量5.5.1始发工作井建成后,应采用联系测量方法,将平面和高程测量数据传入隧道内控制点。反力架、洞门圈和基座的安装测量应符合下列规定:1利用隧道内测量控制点采用极坐标法放样隧道中心线和盾构基座的位置、方向,利用水准测量方法测设隧道高程控制线以及基座坡度,坐标和高程放样中误差应小于±5mm;2反力架和洞门圈位置采用三维放样方法放样。安装后浇筑前应对其经过设计中心的竖直和水平位置进行复测,并提供相应里程的坐标或与中心的距离。放样和复测中误差应为±10mm。5.5.2盾构接收洞门圈应按照本规范5.5.1条第2款的技术要求和方法安装测量。5.5.3盾构就位后应利用人工测量方法测定盾构的初始姿态,盾构导向系统测量结果应与人工测量结果一致。5.5.4盾构测量标志点应符合下列规定:1应牢固设置在盾构上,且不应少于3个,标志点可粘贴反射片或安置棱镜;2标志点间三维坐标系统应和盾构几何坐标系统一致,如不一致时,应建立37
换算关系。5.5.5盾构姿态测量应符合下列规定:1应对输入的设计数据进行复核;2测量内容应包括横向偏差、竖向偏差、俯仰角、方位角、滚转角和切口里程;3盾构姿态计算精度应符合表5.5.5规定;表5.5.5盾构姿态计算精度名称单位精度要求横向偏差mm1竖向偏差mm1俯仰角′1方位角′1滚转角′1切口里程m0.014盾构配置的导向系统宜具有实时测量功能,人工辅助测量时,测量频率应根据其导向系统精度确定。当盾构始发掘进和距接收工作井50m内时,应提高人工测量频率;5当以隧道内控制导线点和水准点测定盾构测量标志点时,测量误差应为±3mm。5.5.6管片拼装后应进行盾尾间隙测量。5.5.7壁后注浆完成后,宜进行衬砌环测量,内容包括衬砌环中心坐标、底部高程、水平直径、竖直直径和前端面里程,测量误差应为±3mm。5.5.8根据测量结果及时调整盾构姿态。5.6贯通测量5.6.1隧道贯通后应进行贯通测量,测量内容包括隧道的纵、横向和高程贯通误差。5.6.2贯通测量时,应在贯通面设置贯通相遇点。5.6.3可利用隧道贯通面两侧平面控制点测定贯通相遇点的坐标闭合差确定纵、横向贯通误差,也可利用隧道贯通面两侧中线在贯通相遇点的间距测定,隧道的纵、横向贯通误差应投影到线路及其法线方向上。5.6.4应利用隧道贯通面两侧高程控制点测量高程贯通误差。5.7竣工测量5.7.1隧道贯通后应以始发和接收工作井内的控制点为起算点,对隧道内的导线点和水准点分别重新组成附合路线或附合网,测量结果作为隧道竣工测量以及后续施工测量的依据。37
5.7.2竣工测量主要包括隧道轴线平面偏差、高程偏差、衬砌环椭圆度以及隧道纵、横断面测量等。5.7.3竣工测量可采用全站仪解析法、断面仪法、近景摄影测量法和三维激光扫描法。5.7.4地铁、铁路隧道在直线段每12m,曲线段每5m测量1个横断面,横断面上的测点位置、数量应按设计要求确定;公路、水工隧道应按设计要求确定横断面间距和测点位置。5.7.5横断面测量中误差应为±10mm。5.7.6竣工测量结果应按要求归档,并作为隧道验收依据。37
6管片6.1一般规定6.1.1管片生产企业应具有健全的质量管理体系、质量控制和检验制度,并制定安全生产和绿色生产制度。6.1.2管片生产企业应对操作人员进行技术培训,合格后方可上岗;特殊工种应持证上岗。6.1.3管片生产设备和设施应满足生产要求,并应定期对主要设备进行检定或测试。6.1.4管片生产企业应编制施工组织设计或技术方案,并经审查批准。6.2原材料要求6.2.1钢筋混凝土管片原材料应符合下列规定:1具备产品质量证明文件,并经复检合格;2混凝土骨料宜采用非碱活性骨料;当采用碱活性骨料时,混凝土中碱含量的限值应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定;3预埋件规格和性能应符合设计要求。6.2.2钢管片的钢材、焊接材料、防腐涂料、稀释剂和固化剂等原材料的品种、规格和性能等应符合设计要求。6.3钢筋混凝土管片模具6.3.1模具应具有足够的承载能力、刚度、稳定性和良好的密封性能,并满足管片尺寸和形状要求。6.3.2模具应便于安装、拆卸和使用。6.3.3模具验收应符合下列规定:1模具材料应满足质量要求,选用焊条的材质应与被焊物的材质相适应;2模具安装后应进行初验,符合设计要求后可试生产;在试生产的管片中,应随机抽取3环进行水平拼装检验,合格后方可正式验收;3每套模具应有原始出厂数据;4每批模具宜配备检测工具。6.3.4当出现下列情况时,应对模具进行检验,检验结果应满足钢筋混凝土管片的质量控制要求:1模具每周转100次;2模具运转时受到重击或严重碰撞;37
3钢筋混凝土管片几何尺寸不合格;4模具停用超过3个月,投入生产前。6.3.5合模与开模应符合下列规定:1合模前应仔细清理模具各部位,内表面不得有杂物和浮锈;2合模与开模应按使用说明书规定操作,并应注意保护模具和管片;3合模后应核对快速组装标记,模具接缝处不应漏浆;4模具内表面应均匀涂刷薄层脱模剂,模板夹角处不得漏涂,且无积聚、流淌现象,钢筋骨架和预埋件严禁接触脱模剂;5螺栓孔预埋件、注浆孔预埋件以及其它预埋件和模具接触面应密封良好。6.3.6管片出模强度应符合设计要求;当设计无要求时,应根据管片尺寸、混凝土强度设计等级、起吊方式和存放形式等因素综合确定。6.4钢筋骨架6.4.1钢筋的品种、级别、规格和位置应符合设计要求。当需要变更时,应办理设计变更。6.4.2钢筋加工应符合下列规定:1应按钢筋料表进行钢筋切断或弯曲;2弧形钢筋加工时应防止平面翘曲,成型后表面不得有裂纹,并应验证成型尺寸;3钢筋调直和主筋的弯钩、弯折应符合国家现行标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204的有关规定;4箍筋除焊接封闭外,末端应作弯钩,弯钩构造应符合设计要求;当设计无要求时,应符合下列规定:1)箍筋弯钩的弯弧内直径应符合国家现行标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204的规定;2)箍筋弯钩的弯折角度应为135°,且弯后平直部分长度不应小于10倍箍筋直径。5当设计允许受力钢筋设置接头时,可采用对焊连接或机械连接,接头质量应符合现行行业标准《钢筋焊接及验收规程》JGJ18或《钢筋机械连接技术规程》JGJ107的规定;6钢筋加工允许偏差和检验方法应符合表6.4.2的规定。表6.4.2钢筋加工允许偏差和检验方法序号项目允许偏差(mm)检验工具检验数量1主筋和构造筋长度±10钢卷尺每班同设备生产15环同类型钢骨架,应抽检不少于5根2主筋折弯点位置±1037
3箍筋内净尺寸±56.4.3钢筋骨架成型应符合下列规定:1骨架连接时,应按料表核对钢筋级别、规格、长度、根数及胎具型号;2焊接前应对焊接处进行检查,不应有水锈、油渍,焊接后不应有焊接缺陷;3采用焊接连接时,应根据钢筋级别、直径及焊机性能进行试焊,并确定焊接参数后,方可批量施焊;焊接骨架的焊点设置应符合设计要求,当设计无规定时,宜采用对称跳点焊接;4同一钢筋骨架不得使用多于2根带有接头的纵向受力钢筋,且不得相邻布置;5钢筋骨架允许偏差和检验方法应符合表6.4.3的规定。表6.4.3钢筋骨架允许偏差和检验方法序号项目允许偏差(mm)检验工具检验数量1钢筋骨架长+5,-10钢卷尺按日生产量的3%进行抽检,每日抽检数量不少于3件,且每件的每个检验项目检查4点宽+5,-10高+5,-102主筋间距±5层距±53箍筋间距±104分布筋间距±56.4.4钢筋骨架安装应符合下列规定:1骨架入模时应避免对模具造成损坏,入模后骨架各部位的保护层应符合设计要求;2浇筑混凝土前,应进行钢筋隐蔽工程验收。6.5混凝土6.5.1混凝土的试验和评定应符合国家现行标准的规定。6.5.2混凝土配合比设计应符合下列规定:1混凝土坍落度不宜大于120mm;2在满足设计要求及施工性能的前提下,可减少水泥用量;3混凝土中碱含量和氯离子含量应符合设计要求;当设计无要求时,应符合《混凝土结构设计规范》GB50010的规定;4混凝土的各项性能应满足设计要求;5特种混凝土的配合比设计还应满足相关标准的要求。6.5.3混凝土生产与运输应符合下列规定:1首次使用的混凝土配合比应进行开盘鉴定,其工作性应满足设计要求。生产时应至少留置1组标准养护试件,作为验证配合比的依据;37
2应按施工配合比投放原材料,计量偏差应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204的有关规定;3每工作班至少测定1次砂石含水率,并应根据测定结果及时调整施工配合比;4混凝土应搅拌均匀,和易性良好,在搅拌或浇筑现场检测坍落度,并逐盘检查混凝土粘聚性和保水性;5混凝土运输、浇筑和间歇的全部时间不应超过混凝土的初凝时间。6.5.4混凝土浇筑应符合下列规定:1混凝土宜连续浇筑,振捣应密实,不得漏振或过振;2浇筑时不得扰动预埋件;3混凝土浇筑成型后,在初凝前应再次进行压面;4浇筑混凝土时留置的试件应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204的有关规定。6.5.5混凝土养护应符合下列规定:1混凝土浇筑成型后至开模前,应覆盖保湿;2采用蒸汽养护时,应经试验确定养护制度,并监控温度变化做好记录;3管片出模后宜进行养护。6.5.6混凝土冬期施工应符合现行行业标准《建筑工程冬期施工规程》JGJ/T104的规定。6.6钢筋混凝土管片6.6.1应在管片内弧面角部或端侧面标记管片型号与编号、模具编号、生产日期和生产企业。6.6.2钢筋混凝土管片质量应符合下列规定:1应按设计要求进行成品的结构性能检验,检验结果应符合设计要求;2混凝土强度等级和抗渗等级等性能应符合设计要求;3中心注浆孔预埋件应进行抗拉拔试验,试验结果应符合设计要求;当设计无要求时,抗拉拔力不得低于管片自重的7倍;4管片外观质量不得有严重缺陷,出现一般缺陷时,应采取技术措施进行处理。管片外观质量缺陷等级应符合表6.6.2-1的规定;表6.6.2-1钢筋混凝土管片外观质量缺陷等级名称现象缺陷等级露筋混凝土构件内钢筋未被混凝土包裹而外露严重缺陷蜂窝混凝土表面缺少水泥砂浆而形成石子外露严重缺陷孔洞混凝土内孔穴深度和长度均超过保护层厚度严重缺陷37
夹渣混凝土内夹有杂物且深度超过保护层厚度严重缺陷疏松混凝土中局部不密实严重缺陷裂缝可见的贯穿裂缝严重缺陷长度超过密封槽、宽度大于0.1mm,且深度大于1mm的裂缝严重缺陷非贯穿性干缩裂缝一般缺陷预埋部位缺陷预埋件松动严重缺陷预埋件周边混凝土麻面、掉皮、掉角一般缺陷外形缺陷棱角磕碰、翘曲不平、飞边凸肋等一般缺陷外表缺陷密封槽部位在长度500mm的范围内存在直径大于5mm、深度大于5mm的气泡超过5个严重缺陷构件表面麻面、掉皮、起砂、存在少量气泡等一般缺陷5管片几何尺寸和主筋保护层厚度允许偏差应符合表6.6.2-2的规定;表6.6.2-2管片几何尺寸和主筋保护层厚度允许偏差序号项目允许偏差(mm)1宽度±12弧、弦长±13厚度+3/-14主筋保护层厚度设计要求或-3mm~+5mm6管片水平拼装检验允许偏差应符合表6.6.2-3的规定。表6.6.2-3管片水平拼装检验允许偏差序号项目允许偏差(mm)1环向缝间隙22纵向缝间隙23成环后内径±24成环后外径+6,-26.6.3钢筋混凝土管片成品检验应符合下列规定:1逐片检查外观质量,检查结果应符合表6.6.2-1的规定;2每生产15环应抽检1环管片进行几何尺寸和主筋保护层厚度检验,检验结果应符合表6.6.2-2的规定;3每生产200环应进行水平拼装检验1次,检验结果应符合表6.6.2-3的规定。6.7钢管片6.7.1钢管片制作应符合下列要求:1应按照设计要求或特殊制作说明制作;37
2钢管片材质应符合设计要求,钢管片背板必须采用整块钢材,严禁拼接;3钢材弯曲矫正后,表面不应有明显的凹面或损伤,划痕深度不应大于0.5mm,且不得大于钢材厚度负允许偏差值的1/2;4钢材焊接宜采用二氧化碳气体保护焊,并应符合现行国家标准《二氧化碳气体保护焊工艺规程》JB/T9186的有关规定,焊接时应控制变形;5钢管片外露表面的防腐处理和涂层加工应符合设计要求和现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的有关规定。6.7.2钢管片质量应符合下列规定:1钢管片的外观质量和尺寸偏差应符合《盾构隧道管片质量检测技术标准》CJJ/T164的规定;2钢管片外观应清洁,不得有裂缝、毛边或飞溅物;3钢管片的螺栓孔应畅通,内圆面应平整;4钢管片焊缝表面不应有焊接缺陷,焊缝和涂层质量检验应符合设计要求和现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的有关规定;5钢管片表面锈蚀应符合现行国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923规定的C级及以上要求。6.7.3钢管片成品检验应符合下列规定:1逐片检查外观质量;2每生产15环应抽检1环管片进行几何尺寸检验;3每生产200环应进行水平拼装检验1次;4检验结果应符合现行行业标准《盾构隧道管片质量检测技术标准》CJJ/T164的规定。6.8管片贮存与运输6.8.1管片贮存场地应坚实平整。6.8.2管片可采用内弧面向上或单片侧立的方式码放,每层管片之间应正确设置垫木,码放高度应经计算确定。6.8.3管片翻转、吊装和运输过程中应采取防护措施。6.9管片现场验收主控项目6.9.1钢筋混凝土管片进场时的混凝土强度、抗渗等级等性能和管片结构性能应符合设计要求。检查数量:符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204的规定或设计要求。37
检验方法:检查混凝土试件的强度和抗渗等性能实验报告、管片结构性能检验报告和生产企业出具的合格证。6.9.2钢筋混凝土管片外观质量不应有严重缺陷。检查数量:全数检查。检验方法:观察或尺量。6.9.3钢管片外观不应有裂缝。检查数量:全数检查。检验方法:目测或放大镜观察一般项目6.9.4存在一般缺陷的管片数量不得大于同期生产总数的10%;对于一般缺陷,应由生产企业按技术要求处理后重新验收。检查数量:全数检查。检验方法:观察,检查技术方案。6.9.5钢筋混凝土管片几何尺寸和主筋保护层厚度允许偏差应符合表6.6.2-2的规定。检查数量:每200环抽查1环。检验方法:尺量。6.9.6钢管片表面锈蚀应符合现行国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923规定的C级及C级以上。检查数量:全数检查。检验方法:观察。6.9.7钢管片几何尺寸偏差应符合现行行业标准《盾构隧道管片质量检测技术标准》CJJ/T164的规定。检查数量:每100环抽查1环。检验方法:尺量。6.9.8钢管片焊缝不应有裂缝、咬边、亏焊、焊瘤等质量缺陷。检查数量:全数检查。检验方法:目测或放大镜观察。37
7掘进施工7.1一般规定7.1.1盾构现场组装完成后应对各系统进行调试并验收。7.1.2掘进施工划分为始发、掘进和接收三个阶段,施工中应根据各阶段施工特点采取针对性技术措施,保证施工安全、工程质量和环保要求。7.1.3应在盾构起始段50m~200m进行试掘进,并根据试掘进情况调整、确定掘进参数。7.1.4掘进施工应严格控制排土量、盾构姿态和地层变形。7.1.5掘进至一个管片环宽度时,应停止掘进,进行管片拼装。管片拼装时,应采取措施保持盾构姿态。7.1.6掘进过程中应对成环管片与地层的间隙充填注浆。7.1.7掘进过程中应保持盾构与配套设备、抽排水与通风设备、水平运输与垂直运输设备、泥浆管道输送设备、供电系统等正常运转,并保持盾尾密封。7.1.8掘进过程中遇到下列情况时,应及时处理:1盾构前方地层发生坍塌或遇有障碍;2盾构壳体滚转角不小于3°;3盾构轴线偏离隧道轴线不小于50mm;4盾构推力与预计值相差较大;5管片严重开裂或严重错台;6壁后注浆系统发生故障无法注浆;7盾构掘进扭矩发生异常波动;8动力系统、密封系统、控制系统等发生故障。7.1.9在曲线段施工时,应采取措施减小已成环管片竖向、横向位移对隧道轴线的影响。7.1.10按设定的掘进参数沿隧道设计轴线进行掘进,并做好记录。7.1.11根据横、竖向偏差和滚转角偏差,采取措施调整盾构姿态,并防止过量纠偏。7.1.12停止掘进时,应采取措施稳定开挖面,防止坍塌。7.1.13应对盾构姿态和管片状态进行复核测量。7.2盾构的组装、调试7.2.1组装前应完成下列准备工作:37
1根据盾构部件情况和场地条件,制定组装方案;2根据部件尺寸和重量选择组装设备;3核实起吊位置的地基承载力,不满足要求时应采取处理措施。7.2.2盾构组装应按作业安全操作规程和组装方案进行。7.2.3现场应配备消防设备,明火、电焊作业时,必须有专人负责。7.2.4组装后,应进行各系统的空载调试,然后进行整机空载调试。7.3盾构现场验收7.3.1应按照盾构主要功能及使用要求制定现场验收大纲,验收的主要项目应包括下列内容:1盾构壳体;2切削刀盘;3拼装机;4螺旋输送机(土压平衡盾构);5皮带运输机(土压平衡盾构);6泥水输送系统(泥水平衡盾构);7泥水处理系统(泥水平衡盾构);8同步注浆系统;9集中润滑系统;10液压系统;11铰接装置;12电气系统;13渣土改良系统;14盾尾密封系统。7.3.2盾构各系统验收合格并确认正常运转后,方可开始掘进施工。7.3.3盾构现场验收时,应记录运转状况、掘进情况,并进行评估,满足技术要求后方可验收。7.4盾构始发7.4.1始发掘进前,应对洞门外经改良后的土体进行质量检查,合格后方可始发掘进;应制定洞门围护结构破除方案,采取密封措施保证始发安全。7.4.2始发掘进时应对盾构姿态进行复核。7.4.3负环管片定位时,管片环面应与隧道轴线相适应。7.4.4始发掘进时应保护盾构的各种管线,及时跟进后配套设备,并对管片拼装、壁后注浆、出土及材料运输等作业工序进行管理。7.4.5始发掘进时应严格控制盾构姿态和推力,加强监测,并37
根据监测结果调整掘进参数。7.4.6盾尾密封刷进入洞门结构后,应进行洞门封堵,并对洞门圈内的空隙进行填充注浆。7.5土压平衡盾构掘进7.5.1应根据隧道工程地质和水文地质条件、隧道埋深、线路平面与坡度、地表环境、施工监测结果、盾构姿态以及始发掘进阶段的经验设定盾构刀盘转速、掘进速度和土仓压力等掘进参数。7.5.2掘进中应监测和记录盾构运转情况、掘进参数变化、排出渣土状况,并及时分析反馈,调整掘进参数,控制盾构姿态。7.5.3开挖土应充满土仓,并使排土量与开挖土量相平衡。7.5.4严格按照注浆工艺进行壁后注浆,并根据注浆效果调整注浆参数。7.5.5应根据工程地质和水文地质条件,注入适当的添加剂,保持土质塑流状态。7.6泥水平衡盾构掘进7.6.1应根据隧道工程地质与水文地质条件、隧道埋深、线路平面与坡度、地表环境、施工监测结果、盾构姿态以及盾构始发掘进阶段的经验设定盾构刀盘转速、掘进速度、泥水仓压力和送排泥水流量等掘进参数。7.6.2应合理确定泥浆参数,对泥浆性能进行检测,并实施动态管理。7.6.3设定和保持泥浆压力与开挖面的水土压力以及排出渣土量与开挖渣土量相平衡,并根据掘进状况进行调整和控制。7.6.4当掘进过程遇有大粒径石块时,应采用破碎机破碎,并宜采用隔栅沉淀箱等砾石分离装置分离大粒径砾石,防止堵塞管道。7.6.5泥水管路延伸和更换应在泥水管路完全卸压后进行;7.6.6泥水分离设备应满足渣土砂粒径要求,处理能力应满足最大排渣量的要求,渣土的存放与搬运应符合环境保护要求。7.6.7严格按照注浆工艺进行壁后注浆,并根据注浆效果调整注浆参数。7.7复合盾构掘进7.7.1应根据地层软硬情况、地下水状况、地表沉降控制要求等选择掘进模式。7.7.2采用土压平衡模式掘进时,应按本规范第7.5节有关规定执行。7.7.3掘进模式的转换宜采用局部气压模式(半敞开模式)作为过渡模式,并在地质条件较好地层中完成。7.7.4掘进前,应根据地层软硬不均匀分布情况,确定刀具组合和更换刀具计划,并应在掘进中加强刀具磨损的检测。37
7.7.5根据地层状况对地层和渣土进行改良。7.8盾构姿态控制7.8.1盾构姿态控制应符合下列规定:1通过设定盾构千斤顶行程差,调整控制盾构姿态;2通过设定盾构铰接千斤顶行程差,调整控制盾构姿态;3结合隧道轴线线型进行管片选型;4实时测量盾构里程、轴线偏差、俯仰角、方位角、滚转角和盾尾管片间隙,根据测量数据和隧道轴线线型,选择千斤顶行程差和管片型号。7.8.2应对盾构姿态及管片状态进行测量和复核,并记录。7.8.3纠偏时必须逐环、小量纠偏,防止过量纠偏。7.8.4根据盾构的横向和竖向偏差及滚转角,可采取千斤顶分组控制或使用仿行刀适量超挖或反转刀盘等措施调整盾构姿态。7.9开仓作业7.9.1应预先确定开仓作业的地点与方法,并作好相关准备工作。7.9.2开仓作业宜选择在工作井、地层较稳定或地面环境保护要求低的地段进行。7.9.3在不稳定地层开仓作业时,必须采取地层加固或压气法等措施,确保开挖面稳定。7.9.4带压开仓作业前,必须完成下列准备工作:1对带压进仓作业设备进行全面检查和试运行;2采用两种不同动力装置,保证不间断供气;3气压作业区严禁采用明火。若必须使用电焊气割,除对所用设备加强安全检查外,还必须加强通风与增加消防设备。7.9.5带压开仓作业必须符合下列规定:1通过计算和试验确定合理气压,稳定工作面和防止地下水渗漏;2刀盘前方地层和土仓满足气密性要求;3由专业技术人员对开挖面稳定状态和刀盘、刀具磨损状况进行检查,确定专项方案与安全操作规定;4作业人员应按照专项方案和安全操作规定作业;5保持开挖面和土仓空气新鲜;6作业人员开仓作业时间应符合现行行业标准《盾构法开仓及气压作业技术规范》CJJ217的规定。7.9.6应作好开仓作业记录。37
7.10盾构接收7.10.1接收前应制定接收施工方案,主要内容应包括接收工作井内布置、接收掘进、管片拼装、壁后注浆、洞门外土体加固、洞门围护破除、洞门钢圈密封等。7.10.2盾构到达接收工作井100m前,应对盾构姿态进行测量和调整。7.10.3盾构到达接收工作井10m内,应控制掘进速度和土仓压力等。7.10.4应按预定的破除方法破除洞门。7.10.5盾构到达接收工作井前,应使管片环缝挤压密实,确保密封防水效果。7.10.6盾构主机进入接收工作井后,应及时密封管片环与洞门间隙。7.11调头、过站和空推7.11.1调头和过站前,应做好施工现场调查、技术方案以及现场准备工作,调头和过站设备必须满足安全要求。7.11.2调头和过站时必须有专人指挥,专人观察盾构转向或移动状态,避免方向偏离或碰撞。7.11.3掉头和过站后完成盾构管线的连接工作,连接后应按本规范第7.2.4条执行。7.11.4盾构空推应符合下列规定:1导台或导向轨道水平和竖直方向的精度应满足设计要求;2控制盾构推力、速度和姿态,监测管片变形;3采取措施挤紧管片止水条,并保持隧道稳定。7.12盾构解体7.12.1盾构解体前,应制定解体方案,并准备解体使用的吊装设备、工具和材料等。7.12.2盾构解体前,对各部件进行检查,并应对流体系统和电气系统进行标识。7.12.3对已拆卸的零部件应做好清理工作。37
8特殊地段施工8.1一般规定8.1.1盾构进入下列特殊地段时,应采取措施,确保施工安全:1覆土厚度不大于盾构直径的浅覆土层地段;2小半径曲线地段;3大坡度地段;4地下管线和地下障碍物地段;5建(构)筑物的地段;6与既有隧道净间距小于0.7倍盾构直径的小净距地段;7水域地段;8地质条件复杂地段(软硬不均互层地段)、砂卵石地段以及岩溶地段;9有害气体地段。8.1.2特殊地段和特殊地质施工应符合下列规定:1详细查明和分析地质状况和隧道周边环境状况,确定专项施工技术措施;2根据隧道所处位置与地层条件,合理设定开挖面压力,控制地层变形;3根据隧道所处位置与工程地质、水文地质的条件,确定壁后注浆的材料、压力与流量,在施工过程中根据量测结果,进行相关调整;4对地表及建(构)筑物等沉降进行评估,必要时,应加密监测测点、提高监测频率,并根据监测结果及时调整掘进参数。8.2特殊地段施工措施8.2.1浅覆土层地段施工应符合下列规定:1控制掘进参数,减少施工对环境影响;2控制盾构姿态,防止发生突变。8.2.2小半径曲线地段施工应符合下列规定:1控制推进反力引起的管片环变形、移动等;2使用超挖装置时,应控制超挖量;3壁后注浆应选择体积变化小、早期强度高、速凝型的注浆材料;4提高施工测量频率;5采取措施防止后配套设备脱轨或倾覆;6防止管片错台或严重开裂。8.2.3大坡度地段施工应符合下列规定:1选择牵引机车时,应进行必要的计算,车辆应采取防溜措施;37
2上坡时应加大盾构下半部分推力,对后配套设备采取防脱滑措施;3壁后注浆宜采用收缩率小、早期强度高的注浆材料。8.2.4地下管线与地下障碍物地段施工应符合下列规定:1详细查明地下管线类型、位置、允许变形值等,制定专项施工方案;2对受施工影响可能产生较大变形的管线,应根据具体情况进行加固或改移;3及时调整掘进速度和出渣量,减少地表的沉降或隆起,确保管线安全;4施工前应查明障碍物,并制定处理方案;5从地面处理地下障碍物时,应选择合理的处理方法,处理后应进行回填,确保盾构安全通过;6在开挖面拆除障碍物时,可选择带压作业或加固地层的施工方法,控制地层的开挖量,确保开挖面的稳定,并应配备所需的设备及设施。8.2.5建(构)筑物地段施工应符合下列规定:1施工前,应对建(构)筑物地段进行详细调查,评估施工对建(构)筑物的影响,并应采取相应的保护措施,控制地表变形;2根据建(构)筑物基础与结构的类型、现状和沉降控制值等,可采取加固、隔离、托换等措施;3加强地表和建(构)筑物变形监测及反馈,调整盾构掘进参数;4壁后注浆应使用快凝早强注浆材料。8.2.6小净距隧道施工应符合下列规定:1施工前,分析施工对已建隧道的影响或平行隧道掘进时的互相影响,采取相应的施工措施;2施工时,应控制掘进速度、土仓压力、出渣量、注浆压力等,减少对邻近隧道的影响;3对既有隧道应加强监测,根据反馈调整盾构掘进参数;4可采取加固隧道间的土体、既有隧道内支设钢支撑等辅助措施控制地层和隧道变形。8.2.7水域地段施工应符合下列规定:1详细查明工程地质和水文地质条件和河床状况,设定适当的开挖面压力,加强开挖面管理与掘进参数控制,防止冒浆和地层坍塌;2必须配备足够的排水设备与设施;3采用快凝早强注浆材料,加强壁后同步注浆和二次注浆;4穿越前应对盾构密封系统进行全面检查和处理;5根据地层条件预测刀具和盾尾密封的磨损,制定更换方案;6采取措施防止对堤岸和周边建(构)筑物的影响。8.2.8地质条件复杂地段、砂卵石以及岩溶地段施工应符合下列规定:1穿过复杂地层、地段(软硬不均互层),应优先选择复合式盾构;37
2综合考虑所穿过地段地质条件,合理选择刀盘形式和刀具配制方式、数量;3选择适当地点,及时更换刀具或改变其配置;4根据开挖面地质预测信息,调整掘进参数、壁后注浆参数和土仓压力,保证开挖面的稳定和掘进速度;5采用土压平衡盾构通过砂卵石地段时,应进行渣土改良;6采用泥水平衡盾构通过砂卵石地段时,应根据砾石含量和粒径确定破碎方法和泥浆配比;7遇有大孤石影响掘进时,应采取措施排除;8掘进施工影响范围内的岩溶、洞穴,应采取注浆等措施处理。8.2.9有害气体地段施工应符合下列规定:1施工前应对盾构密封系统进行全面检查和处理;2施工中应加强通风换气,必要时可采取提前排放等措施;3对有害气体进行监测预警。9管片拼装9.1一般规定9.1.1管片进场后应进行现场验收,合格后方可使用。37
9.1.2拼装前的管片防水密封材料及其粘贴效果应验收合格。对遇水膨胀橡胶条,应采取必要的保护措施。9.1.3应根据隧道设计轴线和上一环管片姿态、盾构姿态、盾尾间隙等参数,选择管片类型和拼装位置。9.1.4拼装管片时,拼装机作业范围内严禁站人。9.2拼装前的准备9.2.1进场管片应按拼装顺序存放,存放场地基础条件应满足承载力要求。9.2.2管片拼装前,应对上一衬砌环面进行清理。9.2.3拼装机性能应满足拼装要求。9.3拼装作业9.3.1应严格控制盾构千斤顶的压力和伸缩量,并保持盾构姿态稳定。9.3.2应根据各管片位置和拼装顺序进行拼装。9.3.3管片连接螺栓紧固质量应符合设计要求。管片拼装完成,脱出盾尾后,应对管片螺栓及时进行复紧。9.3.4拼装管片时应防止管片及防水密封条损坏。9.3.5对已拼装成环的衬砌环应进行椭圆度抽查,确保拼装精度。9.3.6盾构在既有结构内空推时,应合理设置导台,确保管片拼装质量。9.3.7在富水地层掘进时,应采取必要措施,防止管片上浮、偏移或错台。9.4管片拼装质量控制9.4.1管片不得有内外贯穿裂缝和宽度大于0.2mm的裂缝及混凝土剥落现象。9.4.2管片防水密封质量应符合设计要求,不得缺损,粘结应牢固,平整,防水垫圈不得遗漏。9.4.3螺栓质量及拧紧度应符合设计要求。9.4.4管片拼装过程中应对隧道轴线和高程进行控制,其允许偏差和检验方法应符合表9.4.4的规定。表9.4.4隧道轴线和高程允许偏差和检验方法项目允许偏差(mm)检验方法检查频率地铁隧道公路隧道铁路隧道水工隧道隧道轴线平面位置±50±75±70±100用全站仪测中线1点/环隧道轴线高程±50±75±70±100用水准仪测高程1点/环注:其他行业隧道工程参照本表执行。37
9.4.5施工中管片拼装允许偏差和检验方法应符合表9.4.5的规定。表9.4.5管片拼装允许偏差和检验方法项目允许偏差(mm)检验方法检查频率地铁隧道公路隧道铁路隧道水工隧道衬砌环椭圆度±5‰D±6‰D±6‰D±8‰D尺量后计算4点/环相邻管片的径向错台5668用尺量4点/环相邻管片的环面错台6779用尺量4点/环注:其他行业隧道工程参照本表执行;D指隧道的外直径,单位:mm9.4.6粘贴管片防水密封条前应将管片密封条槽清理干净,粘贴后的防水密封条应牢固、平整、严密、位置正确、不得有起鼓、超长和缺口现象。9.4.7螺栓孔橡胶密封圈应按设计要求安装,不得遗漏,且不宜外露。9.4.8管片嵌缝防水应符合设计要求。当无设计要求时,应符合现行国家标准《地下工程防水技术规范》GB50108的规定。9.5管片修补9.5.1当已拼装完成的管片表面出现缺棱掉角、混凝土剥落、大于0.2mm宽的裂缝或贯穿性裂缝等缺陷时,必须进行修补。9.5.2管片修补时,应分析管片破损原因及程度,制定修补方案,修补后质量必须符合验收要求。9.5.3修补材料强度不应低于管片强度。10壁后注浆10.1一般规定10.1.1根据工程地质条件、地表沉降状态、环境要求、设备情况及施工状态等选择注浆方式。10.1.2管片与地层间隙应填充密实。37
10.1.3壁后注浆过程中应采取措施减少注浆施工对周围环境的影响。10.2注浆参数的选择10.2.1应根据注浆量和注浆压力控制同步注浆过程,同步注浆速度应根据注浆量和掘进速度确定。10.2.2注浆压力应根据地质条件、注浆方式、管片强度、设备性能、浆液特性和隧道埋深等因素确定。10.2.3同步注浆和即时注浆的注浆量充填系数应根据地层条件、施工状态和环境要求确定,充填系数宜为1.30~2.50。10.2.4根据隧道稳定状态和环境保护要求,可进行二次注浆。注浆量和注浆压力应根据环境条件和沉降监测结果等确定。10.3注浆前的准备10.3.1根据注浆要求,通过试验选择注浆材料。可按地质条件、隧道条件和工程环境选用单液或双液注浆材料。10.3.2注浆材料的强度、流动性、可填充性、凝结时间、收缩率、环保等应满足施工要求。10.3.3根据注浆施工要求准备拌浆、储浆、运浆和注浆设备,并进行试运转。10.3.4注浆前应对注浆孔、注浆管路和设备进行检查。10.4注浆作业10.4.1浆液应符合下列规定:1浆液应按设计施工配合比拌制;2浆液的相对密度、稠度、和易性、杂物最大粒径、凝结时间、凝结后强度、浆体固化收缩率均应满足工程要求;3拌制后浆液应易于压注,在运输过程中不得离析和沉淀。10.4.2注浆作业应连续进行。10.4.3注浆作业时,应对注浆量、注浆压力、注浆时间等参数进行实时记录,严格控制注浆参数。10.4.4注浆作业后应及时清洗注浆设备和管路。37
11隧道防水11.1一般规定11.1.1隧道防水应以管片自防水为基础,接缝防水为重点,并应对特殊部位进行防水处理,形成完整的防水体系。11.1.2防水材料在运输、存放和拼装前应采取防雨、防潮措施。11.2接缝防水11.3.1应按设计要求选择防水材料,施工前应分批进行抽检。37
11.3.2防水密封条粘贴应符合下列规定:1按管片型号使用,严禁尺寸不符或有质量缺陷;2变形缝、柔性接头等接缝防水的处理应符合设计要求;3密封条在沟槽内应套箍和粘贴牢固,不得有起鼓、超长和缺口现象,不得歪斜、扭曲;4防水密封条的角部位置应按设计要求设置;5采用遇水膨胀橡胶密封垫时,应按设计要求采取措施。11.3.3采用嵌缝防水材料时,应清理管片槽缝,并按规定进行嵌缝作业,填塞应平整、密实。11.3特殊部位的防水11.3.1采用注浆孔注浆时,注浆后应对注浆孔进行密封防水处理。11.3.2注浆孔及螺栓孔处密封圈应定位准确,并与沟槽相贴合。11.3.3隧道与工作井、联络通道等附属构筑物的接缝处应按照设计要求进行防水处理。12施工安全与环境保护12.0.1根据盾构类型、地质条件和工程实际,应制定盾构安全技术操作规程和应急预案,确保施工作业在安全和卫生环境下进行。12.0.2根据盾构设备状况、地质条件、施工方法、进度和隧道掘进长度等条件,选择通风方式、通风设备及隧道内温度控制措施。12.0.3隧道内作业场所应设置照明、消防设施,配备通讯设备。12.0.4隧道和工作井内应设置足够的排水设备。12.0.5隧道内作业位置与场所应保证作业通道畅通。12.0.6存在可燃性或有害气体时,应使用专用仪器进行检测,并加强通风。12.0.7施工作业环境气体应符合下列规定:1空气中氧气含量不得小于20%;2瓦斯浓度小于0.75%;37
3有害气体浓度:1)一氧化碳不超过30mg/m3;2)二氧化碳不超过0.5%(按体积计);3)氮氧化物换算成NO2不超过5mg/m3。4粉尘容许浓度,每立方米空气中含有10%以上的游离二氧化硅的粉尘不得大于2mg,每立方米空气中含有10%以下的游离二氧化硅的矿物性粉尘不得大于4mg。12.0.8隧道内温度不应高于32℃。12.0.9隧道内噪音不应大于90dB。12.0.10施工通风应符合下列规定:1应采取机械通风(通常选用压入式通风);2按隧道内施工高峰期人数,每人需供应新鲜空气不得小于3m3/min,隧道最低风速不得小于0.25m/s。12.0.11施工中产生的废渣、废水等应进行处理及处置。12.0.12采取措施避免施工噪声、振动、水质和土壤污染及地表下沉等对周边环境造成影响。13盾构保养与维修13.0.1盾构的保养与维修应遵循“预防为主、状态检测、强制保养、按需维修、养修并重”的原则,并由专业人员负责。13.0.2根据盾构制造企业提供的相关技术文件,制定并实施盾构及配套设备的保养计划。13.0.3当出现下列情况之一时,应对盾构进行保养与维护:1发生故障或运转不稳定;2长时间停机或拆机贮存期间;3通过特殊地段前;4超过正常负荷水平长时间运行时;5调头、过站期间。37
13.0.4保养与维修工作应进行记录。14施工运输14.1一般规定14.1.1根据隧道直径、长度、纵坡、盾构类型、掘进速度选择运输方式、运输设备及其配套设施。设备性能应安全、可靠,运输能力应满足施工要求。14.1.2隧道内水平运输可采用有轨、无轨和传送带等运输方式,垂直运输宜采用门式、悬臂式起重机等运输方式。14.1.3泥水平衡盾构应采用泥浆泵和管道组成的管道输送系统。14.1.4根据最大起重重量对提升机能力和索具、挂钩、杆件强度等进行检算。14.1.5运输设备应有防溜、防坠落措施,并按照操作规程操作、维护及保养。14.2水平运输14.2.1有轨运输的轨道应保持平稳、顺直、牢固,并应进行养护。采用卡车、内燃机车牵引时应考虑对空气造成的污染。14.2.2长距离运输时,宜在适当位置设置会车道。37
14.2.3牵引设备的牵引能力应满足隧道最大纵坡和运输重量的要求。14.2.4车辆配置应满足出渣、进料及盾构掘进速度的要求。14.2.5隧道内水平运输宜设置专用通道。14.3垂直运输14.3.1垂直运输方式应根据工作井深度、盾构施工速度等因素综合考虑。14.3.2提升设备的提升能力应满足出渣、进料的要求。14.3.3垂直运输时,应根据安全需要采取稳定措施。14.3.3操作人员应按指令作业,保持物件吊运平稳。14.3.4垂直运输通道内不得有障碍物。14.4管道运输14.4.1采用泥水平衡盾构时,管道运输系统应满足出渣和掘进速度的要求。14.4.2长距离运输时,应在适当距离设置管道运输接力设备。14.4.3对输送泵和管道进行检查和维修。37
15施工监测15.1一般规定15.1.1根据设计要求,并结合施工环境、工程地质和水文地质条件、掘进速度等制定施工监测方案和应急预案。15.1.2施工监测范围包括隧道结构和周边环境,对突发的变形异常情况应及时启动应急预案。15.1.3监测过程中可根据观测对象的变形量、变形速率等调整施工监测方案。15.1.4地面和隧道内同一断面内的监测数据应同步采集,并应收集同期盾构掘进参数。15.1.5施工监测仪器和设备应满足测量精度、抗干扰性和可靠性等要求。15.1.6施工监测项目应按表15.1.6执行。穿越水域、建(构)筑物及其他有特殊要求地段时,应根据设计要求确定监测项目。表15.1.6施工监测项目类别监测项目必测项目施工区域地表(隆)沉、沿线建(构)筑物和管线变形隧道变形选测项目地中位移衬砌环内力地层与管片的接触应力15.1.7沉降测量可采用水准测量方法,水准基点应埋设在变形影响范围外,且不得少于3个。15.1.8水平位移测量可采用边角测量、GNSS等方法,并应建立水平位移监测控制网,水平位移监测控制点宜采用具有强制对中装置的观测墩和照准装置。15.1.9当采用物理传感器监测时,应按仪器的埋设规定和监测方案要求埋设传感器。15.1.10当采用静力水准测量方法进行沉降测量时,静力水准的埋设、连接、观测、数据处理等应符合相关技术要求,测量精度应与水准测量要求相同。15.1.11观测点应埋设在能够反映变形、便于观测、易于保存的位置。15.1.12监测方法和测量精度应符合现行国家标准《城市轨道交通工程测量规范》GB50308的规定。15.1.13工作井及配套工程的监测应符合现行国家标准《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497的规定。92
15.2隧道周边环境监测15.2.1隧道周边环境监测应包括邻近建(构)筑物变形监测、地表沉降观测和地下管线变形监测等,监测项目应按表15.2.1执行。表15.2.1隧道周边环境监测项目监测对象监测项目建(构)筑物高层、超高层等建筑,古建筑和经鉴定的危房,桥梁、铁路和市政设施等变形。地表地面道路、地表等变形。地下管线燃气、热力、供水、排水等主要管线变形。15.2.2地表沉降观测应沿线路中线按断面布设,当城市隧道埋深小于2倍洞径时,纵断面监测点间距宜为3m~10m,横断面间距宜为50m~100m,监测的横断面宽度应大于变形影响范围,监测点间距宜为3m~5m。对特殊地段,地表沉降观测断面和观测点的设置应编制专项方案。15.2.3应根据结构状况、重要程度、影响大小对邻近建(构)筑物有选择地进行变形监测。15.2.4邻近地下管线的监测应直接在管线上设置观测点。对无法直接观测的管线应去除其覆盖土体进行观测或监测管线周围土体变形。15.2.5从距开挖面前方隧道埋深与直径之和的距离处进行初始观测,至监测对象稳定时结束。15.2.6穿越地面建(构)筑物、铁路、桥梁、管线等时,除应对穿越的建(构)筑物进行观测外,宜对邻近周围土体进行变形观测。15.3隧道结构监测15.3.1隧道结构监测内容应包括管片结构沉降、差异沉降、净空收敛和随圆度监测,必要时,还应进行衬砌环应力监测。15.3.2隧道管片应力测量宜采用应力计量测。15.3.3初始观测值应在管片壁后注浆凝固后12h内测量。15.3.4对于预埋元器件的管片,应在运至现场前进行测试。15.4监测频率15.4.1监测频率应根据盾构、控制参数、监测对象、监测项目、地质条件、施工进度等情况和特点,并结合当地工程经验确定。施工周边环境和管片结构的监测频率应按表15.4.1执行。表15.4.1监测频率92
监测部位监测对象开挖面与监测点或监测断面的距离监测频率掘进面前方周围岩土体和周边环境5D8D1次/(3d~7d)注:1D—隧道开挖直径(m),L—掘进面与监测点或监测断面的水平距离(m);2管片结构位移、净空收敛在衬砌环脱出盾尾且能通视时进行监测;3监测数据趋于稳定,监测频率宜为1次/(15~30d)。15.4.2监测频率应及时、系统地反映施工状况及监测对象的动态变化。15.4.3当穿越既有轨道交通、重要建(构)筑物和周边环境风险等级较高时,应提高监测频率,并宜对关键监测项目进行实时监测。15.4.4施工期间应由专人进行现场巡查,每天不宜少于一次,并应做好记录,特殊情况应增加巡查次数。15.5监测预警15.5.1监测预警等级应根据工程项目特点、应急能力和管理经验等确定,可分为黄色、橙色及红色三级,监测预警等级见表15.5.1。表15.5.1监测预警分级预警级别预警状态应对措施黄色预警变形的绝对值和速率值均达到控制值的70%,或其中之一达到控制值的85%。加密监测频率,加强对地面和建筑物沉降动态的观察,特别是预警点附近的建(构)筑物和管线的检查橙色预警变形的绝对值和速率值均达到控制值的85%,或其中之一达到控制值。加强观测、分析原因,加密监测测频率、检查监测设备,继续加强上述监测、观察、检查和跟踪外,根据预警状态进一步完善针对性预警方案。红色预警变形的绝对值和速率值达到控制值。加强现状检查、观察、增加量测频率,增加测点,立即启动应急预案和向有关单位报警,及时采取措施。15.5.2当监测数据达到预警标准时,应及时通报建设、施工、监理等相关单位,并采取相应措施。15.5.3发现下列情况之一时,应按预警管理制度进行预警:1周边地表出现突然明显沉降(隆起)或较严重的突发裂缝、坍塌;92
2建(构)筑物、桥梁等周边环境出现危害正常使用功能或结构出现过大变形、沉降、倾斜、裂缝等;3周边地下管线变形明显增长或出现裂缝、泄漏等;4根据工程经验判断应进行预警的情况。15.6监测成果及信息反馈15.6.1监测成果内容应包括现场监测资料、计算分析资料、图表、曲线和文字报告等,资料应完整、清晰。15.6.2宜利用计算机实现测量数据采集实时化,数据处理自动化,成果输出标准化,并建立数据库。15.6.3应结合施工和现场环境状况定期对监测数据进行分析,并绘制变形时态曲线图。15.6.4宜选择与实测数据拟合较好的函数对时态曲线进行回归分析,并对变形趋势进行预测。15.6.5监测完成后应及时向有关单位提供阶段性监测成果。15.6.6监测工作完成后应提供监测总结报告。92
16成型隧道验收Ⅰ主控项目16.0.1结构表面无裂缝、无缺棱掉角,管片接缝符合设计要求。检验数量:全数检验检验方法:观察检验,检查施工日志。16.0.2隧道防水应符合设计要求。检验数量:逐环检验。检验方法:观察检验,检查施工日志。16.0.3隧道轴线平面位置和高程偏差应符合17.0.3的规定。表17.0.3隧道轴线平面位置和高程偏差项目允许偏差(mm)检验方法检查频率地铁隧道公路隧道铁路隧道水工隧道隧道轴线平面位置±100±150±120±150用全站仪测中线10环隧道轴线高程±100±150±120±150用水准仪测高程10环16.0.4衬砌结构不应侵入建筑限界。检查数量:每5环检验1次。检验方法:全站仪、水准仪测量。Ⅱ一般项目16.0.5隧道允许偏差应符合表17.0.5的规定。表17.0.5隧道允许偏差项目允许偏差(mm)检验方法检查频率地铁隧道公路隧道铁路隧道水工隧道衬砌环椭圆度±0.6%D±0.8%D±0.6%D±1%D尺量后计算10环相邻管片的径向错台10121215尺量4点/环相邻管片环向错台15171720尺量1点/环注:D指隧道的外直径,单位:mm。92
本规范用词说明1为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:1)表示很严格,非这样做不可的:正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先这样做的:正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,可采用“可”。2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。92
引用标准名录1、《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB89232、《污水综合排放标准》GB89783、《城市区域环境振动标准》GB100704、《空气潜水减压技术要求》GB/T125215、《建筑施工场界环境噪声排放标准》GB125236、《国家一、二等水准测量规范》GB/T128977、《混凝土结构设计规范》GB500108、《工程测量规范》GB500269、《地下工程防水技术规范》GB5010810、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB5020411、《钢结构工程施工质量验收规范》GB5020512、《地下铁道工程施工及验收规范》GB5029913、《建筑工程施工质量验收统一标准》GB5030014、《城市轨道交通工程测量规范》GB5030815、《建设工程项目管理规范》GB/T5032616、《盾构隧道管片质量检测技术标准》CJJ/T16417、《盾构法开仓及气压作业技术规范》CJJ21718、《水电水利工程施工测量规范》DL/T517319、《二氧化碳气体保护焊工艺规程》JB/T918620、《钢筋焊接及验收规程》JGJ1821、《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ4622、《建筑工程冬期施工规程》JGJ/T10423、《钢筋机械连接技术规程》JGJ10724、《公路勘测规范》JTGC1025、《水利水电工程施工测量规范》SL5226、《油气输送管道工程水域盾构法隧道穿越设计规范》SY/T702392
1、《铁路工程测量规范》TB10101J9612、《铁路瓦斯隧道技术规范》TB101203、《铁路隧道工程施工安全技术规程》TB103044、《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》TB1057392
中华人民共和国国家标准盾构法隧道施工及验收规范GB50046-20××条文说明92
修订说明《盾构法隧道施工及验收规范》(GB50446-20**)经住房和城乡建设部20XX年XX月XX日以第XX号公告批准、发布。本规范是在《盾构法隧道施工与验收规范》GB50446-2008的基础上修订而成。上一版的主编单位是住房和城乡建设部科技发展促进中心。参编单位有:北京城建集团有限责任公司、中铁隧道集团有限公司、上海隧道工程股份有限公司、北京城建地铁地基市政工程有限公司、北京城建勘测设计研究院有限责任公司、北京城建建材工业有限公司。主要起草人是:张庆风、王甦、万姜林、杨国祥、杜文库、李桧祥、傅德明、华东、叶慷慨、吴惠明、梁洋、秦长利、蔡亚宁、何云、张峰、蒙先君、汪恭胜、陈立生、朱建春、高立新、虞祖艺、恽军、高万春、魏新良、朱海良、李朝忠、于静、王建林、吴鸣冈、章龙管。本规范修订的主要技术内容是:1与2008年以后颁布的相关标准规范进行了协调;2增加了盾构选型与配置的技术内容;3增加了石油、市政管道等隧道的贯通测量限差要求;4增加了平原或山岭地区二等平面控制网测量要求;5删除了钢筋混凝土管片模具允许偏差要求;6增加了钢管片现场验收的技术要求;7增加了盾构空推、存在有害气体地段施工的措施要求;8将监控量测改为施工监测,并增加了监测频率和监测预警等技术内容;9增加了铁路隧道管片拼装质量和成型隧道质量控制要求。为了便于广大设计、施工、监理、科研、学校等单位有关人员在使用本规范时能正确理解和执行条文规定,《盾构法隧道施工及验收规范》编制组按章、节、条顺序编制了本规范的条文说明,对条文规定的目的、依据、以及执行中需注意的有关事项进行了说明。但是本条文说明不具备与规范正文同等的法律效力,仅供使用者作为理解和把握标准规定的参考。92
目次1总则512术语523基本规定534施工准备544.1一般规定544.2前期调查544.3技术准备544.4盾构选型与配置544.5设施准备574.6工作井585施工测量595.1一般规定595.2地面控制测量595.3联系测量605.4隧道内控制测量615.5掘进施工测量615.6贯通测量625.7竣工测量626管片636.1一般规定636.2原材料要求636.3钢筋混凝土管片模具636.4钢筋骨架646.5混凝土656.6钢筋混凝土管片666.7钢管片666.8管片贮存与运输666.9管片现场验收6792
7掘进施工687.1一般规定687.2盾构的组装、调试697.3盾构现场验收697.4盾构始发717.5土压平衡盾构掘进727.6泥水平衡盾构掘进727.7复合盾构掘进737.8盾构姿态控制747.9开仓作业747.10盾构接收747.11调头、过站和空推757.12盾构解体758特殊地段施工768.1一般规定768.2特殊地段施工措施769管片拼装779.1一般规定779.2拼装前的准备789.3拼装作业7810壁后注浆8010.1一般规定8010.2注浆参数的选择8010.3注浆前的准备8110.4注浆作业8111隧道防水8211.1一般规定8211.2接缝防水8212施工安全与环境保护8213盾构保养与维修8392
14施工运输8614.1一般规定8614.2水平运输8614.3垂直运输8614.4管道运输8615施工监测8715.1一般规定8715.2隧道周边环境监测8715.3隧道结构监测8715.4监测频率8715.5监测预警8815.6监测成果及信息反馈9016成型隧道验收9292
1总则1.0.1编制本规范的目的是为加强盾构法隧道工程的施工管理,确保施工过程的工程安全、环境安全和工程质量,统一盾构法隧道工程的施工技术与质量验收标准。本规范不包括盾构隧道的设计、使用和维护方面的内容。1.0.3土压平衡盾构是把土体(必要时进行改良)作为稳定开挖面的介质,对前方土体进行掘削,由螺旋输送器将渣土运出;泥水平衡盾构是把泥水或泥浆作为稳定开挖面的介质,由泥浆泵输出,经分离后泥浆重新使用。复合盾构是具备多种掘进模式相互转换功能,可以适应多种复杂多变的地层的新型盾构。1.0.4盾构法隧道工程施工期间,应对邻近建(构)筑物、地下管网、重要公路与铁路等进行监测,对重要的有特殊要求的建(构)筑物,应及时采取注浆、加固、支护等技术措施,保证邻近建(构)筑物、地下管网、重要公路与铁路等的安全。1.0.5本规范未规定的内容应按照国家现行相关标准执行。92
2术语本章给出了本规范有关章节引用的21条术语。因盾构及施工技术都是新技术,目前在术语上存在地区和习惯差异,通过本规范统一盾构法施工及验收的相关术语。本规范的术语主要参考《地下铁道设计规范》、《城市轨道交通岩土工程勘察规范》、《城市轨道交通工程测量规范》、《地下铁道工程施工及验收规范》、《地下铁道设计施工》等标准和资料,经编制组集中归纳和整理,编入本规范。本规范的术语是从盾构掘进隧道的施工及验收角度赋予其含义,同时还给出相应的推荐性英文术语,供参考。92
3基本规定3.0.1施工管理体系包括质量管理体系、环境管理体系、职业健康安全管理体系。对于施工现场管理,除应具有健全的质量管理体系外,还要求有相应的施工技术标准、施工质量控制和检验制度,以及施工人员和设备安全保障和环境保护措施;对具体的施工项目,要求有经审查批准的施工组织设计和施工技术方案,并能在施工过程中有效运行。施工组织设计和施工技术方案应按程序审批,对涉及隧道结构安全和人身安全的内容,应有明确的规定和相应的措施,确保施工人员安全。3.0.7盾构法隧道施工应建立信息管理体系,制定信息管理制度3.0.9相关单位应有质量验收记录和施工质量验收程序和组织。其中,检验层次为:生产班组的自检、交接检;施工单位质量检验部门的专业检查和评定,监理单位(建设单位)组织的验收。在施工过程中,各工序均应得到监理单位(建设单位)的检查认可,以避免质量缺陷累积造成更大损失。根据有关规定和工程合同的规定,对工程质量起重要作用或有争议的检验项目,应由各方参与见证检测,以确保施工过程中关键部位的质量得到控制。92
4施工准备4.1一般规定4.1.1盾构法隧道施工是一项综合性的施工技术,施工方法的确定关键在于全面掌握与工程有关的资料。在施工之前全面了解工程规模、要求、地质和环境条件,有利于正确采取经济合理的施工措施。4.1.2工程所使用的材料、半成品或成品都必须符合国家现行有关标准和设计要求,特别是地下工程防水的特殊性,防水密封条、注浆等材料在使用前应按规定进行抽检。4.1.3施工测量是保证隧道贯通的关键,监测是盾构施工过程的重要控制手段,监测结果可反馈指导现场施工,优化施工方案,进行信息化施工。4.2前期调查4.2.2~4.2.4为防止资料与实际工况条件不符,施工前应进行工程环境的调查和实地踏勘,为制订施工组织设计提供足够的依据,调查的主要内容有:1土地使用情况——根据报告和附图,实地踏勘调查各种建筑物的使用功能、结构形式、基础类型及其与隧道的相对位置等;2道路种类和路面交通情况;3工程用地情况——主要对施工场地及材料堆放场地、弃土场地、运输路线等做必要的调查;4施工用电和给排水设施条件;5有关环境保护的法律和法规;6地下障碍物及管线。4.3技术准备4.3.1采用盾构法隧道施工,施工过程中施工方法很难改变,因此,在施工前应依据工程特点、工程地质和水文地质条件、隧道结构、工程环境条件及环境保护等级、盾构类型与性能等编制施工组织设计,并经审批作为施工依据。4.3.2对盾构主控室操作人员、管片拼装操作人员、电气与机械保养维修人员等进行技术培训。4.3.3施工前,应建立工程测量控制系统和完成掘进前的联系测量工作,同时应根据施工组织设计和地面建(构)筑物保护专项方案等预先布设地面监测网点。4.4盾构选型与配置4.4.1第1款92
工程地质及水文地质条件包括:地层岩性及分布状况、地层软硬程度、地下水位、地层渗透性等,同时要特别注意:大粒径卵砾石地层、漂石、高灵敏度软土、松散沙层、软硬混合地层、地中障碍物、可燃及有害气体等;第2款隧道线路及结构设计条件包括:线路平纵断面(最小曲线半径、最大坡度)、建筑限界、隧道埋深、连续掘进长度、衬砌结构型式及分度参数等;第3款环境条件包括:工程周边的建筑(构)物状况、地下管线情况、道路交通状况、控制沉降要求。4.4.2盾构施工过程中应注重对环境的保护,防止施工过程中产生的废弃物等对环境产生污染。如盾构施工带来的有形污染物、噪声、水源污染等各个环节应综合考虑。对泥水盾构而言,泥浆处理不彻底,泥浆中的悬浮或半悬浮状态的细土颗粒不能完全分离出来,弃浆量大,会对周围环境造成影响。盾构施工段工程地质的复杂性主要反映在基础地质(主要是围岩岩性)和工程地质特性的多变方面。在一个盾构施工段或一个盾构合同标段中,某些部分的施工环境适合选用土压平衡盾构,但另一部分又很适合选用泥水盾构。盾构选型时应综合考虑,并对不同选择进行风险分析后择其优者。从保持工作面的稳定、控制地面沉降的角度来看,使用泥水盾构要比使用土压平衡盾构的效果好一些,特别是在江河湖等水体下、在密集的建筑物或构筑物下及上软下硬的地层中施工时。在这些特殊的施工环境中,施工过程的安全性将是盾构选型时的一项极其重要的选择。同时,采用泥水盾构还可以降低地质变化差异大造成的施工风险。盾构选型的主要方法包括:地层渗透系数法、地层颗粒级配法、地下水水头压力法。地层渗透系数法:当地层的渗透系数小于10-7m/s时,宜选用土压平衡盾构;当地层的渗透系数在10-7~10-4m/s时,既可以选用土压平衡盾构也可以选用泥水平衡盾构;当地层渗透系数大于10-4m/s时,宜选用泥水平衡盾构。对于渗水系数较大的地层,如果采用土压平衡式盾构施工,螺旋输送机“土塞效应”难以形成,螺旋输送机出渣会发生大量“喷涌”现象,这样对施工非常不利,同时土仓压力波动大,地面沉降很难控制。对于渗透系数较小的隧道,如果采用泥水平衡式盾构施工,主要制约因素是隧道渣土排放需要较长的管道,同时需要昂贵的泥水处理设备,在环境要求高的场合还必须采用渣土压滤设备,同时耗费大量的膨润土,工程造价较高。地层颗粒级配法:土压平衡盾构主要适用于粉土、粉质粘土、淤泥质粉土、粉砂层等地层的施工;砾石粗砂地层宜选用泥水平衡盾构施工;粗砂、细砂地层既可选用泥水平衡盾构,也可经土质改良后选土压平衡盾构;含漂石砂卵石地层宜选用土压平衡盾构。通常情况下,细颗粒含量多,渣土易形成不透水的流塑体,容易充满土仓,在土仓中建立压力,平衡开挖面的土体。粗颗粒含量高的渣土流塑性差,实现土压平衡困难。当岩土中的粉粒和粘粒的总量达到40%以上时,通常会选用土压平衡盾构,相反的情况选择泥水盾构比较合适。92
地下水水头压力法:当水压力大于0.3MPa时,宜选用泥水平衡盾构。此时,土压平衡盾构的螺旋输送机难以形成有效的土塞效应,在螺旋输送机排土闸门处易发生渣土喷涌现象,造成开挖面失压坍塌。为保证土仓压力稳定,则需加大螺旋输送机的长度或采用保压泵渣装置。4.4.5第1款泥水平衡盾构一般采用面板式刀盘。土压平衡盾构根据工程地质可选用面板式或辐条式刀盘。采用面板式刀盘时,由于渣土经刀盘面板的开口进入土仓,土仓内的土压力与开挖面的土压力之间产生压力降,其大小受面板开口的影响不易确定,从而使得开挖面的土压力不易控制。由于受面板开口率的影响,渣土进入土仓不顺畅、易粘结和易堵塞。面板式刀盘的优点是通过刀盘的开口可以限制进入土仓的卵石粒径,在风化岩及软硬不均地层或上软下硬地层掘进时,应采用面板式刀盘。辐条式刀盘渣土流动顺畅,不易粘结和堵塞;由于没有面板的阻挡,渣土从开挖面进入土仓时没有土压力的衰减,开挖面土压等于测量土压,因而能对土压进行有效的管理,能有效地控制地面沉降。因此幅条式刀盘对砂、土等单一软土地层的适应性比面板式刀盘较强。第2款盾构机刀盘支撑方式一般有中心支撑,中间支撑和周边支撑三种方式。采用何种方式,主要依据盾构机的直径和工程的地质条件。上述三种盾构机刀盘支撑方式中,前两种目前在盾构机中广泛应用,后一种使用尚不多。1)中心轴方式。刀盘由中心轴支承,滑动部位的密封短,扭矩损失小。由于构造简单、制造方便,这种方式常用于中小直径的盾构。缺点是机内空间除去驱动部件所占用之外所剩狭窄,难以处理大砾石。2)中间支承方式。它用多根横梁支承切削刀,常用于大中直径的盾构。用于小直径盾构时,横梁间隔变窄,土砂难于流动,必须充分研究防止横梁附近粘性土附着的问题。3)周边支承方式。切削刀用框架支持,机内中心部位的空间变宽,对处理大砾石及障碍物有利。但是,必须充分研究土舱内土砂容易同时旋转的问题,特别应注意防止切削刀周边的土砂附着问题和固结的问题。第3款刀盘开口应足够大,以保证渣土顺利进入土仓,并且不会造成大幅度的压力下降。在土仓隔板上装有土压传感器,对土仓压力进行测量。如果要求精确的开挖面压力控制,则不允许刀盘前后的土压发生较大的波动。对于土压平衡盾构机,单个开口的大小应与螺旋输送机能通过的最大粒径相适应。对于高黏附性土质,宜加大开口率,对于易坍塌性围岩,开口率需慎重选择。刀盘开口位置应尽量靠近刀盘中心,以防止渣土在刀盘的中心部位流动不畅而形成泥饼,同时,由于刀盘中心部位的线速度较低,黏土、粉土、膨润土等黏稠土体在中心部位的流动性较差,黏性土容易在中心部位沉积,因此应适当加大中心部位开口率。开口形状一般设计成楔形结构,使开口渐变大,以利于渣土向土仓内流动。第4款盾构机刀具的配置是盾构机刀具设计中是非常重要的内容,其配置是否适合应用工程的地质条件,直接影响盾构机的刀盘的使用寿命、切削效果、出土状况、掘进速度和施工效率。92
切刀和刮刀属切削类刀具,布置在刀盘开口的两侧,其切削原理是盾构机向前推进的同时,刀具随刀盘旋转对开挖面土体产生轴向剪切力和径向切削力,在刀盘的转动下,刀刃和刀头部分插入到地层内部,不断将开挖面前方土体切削下来。切削刀一般适用于砂、卵石、粘土等松散地层。撕裂刀也属于切削类刀具,盾构机穿越砂卵石地层,特别是大粒径砂卵石地层时,若采用滚刀型刀具,因土体屑松散体,在滚刀掘进挤压下会产生较大变形,大大降低滚刀的切削效果,有时甚至丧失切削破碎能力。将撕裂刀布置在刀盘前端面,专用于切削砂卵石。在复合地层掘进时,采用滚刀破岩。滚刀破岩的原理是依靠刀具滚动产生冲击压碎和剪切碾碎的作用达到破碎岩石的目的。滚刀的类型、数量、布置方式、位置、超前量根据岩层的强度和整体性、掘进距离、含砂量等特点确定。第6款在曲线半径小的情况下进行掘进时,为了保证盾构的调向,需要有较大的开挖直径,因此刀盘上应配置有扩挖装置。扩挖装置通常指超挖刀和仿形刀两种型式。1)超挖刀:超挖刀安装在刀盘的边缘,通过一个油缸来控制超挖刀的伸缩,盾构在转向掘进时,可操作油缸使超挖刀沿刀盘的径向伸出,在盾构刀盘外周全体超挖,伸出量不能控制,盾构转向容易但方向难以控制,对土体扰动大,造成较大的土体沉降。2)仿形刀:在超挖刀的基础上增加了位移检测及刀盘旋转角度检测装置,仿形刀能够根据需要将切削刀头突出刀盘外周一定长度,在刀盘外周局部范围内完成超挖,能够满足盾构转向的需要。4.5设施准备4.5.1第1款盾构法施工是一项综合性的施工工艺,要使盾构掘进施工顺利进行,必须配备各种辅助设施,各种辅助设施必须与盾构的特点及施工技术要求相适应。主要应具有以下辅助设施:1)材料堆放场和仓库;2)联络通信设施;3)施工通风设施;4)充电设备;5)浆液搅拌站及相应管路和运输设备;6)给排水设备;7)压缩空气设备;8)盾构出发与到达及调头设备与设施;9)渣土临时存放场。第2款浆液站的规模应满足施工需要,站内还须配有浆体质量测定的设备。泥水平衡盾构应设置相应的泥水分离和处理设备,选用的浆液和泥水分离处理效果应符合环保要求。第3款在确定水平运输和垂直运输方案及选择设备时,必须根据作业循环所需的运输量详细考虑,同时还应符合各种材料运输要求,所有的运输车辆、起重机械、吊具要按有关安全规程的规定定期进行检查、维修、保养与更换。92
4.6工作井4.6.1第1款根据地质条件与周边环境条件以及工作井的深度与断面大小,通常采用明挖法施工,其围护结构可选择钢板桩、连续墙法、各种钻孔桩等,也可采用沉井法施工工作井。采用盾构法施工时,一般需在盾构掘进的始端和终端设置工作井,按工作井的用途,分为盾构始发工作井和接收工作井,而在竣工后多被用作地铁车站、排水、通风等永久性结构。工作井一般设在隧道轴线上,用明挖法施工。本节内容主要是说明工作井施工后应满足盾构法施工的必要条件。第2款盾构始发工作井是用于组装、调试盾构,隧道施工期间作为管片、其他施工材料、设备、出碴的垂直运输及作业人员的出入通道。井的平面净尺寸必须满足上述各项的要求。一般情况下在盾构两侧各留1.5m作为盾构安装作业的空间。盾构的前后应留出洞口封门拆除、初期推进时出碴、管片运输和其他作业所需的空间,工作井的长度应大于盾构主机长度3.0m。第3款根据盾构的安装、拆除作业、洞口与隧道的接头处理作业等需要,确定洞口底至工作井底板顶面的最小高度。从理论上来说,井壁预留洞口大小略比盾构的外径大一些即可(盾构外径含外壳突出部分),但考虑到井壁洞口的施工误差、隧道设计轴线与洞口轴线间的夹角、密封装置的需要,需留出足够的余量。接收工作井的宽度应大于盾构直径1.5m,长度应大于盾构主机长度2.0m。4.6.2洞口段土体加固措施通常应符合下列要求:1加固方案可根据洞口附近隧道埋深、工程地质和水文地质条件、盾构类型、盾构外径、地面环境等条件确定,加固方法可选用注浆、旋喷桩、搅拌桩、玻璃纤维桩、SMW桩、冻结法、降水法或组合加固等;2当洞口处于砂性土或有承压水地层时,应采取降水、堵漏等防止涌水、涌砂措施;3必须对加固的钻孔位置进行复核,钻孔位置无地下管线后才能开钻。孔位允许偏差为±40mm,垂直度允许偏差为1%,并确保桩体相互搭接;4对于洞口段需要加固的土体,采用不同方法或组合加固后均须达到设计要求的强度,起到防塌、防水作用。此外,应对洞口段土体的加固效果作检查,加固体强度、抗渗指标必须经现场取样试验确定,并满足设计要求。如不能满足设计要求时,应分析原因并采取措施补强,以保证盾构始发和接收的安全。4.6.3地面出入式盾构法,是指盾构从地表始发,在浅覆土条件下掘进,最后在目标地点从地表到达。地面出入式盾构法技术省略了用于盾构始发与接收的工作井,代之浅埋导坑,具有环境影响小和建设工期短的显著优势.目前在国内应用较少,但应用前景广阔。92
5施工测量5.1一般规定5.1.3全线或部分采用盾构法施工都应了解施工地区坐标和高程系统和已有控制网布设的方法、层次、精度等情况,这样才能制定合理的盾构施工控制测量方案。5.1.4根据盾构法施工隧道的不同用途和贯通长度确定贯通限差。贯通限差与贯通测量中误差相比,更便于测量的直观体现。进行贯通设计时,贯通测量中误差取贯通测量限差的1/2。5.1.5始发和接收工作井所使用的地面近井控制点间进行直接联测,可以减少测量环节,提高测量精度,是保证隧道贯通必要措施。5.1.6贯通后隧道内控制网形成附合线路,应进行整体平差,才能作为贯通误差调整、隧道中线调整、竣工测量以及后续施工测量的依据。对于需要进行铺轨和设备安装的铁路、地铁隧道,利用工作井进入隧道施工时,可利用近井控制点进行两井定向。5.2地面控制测量5.2.1盾构法施工隧道地面平面和高程控制网是在线路工程整体控制网下加密的施工控制网;当布设成独立的专用平面和高程控制网时,应与线路工程整体控制网进行联测。根据隧道的用途,线路整体控制网应符合相应国家现行相关规范的要求,如地铁隧道的线路控制网应符合《城市轨道交通工程测量规范》GB50308的规定,铁路隧道应符合《铁路工程测量规范》TB10101J961的规定。5.2.2施工平面一等控制网应在已有的国家二等三角网或C级以上GNSS控制网下布设。二等控制网应在本规范一等控制网或国家D级以上GNSS控制网或国家三等三角网下布设。GNSS为全球导航卫星系统(GlobalNavigationSatelliteSystem)的英文缩写,它是泛指所有的卫星导航系统,如美国的GPS、俄罗斯的Glonass、欧洲的Galileo和我国的北斗卫星导航系统,以及相关的增强系统都属于全球导航卫星系统。高程控制网应在已有的国家二等水准网的基础上一次布设全面网。5.2.3表5.2.3-1~表5.2.3-3规定的技术要求主要是根据《城市轨道交通交通工程测量规范》,并结合不同隧道类型的实际工程条件确定的。上述技术要求是以贯通测量长度小于4km,平面贯通测量误差±50mm,高程贯通测量误差±25mm设计的;若依据的技术条件发生变化,则应重新制定技术要求。5.2.5跨水域水准测量可采用光学测微法、倾斜螺旋法、经纬仪倾角法、测距三角高程法和GPS测量法。当跨河视线长度小超过100m时,可采用一般方法进行水准观测。92
5.3联系测量5.3.2地面近井导线和近井高程路线采用附合路线形式可进行路线检核,提高测量精度。近井导线和高程测量技术要求与地面控制相同,同样为了提高近井点测量精度。5.3.3根据《城市轨道交通工程测量规范》GB50308规定,并结合各地盾构隧道的测量经验,当各次联系测量定向的地下起始边方位角较差小于12″时,可有效保证隧道的贯通。5.3.4联系三角形法和陀螺经纬仪与垂准仪(钢丝)组合法一般应用与单工作井开挖且井口较小的施工条件;施工现场有两个工作井口或工作井敞口较大时可采用两井定向法;平硐和斜井进洞或者工作井敞口较大时可采用导线直传法;采用投点定向法的隧道地面须具备钻孔条件。5.3.5、5.3.6联系三角形定向方法和陀螺仪与垂准仪(钢丝)组合定向法都是竖井定向测量的常用方法。对传统联系三角形定向精度可以按下式估算:(1)式中:M上——地上连接误差;M下——地下连接误差;θ——投向误差。根据《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》在地铁定向测量中限定的误差要求地上的连接误差一般为5″(2)地下的连接误差一般为7″(3)投向误差=±e/c*";当c为5m,e为0.5mm时,此时的中误差将达到20.6″。==22.3(4)因此,在上述总误差中,地上测量误差占5%,地下测量误差占10%。投向误差占85%。若欲提高定向精度,提高钢丝的投向误差是关键。为此,除满足上述联系三角形一般最有利的形状外,为减弱风流对悬吊钢丝的影响,沿隧道风流方向合理布设垂线位置可提高投向误差。另外除布设单一联系三角形外,也可采用布设组合联系三角形的办法,提高地下起始边的定向精度。陀螺仪与垂准仪联合定向方法的定向精度取决于陀螺仪本身的定向精度。陀螺仪与垂准仪联合定向采用双投点、双定向的作业方法,采用定向精度比较高的陀螺仪进行定向,一次定向中误差可以小于5"。现代的陀螺定向已经实现全自动定向,在定向精度、定向操作上都有了很大提高和改变,与传统定向测量相比精度高、速度快。该方法的特点是:陀螺仪定向以前的各个环节的方向测量误差不累计,垂准仪投点误差比较大,但其作为一个误差常量影响贯通误差。5.3.10导入高程测量以在工作井内悬吊钢尺进行高程传递测量为主要方法,每次观测要独立,要有检核条件和措施。5.3.11规定地下近井导线点和近井高程点数量的目的是使各类点间构成检核条件。92
5.4隧道内控制测量5.4.2规定隧道内控制测量起算点数量的目的是使地下具有足够的检核测量条件。5.4.3根据测量实践,盾构施工60m以后,隧道结构已经趋于稳定,在稳定处设置地下控制点。导线点的稳定情况,通过重复测量确定,一般不少于3次。导线点应采用强制对中装置,控制点可在隧道两侧交叉设置,在曲线隧道,特别是在连续同向曲线隧道,要注意旁折光的影响,而控制点间视线距隧道壁及隧道内设施大于0.5m可有效避免旁折光的影响。直接用于盾构施工测量的控制点,可设置在隧道两侧或顶、底板上便于观测的位置。5.4.4贯通长度较长的隧道(大于2km)内平面控制宜布设交叉双导线,双导线可形成结点导线网,可以提高洞内控制网的精度。5.4.5盾构掘进初期,根据施工现场条件一般先布设精度较低的施工导线和施工水准,当具备条件后及时选择部分施工导线和施工水准点组成施工控制导线。曲线半径较小时,施工控制可不受曲线要素点的限制,应选择较长的导线边。5.4.6施工控制导线点横向中误差是依据导线长度与贯通距离之比并乘以4/5计算的。施工控制导线最远点横向中误差通常不大于贯通中误差即满足要求,但是为提高施工控制导线点精度,并考虑下一级施工导线的误差,取4/5作为比例系数。5.4.8当隧道结构不稳定时,埋设的隧道内控制导线点和控制水准点易变动,故每次控制测量必须对施工控制点进行检测。5.4.10当贯通误差要求不变,隧道贯通距离大于本规范规定的长度时,应采取下列措施增强地下控制网强度,提高测量精度:1地下控制测量布设形式可以采用图形强度比较高的布网形式;2在地下导线测量中,加测一定数量的陀螺方位角,可以限制测角误差的积累,提高定向精度。同时,在某些受折光影响大的导线边上加测陀螺方位角,还可以消除和减弱系统误差对方位的影响;3从地面向地下钻孔,增加地上和地下联系测量次数。5.5掘进施工测量5.5.1、5.5.2始发与接收环节的测量工作是盾构施工质量的重要保障,洞门圈安装完成后应进行复测,并根据安装偏差指导盾构的始发与接收。5.5.3可根据盾构自身导向装置的精度,按照误差传播理论计算可能产生1/3贯通测量误差的距离,在此距离内应进行人工测量,以控制施工误差在允许范围内。5.5.4盾构上所设置的测量标志必须牢固、可靠;有条件时宜设置两套,便于检核和提高测量精度。5.5.5第1款设计数据的复核包括计算正确性和输入正确性的复核。5.5.7衬砌环测量可采用人工测量方法,衬砌环测量成果可作为施工监测的初始测量成果。92
5.6贯通测量5.6.1贯通测量误差反映了盾构施工控制测量的质量,其误差应满足隧道贯通测量限差的要求。5.6.3贯通误差分解至线路法线方向可直观反映出贯通结果与线路、限界的关系。5.7竣工测量5.7.1隧道贯通后进行贯道导线的附合路线测量,并重新平差后,可为断面测量、限界测量、铺轨测量和设备安装测量等提供较高精度的测量控制点。5.7.2竣工测量工作内容可根据设计要求选择,平面偏差、高程偏差是指相对于衬砌环设计轴线的偏差。5.7.3常用的竣工测量方法包括全站仪解析法和断面仪法。全站仪解析法可在一个测站进行多个断面的测量,测站迁移后应对上一站所测断面进行抽测。采用断面仪法时,应对每个断面的隧道中线点进行放样,并联测高程。随着新技术、新方法的应用,近景摄影测量和三维激光扫描法也应用于隧道竣工测量,其测量结果能更为全面、细致地反映隧道结构。采用近景摄影测量和三维激光扫描时,标靶点的测量中误差应为±10mm。5.7.4断面上的测点位置、数量应根据隧道结构形状、设备、行车条件等对断面的要求,由设计确定。92
6管片6.1一般规定6.1.1管片生产企业推行全过程质量控制是确保管片质量稳定并不断改进的最基本条件。此外,企业还应建立安全生产和绿色生产的相关制度,并配备相应的设施或设备。6.1.2管片生产有严格的生产工艺和技术要求,要有相应的技术人员对生产质量进行管理,对操作人员在上岗前必须进行培训,特殊工种要取得相应的证书才能上岗。6.1.3管片生产设备和设施,如混凝土搅拌、运输、振捣、养护等设备,应定期进行检定或测试,满足生产要求后方可使用。6.1.4编制施工组织设计或技术方案应对涉及结构安全和人身安全的内容做出明确的规定,其目的是在保证安全的前提下使管片生产有序、安排合理,采取各种预控措施以保证质量。6.2原材料要求6.2.2钢板的厚度、型钢的规格尺寸是影响承载力的主要因素,进场验收时应重点抽查钢板厚度和型钢规格尺寸。对水工隧道尤其是排污隧道应按设计要求采取防腐抗蚀措施。通常钢管片的防腐要求严格,故对防腐涂料、稀释剂和固化剂等材料提出要求。6.3钢筋混凝土管片模具6.3.1本条文是保证混凝土管片成型质量关键项目。其中,模具的稳定性更深层次的性能是指模具在设计周转次数内不变形,以满足对反复振捣、高温和温度重复变化等抗疲劳性能的要求。6.3.3第1~2款模具是保证管片质量的最重要的环节,其材质和制作精度要求高,在实际生产中,不仅要对模具进行实测实量,还应考虑荷载、振动等影响因素,必须进行管片试生产,并经水平拼装检测合格才能通过验收。第3~4款由于管片的检测以原始出厂数据为依据,且不同批次的管片因检测工具的不同会带来可能超过预期的偏差。因此,本条要求管片厂家在验收模具时,同时验收模具制造厂家配套提供的数据和工具。6.3.4本条文所列条件是可能发生的导致模具精度出现较大偏差的情况,但没有给出模具检验的项目和控制精度要求,强调以满足成品的质量要求为最终要求。6.3.5第2款合模和开模不当会对模具造成损害,影响模具精度,因此要严格按照使用说明书的规定顺序操作,并加强对模具的保护。第3款一般来说,模具厂家会在端模和长侧模的上部两端以及紧固螺丝的周边设有快速组装92
标记,快速拼装标记可以起到核验模具精度的作用。如果接缝漏浆,脱模后管片表面将出现疏松或蜂窝等缺陷,因此要确保接缝严密。第4款脱模剂过多或过少都不利于混凝土管片的脱模质量,因此应均匀薄层涂刷。钢筋骨架和预埋件与脱模剂解除会降低其与混凝土的握裹力,不利于结构安全。第5款各种预埋件和模具接触面的密封良好利于保证预埋质量。6.3.6管片出模强度可参考国家标准《预制混凝土衬砌管片》GB/T22082-2008第6.1.2条的有关规定。当采用吸盘脱模时,管片出模时的混凝土强度应不低于15MPa;当采用其它方式脱模时,应不低于20Mpa。6.4钢筋骨架6.4.1钢筋的品种、级别、规格和位置与管片结构受力性能相关,当需要变更时,必须要经设计复验并同意。6.4.2第2款钢筋弯弧时进料必须轻送,进入弯弧机时应保持平衡、匀速,防止平面翘曲;弯后的钢筋必须在靠模上校核,弧度不符合要求时必须重新进行弯制,合格后方可使用。第3款盘条供应的钢筋使用前需要调直。调直宜采用机械方法,也可采用冷拉方法,但应控制冷拉伸长率,以免影响钢筋的力学性能。采用机械方法时宜选用无延伸功能的机械设备。第5款为了减少钢筋加工中的浪费,经设计允许后方可在受力钢筋设置接头,且接头数量和位置应满足设计或有关标准要求。当采用对焊连接时,应按《钢筋焊接及验收规程》JGJ18对接头进行拉伸试验、弯曲试验及外观检查。机械连接的接头比对焊连接的接头有更好的力学性能和质量保证,应依据《钢筋机械连接技术规程》JGJ107对接头钢筋进行检验。但由于盾构管片的钢筋具有一定弧度,当采用机械连接时,可采用以下步骤:首先要根据钢筋丝扣的数量和丝距选用与之匹配的套筒,以避免连接后的钢筋发生扭曲、错位;然后对钢筋进行套丝、弯曲;之后再用套筒进行连接;最后应控制连接后钢筋的弧长在允许误差范围之内。6.4.3第2款为了防止焊接部位产生夹渣、气孔等缺陷,在焊接区域内,钢筋表面锈蚀、油污等必须清除。第3款在正式焊接之前,必须采用与生产相同条件进行焊接工艺试验,了解钢筋焊接性能,选择最佳焊接参数,每种牌号、每种规格钢筋至少做1组试件。当不合格时,应改进工艺,调整参数,直至合格为止。采用的焊接工艺参数应做好记录。第4款为了保证钢筋骨架整体结构性能,带接头的钢筋不能置于受力较大或可能出现应力集中的位置。6.4.4第1款钢筋骨架的起吊点宜在主筋和构造筋的交叉点,避免骨架钢筋错位。钢筋骨架就位时,应从模板上方垂直轻放且缓慢调整其位置,避免骨架撞击模具成型面,造成模具表面的坑坑洼洼影响管片成品的表观质量。第2款钢筋隐蔽工程的验收内容包括:1)纵向主筋的品种、规格、数量、位置等;92
2)箍筋、横向钢筋的品种、规格、数量、间距等;3)预埋件的规格、数量、位置等。4)钢筋的连接方式、接头位置、接头数量、接头面积百分率等。6.5混凝土6.5.1检验混凝土性能的试件成型方法、养护条件及试验方法应符合现行国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081和《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082的规定,混凝土的强度评定应符合现行国家标准《混凝土强度检验评定标准》GB/T50107的规定,混凝土耐久性能评定应符合现行行业标准《混凝土耐久性检验评定标准》JGJ/T193的规定。6.5.2应以经济、合理的原则进行混凝土配合比设计,并按普通混凝土拌合物性能试验方法等标准进行试验、试配,以满足混凝土强度、耐久性和工作性的要求,不得采用经验配合比。第1款低坍落度混凝土虽然有利于减少管片成品裂缝的出现,但如果欠振可能出现蜂窝、孔洞等外观质量缺陷。随着混凝土技术的发展和聚羧酸系高性能减水剂的使用,在保证混凝土粘聚性和保水性良好的情况下,坍落度可适当放大。第2款根据《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299中关于防水混凝土的规定,防水混凝土的水泥用量不得少于280kg/m3。本规范根据目前混凝土技术水平的发展现状提出,在管片混凝土的各项性能满足设计要求和施工性能的前提下,可适当减少水泥用量。第3款对混凝土中碱含量和氯离子含量加以限制是保证管片耐久性的有效措施。第4款管片用混凝土最常见的性能要求是强度等级和抗渗等级的力学性能。但是随着成型隧道功能以及所处环境的不同,也可能会对混凝土提出冻融性能的耐久性能以及长期性能的要求。第5款随着混凝土技术发展,自密实混凝土运用广泛,有技术实力的企业,可采用自密实混凝土,但要对自密实混凝土管片的耐久性进行测试,无不利影响时方可大面积应用。当采用纤维混凝土或自密实混凝土等,或需要进行预应力施工时(纤维混凝土管片、自密实混凝土管片和预应力混凝土管片在国外均有应用,在国内尚处于试验研究阶段),生产管片使用的混凝土还需要满足相关标准的要求。6.5.3第5款混凝土的初凝时间与水泥品种、凝结条件、掺用外加剂的品种和数量等因素有关,应由试验确定。当施工环境气温较高时,还应考虑气温对混凝土初凝时间的影响。规定混凝土应连续浇筑并在低层初凝之前将上一层浇筑完毕。当因停电等意外原因造成低层混凝土已初凝时,则应在继续浇筑混凝土之前,按照施工技术方案对混凝土接槎的要求进行处理,使新旧混凝土结合紧密,保证混凝土结构的整体性。6.5.4第1款采用固定台座生产时,可逐个下料也可采取两个模具交替下料的方法;采用流水线生产时,控制系统的参数可设为分层或分批下料的工艺进行浇筑。浇筑完后可用锤子轻敲模板的声音判断混凝土是否振捣密实。第3款92
施工经验表明:初凝前压面有利于减少混凝土表面的塑性裂缝。对于完成混凝土浇筑的外弧面,应强调压面密实。6.5.5第1款混凝土养护可采用蒸汽养护或自然养护,但无论哪种养护方式,覆盖保湿均可以起到减少表面裂缝的效果。第3款出模后的管片宜加强早期养护,且养护周期不宜少于14d。养护可采用水中养护、喷淋养护、涂刷养护剂及可以达到预期养护效果的方法;在条件允许时,优先采用水中养护。但对于采用潮湿养护特别是水中养护时,要避免管片内部温度与水温存在过大温差而导致混凝土开裂。6.5.6在北方冬期生产管片时,骨料中不得含有冰、冻块以及其他易冻裂物质。混凝土浇筑温度不宜低于10℃,浇筑后应及时覆盖,宜采用适当的措施进行保温和防护。当采用蒸汽养护时,还应避免因管片出模时余汽造成的吊运工况不良进而导致的安全问题。6.6钢筋混凝土管片6.6.1管片标记的作用是便于其质量的可追溯性,对于采用倒班作业的生产厂家,还应增加生产流水号码。6.6.2第1款管片的成品检验包括:局部承压、抗弯和检漏等任何以单个管片为试验对象进行的所有检验,所有成品的检验均按照设计要求进行。第2款混凝土除了强度和抗渗要求外,还可能有抗冻融或防腐蚀等性能方面的要求。第3款根据生产经验,中心注浆孔预埋件是管片拼装时的主要受力件。因此,必须对其进行抗拉拔试验。根据设计经验,抗拉拔力一般不低于管片自重的7倍。第4~5款给出了管片制作完成后应对构件外观质量和尺寸偏差进行的检查项目。其中,预埋部位指螺栓孔和注浆孔周边混凝土。6.7钢管片6.7.1第4款二氧化碳气体保护焊具有焊接变形小、质量好、效率高、操作性好等优点。6.8管片贮存与运输6.8.1场地不平整容易产生局部应力过大,从而导致管片变形或破坏。6.8.2管片码放高度需要结合存放场地的地基承载力和管片承压强度(钢筋混凝土管片还要考虑出模强度)验算后确定。管片应按型号分别码放,可采用内弧面向上或侧面立放的方式码放,每层管片之间应使用垫木分隔,且每层支撑点应在同一平面上,各层支垫物应在同一直线上,以避免局部受压过大造成损坏。当采取内弧面向上的方式码放且存放温度在0℃及以下时,钢筋混凝土管片的注浆管预埋件必须有防冻胀的措施。6.8.3管片翻转时应使用柔性材料保护,并避免柔性材料对管片表面造成污染或损伤。管片运输设备上应设有卡槽,并应在92
卡槽与管片以及管片之间均应垫入通长木方,每层支撑点应在同一平面上,各层支垫物应在同一直线上,并应用钢丝绳或夹具将管片与车体绑扎牢固,锁链接触部位的管片应采用柔性垫衬材料保护。6.9管片现场验收主控项目6.9.4一般缺陷可参照现行行业标准《预制混凝土衬砌管片生产工艺技术规程》JC/T2030的规定修补,但不得满搓或满刷水泥浆。92
7掘进施工7.1一般规定7.1.2盾构始发施工阶段是指从破除洞门、盾构初始掘进到盾构掘进、管片拼装、壁后注浆、渣土运输等全工序展开前的施工阶段;盾构接收施工阶段是指盾构刀盘距离到达洞门或贯通面一倍盾构主机长度内的掘进施工及盾构主机完全进入接收基座的施工阶段。7.1.3在盾构起始段50~200m进行试掘进(针对超大直径隧道的试掘进为200m),是为了掌握、摸索、了解验证盾构适应性能及施工规律。在此段施工中应根据控制地表变形及环保的要求,沿隧道轴线和与轴线垂直的横断面布设地表变形量测点,施工时跟踪量测地表的沉降、隆起变形;并分析调整盾构掘进推力、掘进速度、盾构正面土压力及壁后注浆量和压力等施工参数,从而为盾构后续掘进阶段取得优化的施工参数和施工操作经验。7.1.10监测土压力值、盾构掘进速度、纵坡、刀盘扭矩与转速、螺旋机扭矩与转速,进土速率以及盾构左右腰对称千斤顶伸出长度等是否在优化的施工参数范围内,发现异常情况应及时调整。7.1.11盾构的内径与管片外径有一定施工间隙,盾构纠偏只能在此范围内调整,过量纠偏会引起盾构壳体卡住管片而导致管片挤压损坏或增加新一环管片拼装的困难。根据施工经验,盾构纵坡和平面纠偏量最大值可分别按以下公式求得。1盾构纵坡最大纠偏量可按下式计算:i=(i盾-i衬)≤[i](5)式中:i――盾构与管片相对坡度;i盾――盾构掘进后实际纵坡;i衬――已成隧道管片纵坡;[i]――允许坡度差值。2盾构平面最大纠偏量可按下式计算:ΔL<S×tanα(6)式中:α――盾构与衬砌允许的水平夹角;S――两腰对称的千斤顶的中心距(mm);ΔL――两腰对称千斤顶伸出长度的允许差值(mm)要控制一次最大纠偏值在允许范围之内。纠偏可采用盾构铰接系统实施,纠偏量按盾构机设计要求。盾构滚转角纠偏一般不大于3°盾构纠偏要做到及时、连续、限量,过量纠偏会使盾构与隧道的轴线产生较大的夹角,影响盾尾密封效果;同时过量纠偏也会增加盾构对地层的扰动。7.1.12当盾构因故停止掘进时,应根据停止时间长短、开挖面地层、隧道埋深、地表变形等条件,对开挖面进行保压92
或加固,对盾尾与管片间的空隙进行嵌缝密封处理。可在盾构支承环环面与已拼装的管片环面间加设支撑,防止盾构后退。对于泥水平衡盾构还应关闭泥浆管阀门,保持压力以稳定开挖面。7.2盾构的组装、调试7.2.1第1款盾构组装方案应确定盾构始发和设备吊运方式,盾构始发包含盾构本体和后配套设备两部分,一般可分为整体始发和分体始发;设备吊运方式应针对盾构部件的分解形式确定。大件吊装作业必须由具有资质的专业队伍负责。第3款地基承载力不满足要求时,可对承载土体实施加固或加铺钢板等措施。7.2.2盾构组装时应注意下列内容:1结构件、动力线的连接螺栓需按紧固扭矩的要求拧紧;2连接销应安装到位,并紧固;3液压管线应保持清洁;4电线、电缆应连接牢固。7.2.4盾构是集机、电、液、控为一体的、复杂的大型设备,包含了多个不同功能系统,若在掘进中发生问题,处理十分困难且易导致地层坍塌。因此,在现场组装后,必须首先对各个系统进行空载调试,使其满足设计功能要求。然后必须进行整机联动调试,使盾构整机处于正常状态,以确保盾构始发掘进的顺利进行。调试通电前应检测核查高压电缆及变压器要求。低压送电应执行《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46的规定。7.3盾构现场验收7.3.1盾构验收项目还应按设计功能、参数、图纸和说明书的内容进行补充,如气压系统、测量导向系统等。第1款盾构壳体应符合下列规定:1)外径符合设计要求;2)长度符合设计要求;3)盾壳表面平整;4)在盾构掘进千斤顶活动范围内,盾尾内表面平整,无突出焊缝,盾尾椭圆度在允许的范围内。第2款切削刀盘应符合下列规定:1)连接用的高强度螺栓应按盾构制造厂家的设计要求配置,使用扭力扳手检查达到设计扭矩值,采用焊接形式时应符合设计要求;2)切削刀盘空载运行各档正向、反向各15min,各减速机及传运部分无异常响声;3)集中润滑系统应进行流量和压力测试,各润滑部件受油情况必须达到设计要求;4)刀具装配应牢固,不得出现松动,刀具硬质合金焊接可靠坚固,且不得有裂纹。第3款拼装机应符合下列规定:92
1)空载测试时,各部件的行程、回转角度、提升距离、平移距离、调节距离应符合设计要求,各系统的工作压力必须满足设计要求;2)负载测试时,拼装机作回转、平移、提升、调节等动作运行平稳,回转运动停止可靠,各滚轮、挡轮安装定位准确、安全可靠,各系统的工作压力正常。第4款螺旋输送机应符合下列规定:1)应在掘进过程中进行验收,驱动部分负载运转平稳,不应有卡死、异常响声,液压工作压力应小于设计值;2)手动调节比例阀时,螺旋输送机的转速应有相应变化;3)螺旋输送机伸缩油缸、前后仓门的相关传感器灵敏度应符合设计要求。第5款皮带运输机应满足下列要求:1)空载测试时,不得有皮带跑偏现象;2)负载测试时,运转平稳,无振动和异常响声;全部托辊和滚筒均运转灵活。第6款泥水输送系统各泵的压力、流量应符合设计要求,电气系统操作灵敏、可靠、安全。第7款泥水处理系统应符合下列规定:1)根据地质情况设计泥水处理系统;处理能力必须满足盾构掘进要求;2)泥水处理系统的分离效果应做到环保节能。第8款同步注浆系统应符合下列规定:1)搅拌机安装完毕;2)系统管路布置合理。第9款集中润滑系统应符合下列规定:1)系统管路布置合理;2)各润滑部位无油脂溢出;3)各循环开关动作次数达到设计值。第10款液压系统应符合下列规定:1)系统管路配管布置合理;2)系统的泵组工作声音正常,无异常振动;3)各系统的调定压力符合设计要求;4)各系统空载压力正常;5)所有系统工作的泄油压力正常;6)各传感器、压力开关、压力表等工作正常;7)对系统经耐压试验,无泄漏;8)系统处于工作状态时,油箱温度正常。第11款铰接装置应符合下列规定:1)铰接液压缸配管线路、阀组等布置合理,状态良好;2)铰接液压缸的伸缩动作状况、动作控制和油缸行程良好;3)铰接液压缸工作压力符合设计要求;92
4)密封装置集中润滑工作正常,密封圈充满油脂。第12款电气系统应符合下列规定:1通电前验收项目:1)电器型号、规格符合设计要求;2)高、低压箱柜等符合要求;3)电器安装牢固、平正;4)电器接地符合设计要求;5)电器和电缆绝缘电阻符合安全标准。2通电后验收项目:1)操作动作宜灵活、可靠;2)电磁器件无异常噪音;3)线圈及接线端子温度不超过规定值。第13款渣土改良系统应符合下列规定:1)泡沫泵性能符合设计要求,运转状况正常;2)积压式输送泵能力符合设计要求,管路布置连接正确。第14款盾尾密封系统应符合下列规定:1)密封刷的安装质量符合要求;2)密封油脂注入泵性能符合设计要求,运转状况正常。7.3.3盾构验收应在试掘进后进行。根据盾构实际运转状况、掘进状况对照约定的验收考核内容及指标,由盾构设计、制造和使用方共同进行评估,达到设计制造和约定的技术要求后签认验收文件,履行验收手续,完成盾构验收。7.4盾构始发7.4.1土体加固质量检查主要内容包括土体加固范围、加固体的止水效果和强度,土体强度和止水效果应达到设计要求,防止地层发生坍塌或涌水。加固范围应考虑始发洞门封堵安全。7.4.2、7.4.3对盾构姿态作检查,采取措施使其稳定和负环管片定位正确的规定,都是为了确保盾构始发进入地层沿设计的轴线掘进。管片环面控制应根据隧道轴线线型和管片形式综合分析确定。当盾构进入软土时,应考虑到盾构可能下沉,水平标高可按预计下沉量抬高。7.4.4当工作井内场地受限时,始发施工可选择分体始发方式,将盾构后配套设备放置地面,通过接长管线来使盾构掘进,此阶段尚不能形成正常的施工掘进、管片拼装、壁后注浆、出土运输等。因此,应随盾构掘进适时延长并保护好管线、适时跟进后配套设备,并尽快形成正常掘进全工序施工作业流程。7.4.5盾构始发进入起始段施工,一般为50~200m。92
起始段是掌握、摸索、了解验证盾构适应性能及施工规律的过程。在此段施工中应根据控制地表变形和环保要求,沿隧道轴线和与轴线垂直的横断面,布设地表变形量测点,施工时跟踪量测地表的沉降、隆起变形;并分析调整盾构掘进推力、掘进速度、盾构正面土压力及壁后注浆量和压力等掘进参数,从而为盾构后续掘进阶段取得优化的施工参数和施工操作经验。7.5土压平衡盾构掘进7.5.1可从盾构掘进两环以上的状态测量资料分析出盾构掘进趋势,并通过地表变形量测数据判定预设的土仓压力的准确程度,从而调整施工参数,制定出当班的盾构掘进指令。盾构掘进指令一般包括以下内容:每环掘进时的盾构姿态纠偏值、注浆压力与每环的注浆量、管片类型、最大掘进速度和油缸行程差、最大扭矩、螺旋输送机的最大转速等。7.5.3适当地保持土仓压力的目的是控制地表变形和确保开挖面的稳定。如果土仓压力不足,可能发生开挖面漏水或坍塌;如果压力过大,会引起刀盘扭矩或推力的增大而导致掘进速度下降或开挖面隆起。土仓压力是利用开挖下来的渣土充满土仓来建立的,通过使开挖的渣土量与排出的渣土量相平衡的方法来保持。因此,应根据盾构掘进中所产生的地表变形,刀盘扭矩、推力和掘进速度等的变化及时调整土仓压力。应根据土仓压力的变化及时观测并适当地控制螺旋输送机的转速。7.5.5根据盾构穿过的地层条件,可有选择地向土仓内适当注入泥浆或水、泡沫剂、聚合物等,以改良仓内土质,使其保持一定程度的塑性流动状态。建立土仓内平衡土压力,保持开挖面的稳定,同时易于排土。7.6泥水平衡盾构掘进7.6.2泥浆管理主要包括泥浆制作、泥浆性能检测,送排泥浆压力、排碴量的计算与控制,泥浆分离等。泥浆性能包括物理稳定性、化学稳定性、相对密度、黏度、含砂率、PH值等。为了控制泥浆特性,特别是在选定配合比和新浆调制期间,应对上列泥浆性能进行测试。在盾构掘进中,泥浆检测的主要项目是相对密度、黏度和含砂率。根据地层条件的变化以及泥水分离效果,需要对循环泥浆质量进行调整,使其保持在最佳状态。调整方法主要采用向泥水中添加分散剂、增黏剂、黏土颗粒等添加剂进行调整,必要时须舍弃劣质泥浆,制作新浆。7.6.3泥水平衡盾构掘进施工的特征是循环泥浆,用泥浆维持开挖面的稳定,又将开挖渣土作为泥浆用管道输送出地面。要根据开挖面地层条件,地下水状态、隧道埋深条件等对排土量、泥浆质量、送排泥流量、排泥流速进行设定和管理。1泥浆压力的设定与管理:应根据开挖面地层条件与土水压力合理地设定泥浆压力。如果泥浆压力不足,可能发生开挖面的坍塌;泥浆压力过大,又可能出现泥浆喷涌。保持泥浆压力在设定的范围内,一般压力波动允许范围为±0.02MPa;2排土量的设定与管理:为了保持开挖面稳定和顺利地进行掘进开挖,排土量的设定原则是使排土与开挖的土量相平衡。排土量可用在盾构上配备的流量计和比重计进行检测,通过采集数据进行计算,泥水平衡主要是流量平衡和质量平衡。排土量可按以下公式估算:理论掘削量=π/4×D2×掘进行程(7)92
实际掘削量=排泥量-送泥量(8)干碴量=排泥流量×排泥泥浆相对密度-送泥流量×送泥泥浆相对密度(9)通过计算求出偏差,以检查开挖面状态,也可据此推断开挖面的地层变化。7.7复合盾构掘进7.7.1复合盾构分为复合土压盾构和复合泥水盾构。复合土压盾构的主要特点是具有一机三模式和复合刀盘,即:一台盾构可以分别采用土压平衡或敞开式或半敞开式(局部气压)三种掘进模式掘进;刀盘既可以单独安装掘进硬岩的滚刀或掘进软土的齿刀,也可以两种掘进刀具混装,因此,复合盾构既能够适用于较高强度(抗压强度不超过80Mpa)的岩石地层和软流塑地层施工,也能适用于软硬不均匀地层的施工,并能根据地层条件及周边环境条件需要采用适当的掘进模式掘进,确保开挖面地层稳定,控制地表沉降,保护建(构)筑物。在盾构穿过地层为软硬不均匀且复杂变化的复合地层时,应根据地层软硬情况、地下水状况、地表沉降控制要求等选择合适的掘进模式。当地层软弱、地下水丰富、且地表沉降要求高时,应采用土压平衡模式掘进;当地层较硬且稳定可采用敞开模式掘进;当地层软硬不均匀时,则可采用半敞开模式或土压平衡模式掘进。复合泥水盾构其主要特点是在泥水平衡盾构基础上配备复合刀盘和破碎机,复合刀盘作用与复合土压盾构相同,破碎机起到辅助粉碎渣土的作用。7.7.2当复合盾构采用土压平衡模式掘进时,其掘进技术要求、操作方法及掘进管理等与土压平衡盾构相同。7.7.3复合盾构的土压平衡、敞开式和半敞开式三种掘进模式在掘进中可以相互转换,在掘进模式转换过程中,特别是土压平衡和敞开模式相互转换时,采用半敞开模式来逐步过渡并在地层条件较好、稳定性较高的地层中完成掘进模式转换,有利于防止在掘进模式转换中发生涌水、地层过大沉降或坍塌,确保施工安全。7.7.4不同的刀具其破岩(土)机理不同,相同的刀具对不同地层掘进效果差异大。因此,在掘进前,应针对盾构掘进通过的地层在隧道纵向和横断面的分布情况来确定具体的掘进刀具的组合布置方式和更换刀具的计划。如:对于全断面为岩石地层应采用盘形滚刀破岩;全断面软土(岩)应采用齿刀掘进;断面内为岩、土且软硬混合地层则应采用滚刀和齿刀混合布置。地层的软硬不均匀会对刀具产生非正常的磨损(如弦磨、偏磨等)甚至损坏。因此,在软硬不均复杂地层的盾构掘进中,应通过对盾构掘进速度、刀具贯入度、参数和排出渣土等的变化状况的观察分析或采取进仓观测等方法加强对刀具磨损的检测,据此及时调整或恰当实施换刀计划,以较少的刀具消耗实现较高的掘进效率。7.7.592
因岩石地层以及岩、土混合地层含泥量小,开挖下来的渣土流塑性差,形成对开挖面支撑和止水作用的平衡压力效果差,并且地层和渣土对刀盘、刀具和螺旋出土机构的磨损大,因此盾构掘进中应采取渣土改良措施,向刀盘前、土仓内和螺旋输送机内注入添加剂,如:泡沫剂、膨润土浆、聚合物等,以改善渣土的流塑性,稳定工作面和防止喷涌,并降低对刀盘、刀具和螺旋出土机构的磨损。7.8盾构姿态控制7.8.1~7.8.4当地铁隧道平面曲线半径小于等于350m、其他隧道小于等于40D(D为盾构外径)的曲线,盾构机应配备自动测量系统和铰接系统,宜配备超挖刀系统。盾构掘进施工中,应经常测量和复核隧道轴线、管片状态及盾构姿态,发现偏差应及时纠正。应采用调整盾构姿态的方法来纠偏,纠正横向偏差和竖向偏差时,采取分区控制盾构掘进千斤顶的方法进行纠偏;纠正滚动偏差时采用改变刀盘旋转方向、施加反向旋转力矩的方法进行纠偏;曲线段纠偏时可采取使用盾构超挖刀适当超挖增大建筑间隙的办法来纠偏。当偏差过大时,应在较长距离内分次限量逐步纠偏。纠偏时应防止损坏已拼装的管片和防止盾尾漏浆。控制盾构姿态主要是为实现对管片拼装允许偏差的控制要求,但考虑盾构姿态的动态调整,其控制指标可参考本规范第17.0.4条的规定。7.9开仓作业7.9.1~7.9.3地层条件发生变化和长距离掘进时,为保证盾构施工安全,需要开仓作业,进行设备检查、维修或更换。开仓作业顺序一般为先除去土仓中的泥水、渣土,必要时支护正面土体和处理地下水,然后人员进入仓内,进行设备检查。刀具更换时,需清除刀头上粘附的砂土,设置脚手架,确认需更换的刀头,运入工具、刀具、器材,再进行拆卸、更换。由于开仓作业复杂而且时间比较长,容易造成盾构整体下沉、地层变形、地表沉降、损坏地表和地下建(构)筑物等。因此,应采取地层加固措施,保持开挖面稳定。开仓作业在选择地层较稳定地段时,应重视地下水的不利影响,并采取措施加以控制。7.9.5当压力大于0.36MPa时,带压开仓作业时间可参考《空气潜水减压技术要求》GB/T12521。7.9.6记录内容主要包括仓内情况、设备状况、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。7.10盾构接收7.10.2为了达到隧道贯通误差的要求和使盾构准确进入工作井已设置的洞门位置,在盾构到达前100m,对盾构轴线进行复测与调整。7.10.3为防止由于盾构推力过大以及盾构切口正面土体挤压而损坏工作井洞口门结构,当切口离洞门10m起应保证出土量,切口离洞门结构30~50cm时盾构应停止掘进,并使切口正面土压力降到最低值,以确保洞门破除施工安全。7.11调头、过站和空推7.11.192
盾构调头和过站可选择方案较多,可根据竖井尺寸、盾构直径、重量及移动距离等决定。由于盾构重量大、体积大,起吊、移动调头工作时间长,因此必须预先编制安全、可靠的调头和过站技术方案。当盾构在工作井内调头时,可采用临时转向台调头;小直径且重量轻的盾构,可用起重机直接起吊调头。当盾构在井下通过车站移动至另一个区间掘进施工时,其移动距离较大,可采用移车台、或在预设轨道上使用顶推、牵引等方法调头。7.11.4盾构空推时无周边围压,管片易变形、接缝易渗漏,应采取管片壁后注浆、管片纵向拉紧等措施。但注浆时应避免浆液窜至刀盘前方。当盾构刀盘重新切削岩土时,应控制盾构滚转角。7.12盾构解体7.12.1盾构解体可参考本规范第7.2节规定执行。8特殊地段施工8.1一般规定8.1.1第9款92
盾构穿越淤泥质土层时可能会遇到有害气体,主要成分为为甲烷(CH4),其次为CO、H2S、NO2及SO2等。有害气体浓度过高会导致隧道内施工人员窒息伤亡,当甲烷浓度在5.3%~15%时遇火可能引起爆炸。8.1.2盾构在特殊地段施工与在一般地段施工不同,其掘进施工难度大、控制沉降要求严、安全风险高,如对穿过建(构)筑物施工时必须严格控制地表沉降保证建(构)筑物的安全;遇到地下障碍物盾构可能无法掘进;穿过江河时,若措施不当可能引起突水或灾难性后果。因此,盾构在特殊地段的施工技术及管理应遵守的规定比一般地段的施工要求更严格,必须制定并落实更详细的针对性计划和措施。8.2特殊地段施工措施8.2.1由于覆土荷载减小,使开挖面压力允许范围缩小,在盾构掘进中,应严格控制开挖面压力,应特别注意使用的泥浆或添加剂的性能,尽量减小对地表的影响。在浅覆土层地段,由于盾尾空隙会立即影响到地面或地下建(构)筑物,因此应对壁后注浆进行严格管理以控制地层变形。穿越水域浅覆土层施工,应采取保持开挖面稳定、防止泥浆或添加剂泄漏、喷出等措施。同时,还应采取防止隧道上浮和变形的相应措施。8.2.2第2款使用超挖刀进行开挖时,超挖越大,小半径盾构掘进越容易,但是会引起隧道变形过大,应采用相关措施控制超挖量。第3款壁后注浆时应根据超挖量,适当增加浆液注入量。8.2.3第2款由于盾构前部较重,自重向前方倾斜,因此盾构在上坡掘进时,需要加大下半部范围盾构千斤顶的推进能力。8.2.5第2款如果调整盾构掘进参数和注浆参数不能满足对地面建(构)筑物的保护要求时,可对建(构)筑物的基础或结构进行加固或托换。8.2.6第1款小净距隧道施工的相互影响,一般应考虑下列四种影响:1)后续盾构的推进对先行隧道的挤压和松动效应;2)后续盾构的盾尾通过对先行隧道的松动效应;3)后续盾构的壁后注浆对先行隧道的挤压效应;4)先行盾构引起的地层松弛而造成或引起后续盾构的偏移等。伴随以上效应会发生管片变形、接头螺栓变形、断裂、漏水、地表下沉等现象。因此要采取相应措施,如加强变形监测等。第4款盾构紧邻既有隧道施工时,当采取土体加固、洞内钢支撑等措施仍不能满足既有隧道变形控制要求时,可先施作暗挖隧道,然后盾构切削暗挖隧道的二衬素混凝土通过。8.2.7第1款江河等水域地段地层情况复杂,必须进行详细地质和水文地质调查,还应考虑地质钻孔的位置与对施工的影响;第5款92
通常河床下水量大、水压高且地质条件复杂,在水底地段更换刀具时,为防止涌水、坍塌,通常需要带压进仓更换刀具,其作业难度大、危险性高。因此在盾构长距离穿越江河掘进施工时,盾构应采用高可靠性的耐磨刀具和盾尾密封,尽量减少换刀和更换盾尾密封的次数和数量;施工中应根据地质条件、隧道长度、采用的掘进刀具、掘进参数以及盾构掘进状况等预测刀具的磨损和盾尾密封的磨损情况,预先制定水底地段更换刀具和盾尾密封的计划和专项方案及防止涌水、坍塌的预案,做好包括换刀设备、设施、料具及应急抢险等在内的各项准备,并严格实施。8.2.8第3款对上软下硬等复合地层,应合理设置换刀点,并做好预加固处理,以适应前方地层的掘进。第7款应先探明孤石的大小、强度及分布等情况,并根据现场条件制订合理的处理方法,优先采用地面预处理,不具备条件的采取洞内处理。对于长距离孤石地层盾构掘进,应提前布局换刀点并做好预加固处理,避免刀具严重损伤造成被迫停机。采用地表钻孔爆破排除孤石应根据孤石大小、刀盘开口尺寸、螺旋输送机出碴能力等制订爆破方案。孤石洞内处理必须先对影响范围内的地层进行加固,达到加固要求后才能开仓作业。第8款应先探明岩溶、洞穴的发育情况,包括大小、形状及分布等,在盾构掘进前进行注浆处理,可采用抽芯钻孔和标贯钻孔检查注浆质量和岩溶、洞穴的充盈程度。盾构掘进中,加强出土量或泥浆量、同步注浆压力等参数的监控,发现异常时应停止掘进。8.2.9第2款有害气体主要通过螺旋输送机、刀盘与盾壳接缝、盾尾间隙、管片接缝等处渗入隧道。施工中应加强通风,通过稀释和排放,防止有害气体聚集、局部循环。特殊情况下,可以在掌子面钻孔或地表设置排气孔等,对有害气体进行提前抽排,以确保施工安全。第3款应配置必要的检测或监测设备,对有害气体进行监测、预警,必要时撤离作业人员。9管片拼装9.1一般规定9.1.1管片进场后,由施工单位全数检查,监理单位抽查。施工单位检查验收后,填写验收记录,报监理验收。9.1.2场内管片吊运下井前,应在地面对其防水密封材料及粘贴效果进行验收。由施工单位全数检查,监理单位抽查。施工单位检查验收后,填写验收记录,报监理验收。9.1.3管片选型和拼装位置确定是管片拼装过程中的关键技术环节,管片姿态控制和成型管片轴线偏差控制是管片拼装质量控制的重要部位。应根据隧道设计轴线,结合测量导向系统实时数据或人工测量结果,计算轴线偏差,并确定掘进方向偏差,兼顾盾尾间隙量,选择管片类型、楔形量和拼装点位。92
9.2拼装前的准备9.2.1管片在地面上按拼装顺序排列堆放,并粘贴好管片接缝防水密封条,应备齐管片接缝的连接件和配件、防水垫圈等,并随第一块管片运送至拼装工作面。9.2.2拼装区容易积存泥水、杂物,影响管片拼装质量,易引起错台、拼缝不紧密、管片姿态偏差、环缝防水密封垫损坏、拼缝漏水等质量问题。9.3拼装作业9.3.1拼装过程中按各块管片位置,应缩回相应位置的千斤顶,形成管片拼装空间使管片就位,然后千斤顶复位伸出,挤紧就位管片完成本块管片拼装。盾构司机在反复伸缩千斤顶时,必须保持盾构不后退、不变坡、不变向。9.3.2管片拼装应按照拼装位置和拼装顺序,分组有序地回缩单块拼装位置的千斤顶,并及时复位。拼装过程应保证盾构机不回退,盾构姿态不发生变化。9.3.3按现阶段管片螺栓设计作用,螺栓紧固为管片螺栓连接质量控制要点,故及时进行复紧,减少初紧中存在的扭紧不足现象。9.3.5管片衬砌椭圆度测量,可以反映衬砌结构收敛变形特征。椭圆度抽查,每环选取拱顶(0°)、拱底(180°)和两拱腰(90°、270°)位置共4个点位,进行横径和竖径的测量。椭圆度应分两个阶段进行测量,第一阶段为管片拼装成环尚未脱出盾尾,即无外荷载作用时;第二阶段为管片脱出盾尾承受外荷作用时。两阶段椭圆度测量应在通视条件下进行。椭圆度抽查频次各地宜结合地域特征考虑确定。9.3.6近年来,广州、深圳以及其他城市的盾构隧道工程中,因岩石强度过高等特殊情况或施工需要,而采取先矿山法开挖隧道,施做初支结构,再采用盾构空载推进、拼装管片穿越通过,形成隧道衬砌结构。另外,工程中频繁涉及盾构穿越已开挖施做完成的工作井后继续施工的案例,也采用空载推进拼装管片的方法,特作此规定。在空推施工中,应符合下列规定:1根据已建结构断面尺寸、隧道线型等条件,合理设计施做底部导台。导台可选用素混凝土、钢筋混凝土、钢结构等结构型式,并在导台基面预埋安装导向轨。导台结构的承载力应满足盾构空推施工要求,防止盾构穿越时导台发生变形,对管片结构质量和轴线控制产生影响。2导台内轮廓线形、结构尺寸、导轨位置等要素设计应满足盾构机顺利通过的技术条件,并保证管片拼装就位后,成型隧道的轴线偏差符合设计要求。3隧道内空推施工时,管片壁后填充材料和工艺应满足设计要求,达到填充密实、固结及时、强度满足、防水有效的要求,以保证管片结构稳定,受力均匀,成型质量满足验收要求。防止产生管片变形、错台、偏位、渗漏水等质量问题。4盾构空推前进时,应采取必要措施,提供充足的顶推反力,以保证管片拼装质量和管片防水效果。92
5工作井内空推施工后,拼装完成的管片结构为隧道永久结构时,工作井回填质量以及隧道与竖井结合部防水质量应满足设计要求。9.3.7富水地层盾构掘进时,管片整体上浮或偏位,错台甚至开裂现象较明显,施工中应采取措施,保证成型隧道结构稳定,并应符合下列规定:1盾构掘进时,应采取必要的堵水或排水措施,减小地层水压力对管片稳定性的影响,以及地下水量对壁后浆液的稀释和冲蚀作用;2管片壁后注浆应选择凝结速度快、后期强度高、遇水不易稀释离析的浆液材料和工艺方法;3应根据地层条件和监控量测结果,及时进行管片壁后补充注浆。92
10壁后注浆10.1一般规定10.1.1壁后注浆分为同步注浆、即时注浆和二次注浆。同步注浆和即时注浆应与盾构掘进同步进行,二次注浆应根据工程需要进行。同步注浆是在盾构掘进的同时通过安装在盾构壳体外侧的注浆管和管片的注浆孔进行壁后注浆的方法;即时注浆是在掘进后迅速进行壁后注浆的方法;二次注浆是对壁后注浆的补充,其目的是填充注浆后的未填充部分,补充注浆材料收缩体积减小部分,处理渗漏水和处理由于隧道变形引起的管片、注浆材料、地层之间产生剥离状态进行填充注浆使其形成整体,提高止水效果等。注浆方法、工艺和单、双液材料等应根据地层性质、地面荷载、允许变形速率和变形值、盾构掘进参数等进行合理选定。惰性浆液一般不宜用于对环境地表沉降和隧道变形有严格要求的工程。10.1.3应根据地质条件、水土压力、上覆土厚度、注浆压力分布等严格控制壁后注浆压力、注浆量,选择合适的注浆材料,避免注浆量和注浆压力选择不当引起地层劈裂、地层变形、隧道上浮等事故,以及注浆材料对环境的污染。10.2注浆参数的选择10.2.1注浆量和注浆压力是同步注浆的两个重要的控制参数,注浆过程中应密切关注注浆量和注浆压力的变化。10.2.2注浆压力应根据计算确定。注浆出口压力应稍大于注浆出口处的静止水土压力,注浆压力一般大于出口压力0.1~0.3Mpa。注浆压力不应过大而导致出现浆液溢出地面或造成地表隆起,也不应过小而降低注浆作用。10.2.3同步或即时注浆的注浆量宜按下式计算:Q=λ×π(D2-d2)L/4(10)式中:Q——注浆量(m3);λ——充填系数,根据地质情况,施工情况和环境要求确定;D——盾构切削外径(m);d——预制管片外径(m);L——每次充填长度(m);在施工中注浆量根据注浆效果应作调整,注浆量与盾构掘进时扰动土层范围有关系,扰动范围是变量,一般情况下充填系数取1.30~1.80;在裂隙比较发育或地下水量大的岩层地段,充填系数一般取1.50~2.50。92
10.3注浆前的准备10.3.2注浆原材料的选用应按地质条件及环保要求并经试验合理选定,一般要求如下:1注浆作业全过程浆液不易产生离析;2具有较好的流动性,易于注浆施工;3压注后浆液固化收缩率小;4有较好的不透水性能;5压注后强度能很快超过土层;6使用前必须进行材料试验,符合要求后方可正式用于工程。10.3.3根据注浆工艺合理选择注浆设备。注浆设备应包括:注浆泵、软管、管接头、阀门控制系统等。选用的设备应保证浆液流动畅通,接点连接牢固,防止漏浆。拌浆设备宜采用强制式搅拌机,其容量要与施工用浆量相适应。拌浆站必须配有浆液质量测定的稠度仪,随时测定浆液流动性能。10.4注浆作业10.4.2同步注浆、即时注浆和二次注浆过程应连续进行,防止浆液凝结,堵塞管路。壁孔注浆宜从隧道两腰开始,注完底部再注顶部,当有条件时也可多点同时进行。注浆后应将壁孔封闭。10.4.3注浆时应观测与控制注浆压力、注浆量,防止泄漏,并做好记录。当同步注浆作业发生故障时,应立即停止盾构掘进,及时排除故障。注浆参数出现急剧变化时,应停止注浆,待查明原因采取措施后继续注浆。10.4.4注浆结束后应在一定压力下关闭浆液分配系统,同时打开回路管,停止注浆。注浆管路内压力降至零后拆下管路进行清洗。92
11隧道防水11.1一般规定11.1.1隧道主要渗、漏水通道是管片和管片环接缝。管片接缝防水一般采用防水密封条(止水带),通过螺栓和拼装管片成环后盾构千斤顶反力(压力、顶力)挤压密贴达到防水目的。管片拼装成环后,应检查接缝是否密贴和有无渗水,并采取再次紧固螺栓方法处理。对于严重渗漏处可采用二次补强注浆的方法处理。对壁后注浆孔一般采用有密封垫圈的注浆孔塞防水。对隧道沉降缝等特殊部位的防水应按设计要求进行。11.2接缝防水11.3.3嵌缝作业时间应根据施工方法、隧道稳定性、隧道挖进等并按现场测试资料等确定,且应在无明显渗水后进行。嵌填防水材料时,应先刷涂基层处理剂,嵌塞应表面平整,密实、连续、饱满、牢固。12施工安全与环境保护12.0.7~12.0.10条文相关数据是根据现行行业标准《铁路隧道工程施工安全技术规程》TB10304规定和实际施工经验确定。12.0.11盾构隧道施工产生的废渣、废水应分类定点存放,及时清理清运。1施工现场渣土池应布设合理,采取必要的覆盖措施,防止扬尘扬土;2施工现场应布设合理的排水设施和污水处理设施,对含有化学污染物的废水、废液,应采密闭容器收集处理。12.0.12盾构隧道施工应采取针对性措施加强现场环境保护:1施工现场噪音排放应符合现行国家标准《建筑施工场界环境噪声排放标准》GB12523的规定,振动控制应符合现行国家标准《城市区域环境振动标准》GB10070的规定;2施工中应选择噪声、振动较小的施工方法及机械,必要时设置隔声设施或防振装置,特殊情况下可安装防音罩、消声装置等对机械进行防音处理;3施工污水应进行沉淀过滤处理,符合现行国家标准《污水综合排放标准》GB8978的规定后排入污水管网;4降水施工时应对影响范围内的建(构)筑屋进行监测,防止地下水位下降造成建筑物不均匀沉降、地表下沉等。92
13盾构保养与维修13.0.2盾构制造企业提供的技术文件通常包括产品图纸、系统原理图、产品使用说明书和产品保养手册等。盾构保养包括日常保养和定期保养。日常保养在每施工班组作业前后及设备运转时进行。日常保养的内容是“检查、调整、紧固、润滑、清洁”,并对检查中发现的问题及时处置。专业人员对盾构运转状况进行外观目测和仪表数据观测,采用视、听、触、嗅等手段,检查盾构及后配套设备的运转情况,观测主控室的运转参数,检查机件的异响、异味、发热、裂纹、锈蚀、损伤、松动、油液色泽、油管滴漏等,初步判断盾构的工作状态。必要时可应用专业化便携式仪器仪表进行辅助。日常保养主要内容:1各部位的螺栓、螺母松动检查并拧紧;2异常声音、发热检查;3液压油、润滑油、润滑脂、水、空气的异常泄漏检查;4各润滑部位供油、供脂情况检查并补充;5油位检查及补充;电源电压及掘进参数检查确认;6电气开关、按钮、指示灯、仪表、传感器检查并处置;7液压、电气、泥浆、水、空气等管线检查确认并处置;8安全阀设定压力检查并确认;9滤清器污染状况检查确认并处置。盾构在使用过程中,必须进行定期保养。定期保养是指按规定的运转周期或掘进长度对盾构及后配套设备进行检查和维护。定期保养分为周、月、季、半年和年保养。1周保养的主要内容:1)检查油位、液压油滤清器有无泄漏;2)检查旋转接头,用润滑脂枪给轴承注油;3)检查刀盘驱动主轴承,检测油污染程度、含水量;4)检查刀盘驱动行星齿轮的油位,监听运行声音;5)检查推进油缸,润滑关节轴承;6)检查螺旋输送机变速器的油位,润滑螺旋输送机轴承、后闸门、伸缩导向(土压平衡盾构);7)检查螺旋输送机前闸门的密封性能;8)清理电动机、液压油泵的污物;9)检查铰接油缸,对润滑点注脂;10)润滑管片拼装机、管片吊机、管片输送机的润滑点,润滑所有轴承和滑动面;11)检查送排泥泵的密封及送排泥管道的磨损情况(泥水平衡盾构);92
12)检查碎石机相关管路的的磨损情况(泥水平衡盾构);13)检查空压机温度,检查凝结水和冷却器污染;14)液压油箱油位开关操作测试;15)检查皮带运输机各滚子的转动、刮板磨损情况(土压平衡盾构);16)检查壁后注浆系统所有接头处的密封情况,润滑所有润滑点,彻底清理管线;17)检查并清洁主控室PLC及控制柜,检查旋钮、按钮、LED显示的工作情况;18)检查并清洁风水管卷筒及控制箱、高压电缆卷筒及控制箱、传感器及阀组、接线盒及插座盒,送排泥泵站、照明系统等;19)检查变压器的油温、油标,清除变压器上的水污,监听变压器运行声音;20)检查刀具的磨损情况,当刀具磨损达到一定程度或由于地层条件变化时,进行刀具更换。刀具更换必须在确保安全的前提下进行,并作好更换记录。2月保养的主要内容:1)润滑人闸的铰链;2)检查螺旋输送机的螺旋管的壁厚(土压平衡盾构);3)检查皮带运输机变速器油位、皮带张力(土压平衡盾构);4)液压油取样检测,按质换油;检查或更换滤芯;5)检查管片拼装机轴承的紧固螺栓;6)检查空压机皮带、更换机油过滤器、按质换油;7)润滑后配套拖车行走轮的调节螺栓和轮轴;8)检查注浆压力表及传感器;9)检查蓄能器氮气压力,必要时添加;10)检查刀盘驱动装置行星齿轮的冷却水系统;11)检查主驱动密封的承压情况。3季保养的主要内容:1)润滑膨润土泵轴承(土压平衡盾构);2)更换油脂泵齿轮油;3)更换后配套空压机空滤器、油滤器,检测溢流阀,紧固电气接头;4)检查循环水回路的水质;5)润滑送排泥泵的轴承(泥水平衡盾构);6)用超声探测仪检查送排泥弯管、送排泥泵壳体的壁厚(泥水平衡盾构);7)测量送排泥泵电动机的绝缘电阻(泥水平衡盾构)。4半年保养的主要内容:1)更换所有液压油滤清器;2)检查刀盘驱动的齿轮油;必要时更换;3)检查电缆卷筒、水管卷筒传动装置油位,检查链条张紧并润滑;4)用压缩空气清洁后配套空压机溢流阀。92
5年保养的主要内容:1)注浆泵进行安全检查,检查主轴密封;2)更换空压机空滤器,检查分离器,按质换油;3)润滑电缆卷筒、水管卷筒的轴承,按质更换变速箱齿轮油;4)检查紧固变压器接头,用干燥压缩空气清除灰尘;5)更换皮带输送机齿轮油(土压平衡盾构);6)后配套拖车操作运行安全检查。13.0.4施工单位应对盾构生产企业、生产日期、出厂编号、对象工程概况等信息进行记录。保养与维修记录内容应包括:时间、维保人员姓名、维保部位名称、维保部位运行情况或故障描述、原因分析、维保内容、维保后的设备运行情况等。施工单位应定期对盾构保养与维修记录进行总结,形成周期分析报告,及时调整盾构设备的掘进参数、合理更新相关设备,确保盾构施工效率和施工质量。周期分析报告内容包括:情况统计、原因分析、改进建议等。14施工运输14.1一般规定14.1.192
隧道施工运输主要包括:渣土、管片以及各种机具机械设备、材料器材的运输装卸。选用的运输设备应满足隧道施工计划进度、隧道断面尺寸施工机具与材料的尺寸、重量等要求。垂直运输与水平运输的转换作业必须保证通讯信号联络通畅。14.2水平运输14.2.1隧道内采用有轨运输,使用电机车或内燃机车牵引,运输能力应满足施工要求,可根据隧道净空选用单轨、双轨运输,并按施工需要配备足够数量的编组列车。通常应配备专用管片运输车、出渣斗车等。当使用平板车装运管片、轨料、钢管等大尺寸材料时,应固定牢靠。对于空间狭小,无法使用道岔时,可以采用回转台、转运行车等辅助方式。采用卡车、内燃机车牵引时应考虑对空气造成的污染,确保隧道内的通风满足人、机工作的需求。14.3垂直运输14.3.3操作人员应按指令作业,保持物件吊运平稳。14.4管道运输14.4.1管道运输具有占用空间小、运输能力强等特点,通常适用于泥水平衡盾构的掘进施工。通常情况下,泥浆泵能通过最大尺寸为管道直径的固体颗粒,泵送泥水混合物的最大密度为1.5t/m3。泥浆管道内的流速应保证管道不堵塞。送、排泥的管道应按需要设置泵和阀门。依据管道上设置的压力计、流量计、密度计等的实测值计算排泥量。稳定地控制、调节开挖面的泥浆压,保证输送过程中在管道内无渣土沉淀。根据盾构外径、开挖面的地层条件、盾构制造厂提供的参考数据确定排泥管道直径。14.4.2盾构后部的可调速式泥浆泵在盾构掘进时,经过可伸缩管或柔性软管把混合物输送到后部的管道中,在长距离输送时,应按需要设置泥浆泵和阀门。14.4.3管道接头处、管道拐弯处磨损较快,应定期进行检查和更换,避免发生爆裂。92
15施工监测15.1一般规定15.1.1应根据设计要求,并结合施工区域和沿线地面、周边构(建)筑物及管线、工程地质和水文地质条件、掘进速度等制定施工监测方案和应急预案。对施工区域及沿线周边环境复杂(特殊)地段,在制定施工监测方案和应急预案前,还应对区域沿线周边环境和安全进行评估。15.1.2施工监测方案除包括在一般情况下的方案外,还应包括可能因变形引发安全事故时应采取的应急预案,以便满足对突发异常变形或抢险等对施工监测的需要。15.1.4同步采集地上、地下观测数据,便于全面了解、分析变形动态。15.2隧道周边环境监测15.2.1隧道周边环境监测是指盾构施工穿越区域,因土体扰动影响土力平衡引起的地面道路、管线、建(构)筑物、桥梁、既有轨道交通等产生的沉降、隆起、倾斜、错位等变化与变形的测量。15.2.2地表沉降监测断面和监测点布置间隔应根据各地区地质条件和工程环境等,并通过实践在本条规定的区间值中选择。特殊地段应根据其特殊条件确定。15.3隧道结构监测15.3.1隧道结构监控量测内容应包括隧道顶(底)部管片(隆)沉、管片结构位移、净空收敛、盾构始发井、接收井和隧道衬砌环变形等;必要时,还应进行衬砌环应力、管片连接螺栓应力和纵环缝变化等监测。15.4监测频率15.4.1本条文对盾构法隧道掘进面前方和后方分别提出了不同的监测频率。掘进面前方的监测对象主要是周围岩土体和周边环境,具体监测频率根据掘进面与监测点或监测断面的水平距离确定。掘进面后方的监测对象主要是除了周围岩土体和周边环境外,还有管片结构变形、位移,管片结构变形、位移监测在衬砌环脱出盾尾能通视时进行,具体监测频率根据掘进面与监测点或监测断面的水平距离确定。沿隧道方向主要影响范围是根据实际工程经验确定为5倍洞径至8倍洞径之间。15.4.4现场巡查报表可采用下表。表1盾构法隧道现场巡查报表监测工程名称:编号:92
巡查时间:年月日时天气:分类巡查内容巡查结果备注施工工况盾构始发端、接收端土体加固情况盾构掘进位置(环号)盾构停机、开仓等的时间和位置联络通道开洞口情况其他管片变形管片破损、开裂、错台情况管片渗漏水情况其他周边环境建(构)筑物、桥梁墩台或梁体、既有轨道交通结构等的裂缝位置、数量和宽度,混凝土剥落位置、大小和数量,设施能否正常使用地下构筑物积水及渗水情况,地下管道的漏水、漏气情况周边路面或地表的裂缝、沉陷、隆起、冒浆的位置、范围等情况河流湖泊的水位变化情况,水面有无出现漩涡、气泡及其位置、范围,堤坡裂缝宽度、深度、数量及发展趋势等工程周边开挖、堆载、打桩等可能影响工程安全的其他生产活动其他监测设施基准点、监测点的完好状况、保护情况监测元器件的完好情况、保护情况其他现场巡查人:监测项目负责人:监测单位:第页共页15.5监测预警15.5.1监测预警是整个监测工作的核心,通过监测预警能够使相关单位对异常情况及时作出反应,采取相应措施,控制和避免工程自身和周边环境等安全事故的发生。工程监测预警需要有一定的标准,并按照不同的等级进行预警,因此,盾构隧道工程监测应制定监测预警等级和预警标准。92
目前,我国采用盾构法隧道施工的地区或城市较多,由于各地的建设管理水平、施工队伍的素质和施工经验,以及工程地质条件和施工环境不同,对工程监测预警的分级不尽相同,每级的分级标准也不完全一致。为了便于预警工作的统一管理,通常由建设单位组织设计单位、施工单位、监理单位及相关专家,根据工程特点、监测项目控制值、当地施工经验等,研究制定监测预警等级和预警标准。监测项目控制值是工程施工过程中对结构自身及周边环境安全状态或正常使用状态进行判断的重要依据,也是工程设计、工程施工及施工监测等工作的重要控制点。监测项目控制值的大小直接影响到结构自身和周边环境的安全,对施工进展和监测手段的确定有一定影响。因此,合理确定监测控制值是一项十分重要的工作。隧道管片结构竖向位移、净空收敛及隧道周边环境等监测控制值,应根据工程地质条件和当地施工经验确定,也可参照表2~5。表2隧道管片结构竖向位移、净空收敛监测控制值监测项目累计值(mm)变化速率(mm/d)管片结构沉降坚硬~中硬土10~202中软~软弱土20~303管片结构差异沉降0.04%Li—管片结构净空收敛0.2%D3注:Ls—沿隧道轴向两监测点间距,D—隧道开挖直径。表3地表沉降(隆起)监测控制值监测项目工程监测等级一级二级三级累计值(mm)变化速率(mm/d)累计值(mm)变化速率(mm/d)累计值(mm)变化速率(mm/d)地表沉降坚硬~中硬土10~20320~30430~404中软~软弱土15~25325~35435~455地表隆起103103103注:1、本表主要适用于标准断面的盾构隧道。2、本表中工程监测等级参考现行国家标准《城市轨道交通工程监测量技术规范》GB50911中的3.3.5条规定划分,可根据当地经验结合地质条件进行调整。表4地下管线沉降及差异沉降控制值管线类型累计值(mm)变化速率(mm/d)差异沉降(mm)燃气管道10~3020.3%Lg雨污水管10~2020.25%Lg供水管10~3020.25%Lg92
注:1燃气管道的变形控制值适用于100mm~400mm的管径。2Lg—管节长度表5城市轨道交通既有线隧道结构变形控制值监测项目累计值(mm)变化速率(mm/d)隧道结构沉降3~101隧道结构上浮51隧道结构水平位移3~51隧道差异沉降0.04%Li—隧道结构变形缝差异沉降2~4115.6监测成果及信息反馈15.6.1对监测数据应进行校核,签字齐全,同时进行可靠性分析,排除仪器、读数等操作过程中的误差,剔除和识别各种粗大、偶然和系统误差,避免漏测和测错,保证监测数据的可靠性和完整性。对监测数据进行整理,包括各种物理量的计算、图表制作、物理量的时间速率曲线和空间分布图的绘制等。数据分析通常采用比较法、作图法和数值计算等,分析各个测项物理量值大小、变化规律、发展趋势等。15.6.4常用回归分析函数如下:U=A*lg(1+t)(11)U=A*e-B/t(12)U=t/(A+Bt)(13)U=A(1—e-Bt)(14)U=A+B/[lg(1+t)〕(15)U=A{1—[1/(1+Bt)〕²}(16)式中:U—位移值(mm)A、B—回归系数T—测点埋设后的时间15.6.5监测成果分为日报、警情快报和阶段性报告。监测成果应采用文字、表格、图形、照片等形式,表达直观、可读性强。监测成果具体内容参考如下:1日报(1)工程施工概况;(2)现场巡视信息:巡视照片、记录等;(3)监测项目日报表:仪器型号、监测日期、观测时间、天气情况、监测项目的累计变化值、变化速率值、控制值、监测点平面位置图等;(4)监测数据分析与说明;(5)结论与建议。2警情快报(1)警情发生的时间、地点、情况描述、严重程度、施工工况等;(2)监测数据表及累计变化值、变化速率值、监测点平面位置图、巡视照片、记录等;(3)警情原因初步分析;92
(4)处理措施建议。3阶段性报告(1)工程概况及施工进度;(2)现场巡视信息:巡视照片、记录等;(3)监测数据表及累计变化值、变化速率值、时程曲线、必要的断面曲线图、等值线图、监测点平面位置图等;(4)监测数据、巡视信息的分析与说明;(5)结论与建议。15.6.6总结报告包括下列主要内容:1工程概况;2监测目的、监测项目和监测依据;3监测点布设;4采用的仪器型号、规格和元器件标定资料;5监测数据采集和观测方法;6现场巡视信息:巡视照片、记录等;7监测数据图表:监测值、累计变化值、变化速率值、时程曲线、必要的断面曲线、等值线图等;8监测数据、巡视信息的分析与说明;9结论与建议。92
16成型隧道验收Ⅰ主控项目17.0.1发现有本条所指质量问题必须采取可行的技术措施修补或加强处理,修补或加强处理方案需经业主和设计单位认可。17.0.2发现隧道防水效果达不到设计要求必须采取注浆、堵漏等可行的技术措施予以处理,处理方案需经业主和设计单位认可。92'
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