盾构法隧道施工及验收规范GB50446-2017第二部分

盾构机设备选型及适应性分析发布时间：2023-02-22T05:54:19.984Z 来源：《工程管理前沿》2022年19期作者：罗军[导读] 盾构法施工技术已在城市轨道交通隧道工程广泛应用。

罗军中冶南方武汉工程咨询管理有限公司摘要：盾构法施工技术已在城市轨道交通隧道工程广泛应用。

盾构法的实施关键因素在于盾构机选型成功与否。

本文结合某地铁区间工程，对土压平衡盾构机的选型进行阐述，以为类似条件的工程提供参考。

关键字：盾构机、设备选型、土压平衡一、盾构机选型依据1、承包合同文件对盾构机功能要求：根据本工程的总体布置、工程地质及水文地质条件、沿线建筑设施及地下管线等环境条件、盾构隧道衬砌结构、施工条件及工期等多方面要求，并考虑可能的地质变化情况，对盾构提出如下特殊要求：1)承包商需充分考虑盾构机穿越本工程的地质情况和地下障碍物，盾构机必需有良好的适应性；2)盾构机最大推进速度不低于6cm/min；盾构机最大生产能力须达到300m/月以上；3)盾构机能顺利掘进300米曲线半径的隧道；4)盾构机应按不低于0.6Mpa的静水压设计，保证在此压力下盾体、密封装置等性能可靠并能正常工作；5)盾构机须配备良好的渣土改良系统和刀盘冲刷系统，确保掘进顺利；6)盾构机须配备气体检测报警系统和刀盘(含刀具)磨损检测报警系统；7)盾构机须配备开挖仓压缩空气自动保压系统，以满足可在恶劣地质条件下可进行带压进仓作业；8)应能快速、精确、安全地拼装管片，并能有效防止盾构机推进油缸的顶推使管片端部产生裂纹或破损，推进油缸的行程应与管片封顶块的安装要求相匹配；9)具备防止地层经由螺旋机、铰接处以及盾尾处出现涌水、涌沙等情况的安全装置与处理设施，在出现涌水、涌砂等情况下，盾构机能够正常掘进。

2、《盾构法隧道施工及验收规范》（GB 50446-2017）相关规定：第 4.3.1 条盾构选型与配置应适用、可靠、先进、经济，配置应包括刀盘、推进液压油缸、管片拼装机、螺旋输送机、泥水循环系统、铰接装置、渣土改良系统和注浆系统等。

盾构掘进隧道工程施工及验收规范条文说明1 总则1.0.1编制本规范的目的是为加强盾构掘进隧道的施工管理，确保施工过程的工程安全、环境安全和工程质量，统一盾构掘进隧道工程的施工技术和质量验收标准。

本规范不包括盾构隧道的设计、使用和维护方面的内容。

1.0.4本规范是对盾构掘进隧道结构工程施工技术和工程质量的最低要求，应严格遵守。

因此，承包合同（如质量要求等）和工程技术文件（如设计文件、企业标准、施工技术方案等）对工程技术和质量的要求不得低于本规范的规定。

当承包合同和设计文件对施工质量的要求高于本规范的规定时，验收时应以承包合同和设计文件为准。

1.0.5盾构掘进隧道工程施工期间，应对邻近建（构）筑物、地下管网进行监测，对重要的有特殊要求的建筑物，应及时采取注浆、加固、支护等技术措施，保证邻近建筑物、地下管网的安全。

1.0.6盾构掘进隧道的施工及验收应满足现行国家标准《地下隧道工程施工及验收规范》（GB50299－1999）（二○○三年版）和施工项目设计文件提出的各项要求。

凡本规范有规定者，应遵照执行；凡本规范无规定者，应按照有关现行标准执行。

2 术语本章给出了本规范有关章节中引用的13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施工和验收的相关术语。

在编写本术语时，主要参考《地下铁道设计规范》、《地下铁道、轻轨交通岩土勘察规范》、《地下铁道、轻轨交通测量规范》、《地下铁道工程施工及验收规范》、《地下铁道设计施工》等规范和图书总结并统一出来的相关术语。

本规范的术语是从盾构掘进隧道的施工和验收角度赋于其含义，但含义不一定是术语的定义，同时还给出相应的推荐性英文术语，该英文术语不一定是国际通用的标准术语，仅供参考。

3 基本规定3.0.1对于盾构掘进隧道施工现场的技术质量管理，要求有相应的施工技术标准、健全的质量管理体系、施工质量控制和检验制度；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。

ICS盾构掘进隧道工程施工及验收规范发布目录1 总则 (5)2 术语 (6)3 基本规定 (8)4 施工准备 (9)一般规定前期调查技术准备设备、设施准备作业准备安全卫生与环境保护措施5 施工测量 (13)一般规定地面控制测量联系测量地下控制测量掘进施工测量贯通测量竣工测量6 管片制作 (20)一般规定准备工作原材料要求模具钢筋混凝土成型管片管片贮存和运输钢管片制作7 盾构施工 (28)一般规定盾构的组装、调试盾构的现场验收盾构始发盾构掘进轴线控制盾构纠偏盾构到达盾构调头刀具更换8 特殊地段及特殊地质条件施工 (37)一般规定针对特殊地段及特殊地质条件的施工措施9 管片拼装 (40)一般规定拼装前的准备拼装作业10 壁后注浆 (41)一般规定注浆参数的选择注浆前的准备工作注浆作业注浆量控制11 隧道防水 (42)一般规定连接防水特殊部位的防水12 隧道缺陷处理 (43)13 盾构的保养与维修 (44)14 隧道施工运输 (45)一般规定水平运输垂直运输管道运输15 监控量测 (46)一般规定隧道环境监控量测隧道结构监控量测资料整理和信息反馈16 管片预制工程验收 (50)管片钢筋管片模具混凝土成型管片17 管片防水工程验收 (55)一般规定原材料管片自防水防水密封条安装18 管片拼装工程验收 (57)19 盾构成型隧道验收 (58)盾构掘进隧道工程施工及验收规范1 总则为了加强盾构掘进隧道工程施工管理，确保施工过程的工程安全、环境安全和工程质量，特制定本规范，以统一盾构隧道工程的施工技术和质量验收标准。

本规范适用于采用盾构掘进施工、预制管片拼装隧道结构的施工及验收。

本规范所指的盾构包括土压平衡、泥水平衡等各种预制管片成型隧道的盾构。

盾构掘进隧道工程的承包合同和工程技术文件对施工和质量要求不得低于本规范的规定。

盾构掘进隧道工程施工期间，应对邻近建（构）筑物、地下管网等进行监测，对重要或有特殊保护要求的建筑物，应根据需要采取必要的技术措施，以保证施工安全。

盾构下穿既有地铁线专项施工方案批准：审核：编制：二〇二〇年十一月目录第一章编制说明 (3)1.1编制依据 (3)1.2编制原则 (3)1.3适用范围 (4)第二章工程概况 (4)2.1区间概况 (4)2.2下穿概况 (4)2.3下穿区域周边环境 (5)2.4工程地质及水文地质 (5)2.5气象水文特征 (6)2.6盾构机主要性能参数 (7)第三章盾构下穿施工工期计划及工程量 (8)第四章施工安排 (8)4.1人员配置 (8)4.2机械设备配置表 (10)4.3主要物资配置计划 (10)4.4施工准备 (11)第五章盾构下穿地铁×号线施工控制重点和难点 (12)5.1施工控制重点 (12)5.2施工控制难点 (13)第六章盾构掘进施工保护措施 (13)6.1下穿前提条件 (13)6.2穿越前准备 (14)6.3盾构下穿阶段控制措施 (15)6.4盾构下穿后控制措施（二次注浆） (19)第七章施工监测 (20)7.1监控测量 (20)第八章施工保证措施 (22)8.1组织管理措施 (22)8.2技术保证措施 (23)8.3安全保证措施 (25)8.4文明施工保证措施 (25)8.5质量保证措施 (25)第九章应急预案 (27)9.1组织机构 (27)9.2职责 (28)9.3救援报警和联络电话 (30)9.4信息报告程序 (31)9.5应急响应 (33)9.6培训和演练 (33)9.7应急处理措施 (34)9.8应急结束 (36)9.9应急保障 (36)第一章编制说明1.1编制依据本施工方案主要依据以下规范、规定和相关文件的要求编制。

（1）××××工程土建施工×××标设计文件；（2）《水工隧洞设计规范》（SL279-2016）；（3）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2013）；（4）《水工金属结构防腐蚀规范》(SL105-2007)；（5）《水利水电工程地质勘察规范》(GB50287)；（6）《水工建筑物地下开挖工程施工规范》(SL378-2007)；（7）《水利水电工程施工通用安全技术规程》(SL398)；（8）《水利水电工程施工测量规范》(SL52)；（9）《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》(GB50199-2013)；（10）《盾构法隧道施工与验收规范》（GB50446-2017）；（11）《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46—2005）；（12）《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》（住建部令第37号）；（13）住房城乡建设部办公厅关于实施《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》有关问题的通知（建办质〔2018〕31号文）；（14）《广东省住房和城乡建设厅关于房屋市政工程危险性较大的分部分项工程安全管理的实施细则》（粤建规范〔2019〕2号）；（15）《水利水电工程施工安全管理导则》SL721—2015；（16）《水利工程建设标准强制性条文（2020年版）》；（17）盾构机设计加工图纸，说明书等技术文件；1.2编制原则（1）确保技术方案针对性强、操作性强；施工方案经济、合理。

一、单选题（每题20 分，共4 题，总分80 分）•1、关于盾构管片生产工艺的选择，下列说法错误的是A、固定模具模式节约投资，工艺简单，操作方便；B、固定模具模式静态生产线不利于质量控制；C、自动流水线模式加工区通过流水线组织集成化程度高，长期大规模专业化生产标准产品优势明显；D、自动流水线模式适用规模较大和长期性项目。

正确•2、管片脱模时的混凝土强度，当釆用吸盘脱模时应不低于()MPa,当采用其他方式脱模时，应不低于()MPa脱模过程中，应釆取措施防止管片掉边掉角。

A、5,10B、10,15C、15,20D、20,30正确•3、模具周转( )次时必须进行检验，检验项目包含宽度、弧弦长和内腔高度等，检测项目偏差应符合《盾构法隧道施工与验收规范》（GB50446-2017）中相关规定A、50B、100C、200D、500正确•4、混凝土管片外观检验项目,下列哪个不属于主控项目A、缺棱掉角、飞边B、贯穿裂缝C、疏松、夹渣D、蜂窝正确二、多选题（每题20 分，共2 题，总分40 分）•5、在管片运输出厂时，管片厂应随车提供如下以下资料？A、出厂质量证明书B、出厂检验报告C、供货单（三方签认）D、型式检验报告E、进场检验报告错误正确答案ABCD•6、关于管片裂纹有哪些控制措施？A、优化混凝土配合比，在混凝土中加入适量优质粉煤灰；B、施工过程中严格控制振动器的振捣频率、混凝土的振捣时间；C、使用尽量大的水灰比，并保持水灰比的稳定；D、严格控制蒸养升温降温幅度及时间；E、严格控制管片的收面时间，不允许过迟；正确。

土压平衡盾构克泥效同步注入抑制沉降施工工法1前言近些年来，随着城市的日益发展，大城市逐步形成了以地铁交通为主体的交通格局，而盾构法因其具有对周围环境影响较小已成为修建地铁的主要施工手段。

然而盾构区间隧道多分布于城区，沿线必将穿过繁华的商业闹市区，建筑物及地下管道密集，而且随着线路的增多，较多城市的轨道交通都进入了网络化建设的时代，轨道交通的网络化建设不可避免地带来新建隧道与已建隧道之间相互平行、重叠、交叉或者穿越等复杂的施工情况。

尤其是当盾构下穿既有线，例如国铁、运营隧道等，由于影响面之大，盾构邻近施工时，即使是微小的变化，都可能对既有线路造成灾难性的影响。

故随着穿越工程的增多及穿越间距的缩短，要求施工时必须采取措施控制、减弱施工对既有隧道结构的不利影响，保护既有隧道的正常使用和运营安全。

由此可见，新建隧道穿越既有线或者重大危险源的施工措施已成为新一轮城市轨道交通建设必须深入研究的关键问题。

武汉地铁七号线武瑞区间需要三次穿越国铁，其中穿越京广铁路四股道，影响范围较大，根据国铁要求，既有线铁路沉降控制标准为9mm,安全风险高，属于项目特级风险源。

前期策划阶段，经过认真分析盾构掘进造成地面沉降的规律和机理，研究盾构机本身构造后发现，盾构在掘进过程中，虽然采用盾构机同步注浆系统，填充盾体外壳和管片之间的环形空隙，抵抗围岩变形，但是由于国内外盾构机构造的限制，同步注浆系统只能通过盾尾后方注入点注入，其浆液充填时间滞后于掘进一定时间，无法抑制盾体周边土体变形等。

由盾构机本身的构造可知，为了减少了盾体和土体的摩擦，国内外盾构机刀盘开挖直径一般大于盾体2〜5cm,如此以来，在盾构机盾体范围内形成的开挖轮廓和盾体之间就存在一个环形构造空隙。

由于前盾、中盾、盾尾直径不同，此构造空隙一般平均为2cm（由于盾体自重，盾体下部与土体紧密接触，上部间隙最大）。

在类似穿越施工中，地表变形指标较为严格的情况下，若不有效填充其本身的构造空隙，势必会引起该部分土体的应力释放，造成地表变形增大。

盾构管片生产质量安全管控试卷与答案一、单选题【本题型共4道题】1.管片脱模时的混凝土强度，当釆用吸盘脱模时应不低于（）MPa,当采用其他方式脱模时，应不低于（）MPa脱模过程中，应釆取措施防止管片掉边掉角。

A．5,10B．10,15C．15,20D．20,30用户答案：[C] 得分：10.002.混凝土管片外观检验项目,下列哪个不属于主控项目（）。

A．缺棱掉角、飞边B．贯穿裂缝C．疏松、夹渣D．蜂窝用户答案：[A] 得分：10.003.模具周转（）次时必须进行检验，检验项目包含宽度、弧弦长和内腔高度等，检测项目偏差应符合《盾构法隧道施工与验收规范》（GB50446-2017）中相关规定。

A．50B．100C．200D．500用户答案：[B] 得分：10.004.当管片表面出现缺棱掉角、混凝土剥落以及宽度（）非贯穿性裂缝等质量缺陷时，管片厂应按质量缺陷修补方案进行修补。

A．0.01 mm～0.02 mmB．0.1 mm～0.2 mmC．0.02mm～0.03mmD．0.2mm～0.3mm用户答案：[D] 得分：0.00二、多选题【本题型共3道题】1.当出现下列哪些情况之一时，管片应进行型式检验？（）A．新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定B．正式生产后如产品结构、原材料、生产工艺和管理有较大改变，可能影响产品性能时C．产品长期停产后，恢复生产时D．出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时E．当相同产品生产周期达一年或生产达到一定批量时用户答案：[ABCD] 得分：20.002.关于管片混凝土原材料相关指标要求，下列说法正确的有（）。

A．水泥宜采用强度等级不低于42.5的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，其性能应符合GB175的规定。

水泥碱含量（等效Na2O）均不大于0.6%，不同厂商、不同品种和不同等级的水泥不得混用B．粉煤灰应采用符合GB/T 1596不低于I级技术要求的粉煤灰C．粗集料应采用非碱活性碎石，不宜使用卵石，其最大粒径不宜大于26.5 mm且不应大于钢筋骨架最小净间距的3/4D．细集料宜采用非碱活性中粗砂,细度模数为2.3?3.3,含泥量不应大于2%,硫化物和硫酸盐含量≤1.0，氯离子含量≤0.06%E．混凝土外加剂应符合GB 8076的规定,严禁使用氯盐类外加剂或其他对钢筋有腐蚀作用的外加剂用户答案：[ACDE] 得分：0.003.钢筋笼隐蔽前应进行钢筋隐蔽工程验收，验收项目主要有哪些？（）A．纵向主筋的品种、规格、数量和位置B．箍筋、横向钢筋的品种、规格、数量和间距C．预埋件的规格、数量和位置D．检查侧模板与底模板的连接缝不粘胶布或橡胶密封带是否移位或脱落用户答案：[ABC] 得分：20.00三、判断题【本题型共0道题】。

成型隧道堵漏及管片破损修补方案成型隧道堵漏及管片破损修补方案一、工程概况(一)编制依据(1)《盾构法隧道施工及验收规范》(GB50446-2017)；(2)《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299-1999)；(3)《普通混凝土配合比设计规程》(JBJ55∙2011)；(4)《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2015)；(5)《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008)；(二)编制范围本方案适用于盾构区间管片破损修补。

(三)工程概况本区间盾构隧道的断面形式为圆形断面，其结构形式为单层衬砌预制装配式混凝土管片，管片衬砌内径为5400mm,外径为6000mm,混凝土管片强度为C50,抗渗等级为P12,管片厚度为300mm,管片衬砌宽度为1500mm。

管片衬砌环采用错缝拼接，每环管片由3个标准块、2个邻接块和一个封顶块组成；管片之间的环向接缝和纵向接缝均采用弯螺栓连接。

二、管片修补的要求(一)修补要求1、管片修补后能够满足盾构隧道设计防水要求。

具体技术要求如下：(1)管片混凝土强度等级C50；(2)管片混凝土抗渗等级为P12(3)管片裂缝应不大于0.2mm,且不得出现贯通裂缝；2、修补后保证管片的外观质量和隧道整体的外观质量。

3、修补的管片质量必须满在其质量要求，保证修补的牢固性、可靠性，特别是隧道中间两侧以上部位的修补质量，必须保证列车运营安全。

(二)防水要求1、防水设计的原则(1)地下结构的防水设计应遵循〃以防为主，刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理〃的原则；(2)确立钢筋混凝土结构自防水体系，即以结构自防水为根本，采取措施控制结构混凝土裂缝的开展，提高混凝土的抗渗性能。

以环纵接缝、变形缝等细部构造作为防水重点。

2、防水等级标准区间隧道结构防水等级设计二级，顶部不允许滴漏，其他部位不允许漏水，结构表面可允许有少量湿渍，总湿渍面积不大于总防水面积的2/1000,任意100Ol2的防水面积上的湿渍不超过3处，单个湿渍的最大面积不超过0.211Λ平均渗水量不大于0.05L∕(ni-d),任意100nI2渗漏量不大于0.15L∕(11f∙d)。

盾构隧道陀螺定向测量工法1.前言盾构法隧道施工技术以独有的安全、快捷等特点优势，对地面交通、建筑物及地下管线影响较小、施工不受气候条件的影响，施工效率高、安全可靠等优点在城市地下轨道交通、水利给、排水工程施工中广泛使用。

在现代城市轨道交通工程建设中，盾构法是修建地铁轨道交通的主要方法之一。

通常盾构隧道为单向掘进，且一次衬砌成型，盾构隧道掘进必须要按照预定的位置准确贯通,所以盾构隧道掘进中的方位控制是保证隧道顺利贯通的前提条件。

在盾构隧道施工中，隧道平面控制网通常采用导线测量方法，但由于隧道洞口一般位于竖井、斜井、地铁车站内。

受施工场地狭小等条件限制，联系测量困难、地下导线起始定向边较短等不利因素造成的地下导线精度较低。

在盾构隧道施工中采用合理的测量方法和必要的测量措施，既能减少偏差，又可保障盾构隧道的贯通精度。

2.工法特点2.0.1在隧道施工导线测量过程中，加测陀螺方位角。

2.0.2通过陀螺仪和全站仪结合，采用陀螺仪本身的物理特性及地球自转的影响寻找真北方向，在地下隧道中测定方位角。

2.0.3采用陀螺定向测量成果，和导线测量成果对比分析，判断导线测量成果的可靠性,降低隧道施工风险，提高隧道贯通精度。

3.适用范围随着我国基础建设的大力发展，有各种断面的隧道开挖。

本工法用于各种盾构隧道施工测量，如：矿山、轨道交通、水利给、排水工程等。

4.工艺原理4.0.1根据确定的隧道定向测量方案，进行导线起始定向边测量。

4.0.2在隧道掘进施工中，洞内导线测量。

4.0.3隧道掘进至预定里程位置时，加测陀螺方位角。

4.0.4根据陀螺定向测定的方位角和导线定向坐标方位角进行对比，通过对比分析，以确保测量成果的可靠性。

5,施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程图5.1・1盾构隧道陀螺定向测量工法流程图5.2操作要点5.2.1定向测量设计根据区间盾构隧道实际长度（隧道长2.3km）、隧道转弯半径（曲线半径为450m）、线路走向等参数，隧道内布设两条支导线，布设导线点18个（单条导线），圆曲线段平均边长110米，其余位置平均边长150米。