DG-TJ08-2041-2008地铁隧道工程盾构施工技术规范

1上海市建设工程规范地铁隧道工程盾构施工技术规范DG/TJ08－2041-2008上海申通地铁集团有限公司上海隧道工程股份有限公司2009年2月1日施行1、总则1.0.1为加强本市地铁工程区间隧道盾构掘进施工技术管理，保证施工质量和安全，满足技术先进、安全可靠、经济合理的要求，特制定本规范。1.0.2本规范适用于上海地区地铁工程采用单圆土压平衡盾构掘进、预制管片拼装的区间隧道施工。1.0.3地铁区间隧道的承包合同和施工组织设计、监理合同和工作大纲中应严格执行本规范的规定。1.0.4地铁工程盾构法隧道施工质量的验收应按现行上海市工程建设规范《市政地下工程施工质量验收规范》（DG/TJ08-236）执行。1.0.5地铁工程盾构法隧道施工除执行本规范外，尚应符合国家和本市现行在关标准的规定。2、术语2.0.1盾构shield盾构掘进机的简称，是在钢壳体保护下完成隧道掘进、拼装作业，由主机和后配套设备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、吊运管片和出碴土等使用的竖井，包括盾构始发工作井、盾构接收工作井等。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用于保持盾构始发和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防水密封条sealinggasket用于管片接缝处的防水材料。2.0.10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。在盾构推进同时从盾尾注浆管向空隙注入浆液的工艺称为同步注浆。2.0.11小半径曲线curveinsmallradius地铁隧道平面曲线半径小于300m。2.0.12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。2.0.13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。3、盾构施工准备3.1一般规定3.1.1在地铁区间隧道施工前，应具备下列资料：1工程地质和水文地质勘察报告；2施工沿线的环境、构筑物、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工程施工合同文件、分包合同文件、监理合同文件；5隧道工程施工组织设计和风险应急救援预案。说明:盾构法施工是一项涉及工程机械、电气监控、水文地质、化工建材等领域的综合性的施工技术，施工工艺、施工参数、辅助方法的确定关键在于是否全面掌握与工程有关的资料。在施工之前全面了解地铁隧道的线路、埋深、水文地质、环境条件，并据此编制施工组织设计和风险应急救援预案。3.1.2工程所使用的原材料、半成品或成品的质量应符合国家现行的有关标准、设计要求和本规范的规定。说明；工程所使用的原材料、半成品或成品主要包括钢筋混凝土管片、管片连接螺栓、接缝防水条，还包括盾尾同步注浆和盾构进出洞土体加固的原材料等。3.1.3盾构掘进施工，必须建立完整的施工测量和监控量测（即监测）系统。说明；盾构掘进施工前，必须建立测量系统和监测系统。测量系统包括盾构姿态测量、衬砌环测量、隧道沉降测量地面控制网，以提供可靠的平面和高程控制点，并将地面坐标、调和精确地传递到井下，保证盾构沿设计的轴线施工。3.1.4盾构工作井设置时，应满足盾构相关作业的要求。说明；采用盾构法施工时，一般需在盾构推进的始端和终端设置工作井，按工作井的用途，分为盾构始发井和接收井，而在竣工后多被用作地铁车站、排水、通风等永久性结构。工作井一般都设在隧道轴线上，用明挖法施工。盾构始发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，井的长度应比盾构主机长3.0m以上。接收井宽应比盾构直径大1.5m以上，井的长度应比盾构主机长2.0m以上。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2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。3.1.5采用盾构掘进施工前，应完成如下主要准备工作：1复核竖井井位坐标；2复核洞圈制作精度和就位后标高、坐标；3进行盾构掘进前的组装、调试与验收；4始发基座、负环管片和反力架等设施的检查验收；5检查预制管片的质量；6准备盾构推进施工的各类报表；7洞口前土体加固改良情况和洞圈密封止水装置检查验收。3.2前期调查3.2.1必须详细了解施工段的工程地质及水文地质情况，必要时进行补充地质勘查。3.2.2必须对道路、交通流量、地面建（构）筑物及文物等进行现场踏勘和调查，对可能进行基础托换的建（构）筑物应做好施工预案。3.2.3必须对地下障碍物、地下构筑物和地下管线等进行调查，必要时可进行探查。3.2.4必须了解工程环境保护要求，进行工程环境调查。3.3技术准备3.3.1盾构掘进施工前必须根据地质、工况、环境条件等编制施工组织设计和风险应急救援预案，并经审批。3.3.2应根据工程及盾构的特点，对施工作业人员进行上岗前的技术培训和技术考核。3.3.3盾构法隧道施工前应进行技术交底.3.3.4特殊地段的施工必须编制专项方案，包括环境保护预案。3.3.5应按工程特点、环境条件和调查现状完成测量及监测的准备工作。3.4设备、设施准备3.4.1盾构及配套设施的选型及配置1应根据隧道长度、埋深、工程地质和水文地质条件、沿线地形、建（构）筑物、地下管线等环境条件，以及对地层变形的控制要求，结合掘进、衬砌、施工安全、经济和工期等因素，经综合分析确定。2盾构机械设备应由专业厂家制造；整机制造完成后应经总装调试合格方可出厂，并应提供盾构成品质量保证书和关键部件合格证书。3应根据盾构掘进方法及隧道施工中各项工艺的特点，在地面设置必要的辅助设施；4应设置符合盾尾同步注浆施工要求的盾尾密封装置和拌浆站，同时符合环境保护要求；5选择合理的水平及垂直运输设备，须具有质保和安全证书；6供电设备应满足盾构掘进施工的要求。3.4.2盾构始发和接收设施的准备1始发井内盾构基座应满足盾构组装，试运转及始发要求；2接收井内的基座应保证安全接收盾构，并能进行盾构检修、解体的作业或整体折返调头位移；3设置盾构始发反力支撑系统，应满足强度、刚度要求；4工作井内应布置必要的排水（泥浆）的设备；5洞口应设置满足盾构始发和接收要求的洞圈密封装置。3.5施工作业准备3.5.1盾构始发和接收时，应视地质和现场等条件对工作井洞门外的一定范围内的地层进行必要的地层加固，并对洞圈间隙采取密封措施，确保盾构始发和接收安全。3.5.2盾构施工场地布置应根据现场条件、施工工艺要求和周边环境合理规划满足工程施工所需的管片堆放场地、碴土存放场地、拌浆站及材料设备堆放场地等。3.5.3进场前应做好测量控制桩的交桩，并根据控制桩及相关资料完成初始姿态的测定。4、盾构进出洞段地基处理说明；上海地铁区间盾构进出洞口土体常用地基处理方法有旋喷桩、搅拌桩、SMW桩、冻结法、降水法等。应根据洞门的结构和拆除方法、尺寸和埋深，并考虑地形地貌、水文地质条件、环境要求和对地下管线与地面建筑物的影响因素，选用合理、安全的地基加固处理工法和加固范围。4.1进出洞段地基处理工法选择4.1.1应根据洞门的结构和拆除方法、尺寸和埋深，并考虑地形地貌、水文地质条件、环境要求和对地下管线与地面建筑物的影响因素，选用合理、安全的地基加固处理工法，如旋喷桩、搅拌桩、SMW桩、冻结法、降水法或组合加固等。4.1.2盾构始发出洞段地基加固范围宜为长度6m宽度12.7m，下部加固深度宜至盾构底部3m；盾构接收时，进洞加固段地基加固范围宜大于3m，宽度深度与出洞段相同。4.1.3当洞口处于砂性土或有承压水地层时，宜考虑降水、和土体加固复合的方法。4.2地基处理施工质量控制4.2.1应编制地基处理技术方案并报相关部门批准。4.2.2水泥等原材料应有质保书及检测报告。4.2.3应作好钻孔、拌浆、注浆等施工记录。4.2.4必须对加固的钻孔布置进行复核，确保桩体相互搭接，并确认钻孔位置无地下管线后才能开钻。孔位允许偏差±20mm，垂直度偏差小于1%。4.2.5浆液的配比必须符合现行国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202有关规定。4.3地基处理的检验4.3.1地基加固强度必须经现场钻孔取样试验确定，并满足设计或施工规范要求。4.3.2钻孔取样孔宜选在桩体搭接处。4.3.3对深埋隧道洞口处于砂性土或有承压水地层时，应在洞门处打米字形9点3水平探测孔，观测洞口外加固土体的抗渗性，如发现渗漏水或夹泥沙的空洞必须采取补加固措施。5、管片制作5.1一般规定5.1.1混凝土管片应由具备构件二级资质及以上的专业厂家制造完成。5.1.2管片制造厂家应有相应的生产技术标准、健全的质量管理体系及质量控制和质量检验制度。5.1.3管片制造应编制施工组织设计或技术方案，并经审查批准。5.1.4管片制作应满足100年使用寿命要求。5.2准备工作5.2.1生产线布置应符合工艺要求。5.2.2钢模安装完毕后应进行质量验收。5.2.3混凝土搅拌、运输、振捣、养护等设备完成安装调试和安全检查后，应进行验收；各种计量器具、设备应通过检定。5.2.4原材料应经检验合格；混凝土应经试配确定配合比，其性能应符合设计及本规范要求。5.2.5对操作人员应进行技术培训，经培训合格后，方可进行操作，特殊工种应持证上岗。5.3原材料要求5.3.1钢筋混凝土管片原材料应符合下列要求：1具备产品质量证明文件，并根据国家现行相关标准复检合格；2宜采用非碱活性骨料；当采用碱活性骨料时，混凝土中碱含量不得大于3.0kg/m3；3预埋件规格和性能应符合设计要求；4混凝土中的氯离子含量不应超过0.06%；5混凝土中的粉煤灰掺量不得少于材料总量的20%。5.3.2钢管片的钢材、焊接材料、防腐涂料、稀释剂和固化剂等材料的品种、规格、性能等应符合设计要求和国家现行标准的有关规定。5.4钢筋混凝土管片钢模5.4.1钢模必须具有足够的承载能力、刚度、稳定性和良好的密封性能，并满足管片的尺寸和形状要求；钢模应便于安装和拆卸。5.4.2钢模安装后必须进行初验，符合设计要求后或试生产，在试生产的管片中，随机抽取3环进行水平拼装检验，合格后方可正式验收。5.4.3钢模周转100次时，必须进行检验，允许偏差和检验方法应符合表5.4.3的规定。表5.4.3钢模允许偏差和检验方法序号检验项目允许偏差（mm）检测数量检验方法范围点数1宽度（mm）﹢0.2，﹣0.4每块6专用量具2弦长（mm）±0.5每块2专用量具3底座夹角（°）±1°每块4专用量具4纵环向芯棒中心距（mm）±0.5全数－专用量具5内腔高度（mm）±1每块3专用量具5.5钢筋5.5.1钢筋骨架应采用焊接连接，并应在符合要求的胎模上抽作成型。5.5.2钢筋骨架成型应符合下列规定：1骨架连接时，应按下料表核对钢筋级别、规格、长度、根数及胎模型号；2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，在确定焊接参数后，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，应采用对称跳点焊接；3焊接前应对焊接处进行检查，不应有水锈、油渍和污物，焊接后不应有焊接缺陷；4骨架入模后，各部位保护层应符合设计要求，允许偏差应小于5m