8.6　盾構(gòu)法隧道

8.6.1　盾構(gòu)法隧道適用條件應(yīng)符合下列規(guī)定：

1　適用于非核安全級(jí)管道；當(dāng)用于核安全級(jí)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行專門論證；適用于直徑不小于3.0m的管道；當(dāng)直徑小于3.0m的管道，經(jīng)充分論證可行后可使用；

2　核電廠盾構(gòu)法隧道宜應(yīng)用于重力流的輸水管道。

8.6.2　盾構(gòu)法隧道布置應(yīng)滿足下列要求：

1　隧道的平面布置按輸水管線的布置要求，采用直線布置或緩曲線布置。最小曲率半徑應(yīng)結(jié)合盾構(gòu)機(jī)、地質(zhì)條件、隧道斷面尺寸、襯砌結(jié)構(gòu)形式等因素綜合確定；

2　盾構(gòu)隧道平行或立體交叉隧道的凈距應(yīng)根據(jù)地層特性、盾構(gòu)類型、施工方法等合理確定，不宜小于隧道外徑，當(dāng)技術(shù)上有保證時(shí)，可適當(dāng)減少；

3　盾構(gòu)隧道的頂部覆土厚度不宜小于1.0D～1.5D，且小直徑隧道取大值，大直徑隧道取小值。在有地下水地區(qū)及穿越江河等地表水區(qū)域時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算隧道抗浮是否穩(wěn)定，抗浮計(jì)算應(yīng)按照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50332的規(guī)定執(zhí)行；

4　隧道宜設(shè)置縱坡，應(yīng)根據(jù)施工要求控制最大坡比，不同坡比的線段之間應(yīng)采用豎向曲線段平滑過(guò)渡連接；

5　隧道結(jié)構(gòu)在荷載、結(jié)構(gòu)形式和工程地質(zhì)條件發(fā)生顯著改變的部位或因抗震要求設(shè)置變形縫時(shí)，應(yīng)采取工程措施，控制變形縫兩側(cè)不產(chǎn)生影響使用和危及安全的差異沉降。變形縫的形式、寬度和間距應(yīng)根據(jù)允許縱向沉降曲率、沉降差、防水和抗震要求等因素確定。

8.6.3　盾構(gòu)法隧道地質(zhì)勘查除應(yīng)執(zhí)行有關(guān)行業(yè)工程地質(zhì)勘查要求外，尚應(yīng)滿足下列要求：

1　鉆孔位置應(yīng)距隧道外側(cè)3m～5m，并在隧道兩側(cè)交錯(cuò)布置，隧道在使用氣壓盾構(gòu)機(jī)或泥水平衡盾構(gòu)機(jī)時(shí)，距離宜適當(dāng)放大，終孔時(shí)應(yīng)立即用黏土封填；

2　鉆孔間距不宜大于50m，在地層變化較大或環(huán)境安全要求高的地段尚應(yīng)適當(dāng)加密；

3　鉆孔深度根據(jù)下臥層地質(zhì)條件確定，不宜小于隧道底以下2倍直徑；

4　地質(zhì)勘查應(yīng)包括地下水位變化，土層滲透系數(shù)，查明承壓含水層、天然氣分布并測(cè)定相應(yīng)的壓力值；

5　穿越卵石層或碎石層時(shí)，應(yīng)特別注意卵石層或碎石層粒徑大小及含量；

6　穿越巖石時(shí)，應(yīng)查明土的風(fēng)化程度以及相應(yīng)的強(qiáng)度；

7　環(huán)境保護(hù)勘察主要內(nèi)容應(yīng)包括：地面沉降要求、地基變形控制、地下管線調(diào)查、周邊建筑物調(diào)查；

8　障礙物勘察的主要內(nèi)容應(yīng)包括：軟硬地層變化位置，廢除駁岸孤石、樁基、沉船等障礙物，地下氣體及壓力值，承壓水分布及壓力值。

8.6.4　盾構(gòu)法隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算應(yīng)滿足下列要求：

1　取排水隧道的安全等級(jí)應(yīng)按二級(jí)考慮，設(shè)計(jì)使用年限應(yīng)滿足核電廠壽期的要求，且不宜小于50年。隧道的重要性系數(shù)宜取1.0，單線輸水管宜取1.1。

2　結(jié)構(gòu)應(yīng)采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，采用分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì)表達(dá)式按承載能力極限狀態(tài)、正常使用極限狀態(tài)的要求進(jìn)行計(jì)算和驗(yàn)算。結(jié)構(gòu)計(jì)算和驗(yàn)算應(yīng)符合下列規(guī)定：

1）按承載能力極限狀態(tài)應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力計(jì)算和整體穩(wěn)定性，包括傾覆、滑移、上浮的驗(yàn)算，并應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震承載力驗(yàn)算；

2）按正常使用極限狀態(tài)應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形驗(yàn)算、裂縫寬度驗(yàn)算。

3　盾構(gòu)隧道混凝土結(jié)構(gòu)耐久性應(yīng)滿足現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《呋喃樹(shù)脂防腐蝕工程技術(shù)規(guī)程》CECS 01和現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T 50476的要求，鋼結(jié)構(gòu)以及連接螺栓應(yīng)采取有效防腐蝕措施，達(dá)到同等級(jí)耐久性要求。

4　盾構(gòu)隧道采用的材料應(yīng)滿足下列要求：

1）混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C50，抗?jié)B等級(jí)不應(yīng)低于W8。輸送海水的鋼筋混凝土管道水泥熟料中鋁酸三鈣的含量宜控制在6％～8％；

2）普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋宜采用HRB335、HPB300和HRB400級(jí)鋼筋；

3）螺紋緊固件的機(jī)械性能等級(jí)應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)受力和構(gòu)造要求；

4）鋼結(jié)構(gòu)可采用Q235鋼或Q345鋼，宜采用Q235B；

5）球墨鑄鐵管片宜選用QT400；

6）隧道內(nèi)防水材料應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》GB 50108的規(guī)定。

5　襯砌結(jié)構(gòu)形式應(yīng)按下列規(guī)定選擇：

1）盾構(gòu)法隧道宜采用圓形襯砌結(jié)構(gòu)；

2）襯砌結(jié)構(gòu)可采用單層襯砌、雙層襯砌或局部?jī)?nèi)襯的形式，在滿足工程使用、結(jié)構(gòu)受力、防水和耐久性等要求的前提下，宜選用單層鋼筋混凝土襯砌；

3）在連接垂直頂升的特殊段，管片可采用鋼管片、鑄鐵管片或鋼與鋼筋混凝土復(fù)合管片；

4）管片厚度應(yīng)根據(jù)隧道直徑、埋深、工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件、使用階段及施工階段的荷載情況等確定，鋼筋混凝土管片厚度宜為隧道外徑的0.05倍～0.06倍；

5）管片環(huán)向及縱向接頭宜采用螺栓接頭結(jié)構(gòu)，可采用直螺栓、斜螺栓和彎螺栓。螺栓布置應(yīng)注意管片拼裝時(shí)不要給螺栓的緊固作業(yè)造成困難。管片環(huán)間接頭還需要考慮到地震的影響、地基沉降而引起的隧道縱向錯(cuò)位以及施工的影響而采取的相應(yīng)措施；

6）管片環(huán)的總分塊數(shù)應(yīng)根據(jù)隧道直徑、管片制作、運(yùn)輸、盾構(gòu)設(shè)備、施工方法和受力要求綜合確定；

7）封頂塊拼裝方式宜采用全縱向插入、半縱向插入，插入長(zhǎng)度應(yīng)與盾構(gòu)設(shè)計(jì)、施工相匹配，綜合考慮拼裝設(shè)備、千斤頂頂進(jìn)行程、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等因素選用；

8）管片寬度可采用1m～2m；

9）楔形管片環(huán)環(huán)面斜度和楔形量由隧道的直徑、管片寬度、楔形環(huán)間距及隧道曲線半徑確定。楔形環(huán)間距及環(huán)面斜度的選用應(yīng)考慮盾構(gòu)施工在曲線段緩和轉(zhuǎn)向的要求，環(huán)面斜度可采用1∶100～1∶300。

6　隧道襯砌結(jié)構(gòu)上的作用可按表8.6.4-1的規(guī)定分為永久作用、可變作用和偶然作用三類。

7　永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值的確定應(yīng)符合下列規(guī)定：

1）襯砌環(huán)結(jié)構(gòu)自重可按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)斷面尺寸及材料重度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算；

2）計(jì)算土壓力時(shí)，對(duì)于水的影響依據(jù)地層的性質(zhì)，可采用水土分離和水土合并的計(jì)算方法；對(duì)于砂性土，可采用水土分算，土的重度應(yīng)采用浮重度；對(duì)于黏性土，可采用水土合算，土的重度應(yīng)采用濕重度；

3）豎向地層壓力應(yīng)根據(jù)隧道埋深和工程地質(zhì)條件按全部覆土重量或松弛土壓力計(jì)算。覆土厚度小于2倍隧道外徑的淺埋隧道，豎向地層壓力應(yīng)按全部覆土壓力考慮；

4）施工階段水平地層壓力黏性土應(yīng)按水土合算，采用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)計(jì)算；砂性土應(yīng)按水土分算，采用朗肯土主動(dòng)壓力計(jì)算；

5）使用階段水平地層壓力采用水土分算，應(yīng)按靜止土壓力計(jì)算；

6）盾構(gòu)法隧道可根據(jù)地層條件適當(dāng)考慮由襯砌變形引起的地層抗力。

8　可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值的確定應(yīng)符合下列規(guī)定：

1）在陸域，地面超載應(yīng)根據(jù)地面使用情況、地面建（構(gòu)）筑物、地面道路車輛通行情況按實(shí)際情況計(jì)算，計(jì)算的地面超載在施工期不宜小于20kPa，在使用期不宜小于10kPa；

2）在水域，應(yīng)根據(jù)隧道在期限內(nèi)灘面可能的淤積情況以及潮差引起的外側(cè)壓力變化，分析論證灘面超載，不宜小于20kPa；

3）隧道外側(cè)的水壓力應(yīng)根據(jù)地下水位或地表水位按靜水壓力計(jì)算確定，水土合算時(shí)不應(yīng)另計(jì)靜水壓力；隧道內(nèi)側(cè)的靜水壓力應(yīng)根據(jù)地表水設(shè)計(jì)水位或轉(zhuǎn)接井井頂水位計(jì)算確定；

4）可變作用的準(zhǔn)永久值系數(shù)應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50332的規(guī)定執(zhí)行。

9　埋隧道荷載可按本規(guī)范附錄G規(guī)定的方法計(jì)算。

10　地震作用應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50011、《構(gòu)筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50191或相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定執(zhí)行。

11　隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)施工、使用階段在結(jié)構(gòu)上可能同時(shí)出現(xiàn)的作用，按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)分別進(jìn)行組合計(jì)算，并應(yīng)取各自最不利的效應(yīng)組合進(jìn)行設(shè)計(jì)。

12　承載能力極限狀態(tài)計(jì)算應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50332的規(guī)定執(zhí)行。結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)宜取1.0，對(duì)于循環(huán)水取水單線輸水管宜取1.1。可變作用的分項(xiàng)系數(shù)，地表水或地下水的作用應(yīng)作為第一可變作用宜取1.27；對(duì)其他可變荷載應(yīng)按設(shè)計(jì)年限確定，當(dāng)設(shè)計(jì)使用年限為50年時(shí)應(yīng)取1.4，當(dāng)設(shè)計(jì)使用年限超過(guò)50年時(shí)，可變作用的分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)根據(jù)有關(guān)基本變量的概率分布類型和統(tǒng)計(jì)參數(shù)，以及規(guī)定的目標(biāo)可靠指標(biāo)，通過(guò)計(jì)算分析，并結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)確定。可變作用的組合值系數(shù)，如無(wú)特別規(guī)定可取0.9。

13　隧道結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)隧道埋設(shè)深度、地質(zhì)條件、內(nèi)外部水壓等條件，選取多個(gè)有代表性的不利位置的斷面進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。

14　后期上部荷載沿隧道縱向有較大變化，或地基有顯著差異，引起隧道有較大不均勻沉降時(shí)，尚應(yīng)對(duì)隧道進(jìn)行縱向結(jié)構(gòu)分析。

15　裝配式襯砌宜采用接頭具有一定剛度的柔性結(jié)構(gòu)，應(yīng)限制荷載作用下變形和接頭張開(kāi)量，滿足其受力和防水要求。

16　采用結(jié)構(gòu)—荷載模式計(jì)算時(shí)，襯砌結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖應(yīng)根據(jù)地層情況、襯砌構(gòu)造特點(diǎn)及施工工藝等確定，宜考慮襯砌與地層共同作用及裝配式襯砌接頭的影響，且應(yīng)符合下列要求：

1）采用通縫拼裝的襯砌結(jié)構(gòu)可取單環(huán)按自由變形的彈性均質(zhì)圓環(huán)、彈性鉸圓環(huán)進(jìn)行分析計(jì)算；

2）采用錯(cuò)縫拼裝的襯砌結(jié)構(gòu)宜按考慮環(huán)間彎矩縱向傳遞模型或梁-彈簧模型進(jìn)行分析計(jì)算。

17　正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算應(yīng)符合下列要求：

1）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)按荷載短期效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合進(jìn)行計(jì)算的最大裂縫寬度限值為0.2mm。當(dāng)計(jì)入地震荷載時(shí)，可不驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的裂縫寬度；

2）襯砌結(jié)構(gòu)按作用效應(yīng)準(zhǔn)永久組合進(jìn)行變形計(jì)算，其直徑變形和接縫變形應(yīng)符合表8.6.4-2的規(guī)定。

3）作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合設(shè)計(jì)值和準(zhǔn)永久組合設(shè)計(jì)值的確定應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50332的規(guī)定執(zhí)行。

18　盾構(gòu)隧道襯砌圓環(huán)結(jié)構(gòu)計(jì)算模型可按本規(guī)范附錄H的規(guī)定確定。

19　襯砌管片接縫防水應(yīng)滿足下列要求：

1）隧道防水等級(jí)宜按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》GB 50108規(guī)定的二級(jí)防水等級(jí)執(zhí)行；

2）應(yīng)在接頭螺栓外側(cè)設(shè)置一道防水密封墊，對(duì)于單襯砌隧道宜在接頭螺栓內(nèi)側(cè)增設(shè)一道。單襯砌隧道管片內(nèi)側(cè)邊緣應(yīng)設(shè)置嵌縫槽，沿隧道全線采用柔性防水材料嵌縫；

3）接縫防水密封墊宜選擇具有合理構(gòu)造形式、良好彈性或遇水膨脹性、耐久性、耐水性的橡膠類材料，其外形應(yīng)與溝槽相匹配；

4）螺栓孔宜設(shè)置防水密封墊圈。

20　盾構(gòu)隧道監(jiān)測(cè)應(yīng)符合下列要求：

1）盾構(gòu)掘進(jìn)施工應(yīng)建立施工測(cè)量和監(jiān)控量測(cè)系統(tǒng)；

2）盾構(gòu)掘進(jìn)施工中施工測(cè)量要求及監(jiān)控量測(cè)要求可按照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《盾構(gòu)法隧道施工與驗(yàn)收規(guī)范》GB 50446的規(guī)定執(zhí)行；

3）取排水盾構(gòu)隧道穿越廠區(qū)、道路、防汛堤施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的穿越環(huán)境，嚴(yán)格控制地表變形要求。當(dāng)超過(guò)允許的變形值時(shí)，應(yīng)校核推進(jìn)速度、泥漿壓力、千斤頂推力、出土量、壁后注漿壓力等掘進(jìn)參數(shù)，并應(yīng)制訂相應(yīng)的對(duì)策；

4）盾構(gòu)隧道施工對(duì)既有建（構(gòu)）筑物產(chǎn)生不利影響或穿越防汛河（海）堤等特殊地段時(shí)，地表沉降觀測(cè)斷面和觀測(cè)點(diǎn)的設(shè)置應(yīng)由監(jiān)測(cè)單位編制專項(xiàng)方案，并應(yīng)滿足現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《盾構(gòu)法隧道施工與驗(yàn)收規(guī)范》GB 50446的規(guī)定。監(jiān)控測(cè)量項(xiàng)目應(yīng)符合表8.6.4-3的規(guī)定。