标准规范下载简介

T／CECS610-2019 盾构法输水隧道结构设计规程及条文说明.pdf

等主要荷载，因内外水压力可部分抵消，对结构受力有利，宜在 内外水压差较大的工程采用；且因结构刚度大，有较强的抵御变 形能力；③外衬接缝无须考虑内水压力的直接作用；④外衬内表 面的耐久性要求较低。 主要缺点：①内、外衬作为叠合构件工作，受力较复杂；② 内衬相应于管片接缝处是应力集中部位，易产生裂缝，需采取加 强措施；③为使内衬与外衬紧密结合，界面结构措施通常包括： 接触面加糙、设置阻滑键与插筋，但费用较高；④施工质量要求 较高，施工难度较大，工期较长。 3）复合式双层衬砌： 主要优点：①内衬为迎水面，结构缝较少，糙率较小，水头 损失也较小；②外衬参与分担部分内水压力等主要荷载，相应内 外水压力可部分抵消，宜在内外水压差较大的工程中采用；③外 衬只需回填手孔，内壁面不用处理；④外衬内表面的耐久性要求 较低。 主要缺点：①界面结构通常为软垫层，因具联合受力特性 软垫层不宜过厚，当内水压力较高时，若内衬压力水渗至界面 易因排水不畅，形成较高的界面水压力，对外衬受力不利；②若 较高压力的内水渗至界面，存在渗出外衬的风险，需加强接缝防 水；③界面结构的软垫层长期使用，弹性模量的变化，内衬与列 衬对内水压力等荷载的分担具有一定的不确定性；④双层衬砌， 工程费用较高。 4）分离式双层衬砌： 主要优点：①内衬为迎水面，结构缝较少，糙率较小，水头 损失也较小；②内衬与外衬分别单独承载，受力明确，宜在内外 水压差较大的工程中采用；③外衬只需回填手孔，内壁面不用处 理；④外衬内表面的耐久性要求较低。 主要缺点：①若较高压力的内水渗至界面，如果排水不畅 存在渗出外衬的风险，因此为顺畅排放界面压力水，需设置较完

善的排水设施，并需加强监控；②为防止内水渗至界面，需加强 接缝防水：③因具有单独受力特性，当内外水压差较高时，内衬 多采用钢管或采用预应力混凝士结构，例如我国建成并已投入运 行的穿黄隧道，其内外水位差为18m，采用分离式衬砌，其内衬 采用预应力混凝土结构；④双层衬砌，内衬断面较单层衬砌大， 工程费用较高，工期也较长。

15%，隧道若发生沉降，会使水面以上净空面积减小，为安全运 行，设计阶段应根据地质条件和工程运用条件，预估可能的沉降 量，对净空面积留足富余量。

稳定，因此对管片接缝更应加强防渗，必要时内侧和外侧均需设 置密封垫防渗【河北图集】12D9：室外电缆工程，以防止内水外渗或外水内渗冲蚀外围地层，对隧 道整体稳定性造成不利影响。

6.1.4对于与始发竖并或到达竖并连接白

住有明显的差异性变形，因此单层衬砌和双层衬砌外衬均应设置 道或多道能适应大变形的止水缝，具体缝宽应根据计算和止水 构造确定；双层衬砌结构内衬则应加密结构缝。除此对于沿线地 层变化明显的洞段，为适应不均匀沉降，双层衬砌结构也应在此 洞段前后沿纵向加密设置结构缝

6.1.5为满足施工期隧道抗浮稳定，并增强施工期盾构开挖面

5.1.5为满足施工期隧道抗浮稳定，并增强施工期盾构开挖 的稳定性，确保泥水盾构有压泥水舱的密封要求，隧道应有足 的覆土厚度。

6.1.6盾构隧道与地层紧密贴合，不仅可充分利用地层抗力，

也是隧道整体稳定的需要。但由于盾构的开挖直径大于管片外部 轮廓，当已拼接的管片退出盾尾时，管片与地层之间会出现空 控，均需对空腔进行灌浆，为了充填饱满，满足现行国家标准 盾构法隧道施工及验收规范》GB50446对充填系数的要求，通 常还需进行二次灌浆，因此在管片预制时，均应预留注浆孔。

6.2.1由于无压隧道具有工程投资较小、施工简单、施工工期 较短等优点，因此多采用直径较小的陆域水工隧道，如辽宁大伙 房输水隧道等。对于穿行于河床或海床冲淤变化明显的水底隧 道、内外水压差较高或输水流速较高的隧道、地层有可能对隧道 产生偏压的隧道，则不宜选用单层衬结构。而对于直径较小、 理藏较深、冲淤变化影响不大、不存在地层偏压、输水流速较低 的隧道选用单层衬砌则比较合适；例如上海水源地青草沙输水隧 道，于长兴岛南港过江的管段2条，地层均为第四纪松散沉积 物，为有机质软土，水土荷载可视为对称分布；洞内中心水头约 34.5m，算至洞底并考虑水锤，最大内压水头41.22m，内外水 头最大压差小于9m；设计流速较低，为1.85m/s；南港为复式 河槽格局，主槽均为顺直河槽，落潮主流一直傍靠南岸下泻，仅 出现一定幅度的淤积和恢复性冲刷的交替变化，冲淤变化较小， 且因理藏较深，河床冲淤对管段影响较小；根据以上情况，过江 单管采用单层衬砌结构， 盾构法输水隧道单层衬砌结构不同于交通隧道的单层衬砌结 构，在于运行期需承受内水压力等荷载，当运行水压较高，地质 条件不良，拼装式管片环需要增加管片厚度和配筋，提高其承载 能力，并需设置双层连接螺栓以约束接缝变形；此外施工期间， 管片需承受盾构掘进的反推力，单块管片重量受拼装机起重能力 的限制等、都是确定管片截面厚度和分块需要老虎的

6.2.2单层衬砌结构采用环间错缝拼装，各环承载得以相互补

偿，纵向螺栓错缝相连，提高了相互约束变形的能力，因此宜考 患采用；为实现错缝拼装，相邻管片环需旋转对位，各环管片环 句螺栓间距应相同。此外为在满足设计要求前提下，减小管片厚 度，减轻管片重量，有利于拼装机选形，混凝土强度不宜低 于C50

6.2.3采用单层衬砌结构的青草沙输水隧道，管片纵缝

往轴力较小而需承受较大的正、负弯矩，加上手孔对管片的削 弱，边缘易出现应力集中，为此采用了铸铁手孔，采用双排或 一 排螺栓，较好地解决了应力传递与不利应力条件的问题

与水平插销式相匹配的是插入式连接。弯螺栓变形较大，不适用 于盾构法输水隧道。斜螺栓的手孔小，对截面削弱少，相对变形 小，且施工方便，但费用相对直螺栓稍高；直螺栓较有利于力的 传递，但由于安装要求，手孔较大，对管片削弱较大，因此对于 有纵向变形问题的输水隧道，宜通过对各种解决方案综合比较后 选用

6.2.5为避免加大单层衬砌表面糙率，

错台、密封接缝，必要时应于管片环内侧加贴防护层，用以加强 防水、降低糙率和防止空蚀，以满足设计期限内正常使用要求。 手孔空间较大，为了防止后续填封材料脱落，要求在手孔内设置 构造钢筋，构造钢筋应与管片固定

6.3.1冲淤变化明显的水底隧道，往往存在纵向变形问题，单 层的管片环环向接缝有张开的可能；内水压力较大的隧道，往往 因内、外水压压差较大，存在承载问题和接缝变形超限问题；流 速较大，会因单层衬砌糙率较大带来较大的水头损失；地层偏压 对单层拼装式管片环极为不利，有可能存在结构失稳问题。为回 避上述问题，宜选用双层衬砌

不应影响内、外衬砌的外部荷载作用条件。穿黄隧洞采用的分离 式双层衬砌，其界面结构由厚度10mm的弹性排水垫层组成， 为防止内衬转动，内衬与外衬在拱底局部范围浇筑为整体，计算 表明，此种方法对内衬与外衬控制截面内力条件影响小，仍具单

包括管片内侧面凿毛或冲毛加糙，利用手孔回填混凝土形成阻滑 键和安装插筋，采用等强、快硬混凝土回填手孔等行之有效的结 构措施，使内衬与外衬结合为一整体，实现联合受力

6.3.4当内水压力较高时，内、外水压差也较大，内衬虽然亿

可按普通钢筋混凝土结构设计，但当过水断面不变时，为满足正 常使用要求，往往需要加厚截面，加强配筋，致使外衬断面与盾 构机直径也随之加大，增加工程投资。鉴于预应力技术适于解决 承载和正常使用的一系列问题，特别是环锚预应力技术应用的成 熟，可通过比较应用到内衬中

7.1.3对采用地层结构模型解决纵向变形问题，规定了相应的

·1.3刘对用工 形可题，规定了相应 十算方法：软土地基一般可采用等效刚度弹性地基梁法，而以 层结构模型采用实体有限元法作为分析对比。同时，隧道掘进 程中对土层的扰动等因素也会造成沉降，工程设计中可根据实 经验对理论计算沉降结果进行修正

7.1.4本条系根据现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标 准》GB50153的规定，采用极限状态设计方法，对工程各个工作 阶段相应的工况，分别进行结构承载能力极限状态计算和正常使 用极限状态验算；对于计入设计地震荷载或其他偶然荷载的工况： 根据大震不跨，不致发生危及生命的严重破坏原则，只要满足承 载能力极限状态，结构不发生破坏，即使在此过程出现裂缝，震 后通过处理结构仍可继续使用，可不验算结构的裂缝宽度。

7.1.4本条系根据现行国家标准《工程结构可靠性设讯

异性变形，影响衬砌纵向承载，并有可能造成拼装式管片环纵 车接螺栓超限，环向接头张开，因此规定应予复核，并根据复 结果采取相应措施

7.1.6结构计算模型往往关系到计算结果多大程度上反

7.1.6结构计算模型往往关系到计算结果多大程度上反映实际 请况，因此应充分重视对计算模型的确定，可考虑以下条件 拟定： （1）地质条件（地层分层及物理力学指标、地层抗力、地下 水分布等：

（1）地质条件（地层分层及物理力学指标、地层抗力、地 水分布等）；

（2）衬砌构造（衬砌结构、拼装式管片接头构造等）； （3）工作阶段（施工期、运行期）。 计算模型中宜对计算条件作多种组合，通过敏感性分析，使 计算结果能正确指导设计。

计算结果能正确指导设计。 7.1.7考虑到设计条件与客观条件，施工条件与设计要求均有 可能存在一定的差距，为保障工程安全运行，对承载条件和地质 条件较复杂的代表性洞段宜布置原位安全监测，以便及时发现问 题，尽早处理；并为工程验收做好准备。

可能存在一定的差距，为保障工程安全运行，对承载条 条件较复杂的代表性洞段宜布置原位安全监测，以便及 题，尽早处理；并为工程验收做好准备

7.2单层衬砌结构设计计算

：21对位于软主地区的盾构法输水隧道，百采用载结构模 型进行横向结构计算时，常用算法为：弹性匀质圆环法、弹性铰 圆环法；当采用地层结构模型进行结构计算时，常用算法为实体 有限单元法。注意到日本出版的《内水压作用下隧道衬砌构造设 计手册》，亦认为有内压的隧道施工阶段（自重和外部荷载作用 时）如同盾构法交通隧道，适于采用惯用法、修正惯用法、弹性 地基刚架模型法进行内力计算；但在内水压力作用阶段时（自 重、外部水土荷载和内水压力同时作用），就应该考虑弹性地基 的抗力作用，以反映隧道与地层的共同作用；显然就算法而言与 本条规定基本一致。

7.2.2对于考虑弹性抗力的算法，弹性抗力系数的取值对计算

7.2.2对于考虑弹性抗力的算法，弹性抗力系数的取值对计算

结果有重要的影响，因此对于重大的输水隧道工程，应通过试 验，测取弹性抗力系数；对于一般工程在按本规程附录C取值 后，也需结合工程类比，通过敏感性计算，合理选用。

先确定接头弯曲刚度系数、接头轴向刚度系数和接头剪切刚度系 数，其中以接头弯曲刚度系数为重；对于重大的输水隧道，为了 正确反映接头的刚度特性，宜进行管片接头模拟试验和足尺仿真 试验，以确定其刚度系数的大小。根据有关资料，对于无衬垫接

缝，接头弯曲刚度系数与接头转角基本上呈线性关系；对于全断 面有衬垫的接缝，因衬垫弹性模量较低，初始加荷时，衬垫容易 压缩，转角发展较快，继续加荷，待衬垫发展至强化阶段，转角 发展渐慢，因此接头弯曲刚度系数与接头转角关系不呈直线状， 住往呈先弯后直的形态。总之对于重大的输水隧道工程，在编发 施工图前，宜通过接头试验，测取上述三者接头的刚度系数，对 设计做进一步复核，以策安全。在初步设计阶段，可先按工程类 比，对接头弯曲刚度系数在1000kN：m/rad～10000kN·m/rad 范围选用，同时将弹性铰法结构计算结果与弹性匀质圆环法或地 层结构模型算法结果进行对比复核，再用到工程设计中

7.2.4对于有纵向地基沉降变形问题的隧道，会导致环向接缝

7.2.4对于有纵向地基沉降变形问题的隧道，会导致环向接 张开，应通过纵向结构计算，复核环向接缝变形量，同样要求 得超过允许变形量，以满足防水要求

7.3双层衬砌结构设计计算

7.3.1双层衬砌结构的外衬为拼装式管片环，与单层衬砌结构 类同；不仅施工期结构工作状态相同，运行期其内壁虽然不直接 承受内水压力，但对于复合式双层衬砌和分离式双层衬砌，还需 对可能承受的界面渗压力进行结构复核。因此除应满足本节有关 外衬结构计算的规定外，尚应满足本规程第7.2节单层衬砌结构 计算的有关规定。

外衬底部采取一定的连接措施，按圣维南原理，不会过多地影

拱部和两腰截面的应力分布，而底拱通常不是控制结构计算的部 立，因此外衬、内衬仍可视为各自具有单独受力特性。南水北调 中线穿黄隧洞按分离式双层衬砌设计，其界面结构为厚度约 10mm的格栅排水型弹性软垫层（以下简称排水软垫层或垫层）， 由于垫层厚度足够，线刚度很低，外衬、内衬各自具有单独受力 的特性，同时格栅能顺畅排放界面渗漏水，降低界面渗压力，对 于外衬十分有利。

：1地下模型仿具试验研究，通过开挖，将试验模型深理于地 下再回填与工程典型断面类同的厚达30.9m的砂料和土料，以 形成外部的地层条件；通过设置防水土工膜包裹层和人工土层， 并设地下水位调节并和多层地下盲沟，通过充水控制地下水位 以形成与工程相同的人工水土环境；并以高位水箱以定水头方式 模拟设计水头51m的内水压力和超载水头56m的内水压力（见 图3）。模型内布置两个试验段，分别模拟分离式双层衬砌和叠 合式双层衬砌。试验结果经组织专家评审认为，分离式双层衬砌 和叠合式双层衬砌均是技术可行的方案。

7.3.4预应力内衬结构计算与设计包括：

（1）预应力系统选择：目前隧洞预应力多采用环锚预应力 系统； （2）预应力损失计算，并形成单束预应力荷载； （3）锚索张拉方案：应力控制、伸长控制、张拉分批和分 序等； （4）结构计算，确定控制性的内力分布； （5）对施工期、运行期各工况进行承载能力极限状态和正常 更用极限状态计算； （6）截面设计：进行配筋计算、配筋设计，并按设计要求和 构造规定形成技术要求。

7.3.5后张预应力筋张拉控制应采用双控；

高位水箱又211.9080cmX80cmX80cm又206.90高位水箱溢流管高位水箱充水管地下水位调节井井位190.90交通竖井土工膜回填土回填土地面水池洞内充水接口输水管172.20回填土回填砂160.00155.90151.55150.00图3穿黄隧洞1：1地下模型仿真试验模型部面1应力控制：未经论证不应超过0.75倍标准强度，以便为预应力预案留有超张拉空间，也是安全的要求：2与张拉控制值相应的弹性伸长，亦是该孔道摩阻系数的表征；当实测弹性伸长值（扣除预应力筋锚固过程的回缩值）小于伸长控制值时，表明孔道摩阻系数较大于设计值，可根据反演得到摩阻系数，以满足设计的预应力效果为前提，提出超张拉预案，但超张拉应力不应超过0.8倍预应力筋的标准强度。7.4衬砌接头计算7.4.1、7.4.2接头承载力复核主要参照现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010中正截面承载力计算的有关规定，并说明以下：.82:

（1）附图中弯矩和轴力均为简化到接头截面形心的设计 内力； （2）按平截面假定，将边缘达到混凝土强度设计值的受压应 力图形，简化为均达到混凝土强度设计值的等效矩形应力图形， 附图中为简化为等效矩形应力图形高度，α/β为实际受压应力 图形高度； （3）α，为考虑混凝土受压区应力图形简化为等效矩形应力图 的折减系数，当混凝土强度等级不超过C50时取1.0，当混凝土 强度等级为C80时取0.94，其间按线性内插法确定； （4）β为等效矩形应力图形高度与受压区混凝土实际应力图 形高度的比值；当混凝土强度等级不超过C50时取0.80，当混 凝土强度等级为C80时取0.74，其间按线性内插法确定； （5）当连接螺栓（简称螺栓）受拉时，同普通钢筋取用承载 力设计值； （6）按所附公式复核，若连接螺栓受压，则不考虑该螺栓作 用，再重复计算。

7.5.1输水隧道在推进过程中，首先形成初次衬砌结构，为保 证施工期间的抗浮稳定，无论隧道采取单衬砌还是双衬砌，在抗 浮验算时，均不应考虑二次衬砌和内水的有利作用。 7.5.2就地质条件而言，地下水位高于隧道顶且埋深较浅的隧 道段抗浮条件为较不利；就验算工况而言，以隧道内无水的盾构 施工期与检修期工况，以及使用阶段遭遇大于7度（含7度）地 震作用的工况的抗浮条件较不利，因此应就不利隧道段和不利工 况验算抗浮稳定

8.1.1管片环通常分为标准管片环和楔形管片环两类，

8.1.1管片环通常分为标准管片环和楔形管片环两类，其中楔 形管片环又可分为曲线用和蛇行修正用两种。随着盾构机技术进 步，配备了自动导向与纠偏系统，对于线形简单，平曲线和竖曲 线较少的线路，多采用通用型形管片环；形环环面斜率在满 足最小半径曲线段拟合需要的前提下，宜取较小斜率。当路线曲 线半径较小时，宜取双面楔形。例如上海青草沙输水隧道穿越长 兴岛南港的过江管为平面直线、竖面微倾管段（坡度约 0.84%），线形简单，盾构机配备有自动导向与纠偏系统，采用 通用型双面楔形管片环

8.1.2管片环的宽度：宽度较小的管片有利于运送、拼

短盾尾长度和提高盾构的灵敏度，但增加管片环环向接缝，对防 水不利；宽度较大的管片，要求拼装机和推进油缸容量较大，并 增加盾尾长度，但可减少管片环向接缝，对防水有利。因此要根 据盾构机设备能力和防水条件比选确定，不过随着盾构机技术的 进步，管片环宽度有逐渐加大的趋向。上海青草沙输水隧道过江 管将管片环全环分为6块，由1块小封顶，2块邻接块，3块标 准块构成，环宽定为1.5m，单块管片重量约72kN。 8.1.3管片环缝面若设置凹凸样槽，向着干斤顶的一面（即朝 着盾构前进方向）为凸样，背向干斤顶的一面为凹槽。管片纵缝 可为平缝，可附加设导向杆凹槽。上海青草沙输水隧道过江管根 据防外水和防内水的需要，除在管片环外侧设置了海绵挡水条和

橡胶，断面形式为挤出硫化成型的多孔构造。 为提高接缝的抗剪能力，解决可能发生的纵向变形，并满足 拼装承接干斤顶撑靴的推力和定位需要，管片的环缝面通常设置 凹凸椎槽。上海青草沙输水隧道过江管环面设有凹凸槽，以 6根纵向斜螺栓相连；管片纵缝为平缝，未设凹凸样槽，只为 方便施工对位，设置直径30mm的导向杆，管片间纵向接缝设6 根直径39mm的高强螺栓相连，全环共36根。以上所述管片环 与环、块与块间均用螺栓连接，虽施工操作较麻烦，用钢量大： 日可增加隧道抵抗变形的能力，有利于保证施工精度、施工安全 及衬砌接缝防水。

及衬砌接缝防水。 8.1.4管片的制作精度和整环拼装检验允许误差应按现行国家 标准《盾构法隧道施工及验收规范》GB50446的规定执行，鉴 于目前钢模制造精度的提高，及错缝拼装对管片精度的高要求， 管片宽度精度提高到士0.5mm。

8.1.4管片的制作精度和整环拼装检验允许误差应按现行

准《盾构法隧道施工及验收规范》GB50446的规定执行，鉴 目前钢模制造精度的提高，及错缝拼装对管片精度的高要求 片宽度精度提高到士0.5mm。

8.1.5为防止管片拼装过程中发生破损，并方便拼装施工，对

（1）径向直接顶入型，优点是拼装方便，缺点是两侧邻接块 之间预留的缺口需按封闭块外弧弦长留出，拼装后，因挤紧成环 错台较大； （2）纵向直接插入型，优点是体形设计简单、拼装方便、错 台较小，缺点是所需千斤顶行程较大，致使盾构机加长，有可能 曾加投资并影响其灵敏度； （3）纵向搭接径向顶入型封闭块，优点是所需干斤顶行程和 错台介乎径向直接顶入型和纵向直接插入型之间，缺点是设计较 复杂，其搭接长度需结合封闭块纵缝面接头角、偏转距离和允许 错台量综合分析后确定，而且错台量与封闭块径向顶入缺口所需 的初始间隙关系甚大，因此对拼装工艺要求较高。上海青草沙输 水隧道过江管根据自身的工程条件，封闭块按纵向搭接径向顶入

型设计，纵向搭接长度为1m，即管片宽度的2/3。

了一次注浆；为达到现行国家标准《盾构法隧道施工及验收规 范》GB50446所要求的充填系数，管片上预留的注浆孔用于二 次注浆。

状态与单层衬砌结构相同，因此除应执行本节有关的构造规定 外，尚应执行本规程第8.1节单层衬砌有关的构造规定

状态与单层衬砌结构相同，因此除应执行本节有关的构造规定 外，尚应执行本规程第8.1节单层衬砌有关的构造规定。 8.2.2双层衬砌内衬结构受温度变化、混凝土干缩和纵向不均 匀沉降作用时，应设置环向贯通型结构缝（简称环缝），缝内设 止水带。环缝间距应根据温度荷载、地质条件和地层性状，以及 距离工作并（盾构始发竖并或到达竖并）远近而定；为避免内衬 发生不均匀沉降对管片的不利作用，内衬环缝间距宜为管片宽度 的倍数，其最大间距在软基中不宜超过18m，岩基中不宜超 过12m。

8.2.3对于与工作竖并邻接的隧洞段，以及地层性状有突变白

遂洞段，为避免地基不均匀变形使内衬产生对整体性有影响的裂 缝，环缝应按管片宽度的倍数加密。穿黄隧洞外衬管片宽度为 1.6m，内衬标准分段长9.6m，为管片宽度的6倍；北端与工作 竖井相连，内衬沿竖井方向结构缝间距顺序按1段8.0m、1段 6. 4m、3 段 4. 8m、5 段 3. 2m 加密

（2015年版）表8.2.1混凝土保护层的最小厚度是按使用年限为 50年给出的，对于设计使用年限为100年的盾构法输水隧道衬 砌结构，最外层的钢筋保护层厚度建议不小于该表所列数值的 1.4倍。

8.2.6在界面敷设足够厚的弹性垫层，是分离式双

确保其内、外衬具单独受力特性的必要条件；但当界面有内衬或 外衬的渗漏水时，若排水不畅通，将产生较高的渗压力，对衬砌 受力不利，因此垫层还须有良好的排水性能，并应配套完善的排 放管道等排水措施，以便畅通排放界面渗漏水；而为防惠于未 然，必要时垫层外侧还需增配防水膜，以防止内水压力较高的渗 漏水外渗到洞外，冲蚀外围地层，影响隧道整体稳定。对垫层的 铺设质量要求，既是为了确保现浇内衬混凝土质量，同时也是为 了确保垫层排水通畅；至于隧道积水和渗漏水不宜共用同一套排 水机械，是由于两者排水的不同特点（积水量大需尽快排除，渗 漏水量小，断续运行，延续时间长），因而所需机械功率不同， 运行时间也不同，

8.2.7当输水隧道按叠合式双层衬砌设计时，

衬联合受力性能，管片脱模后，内侧应及时凿毛（或冲毛），以 增强与内衬接触面的剪切强度；在拼装成环后，于管片手孔内安 装插筋，但由于手孔较浅，为充分锚固，可与连接螺栓焊牢，或 设直弯钩；当采用带有内螺纹的接驳器预理在管片时，接驳器应 带锚筋，以满足自身锚固要求；为使手孔充填密实，插筋充分锚 固，应对充填腰线以上手孔的混凝土开展室内试验，再通过室外 试验验证，比选混凝士材料、配合比和施工工艺，形成与管片等 强、快硬、微膨的混凝土，以便先期回填；对于腰线以下手孔则 可与内衬一起现浇混凝土，与内衬混凝土结为整体

计的湖北省清江隔河岩水电站引水隧洞在1#和3#洞衬砌采用 有台座张拉的群锚预应力系统（简称QM锚），与此同时，在完 成环锚预应力研制后，在2#和4并洞衬砌采用无台座张拉的环 锚预应力系统（简称HM锚），均获得成功。由于环锚预应力系 统只需对每束锚索开设一个预留槽，布置1台千斤顶，无须台座 在洞内进行张拉，截面削弱小，预应力损失小，工艺简单，其后 在穿黄工程、天生桥二级电站、小浪底水利枢纽排砂洞、大伙房

引水洞均陆续采用。由于预应力摩阻损失，单索预应力荷载自预 留槽张拉端向两侧对称但并非均匀分布，为此预留槽应左右间隔 布置于隧道轴线两侧，通过相互补偿，使预应力效果趋于均匀。

留槽张拉端向两侧对称但并非均匀分布，为此预留槽应左右间隔 布置于隧道轴线两侧，通过相互补偿，使预应力效果趋于均匀。 8.2.9内衬当采用后张有粘结预应力系统时，需在混凝土中预 埋孔道，待混凝土达到设计强度后，再穿入预应力筋进行张拉 在混凝土浇筑过程中，除需对孔道线型控制外，特别要注意防止 孔道接头漏浆、堵管，因为一旦发生堵管，处理既费时也困难， 而且即使处理好了，孔道糙率也会增大而增加摩阻损失，因此须 在混凝土浇筑过程中，加强检查，在浆液尚未结硬时清除，以 惠于未然；预应力筋穿束前还应对孔道进行检查，包括采用孔道 电视检查，发现残渣附看孔壁，需及时清理；为孔壁减糙，必要 时还可对预应力筋涂抹石墨粉，但应通过试验，完善相应的工 艺，再应用到工程中。

8.2.9内衬当采用后张有粘结预应力系统时，需在混凝

8.2.10内衬采用后张无粘结预应力系统，应符合现行行

《无粘结预应力混凝土结构技术规程》JGIL92的有关规定：

（1）防腐：预应力筋靠油脂防腐，为此应按对油脂防腐性能 进行检测；一防腐失败，不仅预应力将全部消失，而且还不能 司普通钢筋一样参与承载，后果是很严重的； （2）配置的普通钢筋承载力不得低于预应力筋总承载力的 1/3，或不小于全部受力筋总承载力的1/4，作为安全保障。

8.2.11隧道衬砌采用环锚预应力系统，当张拉未能达到

1器材检测：张拉机具拉力与油压计量设备进行复核率定， 并对预应力筋抽样进行原材料物理力学性能测试。要求将预应力 筋与锚具的组装件进行静载组装件锚固性能试验，静载组装件锚 固性能试验是对锚具的检验，为方便定期抽检，供检验的张拉台 座宜布置在现场。要求根据施工过程对张拉质量的认定和张拉数 量，定期对张拉机复核率定。

载锚固性能试验、疲劳锚固性能试验、油脂防腐性能试验，并 求达到规定的指标

8.2.13后张预应力筋张拉与控制

8.2.13后张预应力筋张拉与

（1）张拉控制：采用千斤顶张拉，容易拉到控制张拉力，但 若弹性伸长小于设计值，预示预应力筋的摩阻系数高于设计值： 摩阻损失较大，未能达到设计的预应力效果：因此除张拉力控制 外，还应对弹性伸长进行控制。 （2）单根预紧：预应力筋通常由多根钢绞线或钢丝集束组 成，若一开始便集束张拉，由于各根钢绞线或钢丝处于不同的松 弛状态，会因受力不均而断丝：因此在整束张拉前，应采取单根 预紧，以便集束张拉时，应力较均匀，可在很大程度上避免断 丝；单根预紧力不宜超过控制拉力的25%。 （3）张拉分批：预应力筋张拉过程在产生环向预压应力的同 时，对衬砌还将产生纵向拉应力，为避免预应力筋张拉过程，导致 纵向拉应力超限，研究表明合理分批张拉可避免纵向拉应力超限， 因此应通过合理分批张拉方案，避免为此采取纵向预应力措施。 （4）张拉分序：分批张拉方案确定后，每束预应力筋宜分两 序张拉，以便观察张拉过程预留槽端壁和周围有无裂缝发生，通 常第一序拉到设计张拉力的60%～70%，第二序再拉到设计张 拉力；若第一序张拉便发生裂缝或异常情况，需首先检查千斤顶 工作是否正常，分析原因，妥善处理，方可决定是否继续进行下 序次的张拉，以策安全

张拉完毕后应及时回填预留槽，并对槽壁凿毛，对于后

8.2.14张拉完毕后应及时回填预留槽，并对槽壁凿毛，

张有粘结预应力筋，应尽快对孔道采取真空灌浆；对于无粘结预 应力筋，应采取防腐措施，国内某工程排沙隧道采用无粘结预应 力系统，未对预留槽槽壁凿毛处理，包裹钢绞线的油脂在重力作 用向下流尚，并沿预留槽槽壁接缝溢到隧道内表面，对钢绞线防 贫很不利，经多次处理，最后通过对槽壁采用严格的防渗措施， 解决了油脂外泄的问题

9.1.1输水隧道防水与交通隧道防水在结构特点、使

9.1.1输水隧道防水与交通隧道防水在结构特点、使用要求和 结构安全等方面不尽相同，不仅需防外水渗入洞内，还需防止内 水外渗至洞外，冲蚀外围地层，影响隧道整体稳定。仅就接缝防 水而言，为防外水内渗，一般只需在管片的外侧设置防水密封 垫，对于单层衬砌的有压输水隧道，当内水压力较高时，还需防 内水外渗。上海青草沙输水隧道，洞内中心水头约34.5m，算至 洞底并考虑水锤，最大内压水头41.22m，由于内压较高，在管 片的内侧再设一道防水密封垫。此外对防水等级的选用，则应满 足设计使用年限、环境条件和耐久性的要求。 9.1.2现行国家标准《地下工程防水技术规范》GB50108主要 是防外水的，在没有更合适标准的情况下，可按该技术规范关于 防水等级的描述，结合工程的重要性、设计使用年限100年等要 求，选用不小于三级的防水标准：但同时要求结合单层衬砌和双 会衬砌的结构特点、使用要求，本着结构安全，采取相应的防水 措施。 9.1.3隧道衬本体防水与所承受的水头、水力梯度、排水条 件、水质条件，以及渗水的危害程度有关；本规程表3.4.4规定 取自现行国家标准《地下工程防水技术规范》GB50108，对于 水利水电工程可参照现行行业标准《水工混凝土结构设计规范 SL191的相关规定。

9.1.2现行国家标准《地下工程防水技术规范》GB5(

是防外水的，在没有更合适标准的情况下，可按该技术规范 防水等级的描述，结合工程的重要性、设计使用年限100年 求，选用不小于三级的防水标准；但同时要求结合单层衬砌 层衬砌的结构特点、使用要求，本着结构安全，采取相应的 措施。

9.1.3隧道衬砌本体防水与所承受的水头、水力梯度

件、水质条件，以及渗水的危害程度有关；本规程表3.4.4 取自现行国家标准《地下工程防水技术规范》GB50108， 水利水电工程可参照现行行业标准《水工混凝土结构设计 SL 191的相关规定。

9.1.4工程采用的防水材料特性在现行国家标准《地下工程防

9.1.4工程采用的防水材料特性在现行国家标准《地下工程防

水技术规范》GB50108中均有明确的要求，其中施工进场 土分必要，是防止假冒伪劣材料混入工程的重要环节，因此

现行国家标准《地下防水工程质量验收规范》GB50208的 进行质量检查与验收

9.2.1本条对单层衬砌结构的防水规定，就管片本体防水、管 片接缝防水和螺栓孔防水等项目而言，与交通隧道的管片防水无 明显不同，但防水标准与防水措施应按本规程的规定执行。 9.2.2单层衬砌结构除了防外水渗入外，还要防高压内水外渗 而接缝是其主要的渗漏途径，因此对接缝防水效果尤应重视，以 下列举与此有关的儿项规定： 1密封垫的水密性试验：考虑到橡胶材料性能随看时间 的蜕变，要求密封条的止水性能达到2倍设计水压，对于内水 压力较高或重大输水隧道，必要时，可在靠近内缘处增设一道 防水密封垫。密封垫构造形式、截面尺寸和材料性能应符合设 计要求，批量出厂前应通过水压试验抽查，施工时应严格控制 质量。 2对于理深变化较大的长大隧道，随着地下水压和内水压 的减小，有条件按分段对内部防水构造或材质作相应调整，但应 达到设防2倍水压的规定。 3为防止封闭块拼装损伤接缝密封垫，对其两侧缝面宜使 用减摩剂，以避免纵向插入损坏缝面防水材料，拼装完成应检查 密封条的完整性，一且发现有损坏，轻则就地修补，重则拆下重 新调换、粘贴，以确保管片接缝密封防水性能。 4在管片角隅处加贴自粘性橡胶薄片，可避免管片拼装硬 接触，通过缓冲作用防止角缘损伤，避免影响密封垫防水效果。 5嵌缝采用聚硫密封膏、聚氨酯密封膏等柔性防水材料 是为增强防水性能的措施，由于施工工艺的差异，与接缝两侧混 凝土脱开的情况时有发生，应做好相应的检查。

9.2.3对螺栓孔防水不能掉以轻心，因为在密封垫失交

不良拼装部位，都会从螺栓孔发生渗漏；采用防水材料垫圈，套 于螺栓，依靠紧固螺栓达到防止渗漏是常规的防水措施，但须注 意，在全部拼装完毕后，有的螺栓会松动，因此全部螺栓均需重 新拧紧。

意，在全部拼装完毕后，有的螺栓会松动，因此全部螺栓均需重 新紧。 9.2.4无机防水涂层应具有：①良好的耐水性、耐久性、耐腐 浊性及耐菌性；②无毒、难燃、低污染；③良好的湿十粘结性、 耐磨性和抗刺穿性。对于给水输水隧道，防水涂层应满足生活饮 用水卫生要求

蚀性及耐菌性；②无毒、难燃、低污染；③良好的湿干粘结性、 耐磨性和抗刺穿性。对于给水输水隧道，防水涂层应满足生活饮 用水卫生要求。

9.2.5盾构隧道与工作井的永久接头最有可能产生不均匀沉降， 在所设置大变形缝中，所采取的防水措施应能适应较大变形，防 止受损

9.2.5盾构隧道与工作并的永久接头最有可能产生不均匀沉降，

9.3.1结构缝是双层衬砌内衬渗漏的主要途径，特别是复合式 和分离式双层衬砌，当内水渗至界面，而界面排水不畅通时，高 玉内水将对外衬受力十分不利，因此结构缝防水除应按常规布置 紫铜片止水带外，尚应由外向内加设遇水膨胀橡胶止水条，并视 防水效果采用聚脲或聚硫密封胶封闭缝口；对于采用遇水膨胀类 防水定型的制品，在出厂、运输和存放时必须做好防潮包装，并 在专门库房内存放，以免失效。施工安装前应根据防水要求，涂 上缓膨剂，以避免过早膨胀，影响防水效果。 9.3.2紫铜片止水带通常由中间呈圆弧形的鼻子和两翼构成 鼻子用于适应结构缝两侧的变形；施工实践表明，当锚固两翼的 昆凝土浇筑不密实时，最易发生渗漏；在先浇段施工时，鼻子若

水足型的制品， 在专门库房内存放，以免失效。施工安装前应根据防水要求，涂 上缓膨剂，以避免过早膨胀，影响防水效果。 9.3.2紫铜片止水带通常由中间呈圆弧形的鼻子和两翼构成， 鼻子用于适应结构缝两侧的变形；施工实践表明，当锚固两翼的 昆凝土浇筑不密实时，最易发生渗漏；在先浇段施工时，鼻子若 尧筑在混凝土中，对变形的适应能力将大大降低，容易撕裂，失 去止水作用，因此正确理设十分重要，位置应准确、固定应牢 靠，以防浇筑时偏移或变形。

9.3.2紫铜片止水带通常由中间呈圆弧形的鼻子和两

鼻子用于适应结构缝两侧的变形；施工实践表明，当锚固两 混凝土浇筑不密实时，最易发生渗漏；在先浇段施工时，鼻 尧筑在混凝土中，对变形的适应能力将大大降低，容易撕裂 去止水作用，因此正确理设十分重要，位置应准确、固定 靠，以防浇筑时偏移或变形。

员应由受过专业培训的人员操作，持证上岗；聚硫密封膏施

应选用口径合适的挤出嘴，均匀嵌填；对于聚腺施工可根据工 条件采用喷涂聚脲或手刮聚脲。

应选用口径合适的挤出嘴，均习嵌填；对于聚脉施工可根据工程 条件采用喷涂聚或手刮聚脲。 9.3.4对结构缝止水效果采用加压检查，应选用最高内水压力 配备相应的加压设备，采用水压或气压进行检查，

9.3.4对结构缝止水效果采用加压检查，应选用最高内

相应的加压设备，采用水压或气压进行检查

10.1.1～10.1.3本三条主要规定了盾构法输水隧道对地震的设 防标准及其地震危险性的评价要求。我国自前仍以地震烈度作为 各类工程抗震设防依据的基本指标。现行国家标准《中国地震动 参数区划图》GB18306给出的50年期限内，一般场地条件下 可能遭遇超越概率10%的地震基本烈度作为一般工程项目抗震 设防的依据。但对于重大的盾构法输水隧道，一且遭受重大震害 失事，修复困难，后果严重，因此，须在基本烈度基础上提高 度作为设计烈度。 10.1.4根据实际需要和可能，结构的性能化设计具有很强的针 对性：可以针对结构整体，也可以针对结构的关键部位或者局部 构件，着重于结构的抗震安全性或满足使用的专门要求。对于盾 构隧道，其主体结构包括隧道的主体衬砌和内衬两个部分，细部 结构主要是管片接头处的凹凸样槽、手孔和螺栓等构件。 结构的抗震性能化设计应包括以下内容：选定地震动水准 选定性能目标以及选定性能设计指标。对于设计使用年限50年 的输水隧道结构，可选用设计地震和罕遇地震两种地震动水平 两种地震作用的加速度选取可参考现行国家标准《建筑抗震设计 规范》GB50011的规定。过去建筑抗震设计规范提出了“小震 不坏、中震可修，大震不倒”的抗震性能设计自标，但对于重大 的盾构法输水隧道，要避免出现不可修复的损坏，所以本次修订 提高了抗震设计性能目标，提出了设计地震无损伤、罕遇地震可 修复的要求。落实到具体的设计指标，应侧重于考虑不同地震作 用下隧道结构部件的受力状态：在“无损伤”要求下保证各构件

态，或出现轻微塑性变形，但不达到屈服状态。 10.1.5设计烈度为6度时，抗震计算通常不会起控制作用 但是对于重大盾构法，输水隧道尚应采取适当的抗震构造措施。 10.1.6由于地震会首先引起场地变形，从而加剧其破坏；对于 水利水电工程，进、出口竖井及与其相连接的洞段，砂性地层且 埋藏较浅的洞身段，地基条件不均匀或刚度突变地段，均是抗震 不利部位，均应验算抗震强度及稳定性。 10.1.7在基本烈度8度或高于8度的竖向地震作用下，背靠山 坡的岸坡式进水口、岸塔式进水口和出水口为地面建筑物，抗滑 安全系数有所降低，进、出口竖并及与其相连接的洞段等结构其 竖向轴力不可忽略，因此本规程规定需作抗震验算的部位，均应 考虑竖向地震作用。 10.1.8在工程抗震设计中，与烈度对应的设计地震加速度代表 值的取值，直接影响到抗震设防的标准和基本建设投资。现有资 料统计结果表明，烈度和峰值加速度的统计关系具有很大的离散 性。因此，设计烈度对应的设计地震加速度代表值实质上是这 抗震设计基本参数的设计标准。地下结构受地震的影响主要来自 结构周围岩土介质在地震传播经过时的变形，作用于结构上的地 震惯性力可直接传递到结构周围的岩土介质上。 10.1.9位于设计烈度8度、9度地震区的重大输水隧道，为便 王震后评估和指导震后检修 震观测设计

值的取值，直接影响到抗震设防的标准和基本建设投资。现有资 料统计结果表明，烈度和峰值加速度的统计关系具有很大的离散 性。因此，设计烈度对应的设计地震加速度代表值实质上是这 抗震设计基本参数的设计标准。地下结构受地震的影响主要来自 结构周围岩土介质在地震传播经过时的变形，作用于结构上的地 震惯性力可直接传递到结构周围的岩土介质上。 10.1.9位于设计烈度8度、9度地震区的重大输水隧道，为便

10.1.9位于设计烈度8度、9度地震区的重大输水隧道，为便

力法两类，适用于隧道衬砌结构按平面问题分析时设防烈度作

下的抗震计算，通常用于工程规模比较小的内类盾构法输水隧道 进行抗震验算。对于大型的重大输水隧道应采用反应位移法、时 程分析法进行抗震计算或对照互验，并与等代地震荷载法计算结 果进行比较，取不利的计算结果

准、规则且无突变的隧道衬砌结构。在设防烈度作用下的地震反 应，可用于隧道衬砌结构横向地震反应计算以及隧道纵向地震反 应计算，采用这类方法时，地层动力反应位移最大值被作为强制 位移通过土弹簧施加在结构上。横向地震反应位移法计算，为假 设地下结构地震反应的计算可以简化为平面应变的问题，其地震 时的反应加速度、速度与位移等与周围地层保持一致。采用反应 位移法进行计算时，荷载模式包括以下三个方面：结构体本身质 量产生的惯性力GTCC-009-2019 弹条Ⅰ型、Ⅱ型扣件 弹条，结构与周围地层间的切向剪切力，及通过地层 弹簧施加在结构上的强制位移。地震时地层的反应位移，可通过 输入地震波进行动力有限元计算得到

10.2.6通常输水隧道都很长，采用简化计算模型可以

工作量，但对于大型复杂的长距离输水隧道，也可以使用 化模型相结合的方法进行计算。

工作量，但对于大型复杂的长距离输水隧道，也可以使用与精细 化模型相结合的方法进行计算。 10.2.7单层衬砌和分离式与复合式双层衬砌外衬均为拼装式管 片环，其结构刚度小于整体结构，为简化抗震计算模型，当采用 整体结构模拟时，整体结构刚度应适当折减。比如穿黄工程曾委 托水科院采用动力法对穿黄隧洞衬砌进行抗震计算，采用整体结 构模型，对弹性模量分别按0.1E。、0.2E。和0.5E。折减计算衬 砌刚度，再进行抗震计算

10.2.8对于叠合式双层衬砌结构，界面

结合为整体的保障，因此可作为整体结构，可按弹性模量设 取用后计算整体结构刚度，再进行抗震计算。

10.3.1考虑到目前建筑部门在钢筋混凝土结构抗震设计中，核 算截面强度时采用的设计地震系数都为设计烈度对应值的35%， 因此，在按动力法确定地震作用效应时，也相应折减至35%， 以求统一。 10.3.2、10.3.3震害调查表明，隧道理藏深度越大震害越轻 因此设计烈度为8度、9度强震地区的隧道，为避免或减轻震害 的不利影响，宜选用埋深大的线路，同时在隧道的转弯段、分岔 段、断面尺寸或地层突变的洞段应加密结构缝，并加强纵向钢筋 布置，以满足结构变形和防水要求。 10.3.4隧道布置应尽量避免穿越地震断裂带，若有工程建设条

10.3.4隧道布置应尽量避免穿越地震断裂带，若有工程

件限制必须穿越地震断裂带时DB43／T 1786-2020 湖南省烟花爆竹生产经营安全规范.pdf，应考虑断裂错动对隧道影响， 采取相应的构造措施。