标准规范下载简介
GBT 51438-2021 盾构隧道工程设计标准.pdf10.1.1盾构隧道的防水设计原则为“以防为主、刚柔结合、因 地制宜、综合治理”。
10.2.2关于隧道渗漏水量的比较和检测指标，国内外规范均通 过规定单位面积和时间的渗漏水量（如：L/（m²·d））和湿渍面 积×湿渍数/100m?来量化；这样，漏水量指标与隧道断面和长 度无关，具有较好的可比性和客观性。
高桥村丹江大桥施工组织设计10.3管片结构自防水
10.4.1管片接缝防水是盾构隧道最为重要的防水部位，需要重 点解决该部位的防水问题。根据管片厚度和隧道断面尺寸，一般 盾构隧道的管片接缝部位均应设置一至两道防水密封垫。当隧道 穿越江、河、湖、海等富含水区域时，为确保管片接缝防水质 量，管片厚度不小于400mm时，有条件在管片内弧侧和外弧侧 各设置一道密封垫凹槽，设置两道密封垫可确保管片接缝防水的 可靠性；当管片厚度小于400mm时，难以设置两道密封垫凹 槽，可采取在单道密封垫表面增设一层遇水膨胀橡胶片或在密封 垫中部增设遇水膨胀密封条的方式加强防水。 10.4.2管片拼装成型后，密封垫被压缩在密封垫沟槽内。为保 证密封垫均匀变形、密封垫的弹性应力达到设计要求，密封垫沟 槽形式、截面尺寸应与密封垫形式和尺寸相匹配。 10.4.3为确保密封垫能够完全压入密封垫沟槽，要求密封垫沟 槽的截面积应大于或等于密封垫橡胶部分的截面积，避免橡胶材 料受到挤压破坏。同时为保证密封垫压缩后弹性应变能够抵抗理 深状态的水压，密封垫沟槽截面积一般不宜超过密封垫截面积的 1.15倍。 10.4.4第1款密封垫弹性应变小于地下水压力时，会引起接 缝部位渗漏水。国内一般地下盾构隧道中，对于管片接缝张开量 与密封垫的断面尺寸之间的关系是根据隧道埋深来确定的。通常 情况下，为确保密封垫的耐久性，要求管片接缝张开10mm时， 密封垫的耐水压力不得小于埋深水压；接缝张开6mm时，密封 垫的耐水压力不应小于0.6MPa。 第5款封项块采用纵向插入时，其两侧密封垫与已经拼装 完成的相邻管片纵向密封垫之间的压缩摩阻力逐渐增大，该阻力 会导致封顶块两侧纵向密封垫被拉长并挤出导致其防水密封效果 降低。同时导致封顶块外侧角部密封垫鼓起，影响其与下一环密 封垫的密封效果。这也是封顶块角部容易出现渗漏水的原因。因
10.4.1管片接缝防水是盾构隧道最为重要的防水部位，需要重 点解决该部位的防水问题。根据管片厚度和隧道断面尺寸，一般 盾构隧道的管片接缝部位均应设置一至两道防水密封垫。当隧道 穿越江、河、湖、海等富含水区域时，为确保管片接缝防水质 量，管片厚度不小于400mm时，有条件在管片内弧侧和外弧侧 各设置一道密封垫凹槽，设置两道密封垫可确保管片接缝防水的 可靠性；当管片厚度小于400mm时，难以设置两道密封垫凹 槽，可采取在单道密封垫表面增设一层遇水膨胀橡胶片或在密封 垫中部增设遇水膨胀密封条的方式加强防水。
证密封垫均匀变形、密封垫的弹性应力达到设计要求，密封垫 槽形式、截面尺寸应与密封垫形式和尺寸相匹配。
槽的截面积应大于或等于密封垫橡胶部分的截面积，避免橡胶 料受到挤压破坏。同时为保证密封垫压缩后弹性应变能够抵抗 深状态的水压，密封垫沟槽截面积一般不宜超过密封垫截面积 1.15倍。
缝部位渗漏水。国内一般地下盾构隧道中，对于管片接缝张开量 与密封垫的断面尺寸之间的关系是根据隧道埋深来确定的。通常 情况下，为确保密封垫的耐久性，要求管片接缝张开10mm时， 密封垫的耐水压力不得小于埋深水压；接缝张开6mm时，密封 垫的耐水压力不应小于0.6MPa。 第5款封项块采用纵向插入时，其两侧密封垫与已经拼装 完成的相管片纵向密封垫之间的压缩摩阻力逐渐增大，该阻力 会导致封顶块两侧纵向密封垫被拉长并挤出导致其防水密封效果 降低。同时导致封顶块外侧角部密封垫鼓起，影响其与下一环密 封垫的密封效果。这也是封顶块角部容易出现渗漏水的原因。因
此要求封顶块纵向密封垫表面涂抹润滑剂，以降低其与相邻密封 垫之间的摩阻力。 第6款盾构接收和始发第一环和第二环之间的环缝由于拆 除副环时管片之间的压缩应力松弛导致张开量较大，通常作为变 形缝处理。也有将盾构接收和始发加固范围内的所有环缝作为变 形缝处理的例子。国内通常做法是在标准环缝密封垫表面增设一 层3mm厚的遇水膨胀橡胶片来加强防水。
10.5.1第1款盾构隧道处于对混凝土有中等以上腐蚀的地层 中时，为确保钢筋混凝土的耐久性，应在管片迎水面涂抹兼具有 防水和防腐蚀的涂层，该类涂层一般采用高渗透改性环氧或水泥 基渗透结晶型防水材料。 第2款盾构隧道所有外露金属构件均处于十湿交替或潮湿 环境中，易发生锈蚀，因此对外露金属构件应进行防腐蚀处理。 10.5.2防腐蚀涂层涂刷完毕后应进行养护，拼装时，管片迎水 面会经过盾尾刷挤压和摩擦。在这些挤压和摩擦力的共同作用 下，防腐蚀涂层应不会或尽可能少地受到破坏，保持完整的防水 和防腐蚀性能
11.0.1当管片脱出盾尾后，在成环管片与地层之间将产生一个 环形带状空间；同时盾构施工过程中地层还将产生一定的损失： 导致地层松散甚至空洞；为填充以上环形带状空间和松散地层： 保护周边环境，应进行壁后注浆。 根据注浆时序，将壁后注浆分为同步注浆、即时注浆和二次 注浆三类。同步注浆指在盾构管片脱出盾尾的同时，通过安装在 盾构壳体外侧注浆管向该环形带状空间进行的注浆；即时注浆指 在盾构掘进一定长度内（通常为一倍洞径），通过管片注浆孔向 该带状空间进行的注浆；二次注浆指盾构掘进一段长度后（通常 超过一倍洞径），通过管片注浆孔向地层进行的注浆，二次除了 特指第二次外，还有多次的意思。 通过管片注浆孔进行的地层注浆，可以采用短注浆管对管片 周边地层（通常0.5m左右，特殊情况不宜超过1.0m）进行充 填注浆；也可以采用长注浆管对管片周围地层（通常管长取 1.0m~3.0m，特殊情况可达5.0m）进行压密注浆。通常充填 注浆孔与管片吊装孔通用，为了达到压密注浆效果，可适当增加 注浆孔数量。 11.0.2浆液固结强度为壁后注浆的主要指标。固结强度包括早 期强度和长期强度两方面，通常同步注浆和即时注浆的浆液早期 强度不宜小于0.05MPa，长期强度宜大于1MPa；二次注浆的浆 液强度应根据现场确定，通常其长期强度不应小于0.8MPa。 浆液凝结时间也是壁后注浆的主要指标。为满足现场较短凝 结时间要求，目前国内主要采用加人水玻璃等加快壁后注浆浆液 的凝结时间。 除了固结强度和凝结时间，注浆材料还应有较好的流动性
期强度和长期强度两方面，通常同步注浆和即时注浆的浆液早 强度不宜小于0.05MPa，长期强度宜大于1MPa；二次注浆的 液强度应根据现场确定，通常其长期强度不应小于0.8MPa。 浆液凝结时间也是壁后注浆的主要指标。为满足现场较短 结时间要求，目前国内主要采用加人水玻璃等加快壁后注浆浆 的凝结时间。 除了固结强度和凝结时间，注浆材料还应有较好的流动性
浆液固化后收缩率小，对环境无影响或影响较小等要求。 自前国内注浆材料主要有单液和双液两大类，在砂、砂卵 石、砂砾石等地层中，使用双液型的比例较高；而在淤泥、黏土 等地层中，使用单液型的比例较高。 11.0.3注浆压力指的是注入孔附近的压力。地层阻力强度与地 层条件（如地层种类、土压、水压等）和盾构种类等密切相关， 通常为0.1MPa～0.2MPa，特殊情况也可能达到0.4MPa。需注 意的是，当注入孔处的压力达到0.4MPa时，钢筋混凝土管片手 孔薄弱部位及螺栓将有可能变形破坏，当达到0.5MPa时，钢管 片也将出现变形破坏，因此注入压力的最大值应主要根据管片情 况慎重选用。 多次注浆工况下，每次后期注浆压力值宜比先期值增大 0.05MPa~0.08MPa。 11.0.4影响充填系数的主要因素有浆液压密系数、地层土质系 数、地层损失系数及浆液施工损耗系数等。浆液压密系数与浆液 特性密切相关，主要由浆液组成，浆液凝胶能力及时间、浆液可 塑状固结能力和时间以及浆液注入压力等决定；地层土质系数与 地层密切相关，主要由地层性质（硬土或者软土）、地层孔隙 （或缝隙）、地层渗透系数、地下水的流动性等决定；地层损失系 数与地层超挖密切相关，主要由主动和被动超挖量决定。 通常，淤泥质土、黏土地层，充填系数可取1.3～1.8，粉 土、砂、砂卵石、砂砾石、岩石等地层可取1.5～2.5；地下水 流动性较大的地层应取较高的充填系数。 11.0.5二次注浆主要自的是对同步注浆和即时注浆进行补充， 填充由施工造成的地层松弛、变形和由于注浆材料收缩等产生的 空隙，同时改善结构受力状态，提高地层止水效果；主要对象为 填充因同步注浆和即时注浆留下的空隙，填充因注浆材料体积缩 小而出现的空隙，填充因地层损失造成的地层孔隙和松弛区；因 此为达到以上目标，二次注浆时注浆口应穿透并紧贴同步注浆硬 化层。
通常二次注浆通过管片预留注浆孔即可完成，但在地层自稳 性差、盾构掘进超挖严重、对地层沉降有特殊要求等一种或几种 情况下，为达到快速充填空隙、稳定地层的目的，条件充许时 可以通过从地面、地层等进行钻孔注浆方式来完成二次注浆， 11.0.6自前具体的注浆方式、注浆材料、注浆压力及注入量等 均主要根据现场试验或参照既有成功工程经验来确定，但设计应 对以上内容提出指导性要求。 通常可取注浆压力和注浆量之一作为控制指标；特殊情况下 为保证注浆效果，应同时采用注浆压力和注浆量两个控制指标
12地层加固及施工辅助措施
12.1.1盾构施工采取地层加固及施工辅助措施主要用于下列三 种情况： 1稳定开挖面 目前主要用于开式或部分敬开式盾构施工中，或者在施工 过程中的临时停机、换刀等情况，采用降水、素桩、气压或注浆 加固等辅助措施，以达到提高地层黏聚力，增大地层承载力，降 低地层的地下水位和渗透系数，稳定开挖面的目的。 2盾构始发、到达前的地层加固 为避免盾构始发和到达时，由于拆除工作并井壁，造成工作 并端头地层土体失去侧向支护，导致工作井端头地层、地面产生 大范围沉陷，常常在盾构始发、到达前采用注浆、深层搅拌、高 压喷射注浆、冻结、素桩、素墙、管棚等对地层进行预加固，盾 构始发、到达时再视情况辅以降低地下水位或气压施工等其他辅 助措施。 3特殊地段 为防止盾构穿越浅覆盖层、既有建（构）筑物区段或其他附 属结构施工过程中较大的地层沉隆对环境及建（构）筑物的影 响，通常在盾构穿越前采用注浆、深层搅拌、高压喷射注浆等对 以上特殊地段地层或建（构）筑物进行预加固处理 12.1.3常用地层加固工法及施工辅助措施适用地质条件及设计 内容详见表8。 当地下水位较高、地层透水性较大且地层加固区的埋深较大 或邻近重要建（构）筑物时，可采用可靠性更高的MJS或TRD 等地层加固和止水措施
表8常用地层加固工法及施工辅助措施
12.1.4地层加固设计时需对加固 计算时可将加固体视为具有一定厚度的周边支承弹性圆板，对加
固体的抗弯、抗剪、抗冲切等强度进行验算；加固体在上部土体 和地面堆载等作用下，可能沿某滑动面向洞内整体滑动，因此需 进行整体稳定性验算。 盾构在掘进过程中，周围土体受到挤压切削扰动，洞周会形 成塑性松动圈，地层加固体高度及宽度应大于塑性松动圈的 范围。 与地层加固有关的计算方法可以采用解析方法，也可采用有 限元法。解析法可参见下列文献，《盾构进出洞注浆加固设计与 施工技术研究》（张庆贺等人，地下工程与隧道，1993年，上 海）和《地下铁道设计与施工》（施仲衡等人，2007年，陕西科 学出版社）。 12.1.5当盾构工作井周围地层为自稳能力差、透水性强的地层 时，如：松散砂土、砂性土或饱和含水软土及黏土等，如不对其 进行加固处理，则在凿除封门后，必将会有大量土体和地下水向 工作并内塌陷，导致洞周大面积地表下沉，危及地下管线和附近 建筑物，因此规定应对其进行加固。 盾构始发和接收地层加固方法可根据土体种类（黏性土、砂 性土、砂砾土、腐殖土）、渗透系数和标贯值、加固深度和范围、 加固的主要目的（防水或提高强度）、工程规模和工期、环境要 求等条件进行经济技术方案比选， 不同地区的工程地质和水文地质等工程条件差异较大，针对 盾构始发和到达区域地层进行的加固方法亦各异。在地层条件较 好、富水性相对较弱的地层，多采用素混凝土桩、素混凝土墙、 玻璃纤维钢筋混凝土墙这些工程措施方案，从而减少了大范围的 地层加固，节省了投资，经济性明显。 盾构始发和接收地层加固可采用单一方法，也可采用组合方 法，如广州及佛山针对粉细砂地层采用周边素混凝土墙结合素墙 内采用深层搅拌或旋喷等，也有的采用旋喷结合井点降水的组合 方法。 盾构始发和接收地层加固后的土体应有一定的强度和止水
固体的抗弯、抗剪、抗冲切等强度进行验算；加固体在上部土体 和地面堆载等作用下，可能沿某滑动面向洞内整体滑动，因此需 进行整体稳定性验算。 盾构在掘进过程中，周围土体受到挤压切削扰动，洞周会形 成塑性松动圈，地层加固体高度及宽度应大于塑性松动圈的 范围。 与地层加固有关的计算方法可以采用解析方法，也可采用有 限元法。解析法可参见下列文献，《盾构进出洞注浆加固设计与 施工技术研究》（张庆贺等人，地下工程与隧道，1993年，上 海）和《地下铁道设计与施工》（施仲衡等人，2007年，陕西科 学出版社）
12.1.8高压喷射注浆加固体的质量可采用开挖检查、
样、标准贯入测试等方法进行检测，检测应在成桩28d进行。 对分层注浆效果的检测，可选用静力触探、标准贯入度测 定、弹性波测定、电测法等。 不管采用何种加固工法，与加固工法有关的工艺参数应通过 必要的现场试验和室内试验的方式获取，土体加固后也应对加固 效果进行质量检验。 与民用建筑的地基加固的质量检验要求相比，与盾构进出洞 有关的地层加固的质量检测要求更高，前者偏重强度指标是否满 足要求，而后者则要兼顾强度和防水性能，因此，后者的检测不 能仅仅满足试件本身，还要看整体加固效果，并采用相关的检测 手段。
12.1.9联络通道结构地面如无重要管线和交通，有可进行地面 加固的条件，一般可采用旋喷桩、搅拌桩等水泥基加固工法对联 络通道施工影响范围内地层进行加固。土层加固的强度和范围要 满足周边环境保护要求，同时宜采用地层降水措施，以策安全。 地面无加固条件的宜采用隧道内水平冻结加固
12.2.1注浆加固是以增加地层强度或不透水为目的，把注 浆液强制填充到地层的间隙或裂缝中。按照注浆原理，有不 土粒的排列，只是将注入的浆液渗透到土的间隙中的渗透 这种方法适用于砂质地层。另一种是使地层出现裂缝或沿层 成脉状裂缝的壁裂注浆方法，适合于黏土地层
12.2.1注浆加固是以增加地层强度或不透水为目的，把注人的 浆液强制填充到地层的间隙或裂缝中。按照注浆原理，有不改变 土粒的排列，只是将注入的浆液渗透到土的间隙中的渗透注浆， 这种方法适用于砂质地层。另一种是使地层出现裂缝或沿层面形 成脉状裂缝的劈裂注浆方法，适合于黏土地层。 12.2.5注浆量和注浆压力应考虑地基的土性、浆液渗透的影 响，经试验注浆后确定。若注浆区上方有构筑物时，注浆压力不 得大于超载压力，注浆时应监测地表变形；考虑环境因素，特殊 情况下采用双液浆，如砂卵石地层。 12.2.6对地层加固效果的检测，除钻孔外，还可选用静力触
12.2.5注浆量和注浆压力应考虑地基的土性、浆液
间，经试验注浆后确定。若注浆区上方有构筑物时，注浆压力不 得大于超载压力，注浆时应监测地表变形；考虑环境因素，特殊 青况下采用双液浆，如砂卵石地层。
12.3.1深层搅拌法主要适用于地基承载力小于0.12MPa的软 土地层。工艺原理为利用深层搅拌机械，用水泥作为固化剂与地 基土进行原位的强制粉碎拌合，待固化后形成不同形状的桩、墙 体或块体
12.4高压喷射注浆加固
12.4.1高压喷射注浆法工艺原理为利用工程钻机钻孔到设计深 度，将一定压力的水泥浆液和空气，通过其端部侧面的特殊喷嘴 同时喷射，并强制与周围土层混合，胶结硬化；喷射的同时，旋 转并以一定速度提升注浆管，即在土体中形成直径明显的拌合加
12.4.3高压喷射注浆法分单管、双重管和三重管三种，现场应 综合考虑工程水文地质条件、加固区范围及深度、加固体改良要 求、场地条件等因素后选用。 单管和双重管旋喷施工的高压浆液射流的压力宜大于 20MPa；三重管旋喷法施工的低压水泥浆液压力宜取1MPa，气 流压力宜取0.7MPa，高压水射流的压力宜大于25MPa，提升速 度取0.25m/min~0.5m/min。 12.4.6高压喷射注浆加固效果现场检测可采用开挖检查、钻孔
12.4.6高压喷射注浆加固效果现场检测可采用开挖检查、钻孔 取样、标准贯人测试等方法进行。
12.5.1地层冻结法是利用人工制冷技术对地层进行冻结的地层 加固技术。通常，当地层含水量大于2.5%、地下水含盐量不大 于3%、地下水流速不大于10m/d时，均可采用常规冻结法。当 地层含水量大于10%且地下水流速不大于5m/d时，地层冻结效 果最佳。 当用其他方法难以达到稳定开挖面地层要求时，采用冻结法 可取得较好的效果。冻结法的主要功能：使不稳定的含水地层能 形成强度很高的冻土体；能够形成完整的防水屏蔽，起到隔水作 用；能起到良好的挡土墙作用，以承受外来荷载。 依其冷却方式，可分为直接冻结和间接冻结两大类；依其冷 却位置，可分为水平冻结和垂直冻结两大类。 冻结施工法时，应充分重视盾构隧道本身及周边既有建 （构）筑物的保护。
.· 有天的开任任是 临时性结构，因此，为节省工程投资，可结合城市轨道交通车站 端头或隧道工程的附属结构等设施综合考虑。 城市轨道交通一般在地下车站端部适当加宽加深，以满足盾 构施工推进的空间要求，无须单独设置盾构工作井。道路隧道工 程一般结合风井、设备用房和疏散楼梯等设置盾构工作井。 13.1.2盾构始发工作并分为整体始发工作并、分体始发工作 并，一般情况尽量设计为整体始发工作并。采用盾构整机始发方 案时，可选择加长始发井或有一定距离的双并方案（始发工作井 十出土工作井）。 中间井、转向井、调头井的净空尺寸应根据盾构在工作井内 始发、接收、通过或转体作业的不同空间要求，按最大尺寸要求 确定。 盾构进出洞的始发或接收托架高度通常为200mm～300mm 从这个角度考虑，工作并底板低于洞门底时不用取0.56m，本条 第5款之所以作出此规定主要是考虑2个因素，特别是第2个因 素（详见图19）： 1洞门密封件的固定及其操作空间； 2设置集水槽，盾构进出洞施工时难免会有地下水或泥浆 流出，集水槽的设置便于汇集及排出。 13.1.5洞门处设置密封装置是为了防止在始发或接收时由洞口 与盾构、洞口与管片之间的地下水、泥浆、开挖面的土砂等流入 工作井内，另外，待盾尾通过后当进行首次壁后注浆时以防止壁 后注浆材料流人坑内为目的
图19集水槽细部大样
洞门密封装置（图20）是在洞门钢筋混凝土上预先理好带 螺母的钢环，待组装好橡胶密封件之后，用螺栓拧紧安装压板， 以及在密封件内侧设置防止密封件反转的可滑动反转钢压板，待 盾尾通过后让该板滑动到管片的外围。 洞门密封也有采用尼龙纤维加强的环形橡胶管，待盾构切入 后在管内充气或注入泥浆使之鼓起，以该压力来防止地下水及泥 浆流人工作井内。 个别工程中也采用了钢尾刷这种密封形式，其原理同盾构尾 部自备的钢尾刷是一个道理。 从理论上来说，井壁预留洞口大小比盾构的外径略大一些即 可，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
13.2.1根据现行国家标准《地铁设计规范》GB50157及轨道 交通相关规范、建设标准，在两条平行的单线区间隧道内，其长 度大于600m时，应在相邻隧道间设置横向联络通道，其净空、 净高要求应满足建筑疏散及设备安装高度要求。根据《公路隧道 设计细则》JTG/TD70－2010双孔公路隧道间的车行横通道设 置间距不应大于1000m，横向人行通道间距不宜大于500m。叠 落隧道间的联络通道宜结合疏散竖井设置，疏散竖井间距同人行 联络通道间距
13.3.1根据现行国家标准《地铁设计规范》GB5015
，3.1根据现行国家标准《地铁设计规范》GB50157的有关 定，地铁区间隧道主排水泵站应设在线路实际坡度最低点。集 池有效容积不应小于最大一台排水泵15min～20min的出水
量。铁路、城市道路、公路、水利、电力行业和城市地下综合管 廊等市政行业盾构隧道的排水泵站位置、数量、有效容积等设计 要求不尽相同，具体规定可详见各行业隧道设计标准或规范
13.4.1根据现行国家标准《地铁设计规范》GB50157的有关 规定，区间隧道正常通风应采用活塞通风。当活塞通风不能满足 排除余热要求或布置活塞通风道有困难时，应设置机械通风系 统。当需要设置区间通风道时，通风道应设置于区间长度的1/3～ 1/2处。铁路、城市道路、公路、水利、电力行业和城市地下综 合管廊等市政行业盾构隧道的风井位置、数量及构造等设计要求 不尽相同，具体规定可详见各行业隧道设计标准或规范
13.5.1横隔板是指隧道内部道路板或者上下层夹层板，主要根 据隧道内使用功能需求和施工便利性要求，采用现浇、预制件拼 装或者两者结合的方式进行施工。 13.5.2当运营期衬砌环可能发生变形时（比如在冲淤荷载作用 下），内部结构与衬砌管片的连接方式对其受力影响很大，设计
13.5.4同步施工的预制构件一般用作施工运输通道，为了防
13.5.4同步施工的预制构件一般用作施工运输通道，为了防止 预制构件倾倒，相邻构件之间应进行连接
13.6.1防撞设施的作用是确保车辆不直接撞击管片结构。 13.6.2水工隧道在输水时根据水流情况，为防止产生过大水锤 压力，在隧道中需要有进、排气设施，在工程正常运行和检修时 有对水流的控制需要，特殊情况还需有人员及设备进出通道，建 议这些附属设施均结合盾构工作井和施工井布置，以节省工程投 资。但井壁和盾构隧道的连接处是防水薄弱部位，应采取有效措
13.6.3对于事故人孔（一般孔径700mm～800mm），考虑到热 力隧道内的温（湿）度较高，根据管网运行巡检单位提出的要 求，检查室及隧道内底距地面深度应控制在20m以内。深度过 大，如采用常规做法，将可能导致管网事故状态下，人员无法逃 生至地面。 但是受到现况各种条件制约，在隧道理深较大难以满足运行 巡检单位提出的要求时，则需要提出稳妥可行的安全处理措施： 如果隧道理深满足上述要求，则建议在隧道顶部局部采用钢结构 盾构管片，预留人孔孔洞，再从地面人工挖孔桩做法实现人孔结 构。如果盾构隧道的覆盖层太深，事故人孔的实施和使用都较困 难，可采用隧道内设置救生舱（或逃生通道）、配置具备安全防 护功能的巡检车辆、危险作业采用机器人等可靠的替代措施。 13.6.4热力隧道沿线设有较多的安装孔、检查室等，一般先盾 构通过，然后再施做施工竖井，拆除井内盾构管片后，再施做井 室二次衬砌。
14周边环境保护及风险控制
14.1.1盾构隧道设计应
14.1.1盾构隧道设计应严格控制隧道施工引起的地表沉降量， 对由于地层变形可能引起的周围建（构）筑物和地下管线产生的 危害应进行预测，依据不同建筑物按有关规范、规程的要求或通 过计算确定其允许的地表沉降量和结构次应力，并提出安全可 靠、经济合理的技术措施。 盾构隧道对地层损失率的严格控制可以通过合理的盾构选 型、精确的土仓压力及出土控制、及时的同步注浆和必要时的二 次注浆等措施来保证，相关具体要求可参见现行国家标准《盾构 法隧道施工与验收规范》GB50446
14.3.1风险分析可采用检查表法、专家调查法、工程类比法或 数值模拟法等方法。
裂缝、采空区和岩溶发育区等。盾构隧道重大环境风险工程包 首构隧道穿越高速铁路、高压油气管线、海洋、大型河流、安 状况较差的建（构）筑物等。
明确规定了成品油管道、液化石油气管道等距离公路、铁路、管 道等工程的最小间距，
14.3.7现行国家标准《城镇燃气设计规范》GB50028明确规 定了天然气储罐、天然气放散总管等距离公路、铁路等工程的最 小间距。
15.1.1本章中的工程监测相关规定是针对盾构隧道施工阶段 对盾构隧道结构、联络通道等附属结构及隧道周围岩土体和周边 环境进行的监测，以确保盾构隧道结构安全，并将隧道施工对周 围岩土体和周边环境的影响程序控制在可接受范围内。盾构工作 并、风井等附属结构监测宜符合现行《建筑基坑工程监测技术标 准》GB50497或相关行业监测规范的规定。 岩土体监测也包括对地下水位监测。盾构隧道施工后，宜根 据相关规范或管理规定对周边重要建（构）筑物和管线的健康状 况进行检测和评估。 15.1.2轨道交通盾构隧道工程监测应符合现行国家标准《城市 轨道交通工程监测技术规范》GB50911中的有关规定。其他行 业盾构隧道工程监测应符合各自行业规范的有关规定，也可根据 不同的监测等级参照《城市轨道交通工程监测技术规范》GB 50911中的规定执行。 15.1.5本条规定了结束工程监测应满足的条件。施工监测期 应包括盾构隧道工程施工的全过程，即盾构工作井施工开始，直 至盾构隧道土建工程施工完成且隧道周围岩土体和周边环境变形 趋于稳定。盾构隧道运营期间的长期监测宜满足相关行业隧道工 程监测规范的规定，
道交通工程监测技术规范》GB50911中的有关规定。其他行 盾构隧道工程监测应符合各自行业规范的有关规定，也可根据 同的监测等级参照《城市轨道交通工程监测技术规范》GI 911中的规定执行。
15.1.5本条规定了结束工程监测应满足的条件。施工监
包括盾构隧道工程施工的全过程，即盾构工作井施工开始，直 盾构隧道土建工程施工完成且隧道周围岩土体和周边环境变形 于稳定。盾构隧道运营期间的长期监测宜满足相关行业隧道工 监测规范的规定
15.2.2地表沉降曲线Peck公式中的沉降槽宽度系
.2.2地表沉降曲线Peck公式中的沉降槽宽度系数按下式 管
也表沉降曲线Peck公式中的沉降槽宽度系数按下式
式中：i一 沉降槽宽度系数； H;F 隧道中心理深（m）； (2. 地层加权平均内摩擦角（）
15.61 监测控制值
15.6.2邻近建筑物的变形监测控制值应考虑已发生变形量，并 符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007中的有 关规定及有关部门的要求。 15.6.8本标准给出的盾构隧道监测控制值为范围值，具体工程 设计时应根据隧道外径、行业要求、地质特点、覆盖层厚度等综 合确定。大直径隧道或位于软土地层中的隧道宜取较大值，小直 径隧道、隧道位于岩质地层或周边存在重要建（构）筑物时宜取 较小值。
A.1.1、A.1.2一般而言，地下结构的等效重度比周围地层小 得多，因此作用于地下结构上的惯性力较小；另外，地下结构受 周围土体的约束，其能量耗散较快，衰减较大。反应位移法正是 基于地下结构的振动特性而提出，此方法适用于地震反应主要受 地层相对位移控制的隧道，如土质地层中的盾构隧道。反应位移 法计算模型中通过地层弹簧来反映隧道周围地层对结构的约束作 用，同时以弹簧刚度来定量表示两者之间的相互影响。将地震作 用下产生的地层位移差通过地层弹簧以强制位移的形式作用在弹 簧的固定端，同时在结构上施加周围地层剪力，并考虑结构自身 的惯性力，采用静力方法施加在结构上进行计算。 当盾构隧道位于成层地层时，可根据工程场地的一维地层地 震反应分析或加速度时程获得自由场地层的位移反应，再将隧道 结构拱顶和拱底地层发生最大地震位移差及该时刻对应的地层周 边剪力作用于隧道实施计算（图21）。
图21横向反应位移法计算示意（成层地层）
图22纵向反应位移法示意
图23隧道所在不同位置处地层位移时程分布示意
输入纵向梁弹簧模型进行抗震计算。 地层固有周期特征值是根据地层的剪切波速和覆盖层厚计 算，当覆盖层由多层地层组成时，地层固有周期特征值由各层地 层剪切波速和地层厚度分别计算后叠加。由于地震发生时的地层 应变大于勘察时的地层应变，考虑应变水平的不同，地层固有周 期由地层固有周期特征值乘以放大系数得到。 A.2.4纵向反应位移法中地层弹簧刚度的计算与横向反应位移 法类似，现行国家标准《城市轨道交通结构抗震设计规范》GB 50909中给出采用静力有限元法计算地层抗力系数的方法，同时 给出了地层弹簧刚度近似计算公式。此外，地层弹簧刚度计算还 可参考现行国家标准《核电厂抗震设计标准》GB50267中采用 的计算公式：
kt = 3G ki=βK
A.3.1、A.3.2当地层近似均匀时，可通过简化方法计算圆 断面盾构隧道横断面地震内力。假设地震时地层以固有周期 动、地层及结构响应均为线性CECS 550-2018-T 冷库门工程技术规程.pdf，同时忽略衬砌惯性力的影响， 以对支撑在地层弹簧上的匀质圆环模型建立强制位移及剪应力 用下的微分方程，求解该微分方程，并考虑隧道与地层的各种 不利组合将解析解乘以1.3的放大系数，得到圆形断面盾构隧
横断面地震内力计算公式。将盾构隧道等线状地下结构纵向力学 行为简化为梁模型，并且基于与横断面相同的假定条件时，可采 用弹性地基梁理论建立隧道结构纵向的运动微分方程，通过求解 该运动微分方程，可得盾构隧道纵向地震内力的简化计算公式。 bt 衬砌断面惯性矩I， 厚度。
B.0.1地震发生时，建筑物受到一种惯性力的作用，这种由地 震引起的惯性力称为地震力。“静力法”即是由日本著名学者大 森房吉根据地震力理论提出的静力抗震计算方法。该方法中，将 结构的惯性加速度考虑为一个系数乘以结构自重作为地震荷载， 故又称“地震系数法”，最早应用于桥梁、房屋等地面结构的抗 震计算。考虑到地下结构均埋置于一定的围岩环境中这一特性 并考虑侧向土压力增量和上覆土柱地震作用后，静力法可应用于 地下结构的抗震计算，这就是最早的地下结构抗震计算方法，并 在我国交通隧道抗震规范中一直沿用，如《公路工程抗震规范》 JTGB02、《铁路工程抗震设计规范》GB50111、《铁路工程设计 技术手册（隧道）》等规范。然而，设计人员在实际使用中发现 在埋深很小时，静力法的计算结果偏小，隧道理深增加到一定程 度后，静力法计算地震作用下的衬砌弯矩峰值急剧增大。按照传 统静力法进行抗震设计造成的结果是埋深较浅处衬砌设计不足 偏于不安全；理深较深时，衬砌设计过于保守，甚至出现内力计 算值过大，造成无法配筋的情况，既不符合工程实际，也不符合 地下结构动力响应特征。鉴于此，原铁道部重点科技项目“铁路 工程结构物抗震设计标准与方法研究一一铁路隧道工程抗震设计 标准与方法研究”及随后的一系列相关工作均针对该问题进行研 究，研究发现出现上述问题的原因在于传统静力法中隧道上覆士 柱的计算高度采用隧道实际理深，当隧道理深过大或过小时即会 出现衬砌内力计算值过大或过小的问题；并且获得了静力法隧道 拱顶处上覆土柱的等效计算高度，提出采用“修正的静力法”进 行抗震计算。
附录 C 时程分析法
C.1.1、C.1.2时程分析法将加速度时程等地震记录直接带入 运动微分方程，将地震持续时间划分为许多微小的时间段，通过 对运动微分方程的逐步积分求出结构在整个地震过程中各时刻的 位移和内力，线性、非线性结构系统均适用。时程分析法能够较 好地处理介质中各种非均匀、非线性问题，可以全面考虑地震动 的峰值、频谱特性和持续时间，计算结果能够反映出结构体系较 为真实的变形、强度发展过程和结构土体的相互作用效果。原则 上，时程分析法适用于各种不同情况的隧道抗震计算，尤其适用 于地形与地质条件复杂、地层发生急剧变化、隧道联络横通道与 主隧道相交处及盾构隧道与竖井、通风井相交处等复杂情况的抗 震计算。当隧道沿纵向结构形式连续、规则、横向断面构造不 变，周围围岩或土层沿纵向分布一致时，可只进行横断面方向抗 震计算，计算可按平面应变问题处理。当结构形式变化较大，围 岩或土层条件不均匀，如地形与地质条件复杂、地层发生急剧变 化、结构交叉处等时，需要按空间问题进行三维建模求解。 C.1.3建模求解过程中，不可避免地要面临无限地基的模拟问 题，考虑到计算效率和计算成本等因素，不可能将模型建得足够 大，因此合理设置动力人工边界尽量减小地震波边界反射作用是 时程分析中关键问题之一。目前主要采用的动力人工边界主要是 基于单侧波动理论的局部人工边界，如黏性边界、黏弹性边界、
题，考虑到计算效率和计算成本等因素，不可能将模型建得足够 大，因此合理设置动力人工边界尽量减小地震波边界反射作用是 时程分析中关键问题之一。目前主要采用的动力人工边界主要是 基于单侧波动理论的局部人工边界，如黏性边界、黏弹性边界、 透射边界等。常用动力人工边界中，黏性边界概念清楚、简单方 便，因而应用最为广泛，但黏性边界精度难于保证，且存在低频 失稳问题；黏弹性边界可以约束动力问题中的零频分量，能够模 拟人工边界外半无限介质的弹性恢复性能，且具有良好的稳定性
和较高的精度。现有的计算软件，如ANSYS和FLAC等均有各 自的自动动力人工边界方便用户使用，如ANSYS中的无反射边 界和FLAC中的自由场边界等。 地层模型的范围及网格尺寸对保证时程分析法计算精度起着 重要作用，根据计算经验，模型上下边界应分别取至地表面和抗 震计算基准面，同时结构至模型侧边界的距离至少应为3倍结构 宽度：当地下结构理埋深较深，结构与基岩的距离小于3倍地下结 构竖向高度时，计算模型底面边界取至基岩面即可；当地下结构 理深嵌入基岩，此时计算模型底面边界需取至基岩面以下。输入 波形的频率成分和土体的波速特性会影响土体中波传播的数值精 度，Kuhlemeyer和Lysmer研究表明，网格尺寸小于输入地震 动最高频率对应波长的1/8时可以获得较好的计算精度，
C.2.1采用时程分析法计算时，输入地震动一般取加速度时 程，加速度时程选取参照本标准第5.4节规定进行。进行结构地 震反应时程分析时，鉴于各条地震动输入的结构反应结果有较大 的差异，选用的地震波数量一般不少于3条，其中应按工程场地 类别和设计地震分组选用不少于两组的实际强震记录和一组由地 震安全性评价提供的加速度时程曲线。当地震波的样本数量较少 时，如3条时，计算结果具有较大的随机性，因此选择计算结果 包络值进行抗震设计；当地震波的数量较多时，一般大于7条 时，认为计算结果具有较好的统计特征济南市某大酒店室内装饰工程施工组织设计方案，因此可以取平均值进行 抗震设计。由于自前可用的强震动观测记录并不是很丰富，特别 是在我国大陆范围内，按照与设计地震动反应谱相近的原则选择 实际地震记录难以实现，因此本标准规定可采用人工合成的方法 给出地震动时程曲线，但其峰值加速度及峰值位移等重要地震动 参数应与场地设计地震动峰值加速度、峰值位移一致。
统一书号：15112：36301