天津機(jī)場(chǎng)線施遂05030132盾構(gòu)隧道設(shè)計(jì)說明

1、新建鐵路天津機(jī)場(chǎng)線工程盾構(gòu)隧道區(qū)間設(shè)計(jì)說明1、 設(shè)計(jì)依據(jù)及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（1） 設(shè)計(jì)依據(jù) 1、設(shè)計(jì)采用的規(guī)范 鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范（TB10003-2005） 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2010） 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2012） 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50017-2003） 鐵路工程抗震設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50111-2006） 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2010） 地下工程防水技術(shù)規(guī)范（GB50108-2008） 地下防水工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB50208-2002） 鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范（TB10005-2010） 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性技術(shù)規(guī)范（GB/T50476-

2、2008） 盾構(gòu)法隧道施工與驗(yàn)收規(guī)范（GB50446-2008） 高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范（試行）（TB 10621-2009）（）預(yù)制混凝土襯砌管片（GB-2008）設(shè)計(jì)參考的規(guī)范地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50157-2013）鐵路隧道工程施工技術(shù)指南（TZ204-2008）地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范（GB50299-1999）（2003年版）3、 鐵總辦函【xxx】XXX號(hào)關(guān)于新建鐵路天津機(jī)場(chǎng)線工程初步設(shè)計(jì)的批復(fù)。4、 新建鐵路天津機(jī)場(chǎng)線工程詳細(xì)勘察巖土工程勘察報(bào)告（2014年5月）5、 鐵道部鐵建設(shè)【2007】152號(hào)文發(fā)布的鐵路建設(shè)項(xiàng)目預(yù)可行性設(shè)計(jì)、可行性設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)文件編制辦法6、 工程設(shè)計(jì)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)

3、和有關(guān)規(guī)程、規(guī)范。7、 其他資料（2） 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 1、盾構(gòu)隧道不可更換的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為100年。 2、結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)為一級(jí)。 3、盾構(gòu)圓形隧道內(nèi)徑為10600mm 4、結(jié)構(gòu)最大裂縫寬度不大于0.2mm 5、隧道直徑變形<2D（D為隧道外徑） 6、結(jié)構(gòu)抗浮安全系數(shù)1.15 7、盾構(gòu)區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)防水等級(jí)為一級(jí) 8、隧道主體結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防分類為乙類，地震作用按7度抗震設(shè)防烈度的要求設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.15g，混凝土結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)為三級(jí)，按8度抗震設(shè)防烈度的要求采取抗震措施。 9、隧道結(jié)構(gòu)的耐火等級(jí)為一級(jí)。2、 設(shè)計(jì)規(guī)范及內(nèi)容 1、設(shè)計(jì)范圍：天津機(jī)場(chǎng)線工程金橋隧道盾構(gòu)區(qū)間，設(shè)計(jì)里程

4、為JCDK21+738.5JCDK24+051.00、JCDK24+069.0JCDK27+887.427。 2、設(shè)計(jì)內(nèi)容：金橋隧道盾構(gòu)區(qū)間（不含盾構(gòu)井）的平縱斷面、盾構(gòu)隧道掘進(jìn)定位設(shè)計(jì)、監(jiān)控量測(cè)設(shè)計(jì)、盾構(gòu)端頭加固等。3、 初步設(shè)計(jì)審批意見以及執(zhí)行情況 1、審批意見 鐵總辦函xxxxx號(hào)關(guān)新建鐵路天津機(jī)場(chǎng)線工程初步設(shè)計(jì)的批復(fù)，其中對(duì)盾構(gòu)隧道的意見如下： （三）同意盾構(gòu)管片采用C50鋼筋混凝土 （四）防排水設(shè)計(jì)應(yīng)采用“以防為主，剛?cè)峤Y(jié)合，多道設(shè)防，因地制宜，綜合治理”的原則，隧道按“全封閉，不排水”設(shè)計(jì)，防水等級(jí)滿足地下工程防水技術(shù)規(guī)范（GB50108-2001）-級(jí)防水標(biāo)準(zhǔn)。管片結(jié)構(gòu)采用抗?jié)B等

5、級(jí)不小于P12的防水混凝土，管片接縫應(yīng)采用兩道彈性橡膠密封墊。 （八）同意JCDK21+738.5JCDK24+051.00、JCDK24+069.0JCDK27+887.427段采用盾構(gòu)法施工 （十）同意盾構(gòu)段采用泥水加壓平衡盾構(gòu)施工，采用圓形斷面結(jié)構(gòu)形式。 2、執(zhí)行情況 本階段設(shè)計(jì)中全部執(zhí)行4、 工程概況 天津機(jī)場(chǎng)線金橋隧道進(jìn)口明挖斷采用雙單線，其余段為單洞雙線，起訖里程為DK21+270.000DK27+887.427，隧道全長(zhǎng)為6.617km，線路位于天津市東麗區(qū)，西起機(jī)場(chǎng)西線路所，向東引入天津機(jī)場(chǎng)站。其中盾構(gòu)段隧道長(zhǎng)6130.9m，采用兩臺(tái)盾構(gòu)機(jī)，設(shè)3個(gè)盾構(gòu)工作井的從東往西掘進(jìn)方案，

6、分別從1#盾構(gòu)工作井（中心里程DK21+730），1#盾構(gòu)工作井（中心里程DK24+060）出發(fā)，從2#盾構(gòu)工作井、機(jī)場(chǎng)站內(nèi)3#盾構(gòu)工作井吊出的方案。 金橋隧道盾構(gòu)區(qū)間主要穿越津?yàn)I高速公路、天津?yàn)I海國(guó)際機(jī)場(chǎng)內(nèi)南燈光站、機(jī)場(chǎng)內(nèi)消防水池等，沿線建筑物主要為一、二層民房及商業(yè)用房，區(qū)間穿越段主要有雨、污水、電力、電信、供電、輸水等市政管線。盾構(gòu)段隧道共有4處平面曲線，曲線半徑分別有R=1200m、R=1600m、R=1400m、R=450m；盾構(gòu)隧道的軌面埋深約為18.027.9m(覆土厚度為10.520.4m)。盾構(gòu)段隧道最大縱坡為25，最小縱坡為2.48，豎曲線半徑為10000m。五、地質(zhì)條件及

7、其評(píng)價(jià)1、 工程地質(zhì) 本區(qū)段地層主要為第四系全新統(tǒng)人工填土層（人工堆積)新近沉積層（第四系全新統(tǒng)新近組古河道）、第I陸相層（第四系全新統(tǒng)上組合床河漫灘相沉積）、第I海相層（第四系全新統(tǒng)中組淺海相沉積）、第陸相層（第四系全新統(tǒng)下組沼澤相沉積及河床河漫灘相沉積）、第陸相層（第四系上更新統(tǒng)五組合床河漫灘相沉積）、第海相層（第四系上更新統(tǒng)四組濱海潮汐帶相沉積）、第陸相層（第四系上更新統(tǒng)三組合床河漫灘相沉積）、第海相層（第四系上更新統(tǒng)二組淺海濱海相沉積）、第陸相層（第四系上更新統(tǒng)一組合床河漫灘相沉積）。2、 水文地質(zhì) 隧道工程范圍內(nèi)表層地下水類型為第四系孔隙潛水。賦存于第陸相層粘性土以上地層中的地下水為

8、潛水含水層；賦存于第陸相層以下粉砂、細(xì)砂及粉土中的地下水具有承壓性，為承壓含水層。 潛水存在于人工填土層層、新近沉積層層、第I陸相層層、第I海相層層、以及第陸相層3粉土層中。該層水以第I海相層底的2粉質(zhì)粘土以及第陸相層3粉土為主要含水層，其中含水層為2粉質(zhì)粘土，該層以層狀分布，較為連續(xù)；第陸相層3粉土呈透鏡體狀，局部分布，潛水以第陸相層2、2粉質(zhì)粘土為相對(duì)隔水底板。人工填土層為1雜填土、2素填土，土體結(jié)構(gòu)松散，含水量豐富，土層滲透系數(shù)較大。新近沉積層以1黏土、2粉質(zhì)黏土、3粉土、5淤泥質(zhì)土層為主，第I陸相層以2粉質(zhì)黏土、5淤泥質(zhì)黏土、6淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土為主，土體滲透性能較差，土層滲透系數(shù)較小；第

9、陸相層3粉土滲透性能較強(qiáng)，土層滲透系數(shù)較大。第一承壓含水層位于埋深15.3m至25.4m的3粉土層、11粉砂、和12細(xì)砂，其下以1黏土和2粉質(zhì)黏土層為隔水層，其上以潛水含水組底板2、2粉質(zhì)粘土為相對(duì)隔水層。第二承壓含水層：以埋深26.5m至約49-55m的13粉土層、11粉砂、和12細(xì)砂層為主，總厚度超過20m，局部厚度可能更大，甚至達(dá)到25m以上。根據(jù)探勘揭示的地層情況推測(cè)，該層承壓水以1黏土和2粉質(zhì)黏土層為下部隔水層。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料及部分深孔勘探揭示，其下可能是以1黏土和2粉質(zhì)黏土層為下部隔水層。地下水的溫度，埋深在5m范圍內(nèi)隨氣溫變化，5m以下隨深度略有遞增，一般為1416.依據(jù)巖土工

10、程勘察規(guī)范（GB 50021-2001 2009年版）規(guī)范判定，在I類環(huán)境下，潛水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具硫酸鹽弱腐蝕；對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋，在干濕交替條件下具中等腐蝕，在長(zhǎng)期浸水條件下具微腐蝕性。承壓水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具硫酸鹽弱腐蝕；對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋，在長(zhǎng)期浸水條件下具微腐蝕性，在干濕交替條件下具弱強(qiáng)腐蝕，依據(jù)鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范（TB10005-2010）規(guī)范判定：潛水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)在氯鹽環(huán)境下具氯鹽侵蝕，環(huán)境作用等級(jí)為L(zhǎng)1L3；在化學(xué)環(huán)境下具硫酸鹽侵蝕，環(huán)境作用等級(jí)為H1H2；在鹽類結(jié)晶環(huán)境下具鹽類結(jié)晶侵蝕，環(huán)境作用等級(jí)為Y2.承壓水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)在氯鹽環(huán)境下具氯鹽侵蝕，環(huán)境作用等級(jí)為L(zhǎng)1

11、L3；在化學(xué)環(huán)境下具硫酸鹽侵蝕，環(huán)境作用等級(jí)為H1H2；在鹽類結(jié)晶環(huán)境下具鹽類結(jié)晶侵蝕，環(huán)境作用等級(jí)為Y1Y2.（四）不良地質(zhì)1、 特殊土填土：多為雜填土，雜色，松散密實(shí)，很濕飽和，構(gòu)成以碎石、磚塊、灰渣等建筑垃圾及生活垃圾為主，局部以黏性土為主，成分復(fù)雜，土質(zhì)不均，結(jié)構(gòu)松散，工程性質(zhì)較差，在表層普遍分布，層厚范圍為0.22.4m。局部為素填土，主要以黏性土為主，硬塑可塑。軟土：主要為5淤泥質(zhì)粘土、5淤泥質(zhì)粘土、5淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、6淤泥質(zhì)粘土、6淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土. （五）地質(zhì)條件評(píng)價(jià) 盾構(gòu)洞身范圍內(nèi)主要地層為第陸相層粉土、粉砂層，局部為粉質(zhì)黏土及第陸相層的黏土、粉質(zhì)黏土、粉土層。黏性土呈硬塑軟塑

12、狀；粉土、粉砂呈中密密實(shí)狀。盾構(gòu)掘進(jìn)主要在2層粉質(zhì)黏土、3層粉土、11層粉砂、1層黏土、2層粉質(zhì)黏土、3層粉土及2粉質(zhì)黏土層中。盾構(gòu)法施工經(jīng)過的主要含水層地層中有2層粉質(zhì)黏土、3層粉土、11層粉砂、1黏土、2粉質(zhì)黏土和3層粉土，滲透系數(shù)具水平向較大，豎向較小，滲透系數(shù)隨粉土、粉砂的含量變化較大。3粉土、11粉砂、3粉土為承壓水含水層，滲透系數(shù)較大。隧道掘進(jìn)過程中應(yīng)注意涌水引起開挖面失穩(wěn)和地面沉降。盾構(gòu)隧道洞身范圍內(nèi)軟塑流塑狀的2層粉質(zhì)黏土、1黏土、2粉質(zhì)黏土，極易發(fā)生蠕動(dòng)及黏著盾構(gòu)設(shè)備或造成管路堵塞。場(chǎng)地范圍內(nèi)11層粉砂、2層細(xì)砂、11層粉砂和12層細(xì)砂局部為地震液化層，分布差異性較大。綜合評(píng)

13、價(jià)：本盾構(gòu)區(qū)間工程地質(zhì)條件較差。 （六）地震 根據(jù)2012年12月天津市地震災(zāi)害防御中心對(duì)新建天津機(jī)場(chǎng)線工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)報(bào)告的評(píng)價(jià)結(jié)果，依據(jù)中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖（GB18306-2001）本場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度為0.15g（地震基本烈度為度）。依據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2010）本場(chǎng)地為可進(jìn)行建設(shè)的一般場(chǎng)地，為建筑抗震不利地段。6、 主要施工方法及變形控制標(biāo)準(zhǔn) 1、盾構(gòu)機(jī)選型1）盾構(gòu)機(jī)選型原則（1）選用與地質(zhì)條件匹配的盾構(gòu)機(jī)型，確保施工絕對(duì)安全（2）選擇對(duì)周圍環(huán)境影響小的機(jī)型（3）盾構(gòu)機(jī)的性能應(yīng)能滿足工程掘進(jìn)的施工長(zhǎng)度和線形的要求（4）選擇盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)能力可與后續(xù)設(shè)備、始發(fā)場(chǎng)

14、地等施工設(shè)備匹配的機(jī)型（5）選擇可以輔以合理的輔助工法的盾構(gòu)機(jī)型以上原則中以能絕對(duì)保證倔削面穩(wěn)定、確保施工安全的機(jī)型最重要。 2）盾構(gòu)選型 本盾構(gòu)隧道的主要技術(shù)特點(diǎn)：（1） 盾構(gòu)洞深范圍內(nèi)主要地層為盾構(gòu)洞身范圍內(nèi)主要地層為第陸相層粉土，粉砂層，局部為粉質(zhì)黏土及第陸相層的黏土、粉質(zhì)黏土、粉土層。黏性土呈塑性軟塑性；粉土、粉砂呈中密密實(shí)狀（2） 本工程盾構(gòu)隧道埋深較深，軌面埋深約在18.027.9m（覆土厚度為10.520.4m）之間；地下水位高（地面下0.03.2m），洞身基本上處于潛水-微承壓水中；開挖面直立性較差（3） 隧道斷面為圓形，內(nèi)徑為10.6m（4） 環(huán)境復(fù)雜，盾構(gòu)隧道段下穿津?yàn)I高速

15、公路、濱海國(guó)際機(jī)場(chǎng)機(jī)場(chǎng)內(nèi)南燈光站、機(jī)場(chǎng)內(nèi)消防水池等風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。考慮到上述因素，根據(jù)安全和工期要求，選擇泥水平衡盾構(gòu)優(yōu)于土壓平衡盾構(gòu)機(jī)；根據(jù)對(duì)周圍環(huán)境影響較小的要求，泥水盾構(gòu)對(duì)掌子面平衡壓力控制較精確，對(duì)地面沉降控制較優(yōu)。結(jié)合中國(guó)鐵路總公司鑒定中心審批意見；綜合考慮后，選擇泥水加壓平衡盾構(gòu)。2、 環(huán)境安全的變形控制標(biāo)準(zhǔn) 1）環(huán)境安全等級(jí)的分級(jí)結(jié)合本工程的技術(shù)特點(diǎn)和環(huán)境特點(diǎn)，在前期調(diào)查研究及分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，對(duì)本工程建設(shè)期的環(huán)境安全等級(jí)進(jìn)行如下分級(jí)：序號(hào)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)名稱段落環(huán)境安全等級(jí)1盾構(gòu)始發(fā)段（一）JCDK21+738.5JCDK21+858.5二級(jí)2盾構(gòu)始發(fā)段（二）JCDK24+069.0J

16、CDK24+189.0二級(jí)3盾構(gòu)下穿津?yàn)I高速公路JCDK22+860.6JCDK22+925.4一級(jí)4盾構(gòu)側(cè)穿機(jī)場(chǎng)內(nèi)南燈光站JCDK24+400JCDK24+480一級(jí)5盾構(gòu)下穿機(jī)場(chǎng)內(nèi)消防水池JCDK24+100JCDK24+370一級(jí)注：除本表段落，環(huán)境安全等級(jí)均為三級(jí)2） 環(huán)境安全的變形控制標(biāo)準(zhǔn) 隧道施工期間環(huán)境安全的變形控制標(biāo)準(zhǔn)是按環(huán)境允許的最小變形值為原則確定，即取道路以及地下管線允許沉降值、地層允許沉降值三個(gè)數(shù)值中最小的作為設(shè)計(jì)控制基準(zhǔn)值(極限值)，確定時(shí)采用“分區(qū)段、分級(jí)、分階段”的原則。考慮到本段隧道穿越道路、地下管線、機(jī)場(chǎng)內(nèi)南燈光站，所以施工期間變形標(biāo)準(zhǔn)制定采用“四控”標(biāo)準(zhǔn)，即

17、地表絕對(duì)沉降、地表差異沉降和建筑物沉降速率、建筑物表觀狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)?！八目亍睒?biāo)準(zhǔn)中不能有一項(xiàng)超標(biāo)，否則需要采取技術(shù)應(yīng)急預(yù)案。 對(duì)地表絕對(duì)沉降和地表的標(biāo)準(zhǔn)，土建施工單位在施工時(shí)可按預(yù)警值、報(bào)警值和極限值的60%65%，報(bào)警值為極限值的80%85%；對(duì)建筑物的沉降速率及表現(xiàn)觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)可按以月為時(shí)間周期單位進(jìn)行控制管理。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，遵循確保環(huán)境安全和施工安全的原則，制定了環(huán)境安全變形的設(shè)計(jì)控制標(biāo)準(zhǔn)，見表2。表2 環(huán)境安全的變形控制標(biāo)準(zhǔn) 環(huán) 境安全等級(jí) 控制標(biāo)準(zhǔn)絕對(duì)沉降（mm）差異沉降（傾斜）建筑物沉降速率建筑物表現(xiàn)狀態(tài)盾構(gòu)等級(jí)10或-150.002地基沉降速度連續(xù)2個(gè)月大于2mm/月，并且短期內(nèi)無終止趨向

18、；建筑物的傾斜速率已連續(xù)三日大于0.0001H/d（H為建筑物承重結(jié)構(gòu)高度）。已有建筑物的砌體部分出現(xiàn)寬度大于1.5mm的變形裂縫；或者附近地面出現(xiàn)寬度大于10mm的裂縫。一級(jí)10或-200.002同上同上二級(jí)10或-250.002同上同上三級(jí)10或-300.002同上同上 說明：本表在具體使用時(shí)可根據(jù)環(huán)境控制物與隧道的相對(duì)距離、施工工法、隧道覆土、地質(zhì)情況酌情升降級(jí)選取數(shù)值進(jìn)行管理控制。3、 環(huán)境安全的變形控制措施（1） 盾構(gòu)機(jī)采用全新的泥水加壓平衡（膨潤(rùn)土-氣墊式泥水盾構(gòu)）盾構(gòu)，該氣墊式泥水平衡盾構(gòu)設(shè)備為NFM公司生產(chǎn)，通過氣墊來調(diào)節(jié)開挖室內(nèi)的封閉壓力，盾構(gòu)開挖外徑為11.97m,特別適合

19、于在細(xì)顆粒含量較高的地層中施工。 NFM公司通過實(shí)踐驗(yàn)證，這種系統(tǒng)可確保整個(gè)盾構(gòu)掌子面壓力的穩(wěn)定，能夠在盾構(gòu)運(yùn)行過程中精確控制地表沉降，可以控制地表沉降值不超過+10-30mm。 為了確保報(bào)隧道周邊建筑物，道路和管線的安全，需要在施工中采取綜合措施。具體如下：1） 充分采用先進(jìn)的盾構(gòu)施工工藝措施2） 充分掌握周邊環(huán)境情況盾構(gòu)推進(jìn)前，應(yīng)掌握施工影響范圍內(nèi)的地面建、構(gòu)筑物、地下障礙物、地下管線等，必要時(shí)可進(jìn)行物探或開樣槽探明，對(duì)重要建、構(gòu)筑物應(yīng)提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)保護(hù)方案。3）建立完善的變形預(yù)測(cè)和監(jiān)控量系統(tǒng)，進(jìn)行智能化施工監(jiān)控量測(cè)是現(xiàn)代地下工程信息化施工的重要內(nèi)容和組成部分，是動(dòng)態(tài)了解盾構(gòu)施工對(duì)地面沉降

20、和周圍建筑物影響的重要手段，通過量測(cè)信息的反饋，可及時(shí)調(diào)整盾構(gòu)施工參數(shù)和采取技術(shù)措施，以確保工程安全和保護(hù)周圍環(huán)境。（2） 掌握盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)與地層位移間的規(guī)律，進(jìn)行智能化施工。 盾構(gòu)推進(jìn)的初始120m長(zhǎng)度作為試驗(yàn)段，根據(jù)地面變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及盾構(gòu)施工所采用的參數(shù)，掌握不同地層中盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)參數(shù)和地表沉降的相關(guān)關(guān)系，不斷優(yōu)化調(diào)整，以使盾構(gòu)在全線推進(jìn)中，能隨地質(zhì)、埋深、環(huán)境條件變化而動(dòng)態(tài)地、合適地確定施工參數(shù)，做出快速、靈活兼預(yù)測(cè)性的應(yīng)變反應(yīng)。（3） 盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)，須對(duì)盾構(gòu)外徑及襯砌外徑間的環(huán)形空隙同步壓注漿液。（4） 重視二次注漿控制沉降的作用。（5） 盾構(gòu)姿態(tài)控制 施工過程中控制好盾構(gòu)姿態(tài)，避免盾構(gòu)大

21、幅糾偏、上浮或叩頭、后退等現(xiàn)象發(fā)生。另外在曲線地段施工，減少挖超。4、 隧道保護(hù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 1）線路中心線兩側(cè)各50m的范圍內(nèi)，應(yīng)作為本鐵路隧道控制區(qū)，該范圍內(nèi)地面超載或卸載不得大于20Kpa ，并不得進(jìn)行有礙隧道安全的一切工程活動(dòng)（如基坑開挖、打樁、井點(diǎn)降水等）。 2）線路中心線兩側(cè)各20m的范圍內(nèi)，作為隧道的規(guī)劃控制區(qū)。即在線路兩側(cè)各20m的范圍內(nèi)，嚴(yán)禁規(guī)劃新的建構(gòu)筑物。 3）在已建隧道兩側(cè)或頂上進(jìn)行加載或卸載的建筑施工時(shí)，必須采取可靠的技術(shù)措施。并對(duì)新建建、構(gòu)筑物對(duì)區(qū)間隧道的影響進(jìn)行可靠分析計(jì)算，滿足隧道保護(hù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 4）規(guī)劃的地鐵隧道穿越本隧道時(shí)，所影響的本盾構(gòu)隧道段結(jié)構(gòu)任意點(diǎn)的附

22、加沉降和位移1cm 。 5）施工引起的隧道的附加曲率半徑應(yīng)大于25000m。 6）須征得建設(shè)方、鐵路運(yùn)營(yíng)單位和隧道設(shè)計(jì)單位同意后，方可在隧道控制范圍內(nèi)進(jìn)行工程建設(shè)。7、 設(shè)計(jì)內(nèi)容說明（一）隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、管片設(shè)計(jì)及管片制作要求詳見“金橋隧道盾構(gòu)區(qū)間施工圖”。2、 管片拼裝、施工精度要求 為保證裝配式結(jié)構(gòu)良好的受力性能，提供符合計(jì)算假定的結(jié)構(gòu)工作條件，襯砌拼裝和盾構(gòu)掘進(jìn)施工必須達(dá)到下列精度：1） 整環(huán)拼裝的允許誤差：相鄰環(huán)的環(huán)面間隙1.0mm ；縱縫相鄰塊塊間間隙為2mm（其中2mm為傳力襯墊），襯砌對(duì)應(yīng)的環(huán)向螺栓孔不同軸度小于1mm。2） 推進(jìn)時(shí)軸線誤差80mm。3） 襯砌拼裝成環(huán)的水平、豎向

23、直徑偏差2D（外直徑）。3、 預(yù)埋件設(shè)置要求 本隧道的管片上不設(shè)置預(yù)埋件，但接觸網(wǎng)、排水管、消防水管、軌旁電話、揚(yáng)聲器等設(shè)備固定，均采用打膨脹螺栓來解決，螺栓的尺寸根據(jù)各工種的要求而定。施工時(shí)，必須避開管片結(jié)構(gòu)中的主鋼筋，同時(shí)注意處理好膨脹螺栓的防腐蝕問題。4、 隧道內(nèi)徑確定 隧道內(nèi)輪廓的確定主要取決于鐵路隧道的限界（包括車輛限界、基本建筑限界、建筑限界），同時(shí)還要考慮設(shè)備和各種管線安裝、隧道施工誤工、測(cè)量誤差、設(shè)計(jì)擬合誤差，不均勻沉降等因素后外放一定富裕量后設(shè)計(jì)而成。 參考北京地下直徑線、天津地下直徑線、解放路隧道等工程大直徑盾構(gòu)設(shè)計(jì)、施工經(jīng)驗(yàn)，綜合考慮隧道軸線的施工偏差（包括測(cè)量誤差、制作

24、和拼裝誤差、軸線蛇行誤差、后期不均勻沉降）、線路擬合誤差，隧道的內(nèi)徑確定為10600mm。5、 洞門止水裝置 為防止盾構(gòu)始發(fā)時(shí)從始發(fā)洞口的豎井壁和盾構(gòu)的間隙內(nèi)噴出地下水、泥沙、加泥漿、注漿材料等，在洞圈周圍安裝橡膠簾布帶、環(huán)板、鉸鏈板等組成的密封裝置，并設(shè)置注漿孔，作為洞口防水堵漏的預(yù)防措施；密封裝置共設(shè)置兩道。 始發(fā)洞口的簾布橡膠板通過橡膠張力緊扣住盾構(gòu)機(jī)及管片，進(jìn)而該橡膠密封圈又受地下水壓力或背面注漿壓力的作用被壓緊，可防止噴出。 施工單位可根據(jù)以上原則設(shè)置洞門止水裝置。6、 變形縫設(shè)計(jì) 由于豎井結(jié)構(gòu)與區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)剛度上存在較大的差異，需在洞口周圍進(jìn)行土體加固以盡可能避免產(chǎn)生不均勻沉降，同

25、時(shí)由密到疏設(shè)置變形縫環(huán)以最大限度消除不均勻沉降帶來的對(duì)結(jié)構(gòu)和防水的不良影響。 變形縫環(huán)的設(shè)置范圍：始發(fā)進(jìn)洞洞口范圍設(shè)12環(huán)，到達(dá)出洞處設(shè)12環(huán)，在津?yàn)I高速公路兩側(cè)各設(shè)置兩道變形縫。7、 盾構(gòu)始發(fā)、到達(dá)措施設(shè)計(jì)（1） 始終進(jìn)洞措施設(shè)計(jì) 1）端頭井加固 盾構(gòu)始發(fā)時(shí)，為了確保鑿除洞門時(shí)掌子面的穩(wěn)定及安全，確保始發(fā)時(shí)洞門處不出現(xiàn)涌水流砂坍塌等風(fēng)險(xiǎn)事件，同時(shí)為控制盾構(gòu)姿態(tài)，減少始發(fā)段盾構(gòu)隧道與豎井之間的縱向不均勻沉降量，結(jié)合場(chǎng)區(qū)的地質(zhì)條件、盾構(gòu)機(jī)的技術(shù)參數(shù)，對(duì)始發(fā)盾構(gòu)井端頭土體采取了地連墻+深層水泥土攪拌樁的加固，加固設(shè)計(jì)詳見本冊(cè)圖紙。 2）洞門鑿除 端頭土體加固后，需進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)垂直鉆孔取樣，綜合分析

26、加固土體的質(zhì)量，確保其滿足設(shè)計(jì)要求。洞門圍護(hù)結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻鑿除前應(yīng)打水平探孔，探孔主要分布在盾構(gòu)范圍邊緣處，上半圓布置孔數(shù)宜少，下半圓孔數(shù)宜多，孔深不宜過深，穿透不宜過深，穿透地下連續(xù)墻即可，以便確認(rèn)地下連續(xù)墻與深層水泥土攪拌樁之間的隔水情況，若發(fā)生透水現(xiàn)象，需采取封堵加固等處理措施，確保始發(fā)時(shí)無地下水作業(yè)。 在進(jìn)洞防水裝置設(shè)置完成后，鑿除盾構(gòu)范圍內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻的混凝土（保留迎土側(cè)鋼筋的保護(hù)層），地下連續(xù)墻鑿除根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻的實(shí)際位置，吊出空間及地質(zhì)情況建議采用分層分塊、從里到外、從上到下的方式進(jìn)行鑿除，建議共分成16塊，每塊面積不大于9m2，分塊方式如圖1所示，按順序破除混凝土

27、及部分鋼筋并吊出，所有各截地下連續(xù)墻都要先分段破除節(jié)點(diǎn)混凝土，待吊出時(shí)才分段將節(jié)點(diǎn)處連接鋼筋割斷。 在鑿除完最后一層混凝土之后，要及時(shí)檢查始發(fā)洞口的凈空尺寸，確保沒有鋼筋、混凝土侵入設(shè)計(jì)輪廓范圍之內(nèi)。圖1.盾構(gòu)范圍內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻混凝土分塊鑿除示意圖（2） 到達(dá)出洞措施設(shè)計(jì) 1）到達(dá)接收井端頭加固 為確保盾構(gòu)出洞的安全，減少到達(dá)接收井段盾構(gòu)隧道與豎井之間的縱向不均勻沉降結(jié)合場(chǎng)區(qū)的地質(zhì)條件、盾構(gòu)機(jī)的技術(shù)參數(shù)，對(duì)到接收井端頭進(jìn)行地層加固，加固方式采用地連墻+深層水泥土攪拌樁，加固設(shè)計(jì)詳見圖紙。 2）洞門鑿除 到達(dá)接收井端頭土體加固后，需進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)垂直鉆孔取樣，綜合分析加固土體的質(zhì)量，確保其滿

28、足設(shè)計(jì)要求。洞門圍護(hù)結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻鑿除前應(yīng)打水平探孔，探孔主要分布在盾構(gòu)范圍邊緣處，上半圓布置孔數(shù)宜少，下半圓孔數(shù)宜多，孔深不宜過深，穿透地下墻的隔水情況，若發(fā)生透水現(xiàn)象，需采取應(yīng)急處理措施，確保始發(fā)時(shí)無地下水。 在進(jìn)洞防水裝置設(shè)置完成后，鑿除盾構(gòu)范圍內(nèi)背土側(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻的混凝土（保留迎土側(cè)地下連續(xù)墻及玻璃纖維筋厚度不大于400mm），必須保證圍鑿除前刀盤能抵上前方支護(hù)結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻，地下連續(xù)墻的鑿除應(yīng)根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻的實(shí)際位置，吊出空間及地質(zhì)情況，建議采用分層分塊、從里到外、從上到下的方式進(jìn)行鑿除，建議共分成16塊，每塊面積不大于9m2，分塊方式同始發(fā)盾構(gòu)井，如圖1所示，按順序破

29、除混凝土及部分鋼筋并吊出，所有各截地下連續(xù)墻都要先分段破除節(jié)點(diǎn)混凝土，待吊出時(shí)才分段將節(jié)點(diǎn)處連接鋼筋割斷。在鑿除完最后一層混凝土之后，要及時(shí)檢查始發(fā)洞口的凈空尺寸，確保沒有鋼筋、混凝土侵入設(shè)計(jì)輪廓范圍之內(nèi)。（2） 盾構(gòu)隧道掘進(jìn)定位設(shè)計(jì)1、 線路概況 本盾構(gòu)隧道為單洞雙線隧道，盾構(gòu)段隧道共有4處平面曲線，最小曲線半徑為R=450m，由于曲線內(nèi)側(cè)與外側(cè)的兩條線路長(zhǎng)度不同、緩和曲線的長(zhǎng)度也不同，導(dǎo)致左右線的ZH（HZ）、HY(YH)里程也不同，相應(yīng)的左右線的線間距也在沒有規(guī)律的變化，隧道中線與線路左右線的關(guān)系也在不斷變化。2、 平曲線加寬設(shè)計(jì) 位于曲線地段的隧道建筑限界在直線地段的基礎(chǔ)上，按不同曲線

30、半徑和超高分別進(jìn)行相應(yīng)的加寬和加高，其中，相鄰兩線路間距采用線路專業(yè)提供的數(shù)值，軌道超高采用軌道專業(yè)提供的分段超高設(shè)計(jì)值，軌道超高設(shè)置采用外軌抬高的全部超高。 盾構(gòu)隧道曲線地段是采用移動(dòng)隧道中心線的方法來代替限界加寬，即改變隧道中線與線路左（右）線的相互距離（線間距不變）來達(dá)到加寬的目的。 圓曲線段及HY(YH)點(diǎn)向緩和曲線方向13m范圍內(nèi)，線路左線中線距隧道中線的距離為圓曲線段的偏移量，除ZH（HZ）點(diǎn)向直線方向22m范圍外的直線段，線路左線中線距隧道中線的偏移量為直線段偏移量，其余位置線路左線中線距隧道中線的偏移量按線性內(nèi)插計(jì)算。圓曲線地段的隧道中線偏移值按建筑限界與隧道內(nèi)輪廓、兩側(cè)管線設(shè)

31、備理論距離均等的原則確定。3、 掘進(jìn)定位設(shè)計(jì)1） 平面坐標(biāo) 平面坐標(biāo)由施工根據(jù)負(fù)環(huán)以及第1環(huán)（或曲線段）的具體里程，結(jié)合盾構(gòu)掘進(jìn)進(jìn)尺，直線段按線路專業(yè)提供的坐標(biāo)自行推算，曲線段按本設(shè)計(jì)給出的每環(huán)寬（1.8m/1.5m）對(duì)應(yīng)的隧道中線平面坐標(biāo)自行調(diào)整推算。2) 高程 根據(jù)線路縱斷面高程，結(jié)合豎曲線的修正高程，由施工單位自行計(jì)算每環(huán)寬（1.8m/1.5m）隧道里程處的軌面高程（內(nèi)軌頂面線）。用軌面高程換算成隧道軸線高程（隧道圓心與軌面高程的距離是固定的）。（3） 監(jiān)控量測(cè)設(shè)計(jì)根據(jù)環(huán)境安全等級(jí)差異，監(jiān)控量測(cè)設(shè)計(jì)分為一般地段監(jiān)控量測(cè)設(shè)計(jì)和特殊地段監(jiān)控量測(cè)設(shè)計(jì)，其中一般地段是指周邊環(huán)境無特殊或特別要求，

32、主要針對(duì)本工程的施工過程就地表及地下環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，特殊地段指周邊環(huán)境對(duì)監(jiān)測(cè)有特殊要求或?qū)ｉT要求，不僅要進(jìn)行一般地段的監(jiān)測(cè)內(nèi)容，還要針對(duì)周邊環(huán)境的監(jiān)測(cè)進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)。本冊(cè)圖紙的主要內(nèi)容為一般地段的監(jiān)測(cè)。1、 監(jiān)控量測(cè)的意義在盾構(gòu)隧道掘進(jìn)過程中，使用各種儀器、設(shè)備和測(cè)量元件，對(duì)地表沉陷、地下管線、圍巖和管片結(jié)構(gòu)的變形、應(yīng)力、應(yīng)變等進(jìn)行量測(cè)，根據(jù)量測(cè)的結(jié)果進(jìn)行分析、判斷盾構(gòu)掘進(jìn)對(duì)地表環(huán)境的影響范圍和程度、地層的穩(wěn)定性和管片結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)等，為各級(jí)管理者提供決策的依據(jù)。2、 監(jiān)控量測(cè)應(yīng)達(dá)到的目的1）及時(shí)掌握地表沉陷、圍巖和管片結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)，進(jìn)行日常施工管理。2）監(jiān)測(cè)和分析各種施工因素（盾構(gòu)施工工藝、埋

33、深、地層）對(duì)地表變形的影響，通過對(duì)量測(cè)數(shù)據(jù)的分析與必要的計(jì)算和判斷后，進(jìn)行下一階段的施工預(yù)測(cè)，對(duì)原設(shè)計(jì)和施工的合理性進(jìn)行評(píng)估和信息反饋，以確保施工安全；為改進(jìn)施工減少沉降提供依據(jù)；以合理的代價(jià)采取保護(hù)措施。3）監(jiān)測(cè)和分析盾構(gòu)施工工藝對(duì)管片結(jié)構(gòu)的影響，確保管片結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。4)監(jiān)測(cè)施工結(jié)果是否達(dá)到控制地面沉降和隧道沉降的要求。5）通過施工監(jiān)測(cè)取得減少沉降、建設(shè)保護(hù)工程的費(fèi)用。6）保證工程安全、減少總造價(jià)。3、監(jiān)控量測(cè)的項(xiàng)目和頻率 監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目按實(shí)施的環(huán)境分為地面監(jiān)測(cè)和地下監(jiān)測(cè)項(xiàng)目；按監(jiān)測(cè)的對(duì)象則分為監(jiān)測(cè)有關(guān)地下水情況的參數(shù)、土體變形的監(jiān)測(cè)、對(duì)周邊環(huán)境的監(jiān)測(cè)、土體與隧道結(jié)構(gòu)相互作用的監(jiān)測(cè)、施工進(jìn)程中

34、管片結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)共分為5類；按監(jiān)測(cè)的結(jié)構(gòu)則分為位移量測(cè)及應(yīng)力量測(cè)兩大類，重點(diǎn)是位移量測(cè)。地面監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括地表隆沉、土體水平位移和分層沉降、水位監(jiān)測(cè)、建筑物變形（傾斜、位移）、建筑物振動(dòng)、地下管線變形（沉降、水平位移）；地下監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括隧道縱向沉降及位移、隧道收斂變形（含橢圓度）、隧道環(huán)縱縫變化、地下水滲漏、管片結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形、土層壓應(yīng)力等。 盾構(gòu)掘進(jìn)施工必須設(shè)置專人負(fù)責(zé)監(jiān)控量測(cè)，交工時(shí)應(yīng)進(jìn)行一次沉降觀測(cè)。 監(jiān)測(cè)頻率，一般情況下白天測(cè)量2次，當(dāng)盾構(gòu)穿越重要目標(biāo)和需要加強(qiáng)監(jiān)控的地段和沉降過大時(shí)，除白天外加夜班監(jiān)測(cè)，每日測(cè)量3-4次。4、 監(jiān)理量測(cè)的數(shù)據(jù)反映施工中測(cè)量的數(shù)據(jù)及時(shí)整理，并與施工前預(yù)測(cè)的數(shù)

35、據(jù)進(jìn)行對(duì)比、分析；出現(xiàn)異常情況或變形速率的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)到預(yù)警值、報(bào)警值和極限值時(shí)，應(yīng)立即采取相應(yīng)的有效控制措施。5、 建議盾構(gòu)隧道施工期間，建議采用全自動(dòng)的數(shù)字化監(jiān)測(cè)技術(shù)，以便更好的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)管片結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)、變形、水壓力變化以及地面建筑物、道路等的變形，監(jiān)測(cè)施工過程的關(guān)鍵信息，確保施工安全。（4） 其他必要說明1、 施工單位在施工前，必須詳細(xì)的熟知盾構(gòu)隧道各部分設(shè)計(jì)文件中對(duì)施工的要求，確保正確的施工。2、 盾構(gòu)掘進(jìn)前，施工單位應(yīng)結(jié)合施工量測(cè)放線核實(shí)隧道中線坐標(biāo)與線路左線坐標(biāo)之間的相互關(guān)系，確認(rèn)無誤后方可掘進(jìn)施工。3、 盾構(gòu)掘進(jìn)軸線蛇形誤差直線地段應(yīng)控制在水平±75mm，豎向±

36、50mm以內(nèi)，小半徑曲線地段應(yīng)控制在水平±100mm，豎向±50mm以內(nèi)。8、 盾構(gòu)隧道施工的設(shè)計(jì)要求1、 一般要求 參考國(guó)內(nèi)外一些已有的大直徑盾構(gòu)設(shè)計(jì)、施工經(jīng)驗(yàn)，綜合考慮后，確定隧道軸線的施工偏差（包括測(cè)量誤差、制作和拼裝誤差、軸線蛇形誤差、后期不均勻沉降）為±135mm、線路擬合誤差±10mm，局部±15mm。2、 盾構(gòu)進(jìn)洞施工 嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的洞門段地基加固措施和洞門密封措施施工，保證泥水平衡順利建立。3、 施工參數(shù)設(shè)定及地面沉降控制 應(yīng)采用信息化動(dòng)態(tài)施工管理，保證各系統(tǒng)施工參數(shù)（切口水壓、推進(jìn)速度、送泥水密度、粘度及同步注漿等）的及時(shí)調(diào)整

37、、優(yōu)化匹配，從而控制好地面沉降，隧道施工引起的變形要滿足環(huán)境安全的設(shè)計(jì)控制標(biāo)準(zhǔn)。4、 同步注漿及二次注漿 同步注漿應(yīng)兼顧兩方面的作用，即地面沉降及隧道穩(wěn)定性。要求按設(shè)計(jì)的單液漿施工，同步注漿材料采用水泥砂漿，及時(shí)調(diào)整注漿量和注漿壓力，并隨時(shí)檢查漿液初凝時(shí)間。二次注漿應(yīng)在管片出盾尾后，根據(jù)施工參數(shù)的反饋情況，結(jié)合周邊環(huán)境，及時(shí)的施作。同步注漿壓力與地層壓力相差在±50kpa ，二次注漿材料采用水泥-水玻璃漿液、超細(xì)水泥漿液；管片背后注漿壓力根據(jù)監(jiān)測(cè)情況適當(dāng)調(diào)整。同步注漿與二次注漿漿液中均需添加補(bǔ)償收縮的膨脹劑。5、 隧道施工的其他要求1) 盾構(gòu)隧道施工的一般原則：先加固后掘進(jìn)施工，多種

38、措施（洞內(nèi)、洞外；同步注漿、工藝；預(yù)測(cè)和監(jiān)測(cè)）同時(shí)采用。2) 盾構(gòu)隧道施工時(shí)要控制掌子面泥水壓力（泥水壓力與地層壓力相差在±50kpa ）參數(shù)3) 控制盾構(gòu)推進(jìn)參數(shù)，控制盾構(gòu)姿態(tài)；控制盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)地層損失率控制在0.5%1%。9、 施工注意事項(xiàng)1、 施工前應(yīng)將曲線地段的線路詳細(xì)資料與線路專業(yè)進(jìn)行核實(shí)；盾構(gòu)始發(fā)前，施工單位應(yīng)仔細(xì)核對(duì)始發(fā)井主體結(jié)構(gòu)中預(yù)埋鋼環(huán)的位置，并及時(shí)反饋。2、 盾構(gòu)隧道施工前，應(yīng)核對(duì)隧道沿線地質(zhì)資料，對(duì)疑難地段必要時(shí)進(jìn)行復(fù)查。3、 盾構(gòu)法施工經(jīng)過的主要含水層地層中有2層粉質(zhì)黏土、3層粉土、11層粉土、1黏土、2粉質(zhì)黏土和3層粉土，滲透系數(shù)具水平向較大，豎向較小，滲透系

39、數(shù)隨粉土、粉砂的含量變化較大。3粉土、11粉土、3粉土為承壓水含水層，滲透系數(shù)較大。隧道掘進(jìn)過程中應(yīng)注意涌水引起開挖面失穩(wěn)和地面沉降。隧道掘進(jìn)過程中應(yīng)注意涌水引起開挖面失穩(wěn)和地面沉降，調(diào)整盾構(gòu)開挖面的支護(hù)壓力，保持與水土壓力的平衡。必要時(shí)采取注漿加固措施。4、 盾構(gòu)隧道洞身范圍內(nèi)軟塑流塑狀的2層粉質(zhì)黏土、1黏土、2粉質(zhì)黏土，極易發(fā)生蠕動(dòng)及黏著盾構(gòu)設(shè)備或造成管道堵塞，給掘進(jìn)帶來困難，需采取必要的措施。5、 盾構(gòu)施工穿越粉質(zhì)黏土、粉土等不同地層時(shí)，特別是軟土層，結(jié)構(gòu)松散、松軟，易變形，有可能因軟弱層排土過多引起盾構(gòu)在線路方向上的偏離，應(yīng)及時(shí)調(diào)整盾構(gòu)參數(shù)。6、 本工程所采用的盾構(gòu)機(jī)，要求盾構(gòu)設(shè)備供應(yīng)商在盾構(gòu)機(jī)中配備超前鉆機(jī)、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的必備設(shè)備，以適應(yīng)本工程的技術(shù)要求。7、 本工程施工前，施工單位要對(duì)地下不明障礙物的探測(cè)、預(yù)報(bào)投入足夠的人力物力，以便查明地下不明障礙物的類