北京地铁五号线盾构试验段工程.doc

北京地铁五号线盾构试验段工程北京地铁五号线盾构试验段工程 施工及验收规程施工及验收规程 20012001 年年 4 4 月月 编制说明 本规程是根据北京地铁五号线盾构试验段工程的需要，由北京地铁五 号线投资有限责任公司组织北京城建集团有限责任公司、北京地铁监理公 司组成规范编写组编制而成的。 在本规程的编写过程中，遵照国家基本建设方针和政策，结合我国盾 构法施工的实践，适当吸取和借鉴了部分国内外相关规范、标准内容，以 北京地铁五号线盾构试验段工程的工程实际为对象，以采用土压平衡盾构 施工为前提，力求做到对北京地铁五号线盾构试验段工程有针对性和较强 的可操作性，保证该工程建设的顺利进行。在编写过程中，经过编写组多 次会审，在征求了专家们的意见，再次进行修改和补充，最后形成供试验 段工程使用的规程。 本规程分总则、盾构施工准备、施工测量、掘进施工、管片拼装、壁 后注浆、衬砌防水、特殊地段施工、洞内运输、施工管理、监控量测、管 片制作、验评标准等共计十三章，本规程是针对北京地铁盾构法施工和验 收的第一本规程，为提高规程的质量，请各使用单位在使用过程中，注意 收集资料，总结经验，如发现需要修改和补充之处，请将意见和资料寄北 京城建盾构基础工程公司（地址：北京市德外大街北土城西路16 号城业大厦，邮编：100029 , E-mail： ） ，供今 后修订参考。 主编单位： 北京城建集团有限责任公司 参编单位： 北京地铁五号线投资有限责任公司 北京地铁监理公司 主编：余波 参编人员（按姓氏笔画）： 王良、邢文耐、李松、李振伟、赵全民、闻和咏、翟云明 目 录 北京地铁五号线盾构试验段工程 .1 施工及验收规程 .1 第一章 总 则.1 第二章 施工准备2 2.1 一般规定2 2.2 前期调查2 2.3 技术准备3 2.4 设备、设施准备3 2.5 工作竖井施工3 第四章 土压平衡盾构机掘进施工.6 4.1 盾构始发6 4.2 盾构掘进6 4.3 掘进控制 .6 4.4 盾构接收 .6 第十三章 验评标准.21 13.1 管片钢筋 .21 13.2 混凝土管片21 13.3 管片拼装22 13.4 衬砌防水23 1 第一章第一章 总总 则则 1.1 适用范围 本规程适用于北京地铁五号线盾构法施工的隧道工程试验段的施工 和验收。 1.2 定义 本规程中所指的盾构是土压平衡盾构。 衬砌是指用钢筋混凝土管片拼装的隧道结构。 工作竖井包括始发井、接收井、中间井。 盾构始发是指盾构机由始发井开始时的施工。 盾构接收是指盾构机到达接收井时的施工。 管片是指钢筋混凝土管片。 壁后注浆是指用浆液填充衬砌与土体间的施工空隙。 浅埋地层是指埋深小于 1.5 倍的隧道直径 1.3 有关法规 采用盾构法施工除应执行本规程外，尚应符合现行的国家及行业规 范、北京市人民政府的有关规定和规程。 2 第二章第二章 施工准备施工准备 2.12.1 一般规定一般规定 2.1.1 在隧道施工前，必须具备下列资料 1、工程地质和水文地质勘察报告。 2、 施工沿线的环境、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、 工程施合同文件、分包合同文件、监理合同文件。 2.1.2 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 计要求和本规程的规定； 2.1.3 盾构掘进施工，必须建立完整的施工测量和监控量测系统，以控制隧道位置和 地层变形。 2.1.4 盾构工作竖井设置时，必须满足盾构始发、接收及组装和解体的要求。 2.1.5 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。 2.1.6 采用盾构掘进施工前，应完成如下主要准备工作： 1、记录竖井井位坐标； 2、记录洞圈制作精度和就位后标高、坐标； 3、进行盾构机掘进前的拼装、组合、调试与验收； 4、始发基座、临时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。 2.22.2 前期调查前期调查 2.2.1 隧道施工前必须对工程环境进行现场踏勘和调查研究，调查地下障碍物、道 路和交通流量、地面建筑物及地下管线等，调查范围视具体工程情况而定，必要时 可进行物探和施工详勘。 2.2.2 工程勘察除符合有关规定外，还应满足下列特殊要求： 1、隧道的钻孔位置，应离隧道外 3m 为宜。钻孔勘探后应做好回填封孔工作；所有 钻孔均不得布置在隧道、联络通道等永久结构的空间范围内。 2、对于地层变化小、地质较稳定的地段，钻孔间距宜为 50m。而对地质条件复杂、 地层变化较大的地段，应合理加密勘探点，其钻孔间距不宜大于 25m； 3、提供地下水位的变化、渗透系数、地下水的化学成份以及各层土中水压、气压 等资料； 4、室内土工试验项目除常规要求外，尚应提供颗粒分析的不均匀系数 d60/d10及 d70； 5、必要时应提供土的基床系数等参数。 2.2.3 隧道工程勘探钻孔深度： 1、一般钻孔深度 H1，按式(2.2.4-1)确定： H1=H+D+5 (2.2.4-1) 2、控制钻孔深度 H2，按式(2.2.4-2)确定： H2=H+D+2D (2.2.4-2) 3 式中 H隧道覆土厚度(m)； D隧道外径(m)。 2.32.3 技术准备技术准备 2.3.1 盾构掘进施工前需编制施工组织设计。 2.3.2 根据工程及盾构性能特点，进行上岗前的技术培训和技术考核。 2.3.3 盾构法隧道施工前必须进行技术交底。 2.3.4 特殊地段的施工方案准备。 2.3.5 按工程特点和环境条件做好测量及监测的准备工作，确定施工影响范围，布 置监测测点，提前取得初始读数。 2.42.4 设备、设施准备设备、设施准备 2.4.1 应设置符合工程需要的拌浆站，同时符合环境保护要求。 2.4.2 供电设备必须满足盾构法施工的要求。 2.4.3 选择合理的水平及垂直运输的设备。 2.4.4 根据盾构施工的辅助工法，设置必要的辅助设施。 2.4.5 始发井内盾构基座必须满足盾构安装，试运转及始发所需条件。 2.4.6 设置满足始发要求的反力架 2.4.7 接收井内的盾构基座应保证安全接收盾构，并能进行检修盾构、解体盾构的 作业或整体移位。 2.4.8 合理布置办公场地和弃土坑。 2.4.9 要备有应急的抽水设备，以防止突然大量涌水。 2.52.5 工作竖井施工工作竖井施工 2.5.1 竖井施工方法应依据地质条件、路面条件、交通量、工程噪音及振动对四周 的影响等选择安全且经济的施工方法。 始发井的平面内净尺寸应满足盾构施工需要； 2.5.2 接收井的平面内净尺寸应满足盾构接收、解体或整体位移的需要。 2.5.3 始发、接收井的进出洞洞口底标高应高于井底板适当高度。 2.5.4 工作井预留洞口直径应满足盾构始发和接收的要求。 4 第三章第三章 施工测量施工测量 3.1 一般规定一般规定 3.1.1盾构隧道施工测量的目的： 1、保证盾构隧道按隧道设计轴线掘进； 2、保证盾构掘进方位与高程； 3、提供平差后的地下平面、高程控制网，作为后续工程（铺轨、设备安装等）的 测量依据。 3.1.2盾构隧道施工测量的内容： 1、局部检测地面控制网，建立隧道贯通段两端地面控制网之间的直接联系； 2、将地面上的坐标、方位和高程适时地导入地下联系测量； 3、建立地下平面、高程施工控制网，并随隧道推进，拓展地下施工控制网； 4、根据洞内的控制点进行施工放样，确定盾构机的掘进方向与高程，测定盾构和 衬砌环在三维空间的位置。 3.1.3 测量工作开始前，应根据工程要求事先收集并分析有关资料，制定合理可行性 测量方案。 3.1.4 根据隧道工程设计图编制贯通测量技术设计，并将图纸和工程使用要求所规定 的容许贯通误差进行平差。 3.1.5 各种测量控制点应设置在坚固可靠、易于保护的位置，并绘制点位图。 3.1.6 按照国家测量规范要求做好仪器的检验校正工作。 3.1.7 提供使用的测量数据、成果和报表等应有严格的复核手续。 3.1.8 地面测量控制网的点位和起始数据按国家测量规范埋设在工程现场附近。 3.2 洞外测量洞外测量 3.2.1 施工前，对与本工程有关的地铁地面主控网（GPS 网、精密导线网、精密水准 网）进行局部检测，检测范围应包括本隧道工程及贯通工程采用的控制点。在地表 应进行中线及纵断面测量，必须设置可作为此类测量基准的基准点。 3.2.2 建立本工程所需控制点与贯通工程所需控制点之间的直接联系。根据隧道长度 及地形条件等建立基准点，基准点应设在方便使用且不受变形影响的地点并充分加 以保护，且易于检测和复原。并进行定期检查。 3.2.3 中心线测量宜采用直线视准方式。由于构造物等的制约，不能采用直线视准时， 应从导线网来设定中心线。 3.2.4 为地面隆陷观测、地面建筑物及地下管线保护等目的，在地面按设计图根据精 度要求，放样线路中线，测定线路纵断面。 3.3 联系测量联系测量 3.3.1 联系测量工作包括方向传递、坐标传递及高程传递等内容。 3.3.2 定向测量： 1、 定向测量可采用陀螺经纬仪或几何定向法，事先应有技术设计，并根据工程要 求选择合理的测角和量距的精度指标； 2、 每次定向测量至少应观测两次以上独立成果并结合实际情况综合分析与处理， 减少测站和目标的偏心误差； 3、 每条隧道的贯通，应在盾构始发前、初始掘进 50100m 途中及距贯通面约 5 100m 时各进行一次定向测量； 3.3.3 坐标传递： 1、坐标传递通常与方向传递同时作业； 2、采用几何定向手段传递方位，可将地面控制点的坐标联测到地面测点上，然后 用方向传递的观测成果计算井下控制点坐标； 3.3.4 高程传递 1、 高程传递测量应同时用两台水准仪和两支水准尺进行观测，读数至毫米。井上 应同时用两个水准点作为后视，井下应传递两个起始水准点； 2、在盾构始发前、初始 50100m 途中及距贯通面约 100m 时各传递一次高程。 3.4 洞内测量洞内测量 3.4.1 根据盾构施工的特点，必须定期地进行洞内测量。 3.4.2 控制点应该设置在不受施工等影响的地方，如衬砌环的侧下方，必须设置牢固， 以防施工中移动和破损。新的地下施工导线点以最靠前的地下施工控制导线点测定， 测定时应联测控制导线的 23 个点，以提高精度和检查点位有无位移。 3.4.3 应根据隧道的尺寸、线形等因素决定测点的间隔。一般在曲线地段为 2030m，在直线地段为 50m 左右。 3.4.4 盾构位置、姿态测量 1、盾构姿态测量应包括三个姿态角（巡航角、俯仰角、滚转角）和空间位置（横 向偏差、竖向偏差及里程） ； 2、盾构三个姿态角测至 23；盾构空间位置应测至毫米； 3、报表提供每环推进结束后的盾构姿态。视施工需要增加观测报表次数； 4、当盾构配备自动姿态测量仪器提供姿态测量数据时，始发前应进行系统归零， 并采用专门的技术手段对电子测量成果的正确性进行检测和校正， 。 3.4.5 管片成环现状测量： 1、 管片成环现状测量的主要内容应包括管片的水平和竖直直径、椭圆度、管片中 心的平面和高程偏离值以及管片前沿里程等； 2、每环管片拼装完毕，应立即进行观测，并用报表形式及时提供观测成果； 3、 设置隧道里程标志、测定管片环面平整度和成环管片的旋转角、管片环面在水 平面及纵剖面上与隧道设计轴线的交角，并为特定目的进行相应的测量或放样。 3.5 贯通测量贯通测量 3.5.1贯通前的测量 1、盾构接受井完工后，施工单位及时提交贯通所需的测量资料； 2、隧道贯通前应对关键性测量环节进行复测，确保精确贯通。贯通误差应控制在： 横向50mm，竖向 25mm； 3 、隧道贯通测量应包括地面控制测量、定向测量、地下导线测量、接收井洞中心 位置复测等。 3.5.2 贯通后的测量 1、 隧道贯通后应及时测定实际的横向、纵向和竖向贯通误差。 2、 根据需要保留一定数量的控制点作为后续工程使用。 6 第四章第四章 土压平衡盾构机掘进施工土压平衡盾构机掘进施工 4.14.1 盾构始盾构始发发 4.1.1 根据工程的地质条件、环保要求，盾构类型、洞口形式， 编制始发施工方案， 并审查。 4.1.2 按本规程 2.4 条完成始发设施准备。 4.1.3 始发前必须对洞口段改良土体质量（包括土体的强度、止水性）进行检测。 4.1.4 测设盾构始发前的位置和姿态。 4.1.5 拆除洞口封门，开始初始掘进。 4.1.6 在盾构初始掘进施工中，通过对监测资料的不断反馈分析，优化施工参数。 4.24.2 盾构掘进盾构掘进 4.2.1 依据盾构机当前相对于设计轴线的位置及方向，分析确定盾构机下步行进的方 向，在掘进过程中，根据自动导向系统进行实时控制。 4.2.2 根据设置的施工参数，并结合地表隆陷、衬砌结构变形等监测反馈信息来控 制盾构机的掘进施工，并按附表 1 做好施工记录。 4.2.3 根据地层条件选择合适的添加剂来增强开挖面的稳定及提高土体的可排性等。 4.2.4 严格进行壁后注浆管理，按附表 1 做好施工记录。 4.2.5 盾构停止掘进应按有关规定进行操作。 4.2.6 盾构掘进 50m 后，应总结出一份掘进报告，作为后续掘进的参考。 4.34.3 掘进控制掘进控制 4.3.1 必须严格控制推进轴线，使盾构机的轴线偏差控制在允许范围之内。 4.3.2 盾构掘进速度，应与地表控制的隆陷值、进出土量、正面土压平衡调整值及 同步注浆等相协调。 4.3.3 盾构掘进中遇有下列情况之一时，应停止掘进，正面封闭，盾尾密封，分析 原因并采取措施： 1、 盾构前方发生坍塌或或遇有障碍； 2、 盾构滚转角度过大； 3、 盾构位置偏离过大； 4、 盾构推力较预计的增大； 5、 可能发生危及管片防水、运输及注浆遇有故障等。 4.3.4 土压平衡式盾构掘进时，工作面压力应通过试推进 50-100m 后确定，在推进中 应及时调整并保持稳定。 掘进中开挖出的土砂应填满土仓，并保持盾构掘进速度和出土量的平衡。 4.3.5 盾构纠偏必须防止盾尾漏浆、纠偏量要保证不损坏衬砌,并确保新一环管片的 顺利拼装。盾尾在接缝位置时不宜纠偏。 4.44.4 盾构接收盾构接收 4.4.1 根据环境条件、土压平衡盾构机的特点和接收井条件制定土体改良方案。 4.4.2 提前完成盾构接收准备工作。 7 4.4.3 盾构距贯通面约 50m100m，必须作好盾构贯通前的测量工作。将偏差控制在 盾构接收要求的偏差范围内。 4.4.4 接收时必须对洞口段改良土体进行检测。 4.4.5 盾构开挖面离洞口封门50m 时测 1 次/周 必 测 项 目隧道隆陷水准仪、钢尺收 敛仪等 每 510m 设一断 面 距掘进面50m 时测 1 次/周 土体位移 （垂直和水 平） 水准仪、分层沉 降仪、倾斜仪等 初始 100m 及特殊 区段每 30m 设一断 面，正常区段可 50-100m 设一断面 掘进面前后50m 时测 1 次/周 衬砌内力 及变形 压力计、频率仪 等 每 50100m 设一 断面 掘进面前后50m 时测 1 次/周掘进面前后 50m 时测 1 次/周 土层压力压力计、频率仪 或电阻应变仪等 每一代表性地段设 一断面 掘进面前后50m 时测 1 次/周 孔隙水压力压力计、频率仪 或电阻应变仪等 每一代表性地段设 一断面 掘进面前后50m 时测 1 次/周 邻近构筑物 变形 （隆陷、倾 斜、裂缝） 水准仪、倾角仪、 裂缝仪等 重要构筑物均设测 点 掘进面前后50m 时测 1 次/周 选 测 项 目 地下水位变 化 测绳等每 100200m 设一 观测点 掘进面前后50m 时测 1 次/周掘进面前后 50m 时测 1 次/周 注：地表隆陷、土体位移、横向监测断面布点范围要超过施工影响范围，通常中线 18 两侧布点的范围不小于 H+D（H：覆土厚度，D：衬砌结构外径） ；建筑物隆陷监测点 的数量不少于 4 点，规模较大的建筑物根据需要增加测点数量。 11.2.2 监测项目应在盾构掘进前测得初读数，监测数据要绘制成时态曲线，用回归 分析法进行处理，及时反馈指导施工。要同步采集开挖面压力、盾构推力、推进速 度、出土量、注浆量、盾构姿态等施工参数，以便与监测数据一起综合分析，提高 施工控制水平。 19 第十二章第十二章 管片制作管片制作 12.1 原材料要求原材料要求 12.1.1 水泥的使用必须符合国家标准的低碱水泥，标号不低于 32.5MPa，进场后按 规定进行管理。 12.1.2 砂、石：除应符合国家现行标准普通混凝土用砂质量标准及检验方法 JGJ52 和普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法JGJ53 的规定外，石子 最大粒径不应大于 25，含泥量不应大于 1，吸水率不应大于 1.5；砂宜采用 中砂，含泥量不应大于 3。 12.1.3 砂、石进场应按规定做材料检验，合格后方可用于管片制作。 12.1.4 钢筋应符合钢筋混凝土施工规范及验收规范GBJ5020492 的相关规定。 12.1.5 外加剂应按北京市现行有关规定使用。 12.1.6 管片所用水泥、砂石、外加剂、掺和料均应符合预防混凝土工程碱集料反 应技术管理规定（试行） 京建科1999230 号的规定。 12.2 钢筋制作钢筋制作 12.2.1 必须严格按设计图纸的要求加工钢筋。 12.2.2 管片钢筋连接全部采用焊接，不准使用绑扎。管片钢筋焊接应符合钢筋混 凝土施工及验收规范GBJ5020492 的有关规定。 12.2.3 钢筋骨架允许偏差应符合本规程表 13.1.2 的规定。 12.3 钢筋骨架入模钢筋骨架入模 12.3.1 钢模按规定的工序合拢，并保证其各项尺寸达到标准。 12.3.2 钢筋骨架入模应准确定位，不得与钢模和模芯接触，确保混凝土保护层厚度。 12.3.3 所有预埋件必须按照设计要求准确就位，并固定牢靠，防止振捣时移位。 12.3.4 钢筋表面不得有模板油等污渍。 12.4 混凝土搅拌与浇筑作业混凝土搅拌与浇筑作业 12.4.1 管片钢筋混凝土施工应符合地下铁道工程施工及验收规范 GB502991999 有关规定。 12.4.2 混凝土配合比允许误差为： 水泥、外加剂、水的为1，粗、细骨料的允许误差为2。 12.4.3 混凝土必须振捣密实。 12.4.4 当采用预拌混凝土时，除满足以上要求外，尚应满足北京市的有关要求。 12.5 混凝土养护混凝土养护 12.5.1 混凝土浇筑结束后按规定进行蒸养。 12.5.2 蒸养达到规定的强度方可脱模，脱模作业必须保持管片完好。 12.5.3 混凝土终凝后的养护期不得少于 14d。 12.5.4 混凝土制作同一配合比每灌注 5 环，制作抗压强度试件一组，每 10 环制作 抗渗压力试件一组。 20 12.6 管片运输和堆放管片运输和堆放 12.6.1 每一管片注明型号、生产日期和钢模编号，堆放应整齐，不得损坏管片。 12.6.2 管片运输应采取固定措施，防止管片碰撞受损。 12.7 管片质量检验管片质量检验 12.7.1 管片质量除符合钢筋混凝土施工及验收规范GBJ5020492 的规定外， 尚应符合设计要求。 12.7.2 每块管片必须严格质量检验，合格后才能出厂。 12.7.3 单片管片质量应符合本规程表 13.2.7 的规定。 12.7.4 钢筋混凝土管片，每生产 100 片应抽查一片做检漏测试；每生产 200 环应抽 检 3 环做水平拼装检验。其水平拼装检验标准应符合本规程表 13.2.8 的规定。 21 第十三章第十三章 验评标准验评标准 13.1 管片钢筋管片钢筋 保证项目 13.1.1 管片钢筋的规格、品种、焊接、制作加工等必须符合现行设计及施工规范的 要求。 检验方法：检查材料合格证、材料检验报告单、施工日志，观察。 13.1.2 钢筋表面必须清洁，严禁使用带有颗粒状、片状老锈的钢筋。 检验方法：观察。 基本项目 13.1.3 点焊焊点符合设计要求。 检验方法：观察。 13.1.4 箍筋数量、弯钩角度和平直长度符合国家现行规范要求。 检验方法：检查。 13.1.5 弯钩朝向、搭接长度符合设计及国家现行规范要求。 检验方法：观察、尺量。 允许偏差项目 13.1.2 钢筋骨架允许偏差应符合表 13.1.2： 表 13.1.2 序号项 目检验数量 允 许 偏 差 （mm） 1钢 筋 长 度4 根 10 2钢 筋 间 距4 点 5 3骨架长、宽、高4 点5 10 4主 筋 保 护 层4 点5 3 检验方法：钢尺量。 13.2 混凝土管片混凝土管片 保证项目 13.2.1 管片混凝土所用的水泥、水、骨料、外加剂等必须符合现行设计和施工规范 的规定。 检验方法：检查出厂合格证、试验报告。 13.2.2 混凝土的配合比、计量、搅拌、养护必须符合现行施工规范的规定。 检验方法：观察、检查和检查施工日志。 13.2.3 管片混凝土强度和抗渗应满足设计要求。 检验方法：同条件试块强度、抗渗试验报告。 13.2.4 管片尺寸必须符合设计要求。 检验方法：尺量。 检验数量：每片出厂前检验。 基本项目 22 13.2.5 混凝土管片应达到外光内实、弧面平整、光洁、螺栓孔圆滑，无裂缝。 合格：基本达到外光内实、弧面平整、光洁、螺栓孔圆滑，无大于 0.2mm 的裂缝及 贯通裂缝。 检验方法：观察检验，工具量测。 13.2.6 管片应没有缺角、掉边、蜂窝、麻面等外观缺陷。 合格：管片无缺角、掉边，蜂窝麻面小于 0.5%。 检验方法：观察检验，用尺量测。 允许偏差项目 13.2.7 管片尺寸符合表 13.2.7： 表 13.2.7 序 号 内 容检测频率允许误差（mm） 1宽 度内外侧各测 3 处 1 2弦 长测 6 处 1 3厚 度测 3 处4 ，1 4螺栓孔直径及位置测 3 处 1 13.2.8 每套钢模生产开始时、生产 200 环时，应水平拼装三环，进行水平拼装检查。 允许偏差如表 13.2.8： 表 13.2.8 序 号 内 容检验要求检测方法 允许偏差 （mm） 1环向缝间隙每环检测 3 点塞尺 2 2纵向缝间隙每条测缝测 3 点塞尺2 3成环后内径 测 4 条（不放胶条） 钢卷尺 2 4成环后外径 测 4 条（不放胶条） 钢卷尺 2 检验方法：用卡尺量、塞尺量。