DB32T-公路大直径盾构隧道工程预制管片质量控制规范编制说明

江苏省地方标准《公路大直径盾构隧道工程预制管片质量控制规范》（送审稿）编制说明起草工作组2024年7月目录一、目的意义 江苏省地方标准《公路大直径盾构隧道工程预制管片质量控制规范》（送审稿）编制说明一、目的意义（简述行业发展现状，制定标准的必要性，预期经济社会效益分析等）1.1行业发展现状随着中国经济的蓬勃发展，国家基础交通建设的不断深入，目前全国十几个大都市、长江沿岸、黄河沿岸都将修建隧道作为主要的交通通道。盾构法施工是隧道施工的重要工法之一，对盾构隧道施工而言，预制钢筋混凝土盾构管片（以下简称预制管片）能够有效承担隧道周边环境带来的压力，是隧道防水、防火和耐久性等综合性能的保障，也是决定整个隧道项目建设质量的关键因素。随着城市交通需求的不断增加，超大直径隧道的应用已成为国内交通建设重要方向。从中国上海上中路隧道第一条超大直径隧道(直径超14m)开始，截至2021年底，国内开工修建的大直径盾构隧道工程共118项（含超大直径盾构隧道61项）。“十四五”时期是我省全面开启基本实现社会主义现代化新征程、建设“强富美高”新江苏和交通强省的关键阶段。江苏省作为全国经济大省，公路运输需求旺盛，2020年我省公路货运量占比高达63.3%。长江是沿江城市发展的“黄金带”，也是南北之间的“阻隔带”，仅以省内过江通道为例，虽然省内过江通道数量在增加，但是每逢春节、国庆等重要假日期间，部分过江通道仍会经常性拥堵。截至2022年，江苏省内开工修建的10m以上大直径盾构隧道工程如表1所示。根据《长江干线过江通道布局规划（2020—2035年）》，到2035年规划布局长江干线过江通道江苏省41座，其中南京以下新开工过江通道原则上采用隧道过江形式。由此可见，江苏省在大直径盾构隧道建设方面已积累了丰富的经验，同时也更凸显盾构管片生产施工质量对隧道安全乃至江苏省国民经济和人民生命财产安全的重要性。表1截至2022年江苏省内10m以上大直径盾构隧道统计表序号隧道名称开工年份隧道外径用途1南京长江隧道200714.50公路2江阴澄江西路通道201011.00公路3南京定淮门长江隧道(纬三路)201014.50公路4南京地铁10号线过江隧道201211.20地铁5南京地铁3号线过江隧道201211.20地铁6扬州瘦西湖隧道201114.50公路7苏通GIL综合管廊201711.60管廊8南京和燕路过江通道201914.50公路9南京第五长江大桥夹江隧道201815.00公路10苏州桐泾路北延工程201913.25公路11南京地铁4号线二期过江隧道202111.20地铁12南京建宁西路过江通道202114.50公路13江阴靖江长江隧道202015.50公路14南京市河西沉井式停车设施202112.80市政15海太长江隧道202216.00公路16崇太长江隧道202214.80铁路我省已经开展了为数不少的大直径隧道的建设，在建设过程中一方面参照地铁管片的施工工艺和质量控制措施，一方面依据工程建设经验进行其他质量控制。虽然不同直径盾构隧道预制管片的施工工艺流程基本相同，但是随着管片体积与直径的增加，以及隧道工程运营、施工要求的不断严格，大直径预制管片在施工组织、施工工艺及关键工序控制方面与一般管片相比存在不少难点，传统地铁管片的工艺与产品质量控制已经难以满足大直径盾构隧道预制管片的要求，缺乏关于大直径预制管片的质量控制完整而系统的标准规范。1.2制定标准的必要性随着城市地下空间工程的迅猛发展，隧道建设如火如荼，预制管片的需求与要求也愈来愈多，为保障隧道工程建设的质量，我国已相继出台了一系列关于盾构隧道及预制管片的国家或地方标准或规范：《盾构法隧道施工及验收规范》GB50446-2017在“管片生产与验收”中粗略规定了原材料、钢筋、模具的质量要求，以及钢筋加工、混凝土生产、成品验收项目的一般要求，并未对预制管片的生产质量提出详细要求与指标。该规范从盾构法隧道施工整体工程出发，内容涵盖了调研、施工测量、管片生产、盾构作业、管片拼接、隧道防水等全套施工规范，缺乏对管片生产质量的控制指标和检验方法。《预制混凝土衬砌管片》GB/T22082-2017对预制管片的分类、形状和规格提出了明确的规定，且对原材料质量的进场提出明确指标，同时也对预制管片成品的外观、尺寸、拼接、渗漏、抗弯等方面的具体检验指标以及规则作出明确规定。《纤维混凝土管片》GB/T38901-2020对预制管片类型进行了分类和补充，并对纤维混凝土管片进行了相关规定，从原材料，特别是纤维、制作工艺、技术要求、试验方法和检验规则等方面详细的要求了生产纤维混凝土管片的技术指标。此外该规程完善补充了管片的抗弯性能和外观质量的等级划分，完善了预制管片的技术规范体系。《盾构隧道管片质量检测技术标准》CJJ/T164-2011相比较上述规范，对预制管片成品详细规定了其关于强度、外观、尺寸、拼接、渗漏、抗弯、涂层等方面的具体检验指标以及验收标准，并且对外观缺陷中的麻面、粘皮尺寸提出了面积计算方法。《预制混凝土衬砌管片生产工艺规程》JC/T2030-2010从管片生产的制作工艺做出了相关规定，从钢筋骨架制作、混凝土的生产、模具组装和清理、成型工艺、养护、脱模、修补、贮存等方面都提出了明确的规范和要求。预制管片的生产是一个步骤多且复杂的生产过程，从模具的设计、原材料的检验、生产过程的控制和成品的检验、养护、贮存、运输，任何一个环节出现问题都将对隧道项目的建设造成十分严重的影响。从之前的地铁管片到现在的大直径预制管片，虽然其施工工艺流程基本相同，但是随着管片体积增大、直径增大和工程要求的不断提高，其关键工艺的控制以及产品质量要求仍存在不小的区别。然而目前国内关于大直径盾构管片虽然有一些技术文献，但是关于施工技术质量规范方面暂无相关文件，工程中预制管片生产质量难以得到切实保障。因此，提出一套具有江苏特色的指导性、可操作性、针对性的公路大直径盾构隧道预制管片质量控制的规范已刻不容缓。因此，针对实际工程建设以及（超）大直径盾构隧道建设技术发展的需求，开展共性技术研究；结合实际工程特点和前期研究结果，编制大直径盾构隧道预制管片生产质量控制相关标准规范，加强预制管片质量管理，确保施工过程的工程安全、环境安全和质量安全。统一大直径盾构隧道预制管片的施工技术与质量控制规范，可为我国隧道建设打造平安百年品质工程提供必要的技术指导和保障，具有显著的经济社会和社会效益。1.3预期经济社会效益分析本标准在预制管片用材料质量控制、生产质量控制、成品质量控制和堆放质量控制等方面规范大直径盾构隧道预制管片制作工艺，能够切实有效的规避预制管片生产过程中各种不利因素的发生，提高预制管片生产的质量和速度。本标准从施工角度入手，加强品质检验，优化施工工艺，明确施工要求，从而提高预制管片成品的质量，大幅降低预制管片的不良率，同时并不显著增加生产和管理成本。同以往生产预制管片效果相比，本标准的推广应用，还将在节省人工修补费用方面产生可观的经济效益，可大幅节约自然资源和社会资源。二、任务来源（说明项目来源文件）本标准由江苏省市场监督管理局发布《省市场监管局关于下达2022年度江苏省地方标准项目计划的通知》（苏市监标〔2022〕192号）批准立项（序号68），立项标准名称为“大盾构公路隧道工程预制管片生产质量控制与检验技术规范”，项目周期1年。标准更名情况说明：本标准编制过程中，征求意见时南京林业大学和青岛理工大学的回复意见中均提出标准名称的修改意见，南京林业大学建议将标准名称改为“大直径盾构公路隧道工程预制管片生产质量控制和检验规范”，青岛理工大学提出“大盾构”叙述口语化，建议改为“大直径盾构”。预审会时，专家们一致认为原标准名称中“大盾构”用词略显口语化，作为标准宜采用“大直径盾构”的书面用语。根据文本中“范围”的规定，本标准适用于二级及以上公路盾构法隧道工程的预制管片生产质量控制和检验，因此标准名称中“公路”宜在前、“盾构隧道”宜在后。技术规范和规范的主要区别在于它们的详细程度和应用范围，技术规范更加具体，侧重于提供详细的实施步骤和验证方法，确保技术要求的可操作性和可验证性；规范则针对工程建设中设计、施工、制造、检验等技术事项所做的一系列规定，可以从宏观角度对技术活动进行规范和指导。预审会专家认为本标准包含盾构隧道预制管片的材料、生产质量控制、成品质量检验和贮存、运输与成品保护等多个方面，部分条文仅涉及较宏观的技术规范和指导，在本标准中采用“规范”而非“技术规范”表述更准确。送审会时，参会全体专家与江苏省市场监督管理局标准化管理处参会领导充分认可预审会专家提出的标准名称修改意见，并一致认为，出于改善管片质量、提升盾构工程品质的目标，宜将本标准聚焦于管片质量控制，在预审会对标准名称修改基础上删繁就简，将标准名称进一步修改为“公路大直径盾构隧道工程预制管片质量控制规范”。综上所述，起草工作组综合采纳征求意见、预审会专家和送审会专家的意见，提出修改标准名称，修改为“公路大直径盾构隧道工程预制管片质量控制规范”。三、编制过程（按时间节点或工作进度简述编制过程）编制原则规范性：该标准的编写内容和格式严格按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准的机构和编写》的要求进行。通用性和可行性：充分了解、分析我省大直径盾构隧道管片发展现状，结合实际工作经验，保证了该标准在实际应用上的通用性和可行性。科学性：该标准的制定充分参考了相关的国家标准、行业标准、地方标准，并依托江阴靖江长江隧道工程实践经验与成果，优化和改进了相关内容，能够适应我省未来大直径盾构隧道工程预制管片生产质量控制与检验的要求。工作简况2022年7月，项目任务下达后，江苏省交通工程建设局、江苏省建筑科学研究院有限公司联合成立了起草工作组，召开了标准研制启动会，制定了相应的工作方案和计划。2022年8月，标准编制组在南京组织召开了编制大纲审查会，会议邀请了来自江苏省交通运输厅、中铁第四勘察设计院集团有限公司、南京水利科学研究院、中铁十四局集团有限公司和东南大学的多位业内资深专家，听取了编制组对本标准的大纲的内容、意义及下一步工作计划等情况的汇报并提出编制建议。编制组在大纲审查会后，经充分讨论，形成了本标准初稿。2023年6月，标准编制组在南京组织召开了标准初稿形式性审查会，会议邀请了来自江苏省质量和标准化研究院、江苏省交通经济研究会等单位的多位业内资深专家，听取了编制组对本标准初稿的主要内容、编制依据及下一步工作计划等情况的汇报并逐条提出修改建议。编制组在形式性审查会后，经充分讨论，形成了标准征求意见稿。2023年10月27日，江苏省交建局江阴靖江长江隧道建设指挥部发布《关于征求<大盾构公路隧道工程预制管片生产质量控制与检验技术规范>地方标准意见的函》，于2023年11月27日完成意见征求。征求意见过程中，共收到南京林业大学、青岛理工大学、中铁第四勘察设计院集团有限公司、铁四院(湖北)工程监理咨询有限公司、苏交科集团检测认证有限公司、中铁十四局集团有限公司和中交隧道工程局有限公司等7家单位的专家意见共计32条。编制组征求意见基础上认真吸收总结修改，形成了标准预审稿。2024年1月25日，标准编制组在南京组织召开了标准预审会，会议邀请了来自东南大学、河海大学、上海城建市政工程(集团)有限公司、南京市建筑工程质量安全监督站和苏州混凝土水泥制品研究院有限公司的5位业内资深专家，听取了编制组对本标准预审稿的主要内容、编制依据等情况的汇报并逐条提出修改建议，共计50条。编制组在此基础上认真吸收总结修改，形成了标准送审稿。2024年7月12日，江苏省市场监督管理局在南京组织召开了标准送审会，会议邀请了来自江苏省综合交通运输学会、南京林业大学、中交隧道工程局有限公司、南京市建筑工程质量安全监督站、南京城建房桥建筑科技有限公司和南京市标准化研究院的6位业内资深专家，听取了编制组对本标准预审稿的编制背景、编制过程、主要技术内容和下一步工作计划等情况的汇报，并逐条提出修改建议，共计86条。编制组在此基础上认真吸收总结修改，形成了标准报批稿。四、主要内容技术指标确立（简述标准主要内容技术指标确定的依据，包括实地调研、查阅资料、试验论证等）本标准主编或参编人员作为项目负责人或骨干研究员在混凝土制品研究方面开展了持续性的研究工作，承担或参与了大量相关的科研项目：参与“十三五”国家重点研发计划“长寿命混凝土制品关键材料及制备技术”，主持完成了长寿命混凝土制品用功能材料研究与开发；承担了中国铁路总公司系统性重大项目“智能京雄关键技术研究-免蒸养高抗裂预制混凝土制备成套技术研究”项目，研发了预制管片免蒸养制备技术；参与建设了多项国家重点隧道工程，如南京和燕路隧道、南京建宁西路过江通道、江阴靖江长江隧道等，积累了大量工程实践经验。团队除了注重技术研发，同时一直坚持对混凝土制品耐久性改善和外观质量调控的理论研究，在管片类混凝土制品、现浇结构混凝土领域，尤其是混凝土质量控制方面积累了丰富的应用经验。依托上述科研项目及工程应用，针对江阴靖江长江隧道工程的工程特点及工况条件，已研究提出了《江阴靖江长江隧道工程预制管片生产质量控制与检验标准》，涉及混凝土材料、施工、过程及成品检测、管理等环节，并在两个大型项目的管片预制基地进行了应用，取得良好的应用效果。本标准基于江阴靖江长江隧道工程试验研究和应用的成果，结合理论研究和实践经验，提出针对（超）大直径预制管片质量控制的要求，完成从材料、施工、监测、管理等多方面的闭环控制，服务江苏省大直径盾构公路隧道工程质量保障。1、材料质量控制水泥是制备混凝土的最重要原材料之一，因此水泥品质的好坏及其生产过程中的波动对管片质量具有举足轻重的影响，为了加强对水泥品质尤其是化学组成波动的掌握，将不溶物含量、烧失量、三氧化硫含量、氧化镁含量、氯离子含量、游离氧化钙含量、熟料中的C3A含量和碱含量等指标纳入水泥检验项目中，但考虑其测试的便利性与周期等，借鉴江阴靖江长江隧道工程经验，将其检验频次确定为“每三个月检测一次”。粉煤灰是管片混凝土胶凝材料中重要性仅次于水泥的矿物掺合料，低品质粉煤灰含有大量的多孔状物质，其吸水率以及外加剂吸附率较高，影响混凝土的流动性能以及力学、耐久性能。大直径盾构隧道管片用混凝土普遍涉及强度等级更高，出于盾构隧道百年服役的考虑，建议宜采用I级F类粉煤灰。在需水量比指标基础上，本标准新增采用流动度比（DB32T-3947）进一步检测粉煤灰的品质。此外，部分粉煤灰中含有少量黑色轻物质，会漂浮在新拌混凝土表面，从而导致混凝土产生色差，因此根据不同粉煤灰黑色轻质颗粒含量统计与试验结果，本标准新增黑色轻质颗粒含量指标（≤0.05%）检测粉煤灰的品质。粗骨料的品质直接影响制备混凝土的强度，以江阴靖江长江隧道管片混凝土为例，其强度等级C60以达到高强混凝土的范畴，采用石灰岩、花岗岩等（母岩强度普遍约100MPa）生产的碎石可能对管片混凝土强度保证带来风险，建议采用母岩为玄武岩（母岩强度普遍在120MPa~130MPa）的岩石生产的碎石，因此提出岩石抗压强度不小于混凝土设计强度的2.0倍。盾构管片随着盾构外径的不断加大，其自身尺寸也进一步放大，再加之强度等级的提高，其收缩开裂风险进一步加剧，出于降低混凝土收缩的目的，提出减水剂28d收缩率比指标不大于100%。以往预制管片相关标准中未明确提出脱模剂、管片修补和防水涂层等材料的质量控制与检验技术要求，结合江阴靖江长江隧道工程实践，在本标准中明确提出相关技术指标与检验要求。2、生产质量控制高精度管片的预制和模具精度密切相关，结合江阴靖江长江隧道工程实践，本标准提出钢模合模后允许误差采用三维激光扫描技术检验，测试精度相比以往人工尺量更加准确、可靠。3、成品质量控制混凝土管片成品尺寸精度是决定管片拼装质量和盾构隧道服役安全的关键，结合江阴靖江长江隧道工程实践，本标准提出管片成品尺寸允许偏差，在以往人工尺量项目基础上新增三维激光扫描检测项目与检验方法。考虑大直径盾构隧道大埋深、高水压等服役环境，混凝土受外界介质侵蚀风险更高，本标准新增混凝土耐久性检测项目-电通量，根据既有文献和其他工程实践经验，提出电通量控制指标要求（<1000C）。4、堆放质量控制本标准新增二维码或芯片标识，内容更齐全，保存时间更长，同时有利于质量追溯，更符合产业化智能化生产需求。5、预制管片信息化生产本标准新增管片生产信息化相关内容，通过建立管片生产信息化系统，制定信息管理制度，对管片生产全过程实施信息化监测与管理。五、与相关法律法规和国家标准的关系（与法律法规和强制性国家标准的关系、简述是否符合相关法律法规要求，技术指标不低于强制性国家标准相关技术要求）无。六、实施推广建议（简述适合地域、领域及注意事项等）本标准为推荐性标准，可供江苏省大盾构公路隧道工程预制管片生产质量控制与检验工作参考应用。本标准建议发行范围包括江苏省境内从事盾构隧道建设的政府主管部门和设计、施工、监理、检测、咨询等单位以及相关专业高校。各地市、有关单位应结合本地区工程建设实际（尤其是存在在建/规划大直径盾构隧道的地区），要充分发挥电视、报纸、电台、网络等各类新闻媒体的作用，通过制定发放标准文本和技术手册、开展线上/线下宣传培训等方式，将重点放在技术规范和操作规程的指导上，使广大一线工程人员对标准的理解不断加深、运用更加自如。建议江苏省交通运输厅统一组织标准宣贯，标准编制单位提供技术支持，促使本标准在省内进行推广实施，从而提高本标准普及率。在宣贯后可针对相关人员进行标准文本内容的抽查（可采用考试、问卷调查等形式），并在一线工程实践中对标准文本中的技术内容