《城市軌道交通工程土壓平衡盾構(gòu)施工技術(shù)規(guī)程》編制說明

《城市軌道交通工程土壓平衡盾構(gòu)施工技術(shù)規(guī)程》編制說明一、工作簡況1、任務(wù)來源為了對城市軌道交通工程土壓平衡盾構(gòu)施工中的施工準(zhǔn)備、盾構(gòu)選型、盾構(gòu)始發(fā)與接收、盾構(gòu)掘進(jìn)、施工測量、監(jiān)控量測部分的技術(shù)要求進(jìn)行控制，保障在推廣應(yīng)用新施工工藝的同時(shí)，使土壓平衡盾構(gòu)施工質(zhì)量和安全得以保證，依據(jù)《中華人民標(biāo)準(zhǔn)化法》以及《團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)管理規(guī)定》相關(guān)規(guī)定，中國中小企業(yè)協(xié)會決定制定《城市軌道交通工程土壓平衡盾構(gòu)施工技術(shù)規(guī)程》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，滿足企業(yè)及各方對城市軌道交通工程土壓平衡盾構(gòu)施工的實(shí)際需求，推動相關(guān)技術(shù)創(chuàng)新，促進(jìn)行業(yè)健康快速發(fā)展。2、制定背景地下空間的合理利用與開發(fā)是城市化建設(shè)的必要條件，而建立完善的地下軌道交通系統(tǒng)則是城市地下空間發(fā)展的前提。隨著地下軌道交通系統(tǒng)的逐步發(fā)展，地鐵建設(shè)面臨新的挑戰(zhàn)。在交通負(fù)荷較大路段以及居民生活區(qū)附近的地鐵線路建設(shè)中多采用盾構(gòu)法施工，相比其他的施工方法，盾構(gòu)法具有不占用地上空間、不影響地面交通、無需切斷或遷移地下管線、受地表環(huán)境及氣候條件影響小等優(yōu)點(diǎn)。在多種盾構(gòu)機(jī)型中，土壓平衡盾構(gòu)以其適應(yīng)地層能力好、污染小、機(jī)械化程度高等優(yōu)勢被越來越多的建設(shè)者們所采用，其龐大且完備的數(shù)據(jù)庫也為工程理論分析及類似項(xiàng)目建設(shè)提供了寶貴的技術(shù)資料和重要的工程參考。由于采用土壓平衡盾構(gòu)法施工的地鐵線路通常地層情況較差，且盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過程中對于地層擾動及變形的處理較為被動，部分實(shí)測數(shù)據(jù)顯示，盾構(gòu)法施工所引起的地層損失超過了采用暗挖方法所引起的地層損失。特別是在盾構(gòu)機(jī)穿越非均勻地層或施工中出現(xiàn)不當(dāng)操作時(shí)，施工影響區(qū)域內(nèi)將發(fā)生較大的局部地表沉降，隧道軸線兩側(cè)將產(chǎn)生較大的地表差異沉降，當(dāng)?shù)乇沓两狄约安痪鶆虺两递^大時(shí)，會對施工影響范圍內(nèi)的建筑物造成巨大威脅?；诖耍趨⒖汲鞘熊壍澜煌üこ掏翂浩胶舛軜?gòu)施工相關(guān)規(guī)范，從施工準(zhǔn)備、盾構(gòu)選型、盾構(gòu)始發(fā)與接收、盾構(gòu)掘進(jìn)、施工測量、監(jiān)控量測部分等方面對城市軌道交通工程土壓平衡盾構(gòu)施工進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定。為貫徹落實(shí)《國務(wù)院關(guān)于深化標(biāo)準(zhǔn)化工作改革方案》的相關(guān)要求，制定滿足市場和創(chuàng)新需要的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，滿足企業(yè)及各方對城市軌道交通工程土壓平衡盾構(gòu)施工的實(shí)際需求，特提出《城市軌道交通工程土壓平衡盾構(gòu)施工技術(shù)規(guī)程》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制定項(xiàng)目。3、起草過程3.1標(biāo)準(zhǔn)研制階段2024年1月，依據(jù)《中華人民共和國標(biāo)準(zhǔn)化法》、《國務(wù)院關(guān)于深化標(biāo)準(zhǔn)化工作改革方案》等文件的要求，按照中國中小企業(yè)協(xié)會團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的制修訂程序組織有關(guān)技術(shù)人員成立標(biāo)準(zhǔn)起草工作組，確定標(biāo)準(zhǔn)名稱為《城市軌道交通工程土壓平衡盾構(gòu)施工技術(shù)規(guī)程》。2023年3月，標(biāo)準(zhǔn)起草工作組收集、整理相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化資料、專業(yè)文獻(xiàn)等，為本文件的編制提供參考，并通過企業(yè)調(diào)研，了解企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)情況，經(jīng)成分分析、研討、論證后編寫完成《城市軌道交通工程土壓平衡盾構(gòu)施工技術(shù)規(guī)程》初稿和立項(xiàng)申請書。3.2標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)階段2024年4月，中國中小企業(yè)協(xié)會正式發(fā)布了《城市軌道交通工程土壓平衡盾構(gòu)施工技術(shù)規(guī)程》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)通知，并在全國團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)信息平臺進(jìn)行公示。3.3標(biāo)準(zhǔn)起草階段2024年4月，就標(biāo)準(zhǔn)初稿，標(biāo)準(zhǔn)起草工作組成員通過相關(guān)信息化手段進(jìn)行多次內(nèi)容討論和交流，并向相關(guān)單位和專家咨詢，在廣泛聽取各方意見和充分論證的基礎(chǔ)上，對標(biāo)準(zhǔn)初稿中做了修改。3.4征求意見階段……3.5技術(shù)審查階段……二、編制原則和主要內(nèi)容1、編制原則在標(biāo)準(zhǔn)制定過程中，標(biāo)準(zhǔn)起草工作組按照GB/T1.1-2020給出的規(guī)則編寫，主要遵循以下原則：（1）協(xié)調(diào)性:保證標(biāo)準(zhǔn)與國內(nèi)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。（2）規(guī)范性：嚴(yán)格按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》給出的規(guī)則起草，保證標(biāo)準(zhǔn)的編寫質(zhì)量。（3）適用性：結(jié)合產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)管理實(shí)踐和產(chǎn)品的主要環(huán)境影響，提出對企業(yè)產(chǎn)品的具體質(zhì)量要求和生產(chǎn)經(jīng)營規(guī)范。2、主要內(nèi)容及其確定依據(jù)2.1范圍本文件規(guī)定了城市軌道交通工程土壓平衡盾構(gòu)的施工準(zhǔn)備、盾構(gòu)選型、盾構(gòu)始發(fā)與接收、盾構(gòu)掘進(jìn)、施工測量、監(jiān)控量測的技術(shù)要求。本文件適用于土壓平衡盾構(gòu)施工的城市軌道交通工程。2.2施工準(zhǔn)備2.2.1一般規(guī)定工程所使用的原材料、半成品或成品的質(zhì)量應(yīng)符合國家現(xiàn)行的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)要求和本規(guī)程的規(guī)定。盾構(gòu)掘進(jìn)施工，應(yīng)建立完整的施工測量和監(jiān)控量測系統(tǒng)，以控制隧道和地層變形。盾構(gòu)工作豎井設(shè)置時(shí)，應(yīng)滿足盾構(gòu)相關(guān)作業(yè)的要求。2.2.2前期調(diào)查隧道施工前應(yīng)對地表、地貌及地面建（構(gòu)）筑物進(jìn)行現(xiàn)場踏勘和調(diào)查研究，調(diào)查道路和交通流量、地面建筑物及文物等，調(diào)查范圍視具體工程情況而定，必要時(shí)可對施工影響范圍內(nèi)的重要建（構(gòu)）筑物進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查和鑒定。隧道施工前應(yīng)對地下管線和地下構(gòu)筑物進(jìn)行調(diào)查研究，調(diào)查地下障礙物、地下構(gòu)筑物及地下管線等，調(diào)查范圍視具體工程情況而定，必要時(shí)可進(jìn)行物探和施工詳勘。2.2.3技術(shù)準(zhǔn)備盾構(gòu)掘進(jìn)施工前必須根據(jù)地質(zhì)、工況、環(huán)境條件等編制施工組織設(shè)計(jì)和風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急救援預(yù)案。根據(jù)工程及盾構(gòu)性能特點(diǎn)，對施工作業(yè)人員進(jìn)行上崗前的技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)考核。盾構(gòu)法隧道施工前應(yīng)進(jìn)行技術(shù)交底。2.3盾構(gòu)選型2.3.1選型依據(jù)施工占地面積、組裝場地小，并能適應(yīng)市區(qū)道路狹窄、設(shè)備、轉(zhuǎn)移難度大的現(xiàn)場實(shí)際條件。盾構(gòu)及輔助設(shè)備容易組裝、調(diào)頭及拆裝：經(jīng)組裝、調(diào)頭及拆裝后仍能保持原來的工性能和使用要求。2.3.2刀具的選擇基于盾構(gòu)掘進(jìn)區(qū)域的工程地質(zhì)情況，進(jìn)行針對性設(shè)計(jì)刀盤刀具，不同的工程地質(zhì)特點(diǎn)，采用不同的刀具配置方案。在地質(zhì)條件以淤泥、粘土和粉質(zhì)粘土為主的地層中盾構(gòu)掘進(jìn)，一般只需配置切削型刀具，如：切刀、周邊刮刀、中心刀、先行刀和超挖刀?？紤]到刀盤的受力均勻性，刀具應(yīng)對稱性布置。刀具安裝采用螺栓固定，便于更換。2.3.3技術(shù)規(guī)格要求盾構(gòu)機(jī)最大推進(jìn)速度應(yīng)≤80mm/min。盾構(gòu)機(jī)主要部件及總成使用壽命應(yīng)≥10km或10000小時(shí)。盾構(gòu)機(jī)主要部件應(yīng)采用世界知名廠商品牌及產(chǎn)品，盾構(gòu)機(jī)主要結(jié)構(gòu)件材料應(yīng)采用國內(nèi)知名廠商品牌及產(chǎn)品。2.3.4組裝和調(diào)試盾構(gòu)組裝應(yīng)按相關(guān)作業(yè)安全操作規(guī)程和組裝方案進(jìn)行?，F(xiàn)場應(yīng)配備消防設(shè)備，明火、電焊作業(yè)時(shí)，必須有專人負(fù)責(zé)。盾構(gòu)組裝后，必須進(jìn)行各系統(tǒng)的空載調(diào)試，然后進(jìn)行整機(jī)空載調(diào)試。2.4盾構(gòu)始發(fā)與接收2.4.1一般規(guī)定始發(fā)指利用臨時(shí)拼接管片等承受反作用力的設(shè)備，將盾構(gòu)機(jī)推上始發(fā)基座，由此始入地層，開始沿所定線路掘進(jìn)的一系列作業(yè)。始發(fā)掘進(jìn)前，應(yīng)對洞門前方加固地層進(jìn)行質(zhì)量檢查，合格后方可始發(fā)；應(yīng)制定洞門圍護(hù)結(jié)構(gòu)破除方案，采取適當(dāng)?shù)拿芊獯胧?，保證始發(fā)安全。2.4.2工作井就構(gòu)筑豎井的施工方法而言，有沉箱法、沉井法、入土擋土墻工法及球體盾構(gòu)工法四種，由地層狀況、地下水位及其對周邊環(huán)境的影響進(jìn)行選擇。2.4.3端頭土體加固洞口段地層不能滿足盾構(gòu)始發(fā)和接收對防水、防坍等安全要求時(shí)，必須采取加固措施。始發(fā)端頭土體加固的常用方法：有注漿、旋噴、深層攪拌、井點(diǎn)降水、凍結(jié)法等，可根據(jù)土體種類、滲透系數(shù)、加固深度和加固的主要目的、工程規(guī)模和工期、環(huán)境要求等條件進(jìn)行選擇。2.4.4安裝基座始發(fā)基座導(dǎo)軌必須順直，嚴(yán)格控制標(biāo)高、間距及中心軸線。始發(fā)前在基座鋼軌上涂抹黃油等潤滑劑，以減少盾構(gòu)推進(jìn)阻力。2.4.5安裝反力架、洞門密封定位放線，根據(jù)方案及幾何尺寸放出反力架位置，施工范圍內(nèi)干擾物體應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清除。固定立柱，使立柱靠管片面與洞門在同一平面以確保良好的始發(fā)姿態(tài)。2.4.6負(fù)環(huán)管片的安裝在負(fù)環(huán)管片拼裝中對脫出的管片應(yīng)進(jìn)行加固，以保證在傳遞推力過程中管片不會浮動變位，確保力能均勻傳遞到反力架上。負(fù)環(huán)管片脫出盾構(gòu)機(jī)后，應(yīng)在管片兩側(cè)用型鋼與車站結(jié)構(gòu)連接加固，并使其與始發(fā)托架及基座加固、箍緊。2.4.7盾構(gòu)到達(dá)施工控制在距離接收端洞門10m時(shí)，應(yīng)遵循“小推力，低速度，低轉(zhuǎn)速，少出土”的原則，并時(shí)刻監(jiān)視土艙壓力值，在保證順利出渣，地表穩(wěn)定的前提下逐步降低壓力，若發(fā)現(xiàn)土壓無法建立，應(yīng)嚴(yán)格控制出渣量，以防止地表沉降。在距離接收洞門10m時(shí)應(yīng)增加盾尾油脂的壓注，防止盾尾漏漿。2.4.8盾構(gòu)到達(dá)監(jiān)測、測量與姿態(tài)調(diào)整盾構(gòu)貫通前20m時(shí)，應(yīng)提前檢查硬化地面有無裂縫，車站端墻及其他結(jié)構(gòu)有無變形，裂縫等。應(yīng)派人24小時(shí)對車站端墻及洞門處進(jìn)行觀察。盾構(gòu)貫通前20m時(shí)，在加強(qiáng)地面監(jiān)測的同時(shí)對車站端墻及洞門進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測頻次每天兩次以上；并及時(shí)將監(jiān)測結(jié)果反饋至掘進(jìn)施工現(xiàn)場。2.4.9盾構(gòu)解體盾構(gòu)解體前，應(yīng)制定詳細(xì)的解體方案，并準(zhǔn)備解體使用的吊裝設(shè)備、工具、材料等。盾構(gòu)解體前，應(yīng)按起重作業(yè)安全操作規(guī)程及盾構(gòu)制造商的拆卸技術(shù)要求進(jìn)行班前交底。盾構(gòu)的拆卸按先電氣系統(tǒng)，后液壓系統(tǒng)，再機(jī)械構(gòu)件的原則進(jìn)行。拆機(jī)前應(yīng)對各部件進(jìn)行檢查，并對液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)識和登記，確保再次組裝時(shí)不缺件和不錯(cuò)裝。2.5盾構(gòu)掘進(jìn)2.5.1一般規(guī)定盾構(gòu)在起始段應(yīng)試掘進(jìn)50m~200m，并根據(jù)試掘進(jìn)調(diào)整、確定掘進(jìn)參數(shù)。盾構(gòu)掘進(jìn)施工必須嚴(yán)格控制排土量、盾構(gòu)姿態(tài)和地層變形。2.5.2洞門破除及加固區(qū)掘進(jìn)洞門鑿除應(yīng)做完一層后再施作下步工序，上下不可同時(shí)施工。露頭的鋼筋應(yīng)清理干凈，鋼筋上混凝土殘?jiān)宄?。如果洞門墻體中的鋼筋為纖維鋼筋，則在鑿除纖維鋼筋表面的混凝土后無需人工切割纖維鋼筋，直接掘進(jìn)采用刀盤切割。2.5.3掘進(jìn)參數(shù)盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)的選取應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)出工程施工的特點(diǎn)和影響因素的作用，并考慮具體分析問題的需要。當(dāng)盾構(gòu)隧道采用土壓平衡模式進(jìn)行掘進(jìn)，掘進(jìn)過程中由盾構(gòu)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄盾構(gòu)操作過程中的全部掘進(jìn)參數(shù)。2.5.4刀具更換應(yīng)預(yù)先確定刀具更換的地點(diǎn)與方法，并做好相關(guān)準(zhǔn)備工作。刀具更換宜選擇在工作井或地質(zhì)條件較好、地層較為穩(wěn)定的地段進(jìn)行。2.5.5盾構(gòu)調(diào)頭過站調(diào)頭和過站前，應(yīng)做好施工現(xiàn)場調(diào)查、技術(shù)方案以及現(xiàn)場準(zhǔn)備工作，調(diào)頭和過站設(shè)備必須滿足盾構(gòu)安全調(diào)頭和過站要求。盾構(gòu)掉頭和過站必須有專人指揮，專人觀察盾構(gòu)轉(zhuǎn)向或移動狀態(tài)，避免方向偏離或碰撞。2.5.6管片拼裝管片拼裝前按照《盾構(gòu)隧道管片質(zhì)量檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》CJJ/T164相關(guān)規(guī)定進(jìn)行檢查，管片接頭使用的螺栓、螺母、墊圈、螺栓防水用密封墊等附件準(zhǔn)備齊全后，才允許安裝。每環(huán)管片結(jié)束后要及時(shí)擰緊各個(gè)方向的螺栓，且在該環(huán)脫出盾尾后再次擰緊。對掘進(jìn)過程中出現(xiàn)的管片裂縫和其他破損，要及時(shí)觀察記錄并提醒盾構(gòu)機(jī)操作員注意，并要選擇合適的時(shí)間對管片進(jìn)行修補(bǔ)。2.6施工測量2.6.1一般規(guī)定盾構(gòu)施工測量是指導(dǎo)盾構(gòu)按設(shè)計(jì)要求正確掘進(jìn)而進(jìn)行的測量工作，在盾構(gòu)施工全過程應(yīng)提供盾構(gòu)施工所需的施工測量控制點(diǎn)、盾構(gòu)姿態(tài)和管片成環(huán)狀況，并對盾構(gòu)自身定向系統(tǒng)進(jìn)行檢核測量，提供修正參數(shù)。盾構(gòu)施工測量主要內(nèi)容應(yīng)包括地面控制測量、豎井聯(lián)系測量、地下控制測量、掘進(jìn)施工測量和竣工測量。2.6.2地面控制測量在盾構(gòu)始發(fā)井和接收井間必須建立統(tǒng)一的施工控制測量系統(tǒng)，控制點(diǎn)應(yīng)分布在兩個(gè)井口便于使用的地方，每個(gè)井口應(yīng)布設(shè)不少于3個(gè)控制點(diǎn)。2.6.3聯(lián)系測量聯(lián)系測量內(nèi)容應(yīng)包括：地面近井導(dǎo)線測量和近井高程測量、豎井定向測量和導(dǎo)入高程測量以及地下近井導(dǎo)線和近井高程測量。2.6.4地下控制測量地下控制測量應(yīng)包括地下施工導(dǎo)線測量、施工控制導(dǎo)線測量和地下施工水準(zhǔn)測量、施工控制水準(zhǔn)測量?？刂泣c(diǎn)可埋設(shè)在隧道兩側(cè)或頂、底板上。2.6.5掘進(jìn)施工測量盾構(gòu)始發(fā)井建成后，應(yīng)采用聯(lián)系測量方法，將平面和高程測量數(shù)據(jù)傳入井下控制點(diǎn)上，并應(yīng)滿足盾構(gòu)拼裝，反力架和導(dǎo)軌等安裝對測量的要求。2.6.6竣工測量盾構(gòu)隧道貫通后應(yīng)進(jìn)行貫通誤差測量，貫通誤差測量應(yīng)在接收井的貫通面設(shè)置貫通相遇點(diǎn)，利用接收井和始發(fā)井傳遞下來的控制點(diǎn)分別測定貫通相遇點(diǎn)三維坐標(biāo)，貫通誤差應(yīng)歸化到線路縱向和橫向的方向上。隧道貫通后應(yīng)利用始發(fā)井和接收井控制點(diǎn)進(jìn)行貫通隧道附合路線測量，并重新平差作為以后測量依據(jù)。2.7監(jiān)控量測2.7.1一般規(guī)定盾構(gòu)施工中應(yīng)結(jié)合施工環(huán)境、工程地質(zhì)條件、施工方法與進(jìn)度確定監(jiān)控量測方案。監(jiān)控量測方案應(yīng)覆蓋由于施工活動對隧道和環(huán)境造成安全隱患的各個(gè)方面，監(jiān)控量測手段必須可靠、科學(xué)，對突發(fā)安全事故應(yīng)有應(yīng)急監(jiān)測方案。2.7.2隧道環(huán)境監(jiān)控量測隧道環(huán)境監(jiān)控量測應(yīng)包括：線路地表沉降觀測、沿線鄰近建構(gòu)筑物變形測量和地下管線變形測量等。線路縱向地表沉降觀測點(diǎn)應(yīng)沿線路中線按3環(huán)~5環(huán)間距布設(shè)；橫向地表沉降觀測斷面設(shè)置一般50m間距，應(yīng)按盾構(gòu)掘進(jìn)沿線環(huán)境保護(hù)要求重點(diǎn)設(shè)置，觀測范圍一般不少于中線兩側(cè)10m（大于隧道底埋深），測點(diǎn)間距2m~5m。2.7.3資料整理和信息反饋對監(jiān)控量測數(shù)據(jù)的采集要實(shí)時(shí)化，對數(shù)據(jù)處理要自動化，并建立監(jiān)控量測數(shù)據(jù)庫。應(yīng)結(jié)合施工和現(xiàn)場環(huán)境狀況定期進(jìn)行綜合分析，并應(yīng)繪制出隧道環(huán)境變形、地表沉降、隧道沉降等時(shí)態(tài)曲線圖。三、涉及專利的有關(guān)說明本文件不涉及專利及知識產(chǎn)權(quán)問題。四、采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外