盾构法隧道结构震害及其抗震措施浅析

作者简介：高妍妍（１９７８－），女，江苏淮阴人，助教，南京工业大学硕士研究生，研究方向为建筑结构设计．

第６卷第

６期

２００６年１２月泰州职业技术学院学报

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＴａｉｚｈｏｕＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌＩｎｓｔｉｔｕｔｅＶｏｌ．６Ｎｏ．６

Ｄｅｃ．２００６摘要：对国内外城市地下线形结构（地下管道、地下铁道和隧道等）震害的形式、成因及外部

影响因素，如地震烈度、场地土条件、埋深、结构构造特点及尺寸等进行了综合分析，并

就不同地下线形结构抗震措施的制订发表了见解。综合有关文献资料和工程实例，对

盾构隧道进行纵向抗震分析，总结了地震区隧道结构的震害特点以及目前所采用的

抗震措施，以供地震区隧道结构的设计、施工、加固作参考。

关键词：隧道；震害；抗震措施

中图分类号：ＴＵ４３５文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－０１４２（２００６）０６－００１７－０４

随着世界经济的迅速发展和城市化进程的加速，拥挤的交通成为一个社会问题。为了缓解地面交通的压力，人们开始寻找新的交通模式，各大城市投入地下隧道交通的兴建当中。隧道较地面结构有着天然良好的抗震性能，但在一定地震强度或是隧道工程在特定地质条件下，隧道结构可能遭受破坏。２０世纪初，根据美国加州、阿拉斯加和日本等地７１座岩石地基中隧洞工程受地震波动影响的事例统计，其中４２例有不同程度的震害，轻微的灾害只是裂缝，严重的会发生坍塌倒闭。如阿什哈巴德地震、塔什干地震、加兹里地震、墨西哥地震、美国加州北岭地震及阪神地震等，都不同程度地对地下工程造成了破坏［１］。

我国是一个地震多发地区，受地震影响的城市覆盖范围极广，逾７０％的省会城市，抗震设防烈度均在７度（含７度）以上。随着地下空间开发和地下结构建设规模的不断加大，地下结构的抗震设计及其安全性评价的重要性、迫切性愈来愈明显。

１、盾构法隧道结构震害特点

１．１隧道震害特点的研究现状

为分析隧道地震时的破坏情况，以研究抗震的措施，部分学者对一些隧道的震害特点进行了研究。Ｓｈａｒｍａ与Ｊｕｄｄ于１９９１年收集世界各国８５个地震共１９２个地下土木设施，进行了定性化分析总结了地下工程因地震受损坏的范围与程度的影响因素有：覆土深度、主要岩石种类、支撑型式、地理位置、地震规模等５项；吉川惠针对历年来日本铁路隧道地震损坏之案例进行调查后指出，隧道虽然属于耐震性较佳的结构物，但是如果发生地震规模大、靠近断层、特殊条件时，隧

道将会遭受严重的地震损坏；Ｙｏｓｈｉｋａｗａ的震害情况研究表明，如

果隧道经历强烈地震、隧道座落在地震断裂带、该隧道有特殊的地

质或构造条件，那么隧道仍将可能被破坏［２，３，４］。现有资料未见有隧

道结构经受严重震害的报道，发生较轻的震害则较多。

从目前的资料看，地下隧道的破坏形式主要有裂纹、剥落、底

部隆起或倾斜等，见图１［５］。分析这些隧道发生破坏的现象，可以知

道震害形式取决于地震作用力方向及现场地质条件。

１．２盾构法隧道的震害特点目前隧道的施工主要是盾构法，盾构法隧道的震害特点主要

盾构法隧道结构震害及其抗震措施浅析

高妍妍，刘剑雄

（淮阴工学院，江苏淮安２２３００１）

图１Ｒｏｋｋｏ隧道破坏形式示意图

是隧道接头发生破坏，引起震害的原因主要有两个：一是地震行波作用造成的破坏。例如，日本有人曾在地震时目击水从隧道衬砌接缝处涌入隧道；在地震后有的隧道出现蛇形弯曲，螺栓松弛，衬砌出现圆周向开裂。二是地震引起土层不均匀沉降造成的破坏。例如１９８５年的南黄海地震使上海市打浦路段越江隧道与竖井交界处出现５处开裂，泥沙从裂隙处涌入造成严重震害；又如１９８５年墨西哥地震时赫内拉尔车站附近掘进中的盾构法下水道在竖井附近的连接螺栓拉断，衬砌混凝土端部压碎出现严重破坏。

分析以上震害发生的原因，可归纳一些震害的特点［４，６］：

（１）穿越断层或断层破碎带的隧道在地震中会受

到严重破坏，靠近断层处的衬砌在与隧道轴垂直的平

面内会发生较大的横向和竖向的错位，见图２［１］；

（２）由于隧道沿线地质条件基本上是不同的，不

通过断层的隧道也会发生横向错动的情况；

（３）由于隧道地震力沿隧道轴向作用时岩层会发

生水平错动，使得衬砌沿拱圈与边墙间的工作缝发生

纵向错动；

（４）地震时衬砌在横向内会发生较大的变形，使得衬砌发生剥落、裂缝（碎裂）、钢筋拉断等现象；

（５）地震时衬砌在横向内还会发生过旋转运动（绕纵轴扭转），使得隧道内钢轨弯曲。

２、盾构法隧道结构抗震措施

就隧道结构的纵向而言，它是一种长线形结构物，地震波的相位衍生应力和变形在隧道轴线方向上会发生很大变化。这实际上构成了隧道结构破坏的重要方面，而表现为埋深越浅，破坏作用越显著。该变化可解释为，假设隧道结构和围岩在地震波通过时一起运动，且随着地震波的形状，振动能量沿地铁轴线从一点移动到另一点，则在隧道结构内部同时产生纵向的拉压和横向的剪切两种作用，如果这两种作用的结果超过隧道结构本身的抗力极限，那么结构自然就会产生破坏。以往的研究表明，隧道结构抵抗这种相位衍生应力和变形的能力，并不因结构体的加强而有很大改变。所以，隧道结构的抗震设计原则应当考虑这种破坏作用，使设计的结构应有足够的韧性以吸收地震所产生的相位衍生应力和相对变位，同时又不损害其承受静载的能力。著名地震工程学院士胡聿贤先生认为［７］，对于地下结构，其抗震能力的重要问题在于地基的地震变形和结构对于这种变形的适应性。所以结构抗震设计不但要求结构在静载和地震荷载作用下具有足够的强度，而且能最大程度地吸收地震产生的变形。

目前，隧道等地下结构主要通过两种方式进行减震［７］：第一种是通过改变隧道的性能来减轻隧道衬砌的内力；第二种是在隧道衬砌和地层之间设置减震层，使地层的变形难以传递到隧道上，从而使隧道的地震反应减小。

２．１隧道结构震害的机理分析

现场调查表明，地下结构震害形态的差异与地震强度、震源距、地震波的特性、地震力的作用方向、地质条件、衬砌条件、隧道与围岩的相对刚度、施工方法、施工的难易程度以及施工过程中是否出现坍方等有密切关系。根据以往地下结构在地震中所表现的行为可知，地震的主要或次要效应均可使隧道结构遭受破坏。这些效应包括两个方面［８］：

（１）围岩失稳，主要指围岩的变形、差异位移、震害和液化；

（２）地震惯性力，主要指强烈的地层运动在结构中所产生的惯性力所造成的破坏。

因此，围岩失稳和地震惯性力作用是地下结构震害的两种主要原因。对于同一程度的大地摇动而言，如果仅论及结构的惯性力，地下结构要比地面结构安全的多。这是因为地下结构处于周围地层的约束之中，并与地层一起运动。因而，地下结构在地震运动过程中，仅仅按照其相对于地层的质量密度和刚度分担一部分地震变形和荷载，而不像地面结构那样，承担全部的惯性力。就地下结构的横截面而言，在岩石

图２隧道衬砌变形模式

第６期泰州职业技术学院学报１８

高妍妍，刘剑雄：盾构法隧道结构震害及其抗震措施浅析第６期地层中，由于地下结构的质量密度和岩石相比并没有显著差异，所以，地下结构洞身遭受地震惯性力破坏的发生概率较低，而处于地层约束较弱的洞口及浅埋地段，破坏发生的概率一般较高。洞身结构之所以有惯性力破坏的现象发生，主要是由于地下结构与地层之间出现了较大的空隙而消弱了地层的约束作用，因而实际上相当于提高了衬砌结构的相对质量密度，造成其分担的地震惯性力超过了极限。因此，实验和实测都表明回填密实有利于结构抗震。在土质地层中，由于地下结构的刚度一般比地层大，往往形成对地层变形的约束。因此，衬砌刚度越大，其吸收的变形能就越大，所以地下结构的震害往往表现为由于地层的地震动变形所致。故此得出结论，衬砌越柔，越有利于抗震，这一点在铁道部科学研究院关于强地震作用下铁路隧道衬砌耐震性的试验研究中得到了充分的验证。

２．２盾构隧道的抗震措施

从目前的研究状况看，盾构隧道的抗震一般需要考虑以下几个方面［９，１０，１１］：

（１）衬砌最大位移差越大，衬砌的应力就越大，若能够减小衬砌的最大位移差，隧道衬砌的应力则会相应的减小；

（２）减震层的弹性模量与围岩弹性模量相差越大，减震效果越好，但在实际地下结构中，要考虑结构在静力作用下的受力和变形状态，减震层的刚度有下限要求。对于软质围岩，设置减震层的减震效果不甚明显，而设置加固层的减震效果非常明显；对于硬质围岩，设置减震层后有比较明显的减震效果，而设置加固层的减震效果有所减弱，但只要保证注浆密实和较大的注浆范围，其减震效果是非常明显的；

（３）同样加固层的弹性模量与围岩弹性模量相差越大，减震效果越好。加固层厚度越大，减震效果越好。因此，在实际地下结构围岩的注浆加固中，注浆越密实，注浆范围越大，减震效果越好。

根据以上考虑以及隧道的震害分析，为提高地下结构抗震能力可采取以下措施［１２，１３］：

（１）将地下结构建于均匀、稳定地基中，远离断层，避免过分靠近山坡坡面，避免山坡不稳定地段，尽量避免饱和砂土地基，减少地震液化；

（２）尽量选取埋深较大的线路，远离风化岩层区；

（３）区间隧道转角处的交角不宜太小，应加强出入口处的抗震性能；

（４）在施工条件允许的情况下，尽量采用暗挖法施工；

（５）在有限的预算内，采用最有利的断面形状与尺寸，提高断面的可靠度；

（６）尽量减少土体不连续性的影响［１１］（如图

３），在土壤与岩石上或土体内的岩石隆起处，应

在开挖范围内用土或回填集料回填，以消除硬

点的影响，从而降低破坏发生率；

（７）采用抗震缝或增加隧道管段间的柔性

接头，降低隧道的整体区间长度；

（８）提高施工质量，增加土体与隧道衬砌间的密实性。

以上几点，已在实际的工程中被采用，并且证明是比较可行的抗震措施。

３、结语

通过以上对隧道的震害特点和抗震措施的分析，可归纳几点隧道抗震加固的措施：

（１）隧道位置尽量选择在山坡稳定、地质条件较好的地段，避免穿越不稳定断层地区；

（２）洞口应避免建在滑坡、岩堆和泥石流等处。在施工方面，隧道洞口应该采取控制路堑边坡和仰坡开挖高度，在洞门端墙与衬砌环枢墙、端墙与洞口当土墙或翼墙间的施工接缝处加设短钢筋或设置榫头等抗震连接措施；

（３）对于浅埋、偏压以及位于破碎带等地质不良地段的隧道，可在其衬砌背后采取压注水泥砂浆等加固措施。

图３隧道处于不连续性土体的破坏形式

１９

（上接第１１页）

ＤｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｎＯｗｎｅｒ’ｓＭａｎａｇｅｍｅｎｔｉｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＰｒｏｊｅｃｔＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ

ＸＩＡＹｕｎ，ＦＡＮＷａｎｇ－ｔｉａｎ

（ＴａｉｚｈｏｕＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＴａｉｚｈｏｕＪｉａｎｇｓｕ２２５３００，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｅｎｅｗｔｉｍｅ，ｉｔｉｓｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｆｏｒｔｈｅｏｗｎｅｒｔｏａｐｐｌｙｍｏｄｅｒｎｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｐｒｏｊｅｃｔｍａｎａｇｅｍｅｎｔ．Ｉｎｔｅｒｍｓｏｆｔｈｉｓ，ｉｔｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄｏｎｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｔｈｅｑｕａｌｉｔｙ，ｔｈｅｐｒｏｇｒｅｓｓａｎｄｔｈｅｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔｇｏａｌｓｉｎｔｈｅｐｒｏｊｅｃｔｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｓｔａｇｅ，ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｓｏｍｅｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓａｒｅａｄｖａｎｃｅｄ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｒｏｊｅｃｔｍａｎａｇｅｍｅｎｔ；ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ；ｑｕａｌｉｔｙ；ｐｒｏｇｒｅｓｓ；ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ；ｃｏｎｔｒｏｌ

（责任编辑崔洁）从目前的隧道震害以及抗震资料来看，地下结构的抗震性能比地面结构要好，但是这方面的研究明显落后于地上结构，以后应对地下结构受地震严重破坏的特征认真考察，找出破坏的原因，对以后的隧道抗震加固意义重大。

参考文献：

［１］潘昌实．隧道及地下结构物抗震问题的研究概况［Ｊ］．世界隧道，１９９６，（５）：７－１６．

［２］于翔．地下建筑结构应充分考虑抗震问题—１９９５年阪神地震破坏的启示［Ｊ］．工程抗震，２００２，（４）：１７－２０．

［３］何海健，刘维宁，王霆．地下铁道抗震研究的现状与探讨［Ｊ］．中国安全科学学报，２００５，（８）：３－７．

［４］陈振宗，陈福胜，周永川．隧道受震破坏调查分析与修复管理案例［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２００４，（１）：４８１６－４８２２．［５］郑永来，杨林德．地下结构震害与抗震对策［Ｊ］．工程抗震，１９９４，（４）：２４－２７．

［６］张玉娥，白宝鸿，张耀辉，王赞子．地铁区间隧道震害特点、震害分析方法及减震措施的研究［Ｊ］．振动与冲击，２００３（１）：

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［７］高峰，石玉成，严松宏，关宝树．隧道的两种减震措施研究［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２００５，（２）：２２２－２２９．

［８］王秀英，刘维宁，张弥．地下结构震害类型及机理研究［Ｊ］．中国安全科学学报，２００３，（１１）：５５－５８．

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［１１］蒋建群，慈荣，林冲，子平．盾构法隧道纵向地震响应特性［Ｊ］．中国铁道科学，２００５，（６）：８４－８８．

［１２］ＹＯＳＨＩ．Ｋ，周继宏．隧道防震加固的研究［Ｊ］．隧道译丛，１９９１，（６）：３０－３５．

［１３］Ｔｏｓｈｉｈｉｒｏ，Ａｓａｋｏｒａ．ＤａｍａｇｅｔｏＭｏｕｎｔａｉｎＴｕｎｎｅｌｓｉｎＨａｚａｒｄＡｒｅａ［Ｍ］．Ｊａｐａｎｅｓｅ：ＪａｐａｎｅｓｅＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，１９９６：３０１－３１０．

ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＴｕｎｎｅｌＥａｒｔｈｑｕａｋｅＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ

ＧＡＯＹａｎ－ｙａｎ，ＬＩＵＪｉａｎ－ｘｉｏｎｇ

（ＨｕａｉｙｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＨｕａｉａｎＪｉａｎｇｓｕ２２３００１，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｅａｒｔｈｑｕａｋｅｄａｍａｇｅｐａｔｔｅｒｎｓｏｆｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｌｉｎｅ－ｓｈａｐｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｍａｉｎｌｙｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｐｉｐｅｌｉｎｅｓ，ｓｕｂｗａｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｎｄｔｕｎｎｅｌｓ），ｃａｕｓｅｓａｎｄｅｘｔｅｒｎａｌｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｓｓｕｃｈａｓｅａｒｔｈｑｕａｋｅｉｎｔｅｎｓｉｔｙ，ｓｉｔｅｓｏｉｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｔｈｅｏｖｅｒｂｕｒｄｅｎｓｏｉｌ，ａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｓｉｚｅｏｆｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｅｔｃ．ｉｎｕｒｂａｎａｒｅａｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｏｐｉｎｉｏｎｓｏｎｅａｒｔｈｑｕａｋｅｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅｍｅａｓｕｒｅｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｌｉｎｅ－ｓｈａｐｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｒｅｇｉｖｅｎ．Ｔｈｅｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｓｕｂｗａｙｔｕｎｎｅｌｄｕｅｔｏｓｅｉｓｍｉｃｄａｍａｇｅｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄａｎｄｈｏｗｔｏｄｅｃｒｅａｓｅｔｈｅｅｘｔｅｎｔｏｆｔｈｅｄａｍａｇｅｉｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．，ＴｈｅｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｅａｒｔｈｑｕａｋｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｓｈｉｅｌｄｔｕｎｎｅｌｉｓａｎａｌｙｚｅｄｕｓｉｎｇＦＥＭｆｏｒｖｉｂｒａｔｉｏｎｏｆｒｏｄｓｙｓｔｅｍｉｎｖｉｓｃｏ－ｅｌａｓｔｉｃｇｒｏｕｎｄ．Ｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｔｈａｔｓｈｏｕｌｄｂｅｆｕｒｔｈｅｒｓｔｕｄｉｅｄａｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄｉｎｏｒｄｅｒｔｏｐｒｏｖｉｄｅｂａｓｉｓｆｏｒｔｕｎｎｅｌｄｅｓｉｇｎａｎｄｔｏｓｅｔｕｐｄｅｆｅｎｓｅａｇａｉｎｓｔｅａｒｔｈｑｕａｋｅ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｕｎｎｅｌ；ａｆｆｅｃｔｅｄｆａｃｔｏｒｓｏｆｅａｒｔｈｑｕａｋｅ；ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅｍｅｔｈｏｄｏｆｅａｒｔｈｑｕａｋｅ

（责任编辑崔洁）

第６期泰州职业技术学院学报２０

盾构法隧道工程防水施工工艺标准

2.7 盾构法隧道工程防水施工工艺标准 2.7.1 总则 2.7.1.1 适用范围 本标准适用在软土和软岩中采用盾构掘进和拼装钢筋混凝土管片方法修建的区间隧道结构防水施工。 2.7.1.2 编制参考标准及规范 （1）《地下防水工程质量验收规范》GB 50208-2002 （2）《地下工程防水技术规范》GB 50108-2001 （3）《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300-2001 2.7.2 术语、符号 2.7.2.1 术语 （1）盾构法：采用盾构掘进机进行开挖，钢筋混凝土管片、复合式管片、砌块、现浇混凝土等作为衬砌支护的隧道暗挖施工法。 2.7.3 基本规定 2.7. 3.1 地下工程的防水等级分为4 级，各级标准应符合《地下防水工程质量验收规范》GB 50208-2002 3.0.1 条的规定。 2.7. 3.2 地下工程的防水设防的要求，应按《地下防水工程质量验收规范》GB 50208-2002表3.0.2-2 的规定选用。 2.7. 3.3 不同防水等级盾构隧道的衬砌防水措施应符合表2.7.3.3 规定: 不同防水等级盾构隧道的衬砌防水措施表2.7.3.3 2.7. 3.4 管片防水涂层必须由相应资质的专业防水队伍进行施工。 2.7. 3.5 管片外防水涂层和管片接缝所使用的防水材料，应有产品合格证和性能检测报告，材料的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求；不合格的材料不得在工程中使用。 2.7.4 施工准备 2.7.4.1 技术准备 (1)施工单位应认真学习图纸，并进行图纸自审、会审工作，以便理解盾构施工中防水工程的施工要点。 (2)依据工程总施工组织设计的原则，编制防水工程施工方案，明确工艺流程，指导施工。 (3)根据穿越土层的工程水文地质特点辅以以下相应技术措施： 1)疏于掘进土层中地下水的措施；

2021盾构隧道防水堵漏技术

Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 2021盾构隧道防水堵漏技术

2021盾构隧道防水堵漏技术导语：做好准备和保护，以应付攻击或者避免受害，从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见，安全是目的，防范是手段，通过防范的手段达到或实现安全的目的，就是安全防范的基本内涵。 1国内外隧道建设及防水情况国内外已建成大量地铁、隧道，逐步形成了较成熟的结构设计计算理论与工程实践体系，但是在隧道及地下工程的防水方面认识则相对落后。地铁不可避免地要经过含水量较高的地层（如上海地铁所处地层大多为饱和含水软粘土层），所以必将受到地下水的有害作用。如果没有可靠的防水、堵漏措施，地下水就会侵入隧道，影响其内部结构与附属管线，乃至危害到地铁的运营和降低隧道使用寿命。盾构隧道渗漏水的位置是管片的接缝、管片自身小裂缝、注浆孔和手孔等。其中以管片接缝处为防水重点。通常接缝防水的对策是使用密封材料，以西德为代表的欧洲方面，采用非膨胀合成橡胶，靠弹性压密，以接触面压应力来止水，以耐久性与止水性见长。德国PHOENIX公司提供的隧道衬砌合成橡胶垫就是其中较典型的形式，其工作机理如图1所示。以日本为代表的方面，则采用水膨胀橡胶，靠其遇水膨胀后的膨胀压止水。它的特点是可使密封材料变薄、施工方便，但耐久性尚待验证。国内主要采用水膨胀橡胶，并

城市轨道交通盾构隧道防水措施(新编版)

Enhance the initiative and predictability of work safety, take precautions, and comprehensively solve the problems of work safety. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 城市轨道交通盾构隧道防水措施 (新编版)

城市轨道交通盾构隧道防水措施(新编版)导语：根据时代发展的要求，转变观念，开拓创新，统筹规划，增强对安全生产工作的主动性和预见性，做到未雨绸缪，综合解决安全生产问题。文档可用作电子存档或实体印刷，使用时请详细阅读条款。 摘要：防水是地铁工程中的一项重要内容，它直接关系到地铁运营环境、结构的坚固性和耐久性及地铁运营成本和运营安全。因此，做好地铁防水，具有很重要的现实意义。本文从盾构隧道防水要求出发，提出了城市轨道交通盾构隧道的防水措施。 关键词：防水；措施；轨道交通 地铁盾构隧道防水要求 地铁防水是地铁建造质量的重要环节，防水的好坏关系到地铁的使用性、耐久性、安全性，这就要求地铁需具有良好的防水性能，主要表现为以下几方面： 1、良好的防水是地铁正常运营的需要。 2、良好的防水是工程本身坚固性和耐久性的要求。 3、良好的防水是环境保护、水资源保护的需要，是避免引发地质灾害事故的需要。 4、良好的防水对减少地铁运营阶段的维修成本起到重要的作用。 盾构隧道防水的措施

1、螺栓孔及吊装孔的防水措施 (1)螺栓孔的密封圈也采用遇水膨胀橡胶材料，利用压密和膨胀双重作用加强防水，使用寿命终结可以进行更换，另外连接螺栓的防腐蚀处理是延长使用寿命、防止隧道渗漏的重要方面，也不能忽视。根据现场条件和已有经验，可采用填实保护法，涂敷保护法或封盖保护法等保护螺栓不被水浸锈蚀，并对螺栓进行热浸锌处理。 (2)吊装孔设计为不通透管片混凝土式样，预留300mm的混凝土层，只有当隧道内出现渗漏水时，才凿穿渗漏水处附近管片上吊装孔处的混凝土层，进行二次注浆堵水。另外吊装孔内设置止流阀，注浆管端头可做成可拆卸式，当注浆结束后，将活动端头部分拆除，清除预留孔内残余物，填入弹性密封材料，并用高性能焦油环氧树脂封固孔口，防止管片外部的水沿注浆孔渗入。密封圈和密封塞均用遇水膨胀橡胶制作。 2、管片与地层空隙的防水措施 盾构推进后，盾尾空隙在围岩坍落前及时地进行压浆，不但可防止地面沉降，而且有利于隧道衬砌的防水，选择合适的浆液(初期粘度低，微膨胀，后期强度高)、注浆参数、注浆工艺，可形成稳定的管片外围防水层，将管片包围起来，形成一个保护圈。在软弱围岩中，还

区间盾构隧道结构设计

区间盾构隧道结构设计 1）主要设计原则 ①盾构隧道衬砌结构应满足运营功能要求以及建筑限界、施工工艺、结构防水和城市规划等方面的要求。结构安全等级为一级，按地震烈度为7度进行结构抗震设计，采取相应的构造处理措施，以提高结构的整体抗震能力。结构抗力应满足人防部门的要求，抗力级别为6级。 ②结构类型和施工方法，应根据工程地质、水文地质和周围的环境条件，通过技术经济比选确定，并应按相关规范的规定进行结构设计计算。 ③结构设计应符合强度、刚度、稳定性、抗浮和裂缝宽度验算的要求，并满足施工工艺的要求。 ④对于钢筋混凝土结构应就其施工和正常使用阶段进行结构强度计算，必要时也应进行刚度和稳定性验算。钢筋混凝土结构应进行裂缝宽度验算，其最大裂缝允许值为：明挖法和矿山法施工的结构为0.2～0.3mm；盾构法施工的结构为0.15～0.20mm。结构进行抗浮验算时，其抗浮安全系数不得小于1.05，否则应采取抗浮处理措施。 ⑤采用暗挖法施工时，区间隧道为平行的双洞单线隧道，两隧道的净距一般不宜小于1.0倍隧道洞径。 ⑥所选择的盾构机型，必须对地层有较好的适应性，并同时依据盾构推进速度、周围环境状况、工期、造价等各方面进行技术经济比较后确定。 ⑦严格控制工程施工引起的地面沉降量，其允许数值应根据地铁沿线的地面建筑及地下构筑物等实际情况确定，并因地制宜地采取措施。 ⑧结构防水设计应根据工程地质、水文地质、地震烈度、环境条件、结构形式、施工工艺及材料来源等因素进行，并应遵循“以防为主、多道设防、刚柔结合、因地制宜、综合防治”的原则。车站及出入口通道防水等级为一级；车站风道及区间隧道防水等级为二级。 2）盾构机类型的选择

盾构法隧道的嵌缝防水

盾构法隧道的嵌缝防水 摘要：嵌缝防水是盾构法隧道防水的最后一道防线。结合上海市地铁2号线区间盾构隧道嵌缝防水的设计与施工，阐述了嵌缝防水的意义和设计思路，并着重介绍了嵌缝防水施工中的一些常见问题及其应对措施。 l 嵌缝概述 1．1 嵌缝的作用 一般而言，盾构法隧道防水的原则是“以防为主、多道防线、综合治理”。其防水施工的内容主要包括：衬砌自防水、衬砌外防水涂层、衬砌接缝防水(弹性密封垫防水、嵌缝防水)、螺栓孔防水、渗漏处理(盾尾充填注浆等)。 嵌缝施工作为一道防水措施的主要作用是将接缝允许渗漏量的水引导至规定位置，也就是说它是一种泄水方法，而不是堵水方法。 盾构法隧道防水的根本在于衬砌自防水和衬砌接缝的弹性密封垫防水。若这两道防水措施出现问题，比如钢筋混凝土管片抗渗能力不足、拼装时管片碎裂或是弹性密封垫放置不当(如水膨胀橡胶提前膨胀，接缝夹浆)，这时地下水就会进入隧道内部。若渗漏量较小，在嵌缝范围内的渗漏水会沿着嵌缝槽内沿流至端部排出，以保证嵌缝范围内无水渗出。若渗漏量较大超过允许值，则必须采取堵止措施。 有的施工单位以为嵌缝能堵止渗漏水，其实目前采用的嵌缝型式虽然能在潮湿基面上施工，但若嵌缝槽有冒水、滴漏现象应先堵漏止水，再行施工。

根据国标《地下工程防水技术规范》，防水等级共分4级，而按市标《盾构隧道防水技术规程》只有要求达到一级防水的工程，嵌缝防水才是必选项目。因此，除重要的城市道路隧道和地铁隧道(也只是防水等级2级的工程)外，许多盾构法隧道衬砌并不嵌缝或仅在局部区段嵌缝。 1．2 嵌缝设计简介 1．2．1 嵌缝的材料 嵌缝作业是依靠嵌缝材料的充填和粘接力达到密封防水的目的。一般要求嵌缝材料与基面有良好的粘接性(以承受衬砌外壁的静水压力)，较好的弹性(以适应隧道变形)，并且它的材料性能须保持稳定。 嵌缝材料种类繁多，上海地铁2号线中，选用了水膨胀腻子加封氯丁胶乳水泥的方案。 当地下水从接缝渗入时，腻子遇水膨胀堵住渗水路径。为防止水膨胀腻子膨胀应力过度，使用了工字型的膨胀控制材料(用高密度聚乙烯HDPE制作)。这样不仅能控制膨胀倍，还能控制膨胀方向，同时使腻子处于双向受力状态，减少了发生剪切破坏的可能性。率槽口外封Ω形的氯丁胶乳水泥，可加固工字条而自身不易碎裂。1．2．2 嵌缝的范围 盾构隧道单层衬砌全部嵌缝是极为少见的。一般认为，水是无孔不入的，由于盾构法装配式衬砌隧道有无数的管片接缝，因此要做到全封闭防水是很困难的，防水层上的任何瑕疵都会成为地下水渗入的途径。所以就目前的看法，全断面的嵌缝作业也是没必要的。

盾构法隧道基本原理及特点

盾构法隧道基本原理及特点 1．盾构法隧道基本原理 盾构法隧道的基本原理是用一件有形的钢质组件沿隧道设计轴线开挖土体而向前推进。这个钢质组件在初步或最终隧道衬砌建成前，主要起防护开挖出的土体、保证作业人员和机械设备安全的作用，这个钢质组件被简称为盾构。盾构另一个作用是能够承受来自地层的压力，防治地下水或流沙的入侵。 隧道拱内圈的空洞由盾构本体防护，同时还需要其他辅助措施对工作面进行支护。盾构法隧道主要有以下几种支护土体方法和与之相匹配的盾构类型，见图1，各种类型盾构掘进机的支护面板见图2。 几种支护土体方法和与之相匹配的盾构类型 各种类型盾构掘进机的支护面板 2．盾构法隧道优缺点 盾构法隧道优点： （1）在盾构支护下进行地下工程暗挖施工，不受地面交通、河道、航运、潮汐、季节、气候等条件的影响，能较经济合理地保证隧道安全施工；

盾构法隧道施工不受地面自然条件的影响 （2）盾构的推进、出土、衬砌拼装等可实行自动化、智能化和施工远程控制信息化，掘进速度较快，施工劳动强度较低； 盾构法隧道机械化、自动化高 （3）地面人文自然景观受到良好的保护，周围环境不受盾构施工干扰；在松软地层中，开挖埋置深度较大的长距离、大直径速度，具有经济、技术、安全、军事等方面的优越性。 盾构法隧道能保护地面人文自然，经济效益明显 盾构法隧道缺点： （1）盾构机械造价较昂贵，隧道的衬砌、运输、拼装、机械安装等工艺较复杂；在饱和含水的松软地层中施工，地表沉陷风险极大； （2）需要设备制造、气压设备供应、衬砌管片预制、衬砌结构防水及堵漏、施工测量、场地布置、盾构转移等施工技术的配合，系统工程协调难； （3）建造短于750m的隧道没有经济性；对隧道曲线半径过小或隧道埋深较浅时，施工难度大。

盾构隧道防水施工措施

盾构隧道防水施工措施 （中铁四局集团有限公司） 李懂懂 —、引言： 本文主要阐述盾构施工中对隧道防水的措施，使隧道防水作业处于受控状态，确保工程质量符合规定要求。 二、工程概况： 本标段共有两站（尹山湖中路站、东方大道站）三区间（邀湖路站~ 尹山湖中路站区间、尹山湖中路站?东方大道站区间、东方大道站?独墅湖南站区间）和电缆通道（尹山湖中路主变电所35KV电缆通道）车站及电缆通道采用明挖法施工，区间采用盾构法施工。三、 质量要求： a、整个标段区间盾构隧道应满足国标二级防水标准，同时满足初步设计技术要求的隧道上半部不允许渗漏水，结构表面偶见湿渍及隧道下半部、洞门及联络通道允许有少量漏水点，不得有线流和漏泥砂，实际渗漏量小于0.1L/m2d。 b、隧道渗水量每昼夜不超过0.06升/平方米；任意100平方米每昼夜渗水量w 10升。隧道顶不允许滴水，侧面允许有少量、偶见湿渍，即隧道内总湿渍面积w 4/1000总表面积，任意100m2隧道内表面

的湿渍不超过4点，任一湿渍面积w 0.15平方米。衬砌接头不允许漏泥砂和滴漏，拱底块在嵌缝后不允许有渗水。 四、引用规范与依据： 《地下防水工程质量验收规范》(GB50208-2011) 《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008) 本行业工法及先进成熟的施工技术； 我公司在苏州2号线的施工经验。 五、施工中的防水、防渗措施 5.1盾构进、出洞防水施工 盾构出洞时，为防止泥沙及水的涌出，需设置帘布橡胶圈，出洞装置包括帘布橡胶板、圆环板、扇形板及相应的连接螺栓和垫圈。安装顺序为帘布橡胶板T圆形板T扇形板，自上而下进行。安装时圆形板的压板螺栓拧紧，使帘布橡胶板紧贴洞门，防止盾构出洞后同步注浆浆液泄漏。盾构出、进洞处，车站与隧道的连接构造---钢筋砼洞圈未浇捣或未达到设计强度前，设置衬砌拉紧装置，即将近洞口的10环衬砌用［14槽钢沿隧道纵向拉紧。［14设置在管片的起重螺母处，用①50圆柱管螺纹加M36螺栓将［14可靠地栓紧在管片上，以防止洞口衬砌环缝松驰、张开并造成漏水。同时每100环管片的环圈中抽10环，每环抽样3个测试点，合计纵缝30个点，且环缝与纵逢不得大于10mm，由监理单位测量复测，环缝抗水压力为0.6Mpa/cm 2,环圈底下水头的水压力为0.3Mpa/cm 2⑶ 洞门衬砌防

地铁隧道盾构法施工

地铁隧道盾构法施工 导语：盾构法施工是一种机械化和自动化程度较高的隧道掘进施工方法，从20世纪60年代开始，西方发达国家大量将这种技术应用于城市地铁和大型城市排水隧道施工。我国近年来也开始在城市地铁隧道、越江越海隧道、取排水隧道施工中采用此项技术，以替代原来落后的开槽明挖或浅埋暗挖等劳动密集型施工方法。 关键词：地铁盾构施工盾构施工技术盾构施工测量点击进入VIP充值通道 地铁盾构机分类及组成 地铁盾构机根据其适用的土质及工作方式的不同主要分为压缩空气式、泥浆式，土压平衡式等不同类型。盾构机主要由开挖系统、推进系统排土系统管片拼装系统、油压、电气、控制系统、资态控制装置、导向系统、壁后注浆装置、后方台车、集中润滑装置、超前钻机及预注浆、铰接装置、通风装置、土碴改良装置及其他一些重要装置如盾壳、稳定翼、人闸等组成。海瑞克公司在广州地铁使用的典型土压平衡式盾构机为主机结构（盾体及刀盘结构）断面形状：圆形、用钢板成型制成，材料为：S335J2G3。主要由已下部分构成：刀盘、主轴承、前体、中体、推进油缸、

铰接油缸、盾尾、管片安装机。主机外形尺寸：7565mm（L）Ｘ6250（前体）Ｘ6240（中体）Ｘ6230（盾尾）。 ①压缩空气式盾构 1886 年Greatbhad 首次在盾构掘进隧道中引了这种工法,该工法利用压缩空气使整个盾构都防止地下水的侵入, 它可在游离水体下或地下水位下运作。其工作原理是利用用压缩空气来平衡水压和土压。传统的压缩空气式盾构要求在隧道工作面和止水隧道之间封闭一个相对较大的工作腔,大部分工人经常处于压缩空气下, 这会对掘进隧道和衬砌造成干扰,为了解决这些问题,又出现了用无压工作腔及全断面开挖的压缩空气式盾构和带有无压工作腔及部分断面开挖的压缩空气式盾构等。 ②土压平衡式盾构 20 世纪70 年代日本就开发土压平衡式盾构,不用辅助的支撑介质,切割轮开挖出的材料可作为支撑介质。该法用旋转的刀盘开挖地层,挖下的渣料通过切割轮的开口被压入开挖腔,然后在开挖腔内与塑性土浆混合。推力由压力舱壁传递到土浆上。当开挖腔内的土浆不再被当地的土和水压固化时就达到平衡。如果土浆的支撑压增大超过了平衡,开挖腔的土浆和在工作面的地层将进一步固化。与泥浆式盾构相比优点在于:无分离设备在淤泥或粘土地层中使用,覆盖层浅时无贯穿浆化的支撑泥浆泄露的危险。 ③泥浆式盾构 1912 年,Grauel 首次建造了泥浆式盾构。该法可以适用于各种松

盾构法隧道结构防水

盾构法隧道结构防水 8．1．1 (原规范6．1．1，修改条文) 原条文对盾构法隧道防水作了总体规定，故予以保留。其中“工程处于侵蚀性介质时，应采用……耐侵蚀性附加防水层”一句，因这种防水层为涂于管片外背面的防水涂料而非防水卷材、防水砂浆类材料，故明确地改写为“外防水涂料”。 8．1．2 (增加条文) 针对不同防水等级的盾构隧道确定相应的防水措施。表8．1．2主要依据国内多年盾构隧道防水的实践总结，同时参照了盾 构隧道建设实践较多的上海市的市标“盾构法隧道防水技术规程”而制定；考虑到“阴极保护与金属埋露件防腐”等主要是关于防腐蚀措施，“回填注浆”措施主要是控制盾构推进，防止地面沉降，它们虽与防水也有关系，但不直接影响防水等级，故不予列入。 对嵌缝密封的意义与功效国内外评价不尽相同，因此即使防水等级为一级的工程也不要求“必选”，而用“应选”。混凝土内衬往往也是加强初次衬砌的防水措施，它可以按要求全断面或局部(如底部)采用，但考虑到造价、工期等因素，对防水等级为一级的工程用“宜选”，二级的工程为“局部宜选”。应该指出的是，随着盾构法施工技术的发展，除了二次衬砌(内衬)在减少，嵌缝作业也有减少的趋势。 外防水涂料采用与否，虽然由地层中是否有侵蚀性介质为主要确定因素，隧道防水等级为次要因素。但外防水涂料不仅有防腐蚀作用，也能起到防渗作用，故仍列入。在一级防水等级中用“宜选”，在二、三级防水等级中，因并非隧道经过的全部地段都有侵蚀性介质，并且各地段埋深差异也可能很大，因而要求也不尽相同，故规定“部分区段宜选”。 8．1．3 (原规范6．1．2，修改条文) 管片的精度直接影响拼装后隧道衬砌接缝缝隙的防水，应予列入。考虑到精度不高的砌块可用于防水等级4级的隧道工程， 因此，原6．1．2条对管片尺寸精度规定为“不应大于1.5mm”，就欠妥当了。本条对钢筋混凝土管片的制作钢模及管片本身的尺寸误差作了相应规定，以保证管片拼装后隧道衬砌接缝缝隙的防水性能。

盾构法施工隧道的防水浅谈

盾构法施工隧道的防水浅谈摘要盾构工法施工隧道已成为现代城市地下施工的主流。而地工程的防水是一项非常重要而复杂的工作。作者根据自己在盾构施工中切身体会，对盾构法施工隧道的防水进行一下浅析，以供参考。 关键词盾构防水注浆管片止水条嵌缝 1 概述 由盾构工法施工的隧道的防水是一项相当复杂而又有一定难度的工作。据统计，有一半以上的地下工程都存在不同程度的渗漏水，有的还相当严重，影响了建筑物的正常使用。上海地铁一号线就曾因渗而造成接触网短路。 盾构工法施工的防水包括施工过程中阻止掌子面地层失水和隧道构筑物的防水。前者根据不同类型的盾构同有不同的施工工法及冻结、注浆等辅助工法来解决。本文主要谈论后者。 盾构隧道渗漏水的主要原因如图1所示，涉及到环境条件、管片质量和构造、止水材料、施工水平等诸多因素。

认为盾构法隧道的自防水包括管片防水和注浆防水。 2.1管片防水 钢筋砼管片拼装形成最终供使用的隧道，所以，管片自身的防水能力对隧道防水起决定作用。这就要求采用高精度的模具制作管片，从而保证管片尺寸精度。根据设计要求的砼等级和防水等级准确地设计砼配合比，并准确地依照配合比拌制砼，且对碎石和砂子的级配和含泥量严格要求。通常在有关规范要求的基础上还要求水泥标号不宜小于525#，水泥用量不得少于300Kg/m3,石子粒径求宜大于40mm,所含泥

土不得成块,也不得包裹在三石子表面,砂子宜用洁净的中砂。 砼浇筑振捣必须密实，不得有漏振、久振及超振，以砼开始泛浆及不冒气泡为准，一般振捣时间为15~30S。 砼养护工作尤为重要，应作为一项重要的工序来抓，严格按照有关技术要求进行养护，并且在砼达到一定强度后方可拆模，以免因温度或别的原因造成管片破损及裂缝等内伤，给管片自身防水带来困难。 2.2 注浆防水 一般盾构机刀盘半径较盾构半径稍大，造成了管片背后和开挖围岩之间存在着一定孔隙，需由完善的注浆工艺注浆填充。既起到回填注浆的作用，保证地层不过量沉降，又对隧道防水是一道坚实的屏障，如果注浆量不足或质量不好，则管片背后很容易形成漏水通道，最终造成隧道的渗漏水，不仅隧道难以提供正常使用，还会引起地下水流动或水位下降，引起地层下沉。 在盾构法隧道施工中注浆是一道基本程序，对注浆的控制主要表现在对注浆量、注浆压力和注浆材料的控制。 2.2.1 注浆量 关于注浆量，只考虑由几何关系决定的盾尾空隙量是不够的。在注浆的过程中，由于壁后注浆压力引起周围地层的劈裂现象或伴随劈裂现象而使注浆量增加。图2、图3分别

地铁区间盾构隧道管片嵌缝防水技术

地铁区间盾构隧道管片嵌缝防水技术 摘要:回顾了盾构隧道管片嵌缝防水在轨道交通区间隧道工程技术发展各阶段得应用情况,通过分析其在工程施工与运营实践中得利弊,论述了嵌缝止水与嵌缝导水等技术演变得过程,并结合地铁运营特点,指出了嵌缝技术当前得发展趋势。 关键词:轨道交通;盾构隧道;嵌缝防水;受电弓;接触网 盾构法隧道防水得重点就是衬砌接缝防水,而衬砌接缝防水得关键就是接缝面防水密封材料及其设置。 盾构隧道管片防水技术已有百余年得发展史,自 20 世纪 70 年代始,管片接缝密封垫被确认为就是接缝防水得主要防线,甚至被逐渐认知为唯一得防线。辅助防水中得嵌缝防水则逐渐被弱化,或用以发挥疏排水功效,或有取消得趋势,这就是由于嵌缝要求发挥功效发生衍变得结果。 对于盾构隧道结构,在研讨嵌缝防水得功效时,首先必须确定嵌缝设计得理念。设计要明确嵌缝究竟应起到防水止水还就是疏排水得功效,显然,只有嵌缝使所有环、纵向接缝全封闭,才能发挥防水止水功效,否则,局部、有限得嵌填只能发挥泄压、疏排得功效。其次,嵌缝防水应分清就是迎水面防水还就是背水面防水。例如,对于输水隧道构筑物而言,结构内面嵌缝主要就是承受输水水压,而在施工阶段作为背水面材料也要承受地层中得水压,因而有双向防水得要求。但对于地铁区间盾构隧道得嵌缝而言,只要防止地层中得地下水渗入、漏入,因此总就是进行背水面防水。 此外,地铁区间盾构隧道得嵌缝还有其结构构造与运营使用上得特点:仰拱管片上有道床混凝土及轨枕;拱顶位置悬有供电接触网,这就对它得嵌缝材料与工艺有特殊得要求。 现着重阐述地铁区间盾构隧道管片嵌缝密封防水得衍变过程,并试析其原因。 1 早期得地铁砌块嵌缝密封防水 20 世纪上半叶,尤其就是 20 世纪 30 年代前,地铁区间盾构隧道预制衬砌主要就是钢、铸铁等金属砌块,大多仅在预制衬砌内侧留设得嵌缝槽采用填缝材料密封防水,而不依靠管片环、纵面设密封材料防水。这一时期,由于化学建材尤其高分子化工建材尚未诞生,故嵌缝密封材料多为与钢、铸铁管片对应得铅条、铝粉、铁粉;用混凝土砌块或金属混凝土复合砌块时,则采用相应得石棉水泥、膨胀水泥等无机材料,利用捣、压、击等方法嵌实,并适当借助材料得微胀机理密封止水。这在英国与西欧早期地铁建设中有不少工程实例。 此后,管片接缝防水进入粘结防水、塑性防水时期,因其防水效果有限,故还借助嵌缝防水作为重要得辅助防线,例如采用低黏度得聚氨酯化合物浸渍麻丝或黄麻嵌入嵌缝槽,其方式就是对全部接缝充实密封。 2 中期得地铁管片嵌缝密封防水本文把 20 世纪 50 年代至 90 年代瞧作为“中期”。这时期地铁盾构隧道衬砌越来越多地采用了钢筋混凝土管片,并逐步发展为高精度钢模制作得高精度管片,管片接缝防水得理念也从粘结防水、塑性防水发展为采用密封垫(弹性密封垫与遇水膨胀密封垫)压密防水,从环、纵面全断面防水方式转变到线状方式防水。与之对应得管片接缝嵌缝防水也有了较大得发展(尤其就是日本、韩国、中国大陆、港、台等国家与地区得都市地铁),显现出多样性。其前后变化总结如下。 2、1管片嵌缝功效、嵌缝范围 随着管片接缝密封垫防水功效得提高,考虑到地铁盾构隧道得特点,管片嵌缝需针对隧道进出洞口、连接通道等隧道变形、管片接缝张开变化较大得位置起重点防范。至于其她位置,管片嵌缝仅要求起排水功效,以满足拱顶无渗漏水滴落在供电接触网、仰拱道床铁轨上,且仰拱处管片接缝也无冒水得要求。

盾构隧道结构ansys计算方法

一、盾构隧道结构计算模型 1、惯用法(自由圆环变形法) 惯用法的想法早在1960年就提出了，在日本国内得到了广泛的应用。惯用法假设管片环是弯曲刚度均匀的环，不考虑管片接头部分的柔性特征和弯曲刚度下降，管片截面具有同样刚度，并且弯曲刚度均匀的方法。这种方法计算出的管片环变形量偏小，导致在软弱地基中计算出的管片截面内力过小，而在良好地基条件下计算出的内力又过大。地层反力假设仅在水平方向上下45°范围内按三角形规律分布，这种模型可以计算出解析解。 P 0 k δ

2、修正惯用法 在采用惯用法的60年代，怎样评价错缝拼装效应是一个问题。如果错缝拼装管片，可弥补管片接头存在造成的刚度下降。于是，在对带有螺栓接头的管片环进行多次核对研究时，首次引入了η-ξ对错缝拼装的衬砌进行内力计算，即为修正惯用法。该法将衬砌视为具有刚度ηEI的均质圆环，将计算出的弯矩增大即（1+ξ）M，得到管片处的弯矩；将求出的弯矩减少即（1-ξ）M，得到接头处的弯矩。其中η称为弯曲刚度有效率，ξ称为弯矩增加率，它为传递给邻环的弯矩与计算弯矩之比。管片接头由于存在一些铰的作用，所以可以认为弯矩并不是全部经由管片接头传递，其一部分是利用环接头的剪切阻力传递给错缝拼装起来的邻接管片。 隧 道 纵 向 接头传递弯矩示意图

二、管片计算荷载的确定 1、荷载的分类 衬砌设计所考虑的各种荷载，应根据不同的地质条件和设计方法进行假定并根据隧道的用途加以考虑。衬砌设计所考虑的各种荷载见表所示。 衬砌设计荷载分类表

2、计算断面选择 埋深最大断面 埋深最小断面 埋深一般断面 水位 3、水土压力计算 对于粘性土层，如西安地铁黄土地层、成都地铁二号线膨胀土地层等，应采用水土压力合算的方式进行荷载计算。此时，地下水位以上地层荷载用湿容重计算，地下水位以下用饱和容重计算。 对于透水性较好的砂性地层，如西安地铁粗砂、中砂地层，成都地铁卵石土地层等，应采用水土压力分算的方式进行荷载计算。此时地下水位以上地层荷载用湿容重计算，地下水位以下用浮容重计算。 水土压力合算与分算，主要影响管片结构侧向荷载。一般水土分算时侧向压力更大。 4、松弛土压力 将垂直土压力作为作用于衬砌顶部的均布荷载来考虑。其大小宜根据隧道的覆土厚度、隧道的断面形式、外径和围岩条件等来决定。考虑长期作用于隧道上的土压力时，如果覆土厚度小于隧道外径，一般不考虑地基的拱效应而采用总覆土压力。但当覆土厚度大于隧道外径时，地基中产生拱效应的可能性比较大，可以考虑在计算时采用松弛土压力，一般采用泰沙基公式计算。

公路隧道施工盾构法

公路隧道施工盾构法、沉管法介绍 第1题 沉管隧道施工工序中，沉管与连接之后的工序是（）。 A.预制管段 B.修建临时干坞 C.基础处理 D.回填覆盖 答案:C 您的答案：C 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第2题 ？关于盾构法，下列（）的说法是错误的。 A.盾构法是暗挖隧道的一种施工方法 B.盾构法穿越地面建筑群的区域时，周围可不受施工影响 C.盾构机推进系统包括推进千斤顶和液压系统 D.盾构壳体由切口环和支承环两部分组成 答案:D 您的答案：D 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第3题 盾构机的外壳沿纵向从前到后可分为前盾、中盾、后盾三段。通 常所指的支承环是（） A.前盾 B.中盾 C.后盾 D.盾尾 答案:B 您的答案：B 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第4题 泥水平衡盾构开挖的渣土以（）形式输送到地面。 A.岩石

B.泥浆 C.土体 D.砂浆 答案:B 您的答案：B 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第5题 以下不属于盾构始发端头加固方法的是（）。 A.旋喷桩法 B.注浆法 C.内嵌钢环 D.冻结法 答案:C 您的答案：C 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第6题 （）盾构机配备有泥水分离处理系统。 A.土压平衡 B.硬岩TBM C.双护盾TBM D.泥水平衡 答案:D 您的答案：D 题目分数：4 此题得分：4.0 批注： 第7题 以下（）设备不属于盾构机后配套设备。 A.注浆系统 B.管片运输设备 C.出土设备 D.刀盘 答案:D 您的答案：D

题目分数：4 此题得分：4.0 批注： 第8题 以下（）工序不属于盾构始发阶段。 A.安装反力架 B.凿除洞门 C.拼装负环管片 D.到达端口加固 答案:D 您的答案：D 题目分数：4 此题得分：4.0 批注： 第9题 沉管隧道按照管段的制作方式分为（）和干坞型。 A.圆形 B.矩形 C.钢筋混凝土 D.船台型 答案:D 您的答案：D 题目分数：4 此题得分：4.0 批注： 第10题 以下（）不属于沉管隧道优势。 A.可浅埋，与两岸道路衔接容易 B.结构为现浇混凝土，造价低 C.防水性能好 D.对地质水文条件适应能力强 答案:B 您的答案：B 题目分数：4 此题得分：4.0 批注： 第11题

盾构隧道设计

盾构隧道设计 发表时间：2018-10-25T09:59:07.767Z 来源：《知识-力量》2018年11月上作者：李帅远周鹏方保江 [导读] 盾构机是现在常用的一种地下隧道挖掘设备，被广泛应用与我国的隧道建设中，本文以汕头市苏埃通道为力，根据地质情况，才去明挖逆作施工法进行施工，进行盾构隧道设计提供相应的方案，并以此为例为其他盾构隧道 （郑州大学机械工程学院，河南郑州 450001） 摘要：盾构机是现在常用的一种地下隧道挖掘设备，被广泛应用与我国的隧道建设中，本文以汕头市苏埃通道为力，根据地质情况，才去明挖逆作施工法进行施工，进行盾构隧道设计提供相应的方案，并以此为例为其他盾构隧道设计提供参考。 关键词：隧道；结构设计 ABSTRACT: Shield machine is now a common underground tunnel excavation equipment, widely used in the tunnel construction of our country, this article to shantou Sue Mr Channel, according to the geological conditions, to Ming dig top-down construction method the construction, shield tunnel design to provide the corresponding solutions, and provide a reference for other design of shield tunnel. Keywords:tunnel, structure desig 引言 本文以汕头苏埃通道为研究路线全长6680m，其中北岸路基长250m，南岸路基长360m，南岸互通立交长770m，隧道长5300m。工程跨越三个不同的地貌单元。南部为丘陵区，基岩埋藏浅，地形高低起伏，建筑物少。北部为滨海三角洲平原区，基岩埋深大，地势低平，为居民区，其间高楼林立，巷道纵横。中部为海区。本文重点对结构进行设计，为工程施工进行参考。 1 盾构隧道设计方案 图0-1 盾构隧道路线图 盾构接收井采取明挖逆作法施工，第一道环框梁(3500mm×1800mm)、第二道环框梁(3500mm×2500mm)与砼支撑同时施工，设置一道中隔墙，厚1200mm。底板为1500mm，侧墙为1200mm，中板为400mm，顶板为800mm。风塔底板为1000mm，侧墙为1200mm，顶板为800mm。见图1-1北岸盾构接收井结构形式。 图1-1 北岸盾构接收井结构形式 1.2盾构始发井的设计 南岸盾构始发井位于围堰内，盾构始发井尺寸为25m(长)×49.9m(宽)×26m(深)。基坑围护结构采用1200mm厚地连墙，竖向设置六道斜砼支撑，中间设置临时中立柱(采用460mm×460mm格构柱)，柱下采用Φ1200mm的钻孔桩基础。盾构始发井采取明挖逆作法施工。第一道环框梁(1000mm×1200mm)、第二道环框梁(3500mm×2500mm)与砼支撑同时施工。设置两道厚1000mm中隔墙，底板厚度为2000mm，侧墙厚

地铁区间盾构隧道管片嵌缝防水技术精编版

地铁区间盾构隧道管片嵌缝防水技术 集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-

地铁区间盾构隧道管片嵌缝防水技术摘?要：回顾了盾构隧道管片嵌缝防水在轨道交通区间隧道工程技术发展各阶段的应用情况，通过分析其在工程施工与运营实践中的利弊，论述了嵌缝止水与嵌缝导水等技术演变的过程，并结合地铁运营特点，指出了嵌缝技术当前的发展趋势。 关键词：轨道交通；盾构隧道；嵌缝防水；受电弓；接触网 盾构法隧道防水的重点是衬砌接缝防水，而衬砌接缝防水的关键是接缝面防水密封材料及其设置。 盾构隧道管片防水技术已有百余年的发展史，自20世纪70年代始，管片接缝密封垫被确认为是接缝防水的主要防线，甚至被逐渐认知为唯一的防线。辅助防水中的嵌缝防水则逐渐被弱化，或用以发挥疏排水功效，或有取消的趋势，这是由于嵌缝要求发挥功效发生衍变的结果。 对于盾构隧道结构，在研讨嵌缝防水的功效时，首先必须确定嵌缝设计的理念。设计要明确嵌缝究竟应起到防水止水还是疏排水的功效，显然，只有嵌缝使所有环、纵向接缝全封闭，才能发挥防水止水功效，否则，局部、有限的嵌填只能发挥泄压、疏排的功效。其次，嵌缝防水应分清是迎水面防水还是背水面防水。例如，对于输水隧道构筑物而言，结构内面嵌缝主要是承受输水水压，而在施工阶段作为背水面材料也要承受地层中的水压，因而有双向防水的要求。但对于地铁区间盾构隧道的嵌缝而言，只要防止地层中的地下水渗入、漏入，因此总是进行背水面防水。

此外，地铁区间盾构隧道的嵌缝还有其结构构造和运营使用上的特点：仰拱管片上有道床混凝土及轨枕；拱顶位置悬有供电接触网，这就对它的嵌缝材料与工艺有特殊的要求。 现着重阐述地铁区间盾构隧道管片嵌缝密封防水的衍变过程，并试析其原因。 1早期的地铁砌块嵌缝密封防水 20世纪上半叶，尤其是20世纪30年代前，地铁区间盾构隧道预制衬砌主要是钢、铸铁等金属砌块，大多仅在预制衬砌内侧留设的嵌缝槽采用填缝材料密封防水，而不依靠管片环、纵面设密封材料防水。这一时期，由于化学建材尤其高分子化工建材尚未诞生，故嵌缝密封材料多为与钢、铸铁管片对应的铅条、铝粉、铁粉；用混凝土砌块或金属混凝土复合砌块时，则采用相应的石棉水泥、膨胀水泥等无机材料，利用捣、压、击等方法嵌实，并适当借助材料的微胀机理密封止水。这在英国与西欧早期地铁建设中有不少工程实例。 此后，管片接缝防水进入粘结防水、塑性防水时期，因其防水效果有限，故还借助嵌缝防水作为重要的辅助防线，例如采用低黏度的聚氨酯化合物浸渍麻丝或黄麻嵌入嵌缝槽，其方式是对全部接缝充实密封。 2中期的地铁管片嵌缝密封防水本文把 20世纪50年代至90年代看作为“中期”。这时期地铁盾构隧道衬砌越来越多地采用了钢筋混凝土管片，并逐步发展为高精度钢模制作的高精度管片，管片接缝防水的理念也从粘结防水、塑性防水发展为采用密封垫（弹性密封垫与遇水膨胀密封垫）压密防水，从环、纵面全断面防水

隧道工程《盾构法施工》超详细讲解

3 盾构法施工 概述 盾构法是以盾构为核心在地面以下暗挖隧洞的一种施工方法。盾构法始于英国，自1925年布鲁诺尔(Brunel)在伦敦泰晤士河下首次用一台矩形盾构开挖水底隧洞以来，已有170余年历史。在一百多年中，世界各国制造了数以千计的各种类型、各种直径的盾构，盾构掘进机从低级发展到高级，从手工操作到计算机监控机械化施工，使盾构掘进机及其施工技术得到了不断发展和完善。现代盾构已经发展成为集机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧洞衬砌、测量导向纠偏等功能的大型的施工机械设备。 ●盾构法作为一种先进的隧洞施工工法具有： （1）对环境干扰少，对交通及居民生活影响小； （2）盾构推进、出土、衬砌等工序循环进行，易于管理，施工人员少； （3）施工不受地形地貌，江河水域等地表环境条件限制； （4）施工不受天气条件（雨雪等）限制； （5）出土量少，对周围环境及地表沉降影响小； （6）在土质差，地下水位高的地方建大埋深隧洞具有优越性。 由于这些优点，盾构法特别适宜于城市隧洞和穿江越海的施工，目前盾构工法已在城市隧洞的构筑中确定了稳固的统治地位。 ●盾构法是一项综合性的施工技术。构成盾构法的主要内容有： （1）先在隧洞某段的一端建造竖井或基坑，以供盾构安装就位。 （2）盾构机主机和配件吊装下井，在预定位置组装成整机并调试使其性能达到设计要求。 （3）盾构从竖井或基坑的墙壁开口处出发，在地层中沿着设计轴线推进。盾构推进中所受到的地层阻力，通过盾构千斤顶传至盾构尾部已拼装的预制衬砌，再传到竖井或基坑的后靠壁上。盾构每推进一环距离，就在盾尾支护下拼装一环衬砌，并及时向盾尾后面的衬砌环外周的空隙中压注浆体，以防止隧洞及地面下沉，在盾构推进过程中不断从开挖面排出适量的土方。 （4）盾构到达预定终点的竖井或基坑时掘进结束，然后检修盾构或解体盾构运出。 ●盾构是进行土方开挖正面支护和隧洞衬砌结构安装的施工机具，它还需要其它施工技术密切配合才能顺利施工。主要有： （1）地下水的降低； （2）稳定地层、防止隧洞及地面沉陷的土壤加固措施； （3）隧洞衬砌结构的制造； （4）隧洞内的运输； （5）衬砌与地层间的充填； （6）衬砌的防水与堵漏； （7）开挖土方的运输及处理方法； （8）配合施工的测量、监测技术； （9）采用气压法施工时，还涉及到医学上的一些问题和防护措施等。 目前在我国主要使用的有土压平衡盾构和泥水平衡盾构。 （1）土压平衡盾构 土压平衡盾构是在机械式盾构的前部设置隔板，在刀盘的旋转作用下，刀具切削开挖面的泥土，破碎的泥土通过刀盘开口进入土仓，使土仓和排土用的螺旋输送机内充满切削下来的泥土，依靠盾构推进油缸的推力通过隔板给土仓内的土碴加压，使土压作用于开挖面以平衡开挖面的水土压力。破碎的泥土通过刀盘开口进入土仓，泥土落到土仓底部后，通过螺旋输送机运到皮带输

盾构隧道渗漏水原因分析及处理措施分析

盾构隧道渗漏水分析及处理措施 王峰蔡珍 （广州轨道交通建设监理有限公司无锡地铁2号线13标驻地监理部邮编：214000）摘要：基于无锡地铁2号线1期工程，探讨盾构隧道渗漏水分析及处理措施，同时综合国内其他城市地铁盾构 法隧道施工特点，总结出一定的经验和认识，以供类似工程施工借鉴。 关键词：盾构；渗漏水；堵漏 盾构隧道渗漏水是一种盾构隧道施工过程中常见的施工质量问题。无锡地铁2号线是无锡首次穿越 地裂缝的轨道交通线，影响工程施工的地下水主要是潜水、微承压水及第Ⅰ承压水。 无锡地铁2号线土建工程13标包含两站两区间：张巷站、大王基站、张巷站～河埒口站区间、河 埒口站～大王基站区间，本文以张巷站～河埒口站右线盾构区间为例。 1 张巷站～河埒口站盾构区间工程简介 本区间设计范围：张巷站～河埒口站区间左线起终点里程为ZSK3+385.985～ZSK4+217.6814，左线短链 1.214m，左线长830.4824m；右线起终点里程为YSK3+385.985～YSK4+217.6814，长链0.280m，右线长831.9764），左右线全长1662.4588单线米，包含盾构区间隧道主体部分、联络通道兼泵房。 本区间呈东西走向，隧道出张巷站后沿梁溪路前行进入河埒口站，区间右线存在两处R=600m平面曲线。 区间纵断面为V字型节能坡，右线分别以2‰、24‰和4.98‰坡度下坡至区间隧道中间最低点，然后分别以20‰、2‰坡度上坡至张巷站。区间埋深9.67～16.04m。设一处联络通道兼废水泵房，中心里程为YSK4+882.454（ZSK4+877.756）。 盾构管片环外径 6.2m，内径 5.5m，壁厚0.35m，环宽1.2m，管片共计694环，混凝土强度等级C50，抗渗等级P10。 张巷站～河埒口站区间盾构隧道穿越土层全部是6-1粘土层，其主要特征：灰黄色，硬塑，含铁锰结核。切面有光泽，干强度及韧性高，无摇震反应。 本工程区间为盾构法施工，区间内无地表水，影响工程施工的地下水主要是潜水、微承压水及第Ⅰ 承压水。 道路两侧填土层有少量潜水，主要接受大气降水的入渗补给。勘察期间，潜水稳定水位埋深 1.00m，相应标高 2.45～2.60m，年变幅 2.0m左右。

地下建筑结构课程设计隧道盾构施工

目录 1 荷载计算-------------------------------------3 1.1 结构尺寸及地层示意图-----------------------3 1.2 隧道外围荷载标准值-------------------------3 1.2.1 自重--------------------------------3 1.2.2 均布竖向地层荷载----------------------4 1.2.3 水平地层均布荷载----------------------4 1.2.4 按三角形分布的水平地层压力--------------5 1.2.5 底部反力-----------------------------5 1.2.6 侧向地层抗力--------------------------5 1.2.7 荷载示意图----------------------------6 2 内力计算---------------------------------------6 3 标准管片配筋计算--------------------------------8 3.1 截面及内力确定-----------------------------8 3.2 环向钢筋计算--------------------------------8

3.3 环向弯矩平面承载力验算-----------------------11 4 抗浮验算-------------------------------------10 5 纵向接缝验算--------------------------------12 5.1 接缝强度计算------------------------------12 5.2 接缝张开验算------------------------------14 6 裂缝张开验算------------------------------15 7 环向接缝验算----------------------------16 8 管片局部抗压验算-----------------------------17 9 参考文献-------------------------------18 一.荷载计算 1.1结构尺寸及地层示意图