8.1 盾構(gòu)法隧道

8.1.1 盾構(gòu)法施工的隧道，宜采用鋼筋混凝土管片、復(fù)合管片等裝配式襯砌或現(xiàn)澆混凝土襯砌。襯砌管片應(yīng)采用防水混凝土制作。當(dāng)隧道處于侵蝕性介質(zhì)的地層時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的耐侵蝕混凝土或外涂耐侵蝕的外防水涂層的措施。當(dāng)處于嚴(yán)重腐蝕地層時(shí)，可同時(shí)采取耐侵蝕混凝土和外涂耐侵蝕的外防水涂層措施。
▼ 點(diǎn)擊展開條文說明
8.1.1 盾構(gòu)隧道開挖掘進(jìn)中用現(xiàn)澆混凝土成為隧道襯砌的方式雖然還存在，但國內(nèi)工程中極少使用，絕大部分都采用預(yù)制襯砌。 故規(guī)范取消了這方面的提法。
隨著對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的重視，管片混凝土采用耐侵蝕混凝土的技術(shù)已很成熟，因此，當(dāng)隧道處于侵蝕性介質(zhì)的地層時(shí)，首先應(yīng)考慮耐侵蝕混凝土措施；也可采用外防水涂層來抵御侵蝕性離子侵入的措施。對(duì)于嚴(yán)重腐蝕地層，兩項(xiàng)耐侵蝕措施一起采用更為可靠。
      8.1.2 不同防水等級(jí)盾構(gòu)隧道襯砌防水措施應(yīng)符合表8.1.2的要求。

 ▼ 點(diǎn)擊展開條文說明
8.1.2 根據(jù)多年來的工程實(shí)踐，對(duì)原規(guī)范“不同等級(jí)的盾構(gòu)隧道襯砌防水設(shè)防措施表”進(jìn)行了修改。修改內(nèi)容如下：
1 修改了外防水涂料的使用范圍。外防水涂料的品種，包括了水泥基滲透結(jié)晶型、硅氧烷類滲透型材料與環(huán)氧類封閉型材料。
不僅有防腐蝕作用，也能起到防滲作用，在工程實(shí)踐中都有使用，故均列入。在一級(jí)防水等級(jí)中，從加強(qiáng)耐久性著眼，即使非侵蝕地層也“宜選”，對(duì)混凝土有中等以上腐蝕的地層則“應(yīng)選”。在二、三級(jí)防水等級(jí)中，因并非隧道經(jīng)過的全部地段都有侵蝕性介質(zhì)，并且各地段埋深差異也可能很大，因而要求也不盡相同，故用“對(duì)混凝土有中等以上腐蝕的地層宜選”。
2 對(duì)防水等級(jí)二、三級(jí)的隧道工程，明確不要求采用全隧道嵌縫措施。局部區(qū)段也只是“宜”嵌縫。總之，反映了國內(nèi)外盾構(gòu)隧道弱化嵌縫防水的趨勢。
3 取消了混凝土內(nèi)襯的使用范圍。盾構(gòu)隧道設(shè)計(jì)與施工內(nèi)襯的做法，總體上在不斷減少。盾構(gòu)隧道如果施作內(nèi)襯，則主要根據(jù)使用功能的需要，設(shè)計(jì)全內(nèi)襯砌或局部內(nèi)襯，如輸水隧道為了減少輸水壁面阻力、大型公路隧道為路面以下空間的利用，盾構(gòu)隧道為加強(qiáng)防水能力：包括防止地下水滲入或輸水盾構(gòu)隧道內(nèi)水的流失而施作內(nèi)襯的。正因?yàn)槿绱耍捶浪燃?jí)來確定是否選擇內(nèi)襯就欠科學(xué)，故表8.1.2中刪去了這一項(xiàng)。
    8.1.3 鋼筋混凝土管片應(yīng)采用高精度鋼模制作，鋼模寬度及弧、弦長允許偏差宜為±0.4mm。
   鋼筋混凝土管片制作尺寸的允許偏差應(yīng)符合下列規(guī)定：
   1 寬度應(yīng)為±1mm；
   2 弧、弦長應(yīng)為±1mm；
   3 厚度應(yīng)為+3mm，-1mm
 ▼ 點(diǎn)擊展開條文說明
8.1.3 管片的精度直接影響拼裝后隧道襯砌接縫縫隙的防水。因此本條對(duì)鋼筋混凝土管片的制作鋼模及管片本身的尺寸誤差作了相應(yīng)規(guī)定，以保證管片拼裝后隧道襯砌接縫縫隙的防水性能。
   8.1.4 管片防水混凝土的抗?jié)B等級(jí)應(yīng)符合本規(guī)范表4.1.4的規(guī)定，且不得小于P8。管片應(yīng)進(jìn)行混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)或混凝土滲透系數(shù)的檢測，并宜進(jìn)行管片的單塊抗?jié)B檢漏。
 ▼ 點(diǎn)擊展開條文說明
8.1.4 管片防水混凝土抗?jié)B等級(jí)應(yīng)符合規(guī)范第4.1.4條的規(guī)定，且不得小于P8的理由是：
1 目前盾構(gòu)法隧道管片防水混凝土≥C30時(shí)，混凝土試塊的抗?jié)B等級(jí)都大于P8，通常達(dá)到P10。
2 國內(nèi)施工的盾構(gòu)隧道管片混凝土試塊抗?jié)B等級(jí)均大于P8。
3 根據(jù)國內(nèi)外地下工程對(duì)密封材料的抗水壓要求，有不少是按抗實(shí)際水壓力的3倍進(jìn)行設(shè)計(jì)，顯然管片抗?jié)B等級(jí)至少應(yīng)與接縫抗水壓能力相當(dāng)。
本條增加了對(duì)管片進(jìn)行Cl-擴(kuò)散系數(shù)或滲透系數(shù)檢測的規(guī)定，這是因?yàn)閷?duì)管片進(jìn)行Cl-擴(kuò)散系數(shù)或滲透系數(shù)檢測是判斷其耐久性的主要手段，尤其是對(duì)處于侵蝕性地層的隧道襯砌而言。
鑒于國內(nèi)對(duì)有關(guān)檢測的設(shè)備、方法(如檢測C1-擴(kuò)散系數(shù)的自然擴(kuò)散法、RCM法、NEL法以及電量法等等)要求不一，檢測標(biāo)準(zhǔn)尚無正式規(guī)定，因而條文中也不做具體規(guī)定(包括定量要求)。
 8.1.5 管片應(yīng)至少設(shè)置一道密封墊溝槽。接縫密封墊宜選擇具有合理構(gòu)造形式、良好彈性或遇水膨脹性、耐久性、耐水性的橡膠類材料，其外形應(yīng)與溝槽相匹配。彈性橡膠密封墊材料、遇水膨脹橡膠密封墊膠料的物理性能應(yīng)符合表8.1.5-1和表8.1.5-2的規(guī)定。
 ▼ 點(diǎn)擊展開條文說明
8.1.5 密封墊是襯砌防水的首要防線，應(yīng)對(duì)其技術(shù)性能指標(biāo)做出規(guī)定。由于目前密封墊的材質(zhì)以氯丁橡膠、三元乙丙橡膠為主，這里將彈性密封墊分為氯丁橡膠與三元乙丙橡膠。遇水膨脹橡膠應(yīng)用較多，技術(shù)也較為成熟，所以通過表8.1.5—1、8.1.5—2將這三種(包括以它們?yōu)橹鳌⑦m量加入其他橡膠為輔的混合膠)材料的部分性能作為檢驗(yàn)項(xiàng)目。所列性能指標(biāo)中的防霉、熱老化等性能檢測較繁雜，可列入形式檢驗(yàn)項(xiàng)目。遇水膨脹橡膠的技術(shù)性能指標(biāo)及測試方法，這里按國家規(guī)定列出。溶出物量是一項(xiàng)反映耐久性的重要指標(biāo)，它受試件斷面、浸泡時(shí)間、浸泡量、試件是否受約束等影響，故此指標(biāo)可作試驗(yàn)時(shí)比較，未作正式指標(biāo)列入。按規(guī)定，密封墊應(yīng)直接從成品切片制成試樣測試，由于遇水膨脹橡膠密封墊的斷面尺寸一般較小，難以由成品切片檢測，故宜從膠料制取試樣。
表中數(shù)據(jù)的制定參考了現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《高分子防水材料第3部分遇水膨脹橡膠》GB／T18173.3。
   8.1.6 管片接縫密封墊應(yīng)被完全壓入密封墊溝槽內(nèi)，密封墊溝槽的截面積應(yīng)大于或等于密封墊的截面積，其關(guān)系宜符合下式：
   A=（1～1.15）A₀     （8.1.6）
   式中 A——密封墊溝槽截面積
   A₀——密封墊截面積。
   管片接縫密封墊應(yīng)滿足在計(jì)算的接縫最大張開量和估算的錯(cuò)位量下、埋深水頭的2—3倍水壓下不滲漏的技術(shù)要求；重要工程中選用的接縫密封墊，應(yīng)進(jìn)行一字縫或十字縫水密性的試驗(yàn)檢測。
▼ 點(diǎn)擊展開條文說明
8.1.6 本條對(duì)文字的表述做了一些修改，以便表達(dá)得更明確。國外近年設(shè)計(jì)彈性橡膠密封墊時(shí)，對(duì)原規(guī)范公式(8.1.6)有所突破，即密封墊斷面中的孔有越來越多、呈蜂窩狀的趨勢。這時(shí)，規(guī)范公式(8.1.6)A＝(1—1.15)A。，其中的系數(shù)遠(yuǎn)大于“1～1.15"。 由于尚未成為主流，這次對(duì)此將“應(yīng)”改為“宜”，更為確切。
另外，需要補(bǔ)充的是：由于對(duì)深(淺)埋隧道要求的埋深水頭分別為實(shí)際埋深水頭的2倍和3倍，故設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)規(guī)定密封墊的技術(shù)要求，即它能適應(yīng)的最大接縫張開量、錯(cuò)位量和埋深水頭。而這些技術(shù)要求又應(yīng)通過目前已普遍確認(rèn)的模擬管片一字縫、十字縫水密性試驗(yàn)檢測驗(yàn)證。
         8.1.7 螺孔防水應(yīng)符合下列規(guī)定：
   1 管片肋腔的螺孔口應(yīng)設(shè)置錐形倒角的螺孔密封圈溝槽；
   2 螺孔密封圈的外形應(yīng)與溝槽相匹配，并應(yīng)有利于壓密止水或膨脹止水。在滿足止水的要求下，螺孔密封圈的斷面宜小。
   螺孔密封圈應(yīng)為合成橡膠或遇水膨脹橡膠制品，其技術(shù)指標(biāo)要求應(yīng)符合本規(guī)范表8.1.5—1和表8.1. 5—2的規(guī)定。
▼ 點(diǎn)擊展開條文說明
8.1.7 早期酌螺孔密封圈是直接設(shè)在環(huán)向縱面螺孔口的，目的是防水與防腐，曲于固定困難等問題，現(xiàn)幾乎不再使用。在管片肋腔螺孔口加工成錐形的溝槽較方便，也利于螺孔密封圈的固定與壓密，因而成為普遍的做法。
螺孔密封圈與溝槽相匹配的含義是它的外形與構(gòu)造最利于在、溝槽中壓密與固定，最利于防水。
螺孔密封圈雖也有石棉瀝青、塑料等制品，但最多的還是橡膠類制品(包括遇水膨脹橡膠)，故條文中加以突出。
       8.1.8 嵌縫防水應(yīng)符合下列規(guī)定：
   1 在管片內(nèi)側(cè)環(huán)縱向邊沿設(shè)置嵌縫槽，其深寬比不應(yīng)小于2.5，槽深宜為25～55mm，單面槽寬宜為5～10mm；嵌縫槽斷面構(gòu)造形狀應(yīng)符合圖8.1.8的規(guī)定。
   2 嵌縫材料應(yīng)有良好的不透水性、潮濕基面粘結(jié)性、耐久性、彈性和抗下墜性。
   3 應(yīng)根據(jù)隧道使用功能和本規(guī)范表8.1.2中的防水等級(jí)要求，確定嵌縫作業(yè)區(qū)的范圍與嵌填嵌縫槽的部位，并采取嵌縫堵水或引排水措施。
   4 嵌縫防水施工應(yīng)在盾構(gòu)千斤頂頂力影響范圍外進(jìn)行。同時(shí)，應(yīng)根據(jù)盾構(gòu)施工方法、隧道的穩(wěn)定性確定嵌縫作業(yè)開始的時(shí)間。
   5 嵌縫作業(yè)應(yīng)在接縫堵漏和無明顯滲水后進(jìn)行，嵌縫槽表面混凝土如有缺損，應(yīng)采用聚合物水泥砂漿或特種水泥修補(bǔ)，強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到或超過混凝土本體的強(qiáng)度。嵌縫材料嵌填時(shí)，應(yīng)先刷涂基層處理劑，嵌填應(yīng)密實(shí)、平整。
▼ 點(diǎn)擊展開條文說明
8.1.8 鑒于目前嵌縫槽的形式已趨于集中，可以歸結(jié)成圖8.1.8所示的幾類，并對(duì)槽的深、寬尺寸及其關(guān)系加以定量的規(guī)定。
與地面建筑、道路工程變形縫嵌縫槽不同，因隧道襯砌嵌縫材料在背水面防水，故嵌縫槽槽深應(yīng)大于槽寬，又由于盾構(gòu)隧道襯砌承受水壓較大，相對(duì)變形較小，因而嵌縫材料應(yīng)是：
1 中、高彈性模量類的防水密封材料，如聚硫、聚氨酯、改性環(huán)氧類材料，也可以是有限制膨脹措施下的遇水膨脹類膩?zhàn)踊蛎芊獠牧系任炊ㄐ皖惒牧稀?br/>2 特殊外形的預(yù)制密封件為主，輔以柔性密封材料或擴(kuò)張型材料構(gòu)成復(fù)合密封件。 根據(jù)我國常用的定型與不定型兩類材料特性以及施工的要求，參考德國STUVA、美國盾構(gòu)隧道接縫密封膏應(yīng)用指南及日本有關(guān)實(shí)踐，提出的嵌縫槽深寬比為>2.5。
3 之所以作出本條第3款的規(guī)定，是因?yàn)橐环矫娴撞壳犊p對(duì)避免隧道，尤其是鐵路隧道沉降是有一定功效的；整環(huán)嵌縫對(duì)水工隧道減少流動(dòng)阻力是有利的；頂部嵌縫對(duì)防止?jié)B漏影響公路隧道、地鐵隧道的運(yùn)營安全與防腐蝕是需要的；另一方面，隨著盾構(gòu)隧道防水技術(shù)的發(fā)展和隧道滲漏水量的減少，嵌縫在根本上不能防水、止水，只是起到疏引作用，故目前國內(nèi)外越來越少進(jìn)行管片整體嵌縫。目前的嵌縫更多的是起的堵水與引排水的功效。
         8.1.9 復(fù)合式襯砌的內(nèi)層襯砌混凝土澆筑前，應(yīng)將外層管片的滲漏水引排或封堵。采用塑料防水板等夾層防水層的復(fù)合式襯砌，應(yīng)根據(jù)隧道排水情況選用相應(yīng)的緩沖層和防水板材料，并應(yīng)按本規(guī)范第4.5和6.4節(jié)的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
▼ 點(diǎn)擊展開條文說明
8.1.9 復(fù)合式襯砌在盾構(gòu)隧道中也有使用，根據(jù)實(shí)際工程的做法增加了緩沖層、防水板的應(yīng)用等規(guī)定。
       8.1.10 管片外防水涂料宜采用環(huán)氧或改性環(huán)氧涂料等封閉型材料、水泥基滲透結(jié)晶型或硅氧烷類等滲透自愈型材料，并應(yīng)符合下列規(guī)定：
   1 耐化學(xué)腐蝕性、抗微生物侵蝕性、耐水性、耐磨性應(yīng)良好，且應(yīng)無毒或低毒；
   2 在管片外弧面混凝土裂縫寬度達(dá)到0.3mm時(shí)，應(yīng)仍能在最大埋深處水壓下不滲漏；
   3 應(yīng)具有防雜散電流的功能，體積電阻率應(yīng)高。
▼ 點(diǎn)擊展開條文說明
8.1.10 對(duì)有侵蝕性介質(zhì)的地層，或埋深顯著增加的地段等需要增強(qiáng)襯砌防腐蝕、防水能力時(shí)，需要采用外防水涂料。
上海地鐵一號(hào)線、新加坡地鐵線、香港地鐵二號(hào)線采用的分別是環(huán)氧—焦油氯磺化聚乙烯、環(huán)氧—聚氨酯、環(huán)氧—焦油、改性瀝青類，在埃及哈邁德哈姆迪水下公路隧道管片外背面也有類似材料采用，在委內(nèi)瑞拉加拉加斯地鐵以及國內(nèi)幾條地鐵新線將部分采用水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料。環(huán)氧類防腐蝕涂料封閉性好，水泥基滲透結(jié)晶型涂料、硅氧烷類涂料滲透性好，具有潮濕面施工的特性。兩類材料各有所長，均可選擇。
       8.1.11 豎井與隧道結(jié)合處，可用剛性接頭，但接縫宜采用柔性材料密封處理，并宜加固豎井洞圈周圍土體。在軟土地層距豎井結(jié)合處一定范圍內(nèi)的襯砌段，宜增設(shè)變形縫。變形縫環(huán)面應(yīng)貼設(shè)墊片，同時(shí)應(yīng)采用適應(yīng)變形量大的彈性密封墊。
▼ 點(diǎn)擊展開條文說明
8.1.11 為滿足環(huán)縫變形要求，變形縫環(huán)面上需設(shè)置墊片，因而變形縫密封墊的高度應(yīng)加厚。通常是在原密封墊表面用同樣材料的橡膠薄片，或遇水膨脹橡膠薄片疊合或復(fù)合，作為適應(yīng)變形量大的密封墊。
       8.1.12 盾構(gòu)隧道的連接通道及其與隧道接縫的防水應(yīng)符合下列規(guī)定：
   1 采用雙層襯砌的連接通道，內(nèi)襯應(yīng)采用防水混凝土。襯砌支護(hù)與內(nèi)襯間宜設(shè)塑料防水板與土工織物組成的夾層防水層，并宜配以分區(qū)注漿系統(tǒng)加強(qiáng)防水。
   2 當(dāng)采用內(nèi)防水層時(shí)，內(nèi)防水層宜為聚合物水泥砂漿等抗裂防滲材料。
   3 連接通道與盾構(gòu)隧道接頭應(yīng)選用緩膨脹型遇水膨脹類止水條(膠)、預(yù)留注漿管以及接頭密封材料。    
▼ 點(diǎn)擊展開條文說明
8.1.12 本條中新增了盾構(gòu)隧道的連接通道及其與隧道接縫防水的三項(xiàng)規(guī)定。這是由于地鐵盾構(gòu)隧道、公路盾構(gòu)隧道等盾構(gòu)隧道為安全逃生等多種需要往往設(shè)置連接通道，這方面的防水已成為盾構(gòu)隧道防水的重要組成部分。規(guī)定主要針對(duì)連接通道廣泛采用的礦山法施工，強(qiáng)調(diào)了復(fù)合式對(duì)砌夾層防水層，也點(diǎn)到了分區(qū)注漿系統(tǒng)。考慮到在承壓水地層施工風(fēng)險(xiǎn)大，不排除采用內(nèi)防水層。
另外，連接通道與盾構(gòu)隧道接頭是防水難點(diǎn)，提出了幾種較有效的防水材料設(shè)防。