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上海城市轨道交通工程建设标准

地铁隧道工程盾构施工技术规程

STB/DQ-010001-2007 上海申通地铁集团有限公司 上海申通轨道交通研究咨询有限公司

2007年 上海

1、 总则

1.0.1 为加强上海市地铁工程区间隧道盾构掘进施工技术管理，保证施工质量和安全，满足技术先进、安全可靠、经济合理的要求，特制定本规程； 1.0.2 本规程适用于上海地区地铁工程采用单圆土压平衡盾构掘进、预制管片拼装的区间隧道施工；

1.0.3 地铁区间隧道的承包合同和施工组织设计、监理合同和工作大纲中应严格执行本规程的规定；

1.0.4 地铁工程盾构法隧道施工质量的验收应按《市政工程施工质量验收规范》（DG/TJ08-236-2006）执行；

1.0.5 地铁工程盾构法隧道施工除执行本规范外，尚应同时满足国家地方相关技术规范标准、规范的规定。

2、 盾构施工准备

2.1 一般规定

2.1.1 在地铁区间隧道施工前，应具备下列资料： 1) 工程地质和水文地质勘察报告；

2) 施工沿线的环境、构筑物、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) 工程施工合同文件、分包合同文件、监理合同文件； 5) 隧道工程施工组织设计和风险应急救援预案。

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，应建立完整的施工测量和监控量测系统，以控制隧道和地层变形；

2.1.4 盾构工作竖井设置时，应满足盾构相关作业的要求； 2.1.5 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组装、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；

7) 洞口前土体加固改良情况检查验收。 2.2 前期调查

2.2.1 工程地质及水文地质调查

工程勘察除应符合有关规定外，还应满足下列特殊要求：

1） 工程勘察的勘探孔位置，应离隧道外3m为宜。勘探孔勘探后应做好回填封孔工作；所有勘探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） 对于地层变化下、地质较稳定的地段，勘探孔间距宜为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，其勘探孔间距不宜大于25m；

3） 对盾构进出洞和联络通道处应作控制勘探孔；

4） 提供地下水位的变化、渗透系数、地下水的化学成分等资料； 5） 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；

6） 必要时应提供土的基床系数等参数。 2.2.2 地表地貌及建（构）筑物调查

隧道施工前应对地表、地貌及地面建（构）筑物进行现场踏勘和调查研究，调查道路和交通流量、地面建筑物及文物等，调查范围视具体工程情况而定，必要时可对施工影响范围内的重要建（构）筑物进行详细调查和鉴定。 2.2.3 地下管线和地下构筑物调查

隧道施工前应对地下管线和地下构筑物进行调查研究，调查地下障碍物、地下构筑及地下管线等，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。2.2.4 环境保护调查

隧道施工前应对工程环境保护的内容和方法进行调查研究，调查范围视具体工程情况而定。

2.3 技术准备

2.3.1 盾构掘进施工前必须根据地质、工况、环境条件等编制施工组织设计和风险应急救援预案；

2.3.2 根据工程及盾构性能特点，对施工作业人员进行上岗前的技术培训和技术考核；

2.3.3 盾构法隧道施工前应进行技术交底； 2.3.4 特殊地段的施工方案准备；

2.3.5 按工程特点、环境条件和调查现状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。 2.4 设备、设施准备

2.4.1 盾构及配套设施的选型及配置

1) 盾构选型应根据隧道外径、衬砌结构形式、埋深、地质条件、沿线环境条件等，经综合比较分析后决定；选择盾构形式应满足开挖面稳定和控制沉降等要求。

2) 盾构机械设备应在符合资质要求的工厂制造；整机制造完成后应经总装调试合格方可出厂，并应提供盾构成品质量保证书；

3) 根据盾构掘进方法及隧道施工中各项工艺的特点，在地面设置必要的辅助设施；

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4) 应设置符合盾尾同步注浆施工要求的拌浆站，同时符合环境保护要求；

5) 选择合理的水平及垂直运输设备，须具有质保和安全证书； 6) 供电设备应满足盾构掘进施工的要求。 2.4.2 盾构始发/接收设施的准备

1) 始发井内盾构基座应满足盾构组装，试运转及始发要求；

2) 接收井内的基座应保证安全接收盾构，并能进行盾构检修、解体的作业或整体位移；

3) 设置盾构始发反力支撑系统，满足强度刚度要求； 4) 洞口设置满足盾构始发和接收要求的洞圈密封装置。 2.5 作业准备 2.5.1 工作竖井施工

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；

2) 始发井的平面内净尺寸应满足盾构安装和始发推进的要求； 3) 接收井的平面内净尺寸应满足盾构接收、解体或整体位移的要求； 4) 始发、接收井的进出洞洞口底标高应高于井底板0.65m；井的宽度应大于11m（盾构直径+1.5m×2）。

工作井预留洞口直径应满足盾构始发和接收的要求。 2.5.2 工作竖井洞门外土体加固和洞圈密封

盾构始发和接收时，应试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。 2.5.3 土压平衡盾构施工准备

1) 场地布置：根据工程规模、现场条件、周边环境和使用的盾构机的数量等对现场进行规划和布置，合理规划满足工程施工所需的垂直和水平运输系统，并依此布置管片堆放场地、碴土存放场地、拌浆站及材料设备堆放场地等； 2) 弃碴土的方法：刀盘切削下来的碴土通过螺旋输送机和皮带机排放至运输土箱内，然后通过洞内水平运输和竖井或车站端头井垂直运输的方式运送至地面的碴土储存坑内。

3、 盾构进出洞段地基处理

3.1 进出洞段地基处理工法选择

根据洞门的结构和拆除方法、尺寸和埋深，并考虑地形地貌、水文地质条件、环境要求和对地下管线与地面建筑物的影响因素，选用合理、安全的地基加固处理工法（如旋喷桩、搅拌桩、SMW桩、冻结法、降水法等）和加固范围。当洞口处于砂性土或有承压水地层时，应考虑降水、堵漏等防止涌砂措施。 3.2 加固钻孔偏差控制

3.2.1 必须对加固的钻孔布置进行符合，确保桩体相互搭接，钻孔位置无地下管线后才能开钻。旋喷桩和搅拌桩桩位偏差40mm，垂直度偏差小于1%。 3.3 地基加固检验应具备下列资料 1) 地基加固方案及相关部门批复 2) 原材料质保书及检测报告

3) 施工记录 加固强度检测报告

3.4 进出洞段地基加固质量要求

3.4.1 浆液的配比必须符合规范要求；

3.4.2 所用原材料必须符合设计或施工规范要求和国家建筑材料现行规范规定；

3.4.3 地基加固强度、抗渗指标必须经现场取样试验确定，并满足设计或施工规范要求。（抽查检查、取芯试验、静力测探、试块强度检测或测孔温）

4、 盾构掘进机组装验收

4.1 盾构掘进前的准备工作

4.1.1 盾构掘进所需的机电设备及风水管线准备就绪； 4.1.2 盾构掘进施工运输系统准备就绪；

4.1.3 参与施工的相关人员经相应的培训，取得上岗资格。 4.2 盾构组装前的准备工作

4.2.1 根据盾构部件情况、现场场地条件，制定盾构组装技术方案； 4.2.2 根据最大部件尺寸、最重部件规格和现场施工条件选择盾构吊装设备，应对地下管线、周围环境、交通做好防护工作。 4.3 盾构安装作业

4.3.1 盾构大件吊装作业应按相关作业安全操作规程及盾构制造商的组装技术要求进行；必须由具有资质的专业队伍负责起重和组装，并设专人指挥； 4.3.2 做好施工现场的消防工作，应配备一定数量的消防设备，现场明火、电焊作业时，必有有专人进行监护。 4.4 盾构验收

4.4.1 盾构组装完成后，必须进行各系统的空载调试，在空载调试正常的基础上后进行整机空载和负载调试； 4.4.2 盾构机组装完成后，应按设计的主要功能及使用要求提出验收大纲，按照验收大纲分系统逐项进行验收；

4.4.3 盾构主机应满足下列要求： 1) 外径应符合设计要求； 2) 长度应符合设计要求；

3) 盾壳外形应符合设计制作精度控制要求；

4) 在盾构推进千斤顶活动范围内，盾尾内表面平整，无突出焊缝，盾尾失圆度在允许的范围内。

4.4.4 切削刀盘应符合下列要求：

1) 所有连接用的高强度螺栓应按盾构生产厂要求配置，均应用扭力扳手检查，达到设计扭矩值；

2) 切削刀盘空载运行各档正向、反向各15min，各减速机及传运部分无异常响声，液压工作压力≤8Mpa；

3) 主轴承密封圈的油脂泵的功能控制、油脂流量的控制（包括旋转接头）。刀盘驱动注油压力测试；

4) 切削刀装配应牢固，不得出现松动，刀具硬质合金焊接可靠坚固，且不

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得有裂缝；

5) 如刀具采用螺栓连接时，应对螺栓的紧固质量进行抽检，螺栓孔内不得有油污，螺栓拧入扭矩应达到设计扭矩。 4.4.5 拼装机应符合下列要求：

1) 空载试车时，各运行件的行程、回转角度、提升距离、平移距离、调节距离、应符合设计要求，各系统的工作压力满足设计要求；

2) 负载试车时，拼装机作回转、平移、提升、调节等动作、运动平稳，各滚轮、挡轮安装定位准确，经调整后针轮盘体径向跳动不大于2mm，拼装机中心轴线与盾构轴线不平行度不大于5/1000。各系统的工作压力正常。 4.4.6 螺旋输送机应符合下列要求：

1) 螺旋输送机驱动部分运转平稳，不应有卡死、异常声响，应按最大传送速度和最大转动速度正反向各旋转10min，液压工作压力应小于设计值； 2) 手动调节比例阀，螺旋输送机的转速应有明显的变化；

3) 螺旋输送机伸缩油缸、前后仓门及相关传感器灵敏度应符合设计要求。 4.4.7 皮带输送机应符合下列要求： 1) 空载试车时，不得有皮带跑偏现象；

2) 负载试车时，运转平稳，无振动和异常声响，全部托辊和滚筒均运转灵活，轴承温度应低于60℃。

4.4.8 完成盾构姿态及显示仪器、设备与常规测量进行数据互校和调整。

5、 盾构始发和隧道施工运输

5.1 盾构始发

5.1.1 盾构始发前，应安设盾构施工的反力架，并对盾构始发前的姿态作复核、检查；

拆除洞口围护结构。

5.1.2 盾构始发时必须做好盾构的防扭措施和基座两侧的加固工作，防止盾构的旋转；

5.1.3 第一环管片定位时，管片环面应与线路轴线垂直；

5.1.4 盾构在基座上向前推进时，宜通过控制推进油缸行程等措施使盾构沿基座向前推进；

5.1.5 在始发阶段应注意推力、扭矩的控制，注意各部位油脂的使用情况；

5.1.6 在盾构始发掘进100环过程中，必须进行地表沉降监测，必要时增加土体变形和土压监测，并对监测资料及时反馈分析，不断调整和优化盾构掘进施工参数，应达到地面沉降控制及衬砌拼装精度要求。 5.2 隧道施工运输

5.2.1 盾构隧道施工运输应根据盾构的掘进速度、隧道程度，选择运输方式、运输机械及其配套设施。当采用轨道运输时，水平及垂直运输的转换应符合安全、方便迅速的原则；

5.2.2 水平运输宜采用轨道运输。水平运输的轨道应保持平稳、顺直、固定牢固，轨距误差应符合有关规定；

5.2.3 长距离掘进时，应在合理位置设置会车道或转辙装置；

5.2.4 牵引设备的牵引能力应满足隧道最大纵坡及牵引系数的要求； 5.2.5 车辆配置应满足出碴、进料及掘进进度的要求； 5.2.6 垂直运输方式应根据竖井深度、盾构施工速度等因素综合考虑。提升设备的提升能力应满足出碴、进料的需要；

5.2.7 垂直运输可根据安全需要采用稳定防护设施。垂直运输通道上下不得有妨碍运输畅通的障碍物。

6、 盾构掘进施工

6.1 土压平衡盾构的掘进操作工艺

6.1.1 施工前，必须根据隧道地质状况、埋深、地表环境、盾构姿态、施工监测结果制定当班盾构掘进施工指令；

6.1.2 施工中必须严格按照盾构设备操作规程、安全操作规程以及当班的掘进指令控制盾构掘进参数与盾构姿态；

6.1.3 施工中应设专人按规定进行监控量测，并及时反馈，指导施工； 6.1.4 盾构施工过程中应经常进行盾构姿态人工复核测量； 6.1.5 施工过程中，应合理控制盾构姿态，及时纠偏；

6.1.6 施工中做好碴土改良工作，确保碴土的流动性和止水性。 6.2 千斤顶编组

合理利用千斤顶顶力值和千斤顶编组，开启只数尽量多。 6.3 盾构自转控制

为减少盾构推进及管片拼装施工时，由于盾构自转所产生的倾斜，应控制盾构的自转。一般控制在±3°以内。 6.4 盾构纠偏

当盾构轴线偏离设计位置时，必须进行纠偏。

6.4.1 盾构纵坡最大纠偏量可按下式求得：

i+（i盾-i衬）≤[i]

式中 i —盾构与管片相对坡度； i盾 —盾构推进后实际纵坡； i衬 —已成隧道管片纵坡；

[i] —允许坡度差值（一般小于0.5%）。 6.4.2 盾构平面最大纠偏量可按下式求得：

△L＜S×tanα

式中α —盾构与衬砌允许的水平夹角（一般为tanα≤0.5%）； S —两腰对称的千斤顶的中心距（mm）；

△L —两腰对称的千斤顶伸出长度的允许差值（mm）。

6.4.3 盾构纠偏不得损坏已安装的管片，并保证新一环管片的顺利拼装；

6.4.4 盾构纠偏应防止盾尾漏浆而增大地面变形；

6.4.5 盾构推进坡度与隧道设计轴线的偏角应小于0.3%。 6.5 盾构施工监控

6.5.1 加强施工监测，随时调整推进参数，不断完善施工工艺，控制施工后地表最大变形量，控制盾构、管片、设计轴线三者之间的偏差；

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