DB42T2136-2023盾构法输水隧道现浇钢筋混凝土二次衬砌技术规程.docx
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1、ICS91.140.01CCSP 40DB42湖北省地方标准DB42/T 21362023盾构法输水隧道现浇钢筋混凝土二次衬砌技术规程Technical specification for cast-in-place reinforced concretesecondary lining of shield water-conveyance tunnel2023 - 11 - 29 发布2024 - 03 - 29 实施湖北省住房和城乡建设厅湖 北 省 市 场 监 督 管 理 局联合发布目次前言III引言IV1 范围12 规范性引用文件13 术语和定义24 基本规定35 材料3一般规定3混凝土
2、3钢筋4防水材料4防腐蚀材料56 设计5一般规定5荷载分类及组合5结构设计7防水设计9防腐蚀设计10抗冲磨设计107 施工11一般规定11施工准备11钢筋施工12模板施工13混凝土施工14预应力施工15防水施工15防腐蚀施工168 结构健康监测16一般规定16结构健康监测设计16结构健康监测施工及验收179 验收18一般规定18钢筋工程18模板工程18防水工程19预应力工程19混凝土工程20防腐蚀工程20功能性试验21条文说明23前言本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专
3、利的责任。本文件由湖北省住房和城乡建设厅提出并归口。本文件起草单位:中建三局基础设施建设投资有限公司、中建三局集团有限公司、武汉市政工程设计研究院有限责任公司、中铁第四勘察设计院集团有限公司、中国地质大学(武汉)、中建商品混凝土有限公司、湖北省标准化与质量研究院、武汉市水务工程质量安全监督站。本文件主要起草人:朱海军、戴小松、秦长金、贾瑞华、刘开扬、陈建斌、赵日煦、陈伟、吴立鹏、鲁罕、孙文昊、谭飞、叶亦盛、陈俊伟、张鹏、徐术坤、毛升、谯理格、邵璇、余南山、张利勇、万世辉、苏长毅、张天宝、赵胜阳、鲁文博、彭文韬、刘康宇。本文件实施应用中的疑问,可咨询湖北省住房和城乡建设厅,联系电话:027-68
4、873088,邮箱: 407483361。在执行过程中如有意见和建议请邮寄中建三局基础设施建设投资有限公司(地址: 武汉市东湖新技术开发区高新大道799号,邮编430075)。引言盾构法隧道设置现浇钢筋混凝土二次衬砌主要适用于输水隧道、穿江越湖公路隧道等结构受力复杂或耐久性要求高的隧道。盾构法输水隧道内设置现浇钢筋混凝土二次衬砌可以改善结构受力状态,提高工程耐久性,同时有利于介质传输。为满足输水隧道对于结构耐久、结构运行安全的需要,保证盾构法输水隧道现浇钢筋混凝土二次衬砌设计及施工的质量,保障后续安全、经济地运营,特制定本文件。本文件结合国内现阶段盾构法输水隧道现浇钢筋混凝土二次衬砌技术现状与
5、实践经验,对盾构法输水隧道现浇钢筋混凝土二次衬砌的材料、设计、施工、结构健康监测和验收作出了规定。盾构法输水隧道现浇钢筋混凝土二次衬砌技术规程1 范围本文件规定了盾构法输水隧道现浇钢筋混凝土二次衬砌的术语和定义、基本规定、材料、设计、施工、结构健康监测和验收。本文件适用于采用现浇钢筋混凝土二次衬砌的盾构法输水隧道。2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件, 仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 5224 预应力混凝土用钢绞线GB/T 14902 预拌混凝土GB/T
6、 18736 高强高性能混凝土用矿物外加剂GB/T 50046 工业建筑防腐蚀设计标准GB 50108 地下工程防水技术规范GB 50119 混凝土外加剂应用技术规范GB 50194 建设工程施工现场供用电安全规范GB 50204 混凝土结构工程施工质量验收规范GB 50208 地下防水工程质量验收规范GB 50212 建筑防腐蚀工程施工规范GB 50268 给水排水管道工程施工及验收规范GB 50446 盾构法隧道施工及验收规范GB/T 50476 混凝土结构耐久性设计规范GB 50666 混凝土结构工程施工规范GB 50911 城市轨道交通工程监测技术规范GB/T 51438 盾构隧道工程
7、设计标准GB 55001 工程结构通用规范GB 55030 建筑与市政工程防水通用规范JC/T 881 混凝土接缝用建筑密封胶JGJ/T 10 混凝土泵送施工技术规程JGJ 52 普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准JGJ 92 无粘结预应力混凝土结构技术规程JGJ/T 221 纤维混凝土应用技术规程JTG D60 公路桥涵设计通用规范SL/T 212 水工预应力锚固技术规范SL 279 水工隧洞设计规范GB 50010 混凝土结构设计规范SL 352 水工混凝土试验规程CECS 333 结构健康监测系统设计标准T/CECS 765 结构健康监测系统施工及验收标准3 术语和定义下列术语和定义适
8、用于本文件。输水隧道 water-conveyance tunnel用于传输或存储水体的隧道,包括给水隧道、排水隧道和蓄水隧道。按隧道承受的内水压不同可分为有压输水隧道和无压输水隧道。有压输水隧道 pressurized water-conveyance tunnel 洞内充满水流、洞壁周边均承受水压力作用的输水隧道。来源:SL 279-2016,2.1.2,有修改无压输水隧道 non-pressure water-conveyance tunnel洞内部分充水、水流具有自由表面的输水隧道。来源:SL 279-2016,2.1.3,有修改现浇钢筋混凝土二次衬砌 cast-in-place re
9、inforced concrete secondary lining在管片衬砌内部设置的第二层衬砌结构,包含在现场浇筑的钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土结构。叠合式双层衬砌结构 superimposed double layer lining structure二次衬砌直接浇筑到管片衬砌内部,二次衬砌形成后与管片衬砌形成叠合式结构,并以此实现双层衬砌共同分担其后作用的外部水土压力、内水压力等荷载,二次衬砌与管片衬砌之间可以传递轴力、剪力和弯矩。复合式双层衬砌结构 combined double layer lining structure由管片衬砌、界面结构、二次衬砌形成复合式结构,共同分担其后作
10、用的外部水土压力、内水压力等荷载,界面结构为传力垫层,二次衬砌与管片衬砌之间可以传递轴力和弯矩,不能传递剪力。抗冲磨 abrasion resistant指抵抗水流对二次衬砌混凝土面的冲刷、磨损和空蚀破坏。模筑法 moulding method指立拱架支模板或利用模板台车修筑钢筋混凝土二次衬砌的一种方法。螺栓手孔 bolt handhole指管片结构上用于螺栓安装的预留孔。结构健康监测 structural health monitoring利用现场的、无损的、实时的方式采集结构的输入与输出信息,分析结构性能的波动、劣化或损伤特征,并为管理和养护提供决策支持的技术。来源:T/CECS 765-
11、2020,2.0.14 基本规定二次衬砌的材料、设计、施工和验收,应综合考虑工程用途、工程地质与水文地质条件、工程特点、材料性能、施工条件、工期要求和工程造价等因素,做到安全可靠、技术先进、经济合理和绿色环保。二次衬砌的设计与施工应综合考虑服役环境、水质条件、使用年限等因素,施工宜采用机械化配套模筑法施工。二次衬砌有结构健康监测要求时,应在设计阶段提出结构健康监测技术要求,相关设施宜与二次衬砌同期实施。二次衬砌施工使用的材料、产品和设备,应符合国家现行有关标准、设计文件和施工方案的规定。二次衬砌施工应建立全面的施工管理体系,包括质量控制和检验制度,安全、劳动保护和环境保护措施。 二次衬砌工程的
12、材料、设计、施工、结构健康监测及验收除应符合本规程外,尚应符合国家现行有关标准的规定。5 材料 一般规定5.1.1 二次衬砌原材料、半成品和成品运至现场后,应按相关标准进行检验、验收。5.1.2 二次衬砌材料应满足服役环境中相关耐久性要求,混凝土耐久性要求应根据结构设计使用年限进行确定。 混凝土5.2.1 二次衬砌混凝土性能应满足以下要求:a) 混凝土应通过配合比优化设计试验,选择抗冲磨性、和易性、体积稳定性、耐久性和经济性较优的配合比,参与受力的二次衬砌混凝土强度等级不应低于 C35,预应力二次衬砌混凝土强度等级不宜低于 C40,混凝土水胶比宜小于 0.42;b) 混凝土应具有良好的耐久性能
13、,电通量值应小于 1000C,抗冻等级不应低于 F300;c) 混凝土应采用防水混凝土,抗渗等级不应低于 P8,当结构有耐腐蚀要求时,应采用相应的耐腐蚀混凝土;d) 混凝土应具有良好的抗裂性能,宜采用补偿收缩混凝土,采用补偿收缩混凝土时按照 GB 50119中补偿收缩混凝土的限制膨胀率测定方法测得 28 d 限制膨胀率应大于 0.015%;e) 当二次衬砌厚度不大于 300 mm 时,宜采用自密实混凝土,采用自密实混凝土时应符合 JGJ/T 283 的规定,混凝土坍落扩展度性能等级不宜低于 SF2,间隙通过性等级不宜低于 PA2,抗离析性等级不宜低于 SR2;f) 当二次衬砌厚度不大于 200
14、 mm 时,可加入纤维抵抗结构收缩和开裂,采用纤维混凝土时应符合 JGJ/T 221 的规定,纤维宜选用无机纤维类;g) 预应力筋的锚头应采用无收缩细石混凝土或水泥基聚合物砂浆封端。5.2.2 用于配制二次衬砌混凝土的原材料除应符合 GB 50204 的规定外,还应符合下列要求:a) 应选用强度等级为 42.5 以上的普通硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥或硅酸盐水泥;b) 应选用符合 JGJ 52 中规定的中粗砂,采用天然砂时含泥量应不大于 3.0%,泥块含量应不大于1.0%;c) 应选用符合 JGJ 52 中规定级配良好的天然或人工碎石,最大公称粒径不宜大于 25 mm,采用自密实混凝土、纤维混凝
15、土时,最大公称粒径不宜大于 20 mm;含泥量应不大于 1.0%,泥块含量应不大于 0.5%;d) 应掺用高效减水剂,宜优先选用低收缩的高效减水剂,有抗冻要求的应论证加入引气剂的必要性;e) 应掺用、级粉煤灰,硅灰,磨细矿渣粉等活性掺和料;C50 及以上混凝土应选用级粉煤灰,S95、S105 级矿粉,掺合料用量应通过优化试验确定,其品质应符合 GB/T 18736 的规定;f) 混凝土所用的骨料在使用前,宜采用浸水、洒水或加压预湿等措施进行预湿处理;g) 原材料应通过试验优选确定,选择性能稳定、生产厂家相对固定的产品。原材料变动时,应进行适应性试验。5.2.3 二次衬砌混凝土拌合应符合以下规定
16、:b) 混凝土搅拌时间较普通混凝土的搅拌时间应延长 30 s 以上;c) 原材料的计量应按质量计,计量允许偏差应符合表 1 的规定。表1 原材料计量允许偏差单位为%钢筋5.3.1 二次衬砌受力钢筋应采用 HRB400 级及以上钢筋,钢筋强度标准值应具有不小于 95%的保证率。5.3.2 二次衬砌设计为预应力结构时,预应力钢筋应采用钢绞线,制作无粘结预应力筋宜选用高强度低松弛预应力钢绞线,其性能应符合 GB/T 5224 的规定。防水材料5.4.1 复合式双层衬砌外衬管片与二次衬砌之间防水层应符合以下规定:a) 选用的土工布缓冲层材料应有良好的导水性、化学稳定性及耐久性,单位面积质量不宜小于30
17、0 g/m2;a) 混凝土应采用集中搅拌方式生产,生产过程应符合 GB/T 14902 的要求;序号原材料品种胶凝材料骨料水外加剂掺合料1每盘计量允许偏差231122累计计量允许偏差12111注1:现场搅拌时原材料计量允许偏差应满足每盘计量允许偏差要求;注2:累计计量允许偏差是指每一运输车中各盘混凝土的每种材料计量称的偏差。该项指标仅适用于采用计算机控制计量的搅拌站。b) 防水板应选用高分子防水板,可选用聚氯乙烯(PVC)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯-共聚物沥青(ECB)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯类(LDPE)或其他性能相近的防水板。5.4.2 二次衬砌内表面采用防水涂
18、料时,应符合以下规定:a) 防水涂料应具有良好的耐水性、耐久性、耐腐蚀性及耐菌性,且无毒、难燃、低污染;b) 无机防水涂料应具有良好的潮湿基面粘结性、耐磨性;c) 有机防水涂料应具有较好的延伸性及较大适应基层变形能力。5.4.3 二次衬砌接缝防水材料应符合以下规定:a) 橡胶止水带和钢边橡胶止水带不得采用再生橡胶,塑料止水带不得采用再生塑料;b) 对于高内水压、预计变形大的地段,施工缝、变形缝施工宜选用钢边橡胶止水带;c) 中埋式止水带应优先选用橡胶止水带或钢边橡胶止水带,遇有腐蚀性介质时宜选用氯丁橡胶止水带,橡胶止水带的防霉等级不应小于 2 级;d) 中埋式止水带的宽度应视内水压力大小、混凝
19、土结构厚度等确定,宜控制在 300 mm350 mm;e) 嵌缝材料应选用符合 JC/T 881 要求的聚硫或聚氨酯类建筑密封胶。防腐蚀材料5.5.1 二次衬砌内表面设置防腐材料时,材料基本技术指标应符合 GB 50212 的规定。5.5.2 防腐蚀材料采用涂料时,涂料品种的选用、层数、厚度等应符合设计规定,可采用环氧类涂料、聚氨酯类涂料、丙烯酸树脂类涂料等。6 设计 一般规定6.1.1 盾构法输水隧道二次衬砌设计前应针对水文与地质条件、输水水质条件、与交叉建(构)筑物相互影响及施工条件进行调查分析。6.1.2 新建盾构法输水隧道二次衬砌设计应与外衬管片统一考虑,协同设计,且应设计为全环闭合式
20、。6.1.3 二次衬砌结构应进行结构、防水、防腐蚀及抗冲磨设计。当二次衬砌用于防蚀、校正中心线偏离等时,可不进行结构计算。6.1.4 二次衬砌材料选型及构造应有利于减轻内部水流的腐蚀与冲磨作用,且便于施工质量控制和使用阶段的检查维护。6.1.5 二次衬砌结构的防腐蚀及抗冲磨设计应满足以下要求:a) 应根据不同隧道区段的体形特征与内水流速、流量、水流特性等因素进行设计;b) 当二次衬砌结构受内部水流多重腐蚀、冲磨因素共同作用时,设计应分别满足每种腐蚀或冲磨 单独作用下的耐久性要求,并应综合考虑多重腐蚀、冲磨共同作用及不同防护措施的相互影响。6.1.6 二次衬砌结构的安全等级、设计使用年限等,应符
21、合 GB 55001 的有关规定。6.1.7 二次衬砌结构混凝土耐久性设计应符合 GB/T 50476 的有关规定。 荷载分类及组合6.2.1 二次衬砌与外衬管片协同设计二次衬砌与外衬管片协同设计时,荷载应按表2进行分类。表2 盾构法输水隧道荷载分类序号荷载分类荷载名称1永久荷载结构自重2地层压力3隧道上部和破坏棱体范围的设施及建筑物压力4外水压力5界面水压力6内水压力7预应力8地层抗力9可变荷载地面车辆荷载10施工荷载11水锤压力12冻胀力、膨胀力等13偶然荷载地震作用14沉船、锚击6.2.2 结构自重结构自重应按结构实际重量计算。6.2.3 地层压力地层压力计算应满足以下要求:a) 垂直压
22、力计算:1) 岩石地层按 SL 279 的规定计算;2) 土质地层,当覆土厚度2D(D 为盾构隧道开挖外轮廓直径)时,按全土柱计算;当覆土厚度2D 时,按卸载拱效应下的全土柱计算。b) 侧向压力按静止侧压力计算。岩层、砂性土地层宜采用水土分算,黏性土地层宜采用水土合算。6.2.4 隧道上部和破坏棱体范围的设施及建筑物压力当隧道上部有既有和已批准待建的建筑物时,应根据结构物与隧道的相互关系确定荷载取值;当隧道覆土厚度足以形成卸载拱时,可按卸载拱理论考虑其作用力。6.2.5 外水压力外水压力应按最高、最低水位分别计算。当外水压力按水土合算时,外部水压力与土压力应合算为水平地层压力,不单独计算。6.
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