T／CECS 610-2019  盾构法输水隧道结构设计规程(完整正版扫描、清晰无水印)

根据结构设计和施工需要而采取的分割内衬混凝土的结构 形式。

2.1.12界面水压力interfacewaterpressure

复合式双层衬砌结构和分离式双层衬砌结构中，当渗漏 入界面槽钢标准，在外衬内壁面和内衬外壁面产生的水压力。

地层约束衬砌变形而产生的土

2. 1.14温度效应

emperatureeffed

叠合式双层衬砌结构中的内衬结构，受外衬结构约束而产生 的温差应力。

2.1.15环锚预应力

2.1.15环锚预应力

2.1.17荷载结构模型

将衬砌作为承受荷载的结构，考虑地层抗力作用，采用结构 力学方法计算衬砌结构内力，并进行结构截面设计的结构计算 模型。

将衬砌和地层视为整体共同受力结构，按变形协调条件，分

算衬砌与地层应力分布的结构计算模型。 19抗震设防性能 seismicprecautionaryperformance 隧道抗震设防性能设计时，对隧道震后的损坏状况及其可继 用功能的受影响程度提出的要求

别计算衬砌与地层应力分布的结构计算模型

隧道抗震设防性能设计时，对隧道震后的损坏状况及其可继 续使用功能的受影响程度提出的要求

2.2.1作用和作用效应

f 混凝土轴心抗压强度设计值； 9 计算点处的内摩擦角； ? 隧道外围地层有效内摩擦角标准值的加权平均值： Y 水的重度。

2. 2. 4 计算系数

Yo 重要性系数； α1 矩形应力图的应力值系数； β1 受压区高度调整系数； Y 浮力作用分项系数。

3.1.1盾构法输水隧道线路布置应结合沿线地形、地质、水又 水力、施工、运营等因素综合确定。 3.1.2工程设计应根据输水工艺要求，结合工程沿线的建设 牛，通过技术经济、功能要求、环境影响和社会效益的综合 价，选择衬砌结构形式。

3.1.2工程设计应根据输水工艺要求，结合工程沿线的建设条

3.1.3盾构法输水隧道采用有压输水时，应根据地形与地质条

3.1.3盾构法输水隧道采用有压输水时，应根据地形与地质 牛、输水压力、衬砌糙率、与交叉建（构）筑物相互影响，以 施工条件等对单层衬砌结构和双层衬砌结构进行综合比选

3.1.4盾构法输水隧道采用无压输水时，宜采用单层衬砌结机

水面以上净空应符合现行行业标准《水工隧洞设计规范》SL2 的有关规定。

3.1.5盾构输水隧道边坡式进出水口或岸塔式进出水口宜选

自然边坡稳定、岩土坚硬的位置，或结合盾构机始发或到达采用 竖井式进出水口；进出水口布置和设计应符合现行行业标准《水 利水电工程进水口设计规范》SL285有关规定

3.1.7盾构输水隧道应采用极限状态设计方法，以分项系数的 设计表达式按照承载能力极限状态、正常使用极限状态，对施 工、运行和检修各阶段进行结构计算和验算。

3.1.8隧道结构的安全等级、设计使用年限等，应符合

3.1.8隧道结构的安全等级、设计使用年限等，应符合现行国 家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153的有关规定。 水利水电工程设计使用年限应符合现行行业标准《水利水电工程 合理使用年限及耐久性设计规范》SL654的有关规定，工程等

、水工建筑物的级别应符合现行行业标准《水利水电工程等级 分及洪水标准》SL252的有关规定。隧道衬砌结构内部中名 构件的安全等级，应与主体结构相同

承载能力极限状态设计计算

3.2.1承载能力极限状态设计应包括下列内容： 1 衬砌和相关结构构件极限承载能力计算； 2有抗震设防要求时，应进行抗震承载能力计算： 3抗浮、抗滑动、抗倾覆验算 3.2.2承载能力极限状态设计时，应按下式计算：

中： 结构重要性系数，安全等级为一级的结构构件不应 小于1.1，安全等级为二级的结构构件不应小于 1.0，安全等级为三级的结构构件不应小于0.9； Sd一荷载效应组合设计值； R一一承载能力极限状态下结构或结构构件抗力设计值

S.一荷载效应组合设计值； R一一承载能力极限状态下结构或结构构件抗力设计值。 3.2.3钢筋混凝土结构构件承载能力极限状态的荷载效应组合 应按下式计算：

Sa = c,Sc,+Q,YL,,SQ,+2S

式中：Sd一 荷载效应组合设计值； SG,k、YG, 按荷载标准值计算的第i个永久荷载效应及其荷载 分项系数； SQ;k、YQ, 按荷载标准值计算的第i个可变荷载效应及其荷载 分项系数； c; 第i个可变荷载Q：的组合值系数； S2、Y2 按荷载标准值计算的1个偶然荷载效应及其荷载分 项系数：

YL 第i个可变荷载考虑设计使用年限的调整系数。结 构设计使用年限为50年取1.0，100年取1.1。 m、n 分别为参与荷载组合的永久荷载个数和可变荷载 个数。 上述YG，、YQ，、Y2分项系数按本规程附录B的规定采用。 一

个数。 上述G，、YQ，、Y2分项系数按本规程附录B的规定采用。 3.2.4钢筋混凝土结构构件承载能力极限状态的结构或结构构 件抗力设计值R应按下式计算：

3.2.4钢筋混凝土结构构件承载能力极限状态的结构或结构构

R= R(fe, fs,ak,...)/YRd

f、f 在基本荷载效应组合和可变荷载效应组合中， 分别为混凝土、钢筋的强度设计值；在偶然荷 载效应组合中，需将设计值f。、f，对应地改为 标准值：fck、fyk（或fpyk）； ak一 儿何参数标准值； YRd一 结构构件的抗力模型不定性系数。静力设计取 1.0，对于抗力不确定性较大的结构构件，应根 据具体情况取天于1.0的数值；对于抗震设计， 应采用承载能力抗震调整系数YRE替代YRd， 取 0.85。

3.3.11 正常使用极限状态验算应满足下式要求：

3正常使用极限状态设计验算

式中：Sd 正常使用极限状态标准荷载组合的效应设计值； C一一结构构件达到正常使用要求所规定的变形、裂缝宽 度等的限值。 3.3.2钢筋混凝土结构构件正常使用极限状态的荷载效应组合 设计值应由永久荷载效应和可变荷载效应组成，并应符合下列

准永久组合的荷载效应应按下式计算：

a=≥ Sc,+S,+2,SQ,

Sa = Sc,+,SQ,

3.3.3钢筋混凝土结构构件的最大裂缝宽度可按标准组合或准 永久组合并考虑长期作用影响的效应计算，预应力混凝土结构构 牛的最大裂缝宽度可按荷载标准组合并考虑长期作用影响的效应 计算，构件的最大裂缝宽度不应超过表3.3.3规定的最大裂缝宽 度限值。

3结构构件的裂缝控制等级及最大

注：表中环境类别和裂缝控制等级参照现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定确定，

3.3.4采用荷载标准组合设计的输水隧道衬砌，各工作阶段衬 彻直径变形量不应大于5%隧道衬砌外径，管片接缝最大张开控 制值不宜大于6mm。

3.4.1隧道结构混凝土耐久性设计应遵守下列原则：

1根据所处的环境类别、环境作用等级，应采用基于耐久 性所需的混凝土原材料、混凝土配合比、混凝土耐久性参数等 指标； 2结构布置、结构构造，应满足使用过程中安全运行、检 修、维护的要求；

3提出对混凝土施工过程的质量控制要求。

3提出对混凝土施工过程的质量控制要求。 3.4.2隧道结构混凝土耐久性设计应符合现行国家标准《混凝 土结构耐久性设计规范》GB/T50476的有关规定，水利水电工 程耐久性设计应符合现行行业标准《水利水电工程合理使用年限 及耐久性设计规范》SL654的有关规定。

3.4.3防水材料特性应符

4.4防水混凝土的设计抗渗等级，应符合表3.4.4的规定

表3.4.4防水混凝土的设计抗渗等级

注：水工结构抗渗等级可按现行行业标准《水工混凝土结构设计规范》SL191的 有关规定确定

业建筑防腐蚀设计规范》GB50046的有关规定

4.1.1 混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值确定。 4.1.2钢筋混凝土盾构衬砌结构的混凝土强度等级不宜低于 C50，预应力混凝土内衬结构的混凝土等级不宜低于C40。 4.1.3当输水隧道衬砌采用钢筋混凝土结构或预应力混凝土结 构时，钢筋和预应力钢筋应符合下列规定： 1受力钢筋宜采用HRB400级、HRB335级、RRB400O级 钢筋；联系筋、箍筋宜采用HPB30O级、HRB335级钢筋。 2预应力钢筋宜采用钢绞线、钢丝或螺纹钢筋。 4.1.4材料性能应符合国家现行标准《混凝土结构设计规范 GB50010、《水工混凝土结构设计规范》SL191的有关规定

4.1.4材料性能应符合国家现行标准《混凝土结构设计规范

4.2.5铸铁件的铸造尺寸公差应符合现行国家标准《铸铁 尺

4.2.5铸铁件的铸造尺寸公差应符合现行国家标准《铸铁

寸公差、几何公差与机械加工余量》GB/T6414的有关我 精度不得低于 CT9级。

4.2.6高强螺栓性能等级不应低于8.8级，且应符个

高强螺栓性能等级不应低于8.8级，且应符合现行国家

标准《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条 件》GB/T 1231 的有关规定。

隧道结构上作用荷载的分类应符合表5.1.1的规定

表5.1.1隧道结构上作用荷载的分类

5.1.2结构自重可按下列规定进行计算

1隧道结构自重可按结构构件设计断面尺寸及材料重度 值计算。 2隧道衬砌沿横断面中心线的单位线荷载可按下式计算：

式中: W 衬砌的总重量（kN）；

从 衬砌沿横断面中心线的单位线荷载（kN/m D 隧道衬砌横断面中心线直径（m）。

5.1.3地层压力应按下列规定进行计算：

1浅理隧道的竖向地层压力应按计算截面以上全覆土计算； 对于覆土厚度大于2倍隧道外直径的深埋隧道，竖向地层压力可 银据地层性质、埋深等具体工程条件，宜采用卸载拱理论或全覆 土进行计算。 2水平地层压力应按对结构不利的荷载工况采用，并应符 合下列规定： 1）砂性土水平地层压力宜按水土分算，按下列公式计算：

式中：K。 静止土压力系数，重大工程宜通过试验测定 隧道外围地层有效内摩擦角标准值的加权平

平地层压力，不单独计算；水土压力分算时，外水压力可按下 公式计算：

式中：qw 计算点处外部静水压力； w 地下水重度； hw一 地下水面至衬砌计算点深度，以对结构不利为原则 确定地下水位；在陆域取历史最高地下水位或最低 地下水位，在水域设计工况取设计洪水位或枯水 位，校核工况取校核洪水位或枯水位。 5.1.5预应力对内衬产生的作用力，可按现行国家标准《混凝 土结构设计规范》GB50010的有关规定计算。 5.1.6 界面水压力宜按外水压力水头和内水压力水头取大值。 5.1.7 内水压力应按最不利的荷载组合取值。 5.1.8 水锤压力应根据输水隧道闸阀开闭工况，通过水力计算 确定。 5.1.9 温度作用应取迎水面衬砌在使用时与施工期存在温度差 最大值。 5.1.10地面荷载应按隧道上方的汽车荷载或施工堆载不利工况

5.1.10地面荷载应按隧道上方的汽车荷载或施工堆载不利

确定，可按现行行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTG 的有关规定计算。

5.1.11 施工荷载中的盾构干斤顶顶力宜按盾构最大反推力 取值。

和燃气热力工程抗震设计规范》GB50032或《水电工程水工建 筑物抗震设计规范》NB35047的有关规定

和燃气热力工程抗震设计规范》GB50032或《水电工

5.2荷载组合5.2.1荷载（效应）组合应按下列规定确定：1结构设计中，应根据施工、使用阶段在结构上可能同时出现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行组合，并取各自最不利的效应组合进行设计：2荷载效应组合应按施工期、运行期、检修期、地震等各阶段可能出现的典型的设计工况和校核工况进行组合。5.2.2采用荷载结构模型对衬砌结构作横向结构计算时，荷载组合可按表5.2.2取用。当出现本表以外的其他工况或荷载时，尚应补充其引起的最不利荷载组合。表5.2.2输水隧道衬砌结构横向结构计算荷载组合内水压力界面施工荷载荷载结构地层外水水锤温度预应地震 地面工况设计校核水盾构组合压力压力压力作用力作用荷载其他压力压力压力反推力运行1基本运行2运行3运行4运行5特殊检修施工1施工2偶然地震作用.16:

6.1.1 结构宜选用单层衬砌结构或双层衬砌结构。 6.1.2 确定无压输水隧道断面时，隧道内水面以上净空应 余量。

6.1.2确定无压输水隧道断面时，隧道内水面以上净空应留出 余量。 6.1.3管片防水应符合现行国家标准《地下工程防水技术规范》 GB50108的有关规定，当输水隧道外部为砂性土时，应对对接 缝增加防渗措施

GB50108的有关规定，当输水隧道外部为砂性土时，应对 缝增加防渗措施。

6.1.4与始发竖并或到达竖并相邻接的隧道段，管片环应

大变形接缝，双层衬砌结构内衬应加密结构缝；对地层变化 的区段，双层衬内衬结构应沿纵向加密设置结构缝。

6.1.5隧道的覆土厚度应满足隧道抗浮稳定性的要求

6.1.6在盾构内拼装形成的管片环应预留注浆孔

6.2.1无压输水隧道或内外水压差低的输水隧道可采用单层衬 砌结构

6.2.3管片环纵缝接头宜采用铸铁件和高强螺栓组成的连接件， 高强螺栓可选用单排或双排的形式。

6.2.3管片环纵缝接头宜采用铸铁件和高强螺栓组成的连接件，

6.2.5单层衬砌结构投入运行前，应封填管片内表面的孔洞

6.3.1内外水压差较高或输水流速较高的隧道、承受偏压荷载 的隧道，宜选用双层衬砌结构。 6.3.2复合式结构或分离式结构，宜在拱底采取局部连接措施， 6.3.3叠合式双层衬砌结构的内衬与外衬结合面应采取结构连 接构造措施。

7.1.1盾构法输水隧道结构计算应包括整体结构计算、横向结 沟计算和纵向结构计算，并应符合下列规定： 1整体结构计算应包括隧道各段的抗滑、抗浮稳定验算等； 2横向结构计算应包括隧道截面内力与变形计算、截面结 构设计等； 3纵向结构计算应包括输水隧道纵向沉降变形、纵向接缝 张开度等的计算。

7.1.1盾构法输水隧道结构计算应包括整体结构计算

构计算和纵向结构计算，并应符合下列规定： 1整体结构计算应包括隧道各段的抗滑、抗浮稳定验算等； 2横向结构计算应包括隧道截面内力与变形计算、截面结 构设计等； 3纵向结构计算应包括输水隧道纵向沉降变形、纵向接缝 张开度等的计算。 7.1.2输水隧道结构可按荷载结构模型进行计算；对与其他建 筑物交叉隧道、小净距并行隧道、抗震设防烈度大于或等于7度 的输水隧道等，宜按地层结构模型进行分析验算。 7.1.3软土地基上的输水隧道纵向地基沉降变形，可采用等效 刚度弹性地基梁法进行计算或采用实体有限单元法进行对比分 析；岩石地基上的输水隧道纵向变形可采用实体有限单元法进行 纵向分析。 7.1.4盾构法输水隧道应按施工、使用和检修阶段，分别进行

7.1.2输水隧道结构可按荷载结构模型进行计算：对与其

筑物交叉隧道、小净距并行隧道、抗震设防烈度大于或等于7度 的输水隧道等，宜按地层结构模型进行分析验算。 7.1.3软土地基上的输水隧道纵向地基沉降变形，可采用等效 刚度弹性地基梁法进行计算或采用实体有限单元法进行对比分 析；岩石地基上的输水隧道纵向变形可采用实体有限单元法进行 纵向分析。

物交叉隧道、小净距并行隧道、抗震设防烈度大于或等于7度 输水隧道等，宜按地层结构模型进行分析验算。

7.1.3软土地基上的输水隧道纵向地基沉降变形，可采用

度弹性地基梁法进行计算或采用实体有限单元法进行对比分 ；岩石地基上的输水隧道纵向变形可采用实体有限单元法进行 向分析。

7.1.4盾构法输水隧道应按施工、使用和检修阶段，分别进行

构的承载能力极限状态计算和正常使用极限状态验算，当计入 震荷载或其他偶然荷载时，可不验算结构的裂缝宽度，

7.1.5遇下列情况时，宜对隧道进行纵向结构分析：

1荷载沿隧道纵向有变化时； 2 隧道上方地形变化或地面有建（构）筑物时； 3 地基或结构特性有差异时： 4 长距离盾构法输水隧道考虑地震作用时。 7.1.6 盾构法输水隧道结构的计算模型应根据地质条件、衬砌

盾构法输水隧道结构的计算模型应根据地质条件、

构造特点、施工工艺等确定，且应分别考虑施工及运行各阶段的 荷载作用工况；宜考虑衬砌与地层共同作用及装配式衬砌接头的 影响。 7.1.7凡符合下列情况之一的盾构法输水隧道，宜在隧道段布 置原位安全监测点： 重要的输水隧道； 地质条件复杂的进、出口隧道段或不良地质隧道段； 外水压力或内水压力较高的隧道段； 4 采用预应力内衬的隧道段： 5 抗震设防烈度为8度、9度的隧道段

构造特点、施工工艺等确定，且应分别考虑施工及运行各阶段 荷载作用工况；宜考虑衬砌与地层共同作用及装配式衬砌接头 响。

7.2单层衬砌结构设计计算

7.2.1对饱和软土地层中的单层衬砌结构，当按荷载结构模型 采用结构力学方法进行横向结构计算时，可按本规程附录A所 规定的荷载分布，采用弹性均质圆环法、弹性铰圆环法或弹性抗 力法等方法计算。

7.2.2采用弹性抗力法进行结构计算时，对于重要的输

工程应通过试验测取弹性抗力系数edi标准，对于一般工程可按本规程附 录C的规定进行选用

7.2.3采用弹性铰法进行结构计算时，在计算模型中应结合

7.2.3采用弹性铰法进行结构计算时，在计算模型中应

片接头构造，采用相应的接头模型，对于重要的输水隧道工程宜 对接头进行模型试验，检验接头结构的工作性能，测取接头 刚度。

7.3双层衬砌结构设计计算

.3.1双层衬砌结构的外层管片，除应执行本规程第7.2节 层衬砌结构计算有关规定外，尚应执行本节有关外衬结构计算

7.3.2对分离式双层衬砌结构，其界面结构宜选用有足够厚度 的弹性排水垫层，并应满足内、外衬单独受力和排水要求。 7.3.3复合式和叠合式双层衬砌结构，在内衬形成前，可参考 单层衬砌结构进行结构计算。 7.3.4有关预应力内衬结构的计算与设计方法可参照现行国家 标准《混凝土结构设计规范》GB50010有关规定进行。 7.3.5后张预应力筋张拉控制应采用应力控制和伸长控制双控 方式，并应符合下列规定： 1对应力控制，工作锚板处的张拉控制应力宜取0.7倍~ 0.75倍的标准强度，未经论证不应超过0.75倍标准强度； 2对伸长控制，按设计孔道摩阻系数，将预应力筋在控制 张拉力下的弹性伸长值作为伸长控制值，实测弹性伸长值应大于 或等于伸长控制值。

式中：M 荷载效应组合接头弯矩设计值（kN·m）； 荷载效应组合接头轴力设计值路桥管理及其他，压力为正（kN）； 重要性系数； Mu 接头弯矩承载力设计值（kN·m）； 衬砌环宽度（m）；