SL/T 839-2025 全断面岩石掘进机法水工隧洞工程技术规范

　　中华人民共和国水利行业标准

SL/T839—2025

全断面岩石掘进机法

水工隧洞工程技术规范

Technical specification forhydraulictunnelengineering

with fullfacerocktunnelboringmachine

2025 03 14发布 2025 06 14实施

中华人民共和国水利部 发布

中华人民共和国水利部

关于批准发布水利行业标准 《全断面岩石掘进机法水工隧洞工程技术规范》 的公告

2025年第 10号

中华人民共和国水利部批准发布水利行业标准 《全断面岩石掘进机法水工隧洞工程技术规范》 (SL/T 839—2025) , 现予以公告 。

水利部

2025年 3 月 14 日

前 言

根据水 利 技 术 标 准 制 修 订 计 划 安 排 , 按 照 SL/T 1—2024 《水利技术标准编写规程》 的要求 , 编制本标准 。

本标准共 12章和 4个附录 , 主要技术内容有 :

— 基本规定 ;

— 地质勘察 ;

— 隧洞布置与设计 ;

— 掘进机选型和技术要求 ;

— 施工组织设计 ;

— 掘进机法施工 ;

— 不利地质条件应对措施 ;

— 安全监测 ;

— 掘进信息化管理系统 ;

— 掘进机施工安全 。

本标准批准部门 : 中华人民共和国水利部

本标准主持机构 : 水利部水利工程建设司

本标准解释单位 : 水利部水利工程建设司

本标准主编单位 : 中国水利水电科学研究院

本标准参编单位 : 水利部水利水电规划设计总院

中水北方勘测设计研究有限责任公司

新疆水利水电勘测设计研究院有限责任公司

长江勘测规划设计研究有限责任公司

中铁隧道局集团有限公司

武汉大学

陕西省引汉济渭工程建设有限公司吉林省水利水电勘测设计研究院

中国水利水电第十四工程局有限公司

中国铁建重工集团股份有限公司

山东大学

浙江大学

中国科学院武汉岩土力学研究所

中铁第一勘察设计院集团有限公司

中铁工程装备集团有限公司

北京振冲工程股份有限公司

中国水利水电第十工程局有限公司本标准出版 、发行单位 : 中国水利水电出版社

本标准主要起草人 : 刘志明 王玉杰 陈祖煜 章跃林马 勇 邵剑南 司富安 刘泉声张传健 韩绪博 洪 松 周建军刘 辉 池建军 彭正阳 严定成齐文彪 刘 斌 刘立鹏 王智阳龚国芳 陈炳瑞 段世委 朱化广李宁博 曹瑞琅 魏军政 贺 飞张晓平 孙国伟

本标准审查会议技术负责人 : 杜雷功

本标准体例格式审查人 : 陈 军

本标准在执行过程中 , 请各单位注意总结经验 , 积累资料 ,随时将有关意见和建议反馈给水利部国际合作与科技司 (通信地址 : 北京市 西 城 区 白 广 路 二 条 2 号 ; 邮 政 编 码 : 100053, 电 话 : 010 63204533; 电 子 邮 箱: bzh@mwr.gov.cn; 网 址: http: // gjkj.mwr.gov.cn/jsjd1/bzcx/)。

1 总 则

1.0.1 为规范采 用 全 断 面 岩 石 掘 进 机 法 施 工 的 水 工 隧 洞 勘 测 、设计 、施工和监测等工作 , 统一其技术标准 , 制定本标准 。

1.0.2 本标准适用于采用全断面岩石掘进机法施工的水工隧洞 。

1.0.3 采用全断面岩石掘进机法施工的水工隧洞勘测 、设计 、施工和监测等应做到安全适用 、技术先进 、经济合理 、节能环保 。

1.0.4 采用全断面岩石掘进机法施工的工程建设单位宜组织建设 、勘测 、设计 、监理 、科研 、制造 、施工 、监测等参建方建立高效协同的工作机制 。

1.0.5 全断面岩石掘进机施工应实时收集各类掘进信息和监测资料 , 应用信息化 、智能化技术 , 建立有关掘进信息和监测资料的共享机制 。

1.0.6 在勘测 、设计 、施工和监测等工作中 , 应积极并慎重地采用新技术 、新材料 、新工艺 、新产品 、新设备 。

1.0.7 本标准主要引用下列标准 :

GBZ 1 工业企业设计卫生标准

GB/T 6067.1 起重机械安全规程 第 1部分 : 总则

GB 14050 系统接地的型式及安全技术要求

GB/T 16823.2 螺纹紧固件紧固通则

GB/T 17888.3 机械安全 接近机械的固定设施 第 3 部

分 : 楼梯 、 阶梯和护栏

GB/T 18314 全球导航卫星系统 (GNSS) 测量规范GB 18871 电离辐射防护与辐射源安全基本标准

GB/T 19804 焊接结构的一般尺寸公差和形位公差

GB/T 22082 预制混凝土衬砌管片

GB/T 22240 信息安全技术 网络安全等级保护定级指南

GB/T 28181 公共安全视频监控联网系统信息传输 、交换 、

控制技术要求

GB/T 31496 信息技术 安全技术 信息安全管理体系

指南

GB/T 41051 全 断 面 隧 道 掘 进 机 岩 石 隧 道 掘 进 机 安 全

要求

GB 50086 岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范

GB 50169 电气装置安装工程 接地装置施工及验收规范

GB 50217 电力工程电缆设计标准

GB 50487 水利水电工程地质勘察规范

GB 50653 有色金属矿山井巷工程施工规范

GB 50706 水利水电工程劳动安全与工业卫生设计规范

GB 50915 有色金属矿山井巷工程设计规范

SL 191 水工混凝土结构设计规范

SL 197 水利水电工程测量规范

SL 252 水利水电工程等级划分及洪水标准

SL 279 水工隧洞设计规范

SL 303 水利水电工程施工组织设计规范

SL 377 水利水电工程锚喷支护技术规范

SL 378 水工建筑物地下开挖工程施工规范

SL 629 引调水线路工程地质勘察规范

SL/T 631.2 水利水 电 工 程 单 元 工 程 施 工 质 量 验 收 标 准第 2部分 : 混凝土工程

SL 642 水利水电地下工程施工组织设计规范

SL 764 水工隧洞安全监测技术规范

SL/T 789 水利安全生产标准化通用规范

AQ 1083 煤矿建设安全规范

JGJ/T 46 施工现场临时用电安全技术规范

1.0.8 在进行全断面岩石掘进机法施工的水工隧洞勘测 、设计 、施工和监测时除应符合本标准规定外 , 还应符合国家现行有关标准的规定 。

2 术 语 和 符 号

2.1 术 语

下列术语及其定义适用于本标准 。

2.1.1 全 断 面 岩 石 掘 进 机 full face hard rock tunnel boring machine (TBM)

用于岩石隧洞开挖 , 采用旋转并推进刀盘 , 通过滚刀破碎岩体而使隧洞整个断面一次成型的机器 , 简称 TBM 。 全断面岩石掘进机主要具有掘进 、 出渣 、导向及支护四项基本功能 , 一般可分为敞开式和护盾式两大类 。

2.1.2 敞开式掘进机 open type TBM/gripper TBM

没有完全封闭 的 护 盾 、不 采 用 管 片 支 护 的 全 断 面 岩 石 掘 进机 , 其特点是利用支撑机构撑紧洞壁以承受掘进反力及扭矩 。

2.1.3 护盾式掘进机 shielded TBM

在主机外围设置圆筒形防护结构和管片拼装机构的全断面岩石掘进机 。包括单护盾式和双护盾式掘进机 。

2.1.4 混合式掘进机 mixed mode TBM

在隧洞内可实现两种掘进或支护模式转换的全断面岩石掘进机。

2.1.5 刀盘 cutterhead

设置在掘进机前端 , 通过旋转进行全断面开挖的钢结构和刀具的总称 。

2.1.6 开挖直径 excavation diameter

刀盘旋转一周 , 最外端设计初装滚刀刀刃形成轨迹的直径 。

2.1.7 豆砾石 pea gravel

用于充填在衬砌管片与围岩之间的专用骨料 , 可为人工料或天然料 。豆砾石粒径可根据现场试验确定 , 一般为 5 mm~10 mm。

2.1.8 岩石磨蚀性指数 cercharabrasivity index (CAI)

反映岩石对掘进机刀具磨损的重要参数 , 是由试验得到的测

试值 , 用以表征坚硬岩的磨蚀性 。

2.1.9 不良地质条件 unfavorable geological condition

由于各种地质作用形成的不利于隧洞围岩稳定与施工的各类工程地质现象的统称 。对于水工隧洞常见的不良地质条件包含岩爆 、 围岩大 变 形 、构 造 破 碎 带 、 突 涌 水 (泥) 、岩 溶 、 高 地 温 、有害气体和放射性物质等 。

2.1.10 超硬岩 ultra hard rock

降低掘进机掘进效率的抗压强度高 、硬度大 、磨蚀性高 、完整性好的 Ⅰ 类和 Ⅱ类围岩 。

2.1.11 不利地质条件 adverse geological condition

不利于掘进机掘进的超硬岩和各种不良地质条件的统称 。

2.1.12 掘 进 机 施 工 适 宜 性 围 岩 分 类 classification of rock mass suitable forTBM construction

在水利水电工程隧洞围岩工程地质分类的基础上 , 综合考虑岩体可掘性以及超硬岩 、岩爆 、 围岩大变形 、构造破碎带 、突涌水 (泥) 五类不利地质条件对掘进机施工影响后确定的围岩分类 。

2.1.13 掘进机步进 TBM stepping

依靠具有支撑 、推进 、行走功能的装置使掘进机分步移动的过程 。

2.1.14 掘进机转场 TBM redeployment

掘进机设备及其附属施工设施在完成前一施工段掘进及支护工作后 , 转移至下一工作面 。

2.1.15 贯入度 penetration

刀盘每转侵入岩体的深度 , 单位为 mm/rev。

2.1.16 掘进速度 penetration rate

在掘进机推进油缸行程范围内 , 一次连续掘进的长度除以相应的掘进用时 , 单位为 m/h或 mm/min。

2.1.17 施工速度 advance rate

掘进机设备在每班 、每天 、每月或者每年内的推进长度 , 单位为 m/shift、m/d、m/m 或者 m/y。

2.1.18 设备利用率 utilization

掘进机掘进破岩的时间与总施工时间 (天 、周 、月 、年 、全工期) 的比值 , 以百分比表示 。

2.1.19 推力贯入指标 field penetration index (FPI)

掘进机单 刀 推 力 与 贯 入 度 的 比 值 , 单 位 kN/ ( mm/rev) ,代表了岩体切深所需的滚刀推力 。

2.1.20 扭矩贯入指标 torque penetration index (TPI)

掘进机单刀扭矩与贯入度的比值 , 单位为 kN ·m/ (mm/rev) 。

2.2 符 号

下列符号适用于本标准 。

A— 要求出渣生产率 ; AR— 施工速度 ;

B— 构造破碎带宽度 ;

C— 圆周力计算系数 ;

CAI— 岩石磨蚀性指数 ;

Ei— 岩石弹性模量 ;

Fn — 单刀推力 ;

FP —TBM 护盾摩阻力 ; Fs1 — 特种主要阻力 ;

Fs2 — 特种附加阻力 ; FT —TBM极限推力 ; Fμ— 圆周力 ;

FPI— 推力贯入指标 ; f— 模拟摩擦系数 ;

g— 重力加速度 ;

H— 提升高度 ;

Jp — 起动加速度 ;

K— 功率备用系数 、延迟时间系数 ; Kc— 矿车充盈系数 ;

Ke— 石渣松散系数 ;

k1— 空载运行功率系数 ;

k2— 物料水平运行系数 ;

k3— 附加功率系数 ;

L— 带式输送 机 长 度 、 列 车 制 动 距 离 、 护 盾 长 度 、 超 过3 m 的导料槽长度 ;

L0— 循环进尺 ;

Ln— 水平带式机机长 ; Li— 不同行速段运距 ; M— 矿车组数 ;

Mi— Hoek Brown常数 ;

n1— 每列斗车数量 ;

P— 电机功率 ;

∑P— 附加功率 ;

PA — 传递滚筒轴功率 ; P0— 原岩应力 ;

pc— 机车黏着重 ;

p— 贯入度 、机车自重 ;

Pr— 掘进速度 ;

Q— 额定输送能力 ;

Qc— 重车上坡起动最大牵引能力 ; Q— 重车下坡制动的最大能力 ;

Q— 重列车上坡运行最大牵引能力 ; qB — 每米长输送带的质量 ;

qC — 每米长输送物料的质量 ;

qG — 附加阻力 ;

qRO — 承载分支托辊每米长旋转部分质量 ;

qRU — 回程分支托辊每米长旋转部分质量 ; R— 线中曲线半径 、隧洞半径 ;

Rb— 岩石饱和单轴抗压强度 ;

ΔR— 围岩预留变形量 ; RPM— 刀盘转速 ;

S— 设计断面面积 ;

ΔS'— 允许超挖断面面积 ;

ΔS″— 由于施工工艺所引起的附加超挖断面面积 ; T— 围岩总评分 、温度 ;

Tc— 列车往返循环时间 ;

Tr— 单刀扭矩 ;

TPI— 扭矩贯入指标 ;

t0— 在工作面 、途中及卸渣停顿时间 ;

U— 设备利用率 ;

u— 围岩变形量 ;

Vai— 不同地段平均行速 ;

Vc— 矿车容积 ;

Vg — 设计断面开挖量 (实方) ; Vm — 每米松散石渣量 ;

V循 — 每一循环开挖石渣量 ;

v— 允许最高行车速度 、输送带速度 ;

W '— 允许超挖量 (实方) 、重车起动基本阻力 ; W″— 施工工艺附加超挖量 (实方) ;

Wi— 坡度阻力 ;

W0— 重车运行时基本阻力 ; α—TBM选型系数 ;

η— 传动效率 ;

μ— 静摩擦力系数 ;

σcm — 岩体抗压强度 ;

σm — 围岩最大主应力 ;

φb— 制动时黏着系数 ;

φs— 起动时黏着系数 ;

φ0— 运行时黏着系数 。

3 基 本 规 定

3.0.1 前 期 地 质 勘 察 时 , 除 应 满 足 GB 50487 的 技 术 要 求 外 ,还应结合掘进机的施工特点开展勘察工作 。

3.0.2 应根据勘察揭示的地质条件 , 开展掘进机法施工适宜性评价 , 宜针对不利地质条件开展专题研究 。

3.0.3 隧洞的选线和断面选型除应满足 SL 279 的技术要求外 ,还应根据掘进机的施工特点进行设计 。

3.0.4 掘进机的选型应根据掘进机施工适宜性围岩分类和预测的不利地质条件分布等情况 , 经技术经济比较后确定 。

3.0.5 掘进机法 的 施 工 组 织 设 计 应 以 方 便 掘 进 机 运 输 、组 装 、检修 、运行维护 、转场和拆卸 , 以及保障掘进施工安全高效 、节能环保为原则 。

3.0.6 对于不利地质条件洞段 , 在前期设计中 , 应根据已揭露的地质条件进行预测 , 提出针对性处理措施或预案 ; 在施工过程中 , 应结合超前地质预报和监控量测 , 及时对隧洞掘进和处理措施进行调整 , 实行动态设计和动态控制 。

3.0.7 参建各方应协同合作 , 加强现场地质条件确认和掘进机状态评估工作 , 施工中出现掘进异常或紧急情况时 , 应及时采取应对和处理措施 。

3.0.8 掘进机施工应结合隧洞的围岩条件 、施工环境 、 隧洞结构型式 、施工方法与进度要求 , 制定合理可靠的监测方案 , 监测仪器与设施宜做到永临结合 。

3.0.9 施工过程中 , 应对监测数据及时进行综合分析 , 并提出有针对性的意见和建议 。

3.0.10 应针对掘进机工作特点 , 对影响劳动安全和工业卫生的各类危险有害因素进行分析 , 并采取相应的防控和管理措施 。针对深埋长隧洞施工 , 还应研究其他特殊的防护措施或预案 。

4 地 质 勘 察

4.1 一 般 规 定

4.1.1 工程地质勘察应查明或基本查明隧洞工程地质条件 , 评价工程地质问题 。

4.1.2 工程地质勘察应根据设计要求分阶段进行 , 并保证勘察周期和勘察工作量 。各阶段勘察精度应满足 GB 50487和 SL 629的要求 。勘察工作过程中 , 应保持与设计专业的沟通和协调 。

4.1.3 工程地质勘察应采用综合勘察方法 , 并应开展不同方法勘察成果的相互验证与比对 。对影响掘进施工和隧洞安全的重大工程地质问题 , 应开展专题研究和专项勘察工作 。

4.1.4 应加强施工地质工作 , 复核前期勘察成果 , 结合掘进机施工特点提出隧洞超前地质预报和工程处理措施的地质建议 , 及时提供施工地质资料 。

4.1.5 区域地质与地震勘察应满足 SL 629的要求 。

4.2 工 程 地 质 勘 察

4.2.1 隧洞勘察应包括下列内容 :

1 隧洞 沿 线 地 层 岩 性 , 重 点 查 明 软 岩 、膨 胀 岩 、 可 溶 岩 、高磨蚀性硬岩等特殊岩类的分布及工程地质性质 。应查明隧洞进出 口段 、浅埋段 、过沟段覆盖层的成因类型 、厚度和物质组成 。

2 隧洞沿线褶皱 、断层 、裂隙密集带的分布 、产状 、规模 、组合关系等 。重点查明宽大断层的分布位置 、性质 、产状 、延伸长度 、破碎带及其影响带宽度 、构造岩性状特征等 。

3 隧洞进出口段岩体风化 、卸荷深度 , 滑坡 、崩塌 、泥石流的分布 、规模 。评价隧洞进出口边坡的稳定性 。

4 隧洞沿 线 地 下 水 类 型 、分 布 、补 排 条 件 和 水 化 学 特 征 ,含水层 、储水构造的分布 、规模和富水程度 , 隧洞围岩渗透性 、

强透水带的分布和规模 。划分水文地质单元 , 估算隧洞涌水量 ,预测隧洞发生突涌水 (泥) 的可能性 , 评价隧洞排水对附近地表水和地下水环境的影响 , 提出外水压力折减系数 。

5 可溶岩地层岩溶发育规律 , 主要洞穴的发育范围 、深度 、规模 、连通与充填情况 ; 岩溶水文地质结构类型 、地下水动力条件 、动态规律和分带特征 ; 划分岩溶水文地质单元 。

6 进行岩石 (体) 试验 , 提出岩体及结构面的物理力学参数建议值 。

7 隧洞区地应力大小 、方向 、变化规律 , 地应力异常区分布特征及成因 , 预测围岩塑性变形 、岩爆发生的可能性和等级 。

8 放射性元素的生成 、 聚集条件 , 辐射强度 , 评价放射性元素对人体健康和输水水质的影响 。

9 可能产 生 有 害 气 体 的 地 层 分 布 、厚 度 , 有 害 气 体 种 类 、浓度 , 评价对人体健康和掘进机施工安全的影响 。

10 隧洞区地温梯度及变化规律 , 地热异常区分布规律及成因 ,地下热水的补给、径流、排泄特征 , 进行高地温分级 , 确定热害类型。

11 进行隧洞围岩工程地质分类 , 评价隧洞围岩稳定性 。 围岩工程地质分类及稳定性评价应符合 GB 50487的规定 。

12 根据不利地质条件对掘进机掘进效率和施工安全的影响程度 , 进行掘进机施工适宜性围岩分类 。评价掘进机施工的地质条件适宜性 , 其判定应符合 SL 629的规定 。

4.2.2 隧洞工程地质勘察应综合利用遥感解译 、工程地质测绘 、物探 、钻探 、洞探 、取样试验 、现场测试及观测等方法 。勘察工作布置应符合 GB 50487和 SL 629的规定 。

4.3 掘进机施工适宜性围岩分类

4.3.1 掘进机施工适宜性围岩分类应在水利水电工程隧洞围岩分类的基础 上 , 考 虑 岩 体 可 掘 性 以 及 超 硬 岩 、岩 爆 、 围 岩 大 变形 、构造破碎带 、突涌水 (泥) 等不利地质条件对掘进机施工的影响综合确定 , 并采用式 4.3.1 表达 :

XA B C D E (4.3.1)

i i i i i

式中 X— 依据 GB 50487确定的围岩工程地质分类 ;

A— 超硬岩 ;

B— 岩爆 ;

C— 围岩大变形 ;

D— 构造破碎带 ;

E— 突涌水 (泥) ;

i— 不利地质条件等级 , 取 1、2、3 和 4, 分别表示 一般 、 中 、差和极差 。

4.3.2 隧洞围岩 硬 岩 等 级 划 分 应 以 岩 石 饱 和 单 轴 抗 压 强 度 Rb为判据 , 对 GB 50487规定的 Ⅰ 类和 Ⅱ类围岩进行细分 , 并应符合表 4.3.2 的规定 , 其 中 超 硬 等 级 划 分 还 考 虑 岩 石 磨 蚀 性 指 数CAI值的影响 , A3 、A4 定义为超硬岩 。

表 4.3.2 硬岩等级划分

4.3.3 岩爆等级 划 分 应 在 勘 察 设 计 阶 段 和 施 工 阶 段 分 别 进 行 ,并应符合下列要求 :

1 勘察设计阶段 , 应采用岩石强度应力比来判定岩爆等级 ,划分标准应符合表 4.3.3 1 的规定 。

表 4.3.3 1 岩爆等级划分 (勘察设计阶段)

2 施工阶段 , 岩爆等级划分应考虑现场岩爆发生时的声响特征、围岩破裂特征、爆坑最大深度和支护破坏程度等因素 , 有微震监测的 ,还应考虑岩爆辐射能量 , 其划分标准应符合表 4.3.3 2 的规定。

表 4. 3. 3 2 岩爆等级划分 (施工阶段)

4.3.4 围岩大变形等级划分应根据围岩变形量 u 与围岩预留变形量 ΔR 的关系 、TBM 护盾摩阻力 FP 与 TBM 极限推力 FT 的关系为判据 , 划 分 标 准 应 符 合 表 4.3.4 的 规 定 。 围 岩 变 形 量 u和 TBM 护盾摩阻力 FP 应按附录 A 的规定进行计算 。

表 4.3.4 围岩大变形等级划分

4.3.5 构造破碎带等级划分应符合表 4.3.5 的规定 。

表 4.3.5 构造破碎带等级划分

4.3.6 突涌水 (泥) 等级划分应按表 4.3.6 中的主要因素确定 ,次要因素不影响等级划分仅影响既有分级中的风险程度 。 当同时满足不同等级划分条件时 , 应按照最危险分类方式划分 。

表 4.3.6 突涌水 ( 泥) 等级划分

续表 4.3.6

5 隧洞布置与设计

5.1 一 般 规 定

5.1.1 隧洞布置除 应 满 足 SL 279及 现 行 相 关 规 范 的 技 术 要 求外 , 还应结合掘进机施工特点 , 综合考虑地形 、地质 、生态环境和隧洞沿线建筑物布置 、水力学 、施工及交通 、运行维护等各种因素 , 通过技术 、经济 、工期等综合比选确定 。

5.1.2 掘进机适宜的开挖直径为 3 m~ 15 m , 单洞掘进长度宜大于 10 km ; 硬岩单轴饱和抗 压 强 度 大 于 200 MPa时 采 用 掘 进机法施工应进行充分论证 。

5.1.3 隧洞断面设计时 , 应考虑掘进机允许偏差量 (掘进蛇形偏移量) 及掘进机施工不良地质洞段净空侵限等因素对过流能力的影响 。

5.1.4 开挖预留变形量应满足施工过程中一次支护和围岩变形需要 , 主要由一次支护强度 、地应力大小 、岩性及围岩类别等因素确定 。

5.1.5 隧洞掘进过程中 , 应及时掌握隧洞开挖部位地质条件的变化情况 , 并根据超前地质预报和安全监测等情况 , 适时调整或动态修改设计 , 对可能危及施工和运行安全的不良地质问题宜进行专题研究 。

5.1.6 通过有害气体赋存区的洞段 , 首先应采取必要的勘察手段查明气体来源 、类别 、浓度及赋存区的分布 , 预测其对施工期和运行期 人 员 的 危 害 , 视 实 际 情 况 采 取 隔 离 、 封 闭 、 引 排 等措施 。

5.1.7 输水隧洞管片的分块方式 、连接方式宜进行标准化设计 。净洞径不超过 6 m 时 , 可采用六边形管片 ; 净洞径大于 6 m 时 ,可采用梯形 、矩形和四边形等形状的管片 , 且应采用螺栓连接 。当预制混凝土管片用于有压隧洞衬砌时 , 应进行专题论证 。

5.1.8 预制混凝土管片设计应按 SL 279的要求计算施工期 、运行期和检修期衬 砌 结 构 安 全 , 并 验 算 其 养 护 、脱 模 、 翻 转 、 吊装 、运输 、安装等工况 。

5.1.9 对于不衬砌或锚喷衬砌的洞段 , 宜在隧洞合适部位设置集石坑 , 集石坑可结合检修通道布置 。

5.2 隧 洞 线 路 设 计

5.2.1 隧洞的线路应综合考虑地形地貌 、工程地质与水文地质 、生态环境 、隧洞结构与布置 、掘进机安装与检修 、对外交通 、施工要求 、安全 、工期和投资等因素 , 通过技术经济比较选定 。

5.2.2 隧洞线路布置应满足下列要求 :

1 洞线宜选择直线 , 当因不利地形地貌 、生态环境制约或不良地质条件等情况洞线需设置平面转弯时 , 其转弯半径应满足掘进机主机及后配套最小转弯半径要求 。

2 洞线宜避开有强烈及以上 (或表 4.3.3 1 中 B3 等级及以上) 岩爆风险洞段 。难以避开时 , 轴线方向宜与最大水平主应力方向有较小夹角 。

3 洞线宜避免与区域断裂 、较大的断层带相交或近距离伴行 , 无法避开时宜直交或大角度斜交 。

4 洞线宜避开软岩大变形 、土洞等特殊洞段 , 难以避开时宜尽量缩短其穿越长度 。

5 洞线布置宜避开地表水库 、 山塘及有明流的冲沟 , 当无法避开时 , 应合理选择穿越方案及工程措施 。

6 洞线布置宜考虑高磨蚀性硬岩对施工的影响 , 当无法避开且需要通过高磨蚀性硬岩洞段时 , 应研究应对措施 。

7 隧洞进出口应满足环保 、水保要求 。

8 隧洞沿线遇有断裂构造 、不利构造面 、蚀变带 、膨胀岩等软弱围岩时 , 应研究适宜的施工方法和措施 , 在考虑地下水影响的前提下 , 制定施工预案和保障措施 。

9 应结合地质条件 、施工通道 、施工工期和洞内通风与排

水 、掘进机检修与拆卸等因素 , 合理进行隧洞施工分段 。

5.2.3 隧洞纵坡设计应满足水力学和掘进机施工要求 。

5.3 隧 洞 断 面

5.3.1 隧洞横断面形状与尺寸应满足下列要求 :

1 掘进机施工的隧洞开挖横断面型式宜采用圆形 , 隧洞衬砌后的净断面可采用圆形或平底圆形 。

2 敞开式掘进机施工隧洞的设计开挖直径大小 , 应在满足过流要求的隧洞内径基础上 , 考虑预留变形量 、施工富余量 、一次支护与二次衬砌厚度 , 经技术经济比选后确定 。

3 护盾式掘进机施工隧洞的设计开挖直径大小 , 应在满足过流要求的隧洞内径基础上 , 考虑预留变形量 、注浆结石体厚度及预制管片厚度 , 经技术经济比选后确定 。

5.3.2 根据围岩类别 , 掘进机法施工隧洞宜采用多种支护及衬砌结构型式 , 但过流内径变化不宜过多 , 不同内径断面间宜设渐变段平顺过渡 。

5.3.3 敞开式掘进机法施工隧洞的辅助洞室断面设计应符合下列要求 :

1 安装洞 、步进洞 、始发洞 、检修洞 、接收洞及拆卸洞等辅助洞室宜采用钻爆法或其他方法预先开挖施工 。辅助洞室断面尺寸应满足掘进机组装 、调试 、步进 、始发 、检修 、拆卸要求 , 并综合考虑皮带机出渣系统 、通风系统和供排水系统布置等因素确定。

2 安装洞断 面 尺 寸 除 满 足 掘 进 机 组 装 、调 试 基 本 要 求 外 ,还应综合考虑皮带机出渣系统布置 、通风系统布置 、皮带硫化与存储 、施工物资转运暂存等因素后确定 。安装洞可采用城门洞形或顶部扩大的城门洞形 。

3 步进洞断面形式可采用城门洞形或平底马蹄形 , 断面尺寸应满足掘进机步进通过要求 , 两侧 、洞顶宜预留不小于 20 cm富裕量 。

4 始发洞断面应满足始发掘进的撑靴支撑要求 , 其长度应

根据撑靴与刀盘之间的距离确定 , 两侧 、洞顶预留富余量宜控制在 20 cm 以内 。

5 检修洞断面尺寸应根据掘进机需检修最大部件和起吊设备尺寸 、起吊高度等因素确定 。

6 拆卸洞断面形式可采用城门洞形或顶部扩大的城门洞形 ,长度应根据主机及后配套设置长度确定 , 断面尺寸应根据掘进机直径和起吊设备尺寸 、起吊高度等因素确定 。

5.3.4 护盾式掘进机法施工隧洞的辅助洞室断面设计应符合下列要求 :

1 始发洞断面形式宜采用圆形断面 , 横断面尺寸应满足机头通过 、管片拼装 、始发掘进要求 , 其长度依据护盾长度及顶推油缸行程等因素确定 。

2 护盾式掘进机其他辅助洞室断面尺寸可按 5.3.3 条的要求进行设计 。

5.4 水 力 计 算

5.4.1 隧洞水力计算应包括过流能力 、上下游水面衔接 、水头损失 、压坡线 、水面线 、充放水等内容 。

5.4.2 沿程水头损失和局部水头损失计算应符合下列要求 :

1 沿程水头损失计算中采用的糙率值 , 可依据具体的流动形态 、衬砌情况 、工程类比 、水工模型试验 , 以及 SL 279 的有关要求等综合分析后选定 。

2 局 部 水 头 损 失 计 算 中 采 用 的 局 部 水 头 损 失 系 数 , 可 按SL 279选定 。

3 对不衬砌隧洞蛇形偏移量产生的附加水头损失 , 应进行流动阻力专门研究 。

5.5 隧洞结构与支护

5.5.1 隧洞结构与支护应考虑加固围岩形成承载结构 , 并与支护体系联合承载 。 隧洞衬砌结构与支护参数 , 应根据围岩地质条

件 , 结合断面尺寸 、施工方法等 , 经综合论证后确定 。

5.5.2 敞开式掘进机施工隧洞根据不同的地质情况 , 可设计为不衬砌 、锚喷网钢拱架联合支护或现浇混凝土衬砌 。现浇混凝土衬砌隧洞底拱若采用混凝土预制结构 , 应对预制块之间及其与边顶拱现浇混凝土结构的连接与防渗进行充分论证 , 预制块与边顶拱现浇 混 凝 土 结 构 之 间的 接 缝 宜 设 置 榫 槽 , 宜 采 用 钢 筋 过 缝连接 。

5.5.3 护盾式掘进机施工隧洞根据不同的地质情况 , 可采用预制钢筋混凝土管片 、钢管片衬砌 。在不良地质条件洞段的预制混凝土管片可采用掺纤维材料 、提高配筋率或混凝土强度等级等措施 , 在局部地质条件极为复杂的洞段可使用钢管片 。管片形式可为六边形 、梯形 、矩形 、 四边形等 , 结合管片形式 , 隧洞仰拱管片可设置底座 。 隧洞内水压力大于外水压力时 , 通过充分技术论证 , 可设置二次现浇混凝土衬砌 。

5.5.4 当地下水存在腐蚀性时 , 应依据腐蚀等级 , 采用防腐水泥灌浆封堵地下水 , 衬砌 、管片混凝土也应采取相应防腐措施 。

5.5.5 隧洞结构计算应符合下列规定 :

1 隧洞混凝土衬砌结构应采用极限状态设计方法 , 并应符合 SL 191的相关规定 。

2 永久荷载应包括衬砌结构 自重 、 围岩压力 、地应力 、预应力等 ; 可变荷 载 应 包 括 正 常 运 用 条 件 下 的 内 水 压 力 、外 水 压力 、灌浆压力 、温度变化的附加荷载 、岩爆的冲击力 、施工运输荷载 、安装荷载和辅助液压缸的推力 (护盾式掘进机施工) 等 ;偶然荷载应为地震力 、落石冲击力 、校核洪水位时的内水压力 、内水骤降形成的相应外水压力等 。

3 承载能力极限状态设计应按基本荷载组合和偶然荷载组合进行 , 基本荷载组合应为永久荷载效应与可变荷载效应组合 ,偶然荷载组合应为永久 、可变荷载效应与一种偶然荷载效应的组合 。正常使用极限状态验算应按永久荷载与可变荷载标准值的荷载效应组合进行 。

4 敞开式 、混合式掘进机法施工隧洞采用复合衬砌的结构计算可按 SL 279的有关规定执行 。

5 护盾式掘进机法施工隧洞 , 当采用管片衬砌时 , 可用惯用法 、修正惯用法 、多铰环法 、梁弹簧法 、等效刚度圆环模型 、衬砌边值法 、有限元法等进行结构计算 , 并应考虑管片间的拼装缝型式和连接型式 ; 当内水压力较高 、设置二次衬砌时 , 宜按叠合构件进行结构计算 。

5.5.6 管片衬砌及仰拱块设计应符合下列规定 :

1 护盾式掘进机的管片形式应根据管片受力要求 、 防水效果 、掘进机设备 、管片拼装 、管片运输等因素合理确定 。

2 敞开式或 混 合 式 掘 进 机 施 工 隧 洞 底 板 采 用 预 制 结 构 时 ,预制块顶面应 满 足 轨 道 布 置 和 施 工 运 输 要 求 , 中 心 宜 设 置 排 水沟 , 两侧宜与二次现浇混凝土衬砌合理连接 , 底部应考虑预留注浆回填间隙 , 预制块应考虑预留注浆孔 、 吊杆 、钢拱架安装槽 、承轨槽 、道钉预留孔 、止水带安装槽 、水沟接头防水处理槽等 。

3 底管片或 仰 拱 块 宽 度 应 根 据 结 构 受 力 要 求 、 防 水 效 果 、掘进机设备 、管片或仰拱块拼装与运输等因素合理确定 。

4 管片衬砌厚度应结合隧洞所处地质条件 、埋置深度 、 隧洞直径 、管片材料 、施工工艺等条件 , 通过工程类比并经结构分析 验 算 后 确 定 , 可 为 管 片 环 外 径 的 1/20~ 1/15, 且 不 宜 小 于25 cm。

5 管片环宽可综合考虑隧洞曲线 、 防水 、运输及组装 、掘进机行程等因素合理选择 , 宜取 1.2 m~ 2.0 m。

5.5.7 复合式衬砌设计应符合下列规定 :

1 采用敞开式掘进机施工的隧洞 , 当二次衬砌在贯通后施工时 , 以锚喷网 、钢拱架等进行的联合一次支护应保证掘进机在隧洞衬砌结构完成之前的安全稳定性 ; 当隧洞直径大于 8 m 时 ,二次衬砌宜与掘进机作业跟进施工 。

2 当隧洞遇到大型破碎带 、高地下水压力等极为复杂地质条件时 , 应采用超前预处理措施封堵地下水和加固围岩 , 同时应

加强钢拱架 、锚喷网支护 , 具备条件的应及时进行二次衬砌 。

3 掘进机法施工隧洞钢拱架宜为全圆设置 ; 钢拱架应在开挖后或初喷混凝土后及时架设 , 钢拱架背后的间隙宜设垫块充填或喷射混凝土密贴 。

5.6 隧洞灌浆、防渗和排水

5.6.1 应根据隧洞沿线工程地质 、水文地质 、支护衬砌型式等条件 , 以及环保 、水质保护 、运行等要求 , 综合分析确定防渗和排水措施 。

5.6.2 敞 开 式 掘 进 机 施 工 隧 洞 灌 浆 、 防 渗 和 排 水 应 符 合 下 列规定 :

1 隧洞灌浆 、 防渗和排水设计原则应按 SL 279的相关要求执行 。

2 现浇混凝土衬砌顶拱 、预制仰拱块底应进行回填灌浆 。

3 仰拱块之间及其与现浇混凝土之间应满足防渗要求 。

5.6.3 护 盾 式 掘 进 机 施 工 隧 洞 灌 浆 、 防 渗 和 排 水 应 符 合 下 列规定 :

1 管片衬砌的防渗设计以管片接缝防水为重点 , 可辅以二次衬砌防水 。

2 管片结构防渗措施 , 包括管片 自 防水 、接缝防水 、螺栓孔和注浆孔防水等 。管片接缝密封垫在设计水压和接缝最大张开及错位下不应发生渗漏 。

3 管片结构与围岩之间的间隙应进行豆砾石灌浆充填或水泥砂浆或细石混凝土充填 , 满填满灌 ; 充填体 28 d 芯样抗压强度不宜低于 10 MPa, 抗渗性能应满足设计要求 。

4 对于易膨胀泥化崩解的软弱围岩 、豆砾石吹填量小于设计量的洞段 , 宜进行浓浆二次灌浆 , 二次灌浆可结合对围岩的固结灌浆一并进行 ; 加固范围及灌浆参数应满足设计要求 。

5 排水设计原则应符合 SL 279的相关规定 。

5.6.4 强透水地层 、构造破碎带等复杂地质及高地下水压力情

况下 , 宜结合隧洞稳定和防渗要求 , 对不良地质洞段进行固结灌浆处理 。

5.7 风险分析与评估

5.7.1 风险分析与评估应遵循下列原则 :

1 应对隧洞施工过程中可能发生的各类风险开展系统的风险分析与评 估 , 采 取 有 效 措 施 将 风 险 降 低 至 合 理 、可 接 受 的 水平 , 实现工程建设目标 。

2 应将隧洞风险分析与评估贯穿于工程建设的全过程 。

3 施工阶段建设单位应建立参建各方的风险管理沟通机制 。

4 当工程建设中存在极高风险时 , 应进行风险监测并采取风险控制措施 。

5.7.2 隧洞风险 分 级 应 按 事 故 发 生 概 率 等 级 和 后 果 等 级 确 定 ,并制定风险接受准则和风险处置措施 。

5.7.3 初步设计阶段风险分析与评估应符合下列规定 :

1 应结合本阶段的勘察资料和设计原则 , 对掘进机法施工的塌方 、有害气体 、突涌水 (泥) 、岩 爆 、大 变 形 、设 备 、掘 进等典型风险进行分析与评估 。

2 应对识别的风险进行全面评估 , 优化设计方案 , 提出切实可行的工程处理措施和风险管控措施 。

3 应根据隧洞施工分段评估风险因素 , 确定初始风险等级 ,提出相应的设计措施 , 进行再评估 , 确定残留风险 , 提出风险管控工作建议 。

4 应及时将风险分析与评估提出的管控措施纳入设计文件 。

5.7.4 施工阶段风险分析与评估应符合下列规定 :

1 应结合施工阶段施工组织设计 , 对各类风险进行分析与评估 , 并进行风险管理 。

2 施工单位应负责施工阶段全过程风险管理 , 应按照分级管理 、分级负责的模式开展风险分析与评估 。

3 应结合现场地质条件进行动态识别及评估 , 对掘进机适

宜性 、工期 、掘进等典型风险进行分析与评估 。

4 应主要对地质条件 、处理措施 、施工工艺 、掘进机设备 、材料 、施工进度等内容开展风险管理工作 。

5 在全面掌 握 风 险 因 素 、处 理 措 施 及 相 关 资 料 的 基 础 上 ,应对参与人员进行风险分析技术交底 。

6 风险评估的主要工作应包含 : 编制风险评估计划 、核对风险因素 、评估可能新出现风险 、风险分析 、制定风险管控实施细则及预案 、动态评估要求 、风险公告及人员培训 。

6 掘进机选型和技术要求

6.1 一 般 规 定

6.1.1 掘进机选型时 , 应依据隧洞的工程地质及水文地质资料 ,全面分析各种因素 , 选择技术可行 、安全可靠 、针对性强及经济合理的掘进机机型 。

6.1.2 掘进机选型应考虑隧洞的运行条件和结构设计要求 , 并应考虑机型对工期的影响 。

6.1.3 掘进机选型宜在敞开式 、单护盾和双护盾掘进机等成熟机型中选取 , 当上述机型不满足工程特别需要时 , 经专题研究可选用混合式掘进机等其他机型 。

6.1.4 应根据隧 洞 各 洞 段 主 要 地 质 特 性 分 段 选 择 掘 进 机 机 型 ,还应满足下列要求 :

1 掘进机选型应以隧洞段主要地质特性为基础综合考虑各影响因素后确定 , 局部洞段不适用于掘进机施工的 , 应辅以钻爆法 , 掘进机选型不受其影响 。

2 掘进机选型应提出针对掘进洞段主要不利地质条件的设备设计要求 。

6.1.5 掘进机制造单位对全断面岩石掘进机的设计与配置应经工程建设各方专家评审 。

6.2 设备选型和配置

6.2.1 主机选型应遵循下列原则 :

1 隧洞围岩以完整 、较完整的硬岩为主时 , 宜选用敞开式掘进机 。

2 隧洞围岩以完整 、较完整的中硬岩为主时 , 可选用敞开式掘进机或护盾式掘进机 。

3 不衬砌隧洞和现浇钢筋混凝土衬砌隧洞 , 宜选用敞开式

掘进机 。

4 若根据表 4.3.2 确定的隧洞 Ⅰ 类 ~ Ⅱ类围岩的超硬岩等级为 A3 和 A4 的洞段长度之和与拟掘进隧洞总长度之比较大时 ,宜选用敞开式掘进机 。

5 若根据表 4.3.4确定的隧洞 Ⅳ类 ~ Ⅴ类围岩的大变形围岩等级为 C3 和 C4 的洞段长度之和与拟掘进隧洞总长度之比较大时 , 宜选用敞开式掘进机 。

6 隧洞围岩 以 完 整 性 较 差 的 中 硬 岩 为 主 或 以 软 岩 为 主 时 ,宜选用护盾式掘进机 。

7 若根据表 4.3.3 1 确定的隧洞 Ⅰ 类 ~ Ⅲ类围岩的岩爆等级为 B3 和 B4 的洞段长度之和与拟掘进隧洞总长度之比较大时 ,宜选用护盾式掘进机 , 其中岩爆等级为 B4 洞段不宜直接采用掘进机施工 。

8 若根据表 4.3.5 确定的隧洞 Ⅴ类围岩的构造破碎带等级为 D3 和 D4 的 洞 段 长 度 之 和 与 拟 掘 进 隧 洞 总 长 度 之 比 较 大 时 ,宜选用护盾式掘进机 。

9 隧洞运行期最大内水压力较大时 , 选用护盾式掘进机应进行专题研究 。

10 根据表 4.3.6确定的掘进机施工适宜性围岩分类的突涌水 (泥) 等级与机型关系较弱 , 掘进机选型可不考虑其影响 , 但设备配置应考虑针对性的应对措施 。

11 当掘进机拟掘进洞段地质条件复杂 , 根据掘进机施工适宜性围岩分类等级的单一不利地质条件的选型结果互为矛盾时 ,应综合考虑第 4章所列各种不利地质条件的影响后选取 。

6.2.2 主机配置应遵循下列原则 :

1 主机配置 应 充 分 考 虑 掘 进 机 施 工 适 宜 性 围 岩 分 类 等 级 ,针对性地进行设备配置 。

2 隧洞断面空间允许时 , 应在掘进机主机上配置超前钻机 ;当空间不允许时 , 应在综合考虑工程安全的基础上 , 设在主机后最近处 , 或采用调整断面的方式使空间允许 。

3 敞开式掘进机 L1 区宜配置钢拱架安装器 、锚杆钻机和应急喷混凝土系统 , 有条件时可配置能打设径向锚杆的钻机 。

4 单护盾式掘进机推进油缸或双护盾掘进机辅助推进油缸的配置在管片端面允许顶力设计值的前提下 , 宜加大油缸的设计推力 。

5 掘进机宜配置 2 套以上物探设备 , 其中应有一套超前探水物探设备 , Ⅰ 类 ~ Ⅱ 类 围 岩 的 岩 爆 等 级 达 到 B3 级 及 以 上 时 ,宜配置微震监测系统 。

6.2.3 后配套选型及配置应遵循下列原则 :

1 掘进机各种机型均可采用门架式或台车式后配套 。

2 掘进机施工采用矿车出渣时 , 可采用移车装渣式或卸料小车装渣式 。

3 隧洞施工采用单线双轨运输时 , 后配套尾部宜配置移动式错车平台 。

4 敞开式掘进机 L2 区可配置锚杆钻机 , 并应配置至少 1 台湿喷混凝土机械手 。

6.3 技 术 要 求

6.3.1 掘进机性能应满足下列基本要求 :

1 单洞掘进长度大于 10 km 的隧洞采用掘进机施工时 , 宜采用全新的关键部件 。

2 掘进机主轴承 、大齿圈 、 主密封 、驱动电机 、减速器的设计寿命不宜低于 15000h。

3 掘进机脱困扭矩不应低于 1.5倍额定扭矩 。

4 掘进机最小水平转弯半径 、最小竖曲线半径应满足工程需要 。

5 掘进机换步时间不应大于 5 min。

6 掘进机在 -10 ℃ ~ 50 ℃环境温度应能正常工作 。

7 长距离 掘 进 的 掘 进 机 沿 直 径 方 向的 扩 挖 能 力 不 宜 小 于100 mm。

8 护盾式掘进机的护盾应采用台阶式设计 , 盾体上应预留超前注浆导孔 , 孔径不应小于 100 mm。护盾式掘进机正常掘进时撑靴最大接地比压不宜大于 3 MPa。

9 主驱动电机宜采用变频电机 。 掘进机逆坡掘进时主驱动电机防护等级不应低于 IP65, 顺坡 掘 进 时 可 适 当 提 高 主 驱 动 电机防护等级 。

10 顺坡掘进隧洞 , 全断面岩石掘进机排水系统选型设计的扬程及排量应与隧洞排水系统相协调 。

11 掘进机高压电缆卷筒有效工作长度不宜低于 300 m。

12 连续带式输送机皮带仓容带量不宜低于 500 m。

13 通风管应采用不燃材料制造 , 单节通风管长度不宜低于200 m , 通风管胀破安全系数不宜低于 3.0。

14 掘进机主机及后配套应配置有害气体监测 、预警 、报警系统 , 火 灾 监 控 及 消 防 系 统 和 应 急 救 援 设 施 , 预 留 安 全 逃 生通道 。

6.3.2 掘进机施工适宜性围岩分类较差时 , 掘进机性能应满足以下要求 :

1 若根据表 4.3.4确定的隧洞 Ⅳ类 ~ Ⅴ类围岩的大变形围岩等级达到 C4 , 护盾式掘进机的扩挖能力应根据工程需要综合确定 , 单护盾掘进机宜采用较短护盾 。

2 若根据表 4.3.5 确定的隧洞 Ⅴ类围岩或构造破碎带等级为 D3 和 D4 的 洞 段 长 度 之 和 与 该 拟 掘 进 隧 洞 总 长 度 之 比 较 大 ,敞开式掘进机宜采取措施增加撑靴面积或设置辅助推进系统 。

6.4 出 厂 验 收

6.4.1 掘进机验收内容应包括掘进机设备整机质量 、安全设施 、设计布局 、功能及性能等主要方面 。

6.4.2 出厂验收前 , 应根据标准 、合同 、纪要等编制验收大纲 ,明确验收通过的标准 。

7 施 工 组 织 设 计

7.1 一 般 规 定

7.1.1 掘进机法隧洞施工组织设计应根据工程水文气象 、地形地质 、设计方案 、施工条件 、设备选型 、环境影响等因素进行编制 , 并充分研究掘进机法施工方案的地质适宜性 、设备可靠性及施工能力 。

7.1.2 应收集和分析掘进机法隧洞施工组织设计所需要资料 。

7.1.3 应针对突涌水 (泥) 、高地温 、高地应力 、超硬岩及有害物质等不利地质条件开展风险分析和评估 , 并进行专题研究 。

7.1.4 宜开展掘进机法隧洞开挖洞渣料的资源化利用研究 。

7.2 施 工 总 体 规 划

7.2.1 施工规划宜结合地形地质条件 、工程布置及建筑物特性 、设备能力 、工期要求及工程所在地区社会和自然条件 、环境保护等因素 , 通过技术经济比选后确定 。施工规划宜统筹规划准备期和主体工程施工期的施工装备 、施工交通 、施工总布置及各种配套临时设施 。

7.2.2 施工分段应遵守下列原则 :

1 应根据地质条件适宜性及施工方案确定施工分段 。

2 施工分段长度应满足施工设备能力 、施工工期等方面的要求 。

7.2.3 严重影响施工安全 、进度 、投资等方面的不良地质洞段可采用钻爆法 、超前预加固 、扩挖法 、导洞等单独或组合的处理方法和措施 。

7.2.4 掘进机开挖方向 、起止位置宜根据地形地质条件 、施工分段 、洞室布置等因素综合分析确定 。水文地质条件复杂 、可能发生突涌水的隧洞 , 掘进机宜逆坡掘进 ; 必须顺坡掘进时 , 应加

强超前地质预报 , 并做好排水措施及应急排水预案 。

7.2.5 掘进机组装 、拆卸场地宜选择在洞外 ; 必须选择在洞内时 , 施工通道型式 、布置及断面尺寸应满足掘进机组装 、拆卸 、运输等方面的要求 。

7.2.6 掘进机转 场 方 案 应 结 合 地 形 地 质 条 件 、施 工 通 道 布 置 、掘进机检修要求 、工程工期及投资等方面 , 通过技术经济比选后确定 。

7.2.7 施工通道的位置和形式应根据工程条件 、 防洪度汛 、施工分段 、施工方案 、设备检修 、工程征占地 、环境保护等因素 ,经技术经济比选后确定 , 并应符合下列规定 :

1 施工通道型式应与隧洞出渣 、物料运输 、通风 、排水等施工装备相匹配 。

2 为掘进机服务的施工通道 , 宜优先选择平支洞 。

3 掘进机转场施工通道宜布置在隧洞掘进段中部 。

4 两台相向掘进的掘进机贯通界面附近可设置施工通道 。

7.2.8 隧洞与平支洞采用同一台掘进机的施工方案应通过论证后确定 , 并应符合下列规定 :

1 平支洞与隧洞掘进长度之和不应超出掘进机的掘进能力 。

2 平支洞和隧洞断面尺寸应满足施工装备的布置要求 。

3 隧洞与平支洞交叉段宜布置在较好围岩洞段 。

7.3 施工通道、工业广场及辅助洞室

7.3.1 施工通道 、辅助洞室建筑物级别及设计标准应按 SL 252的相关规定执行 。

7.3.2 施工通道 、工业广场及辅助洞室的设计应遵守下列原则 : 1 洞口或井口及沿线的地形地质条件较好 。

2 洞口或井口布置应与周边自然环境相协调 , 不占或少占农田林地 。

3 应满足施工装备及辅助设施的布置要求 , 并保证其运行安全 , 投资经济 。

7.3.3 施工通道的布置应符合下列规定 :

1 平支洞 、斜井洞线宜与隧洞正交 。 必须斜交时 , 其与隧洞洞线交角不宜小于 45°。如果平支洞纵坡超过 SL303的相关规定 , 应进行充分论证 。

2 平支洞 、斜井洞线应满足施工掘进和运输装备的最小转弯半径要求 , 交叉口布置应根据施工方案及装备确定 。

3 斜井井身不宜变坡与转弯 , 最大倾角不宜大于 25°。

4 竖井可布置在隧洞上方或其一侧 。 当布置在隧洞一侧时 ,其与隧洞的净距宜为 15 m~ 20 m。

7.3.4 施工通道的断面形式及尺寸应满足工程安全及施工装备 、重大件运输 、人行道 、排水沟 (管) 、各种管路和电缆等布置方面的要求 。

7.3.5 施工通道断面装备之间的安全间距应符合下列规定 :

1 平支洞中装备之间的安全间距不应小于表 7.3.5 的规定 。表 7.3.5 平支洞中装备之间的安全间距 单位 : mm

2 竖井和斜井应分 别 按 GB 50653、GB 50915 的 相 关 规 定执行 。

7.3.6 工业广场应结合掘进机组装检修场地 、辅助洞室 、施工装备 、物料堆放转运及轨道运输系统等布置统一规划 , 并应按下列规定执行 :

1 工业广场轨道运输宜铺设双线 , 根据施工需要设置调车 、机车充电 、编组 、装卸 、检修等作业线路 。

2 洞内工业广场和辅助洞室宜位于施工通道与隧洞交叉 口附近 , 辅助洞室宜布置在 Ⅲ类及以上围岩洞段 。

3 单洞双机方案的工业广场和辅助洞室布置应根据地质条件 、施工技术方案等因素论证确定 。

4 组装洞室的长度应根据掘进机组装方式和程序 、最大件重量和尺寸 、运输吊装方案等因素确定 ; 步进洞室的长度应满足掘进机整机布置要求 ; 始发洞室的长度应满足掘进机始发布置要求 ; 检修洞室 、拆卸洞室的长度不应小于掘进机主机段拆卸 、存放及运输要求的长度 。

5 组装 、步进 、始发 、检修 、拆卸等洞室的断面形式和尺寸应综合围岩条件 、掘进机最大件 、组装检修拆卸方案 、通行净空要求等因素确定 , 并符合 5.3.3条的相关要求 。

7.4 掘进机组装、检修及拆卸

7.4.1 掘进机组装应满足下列要求 :

1 掘 进 机 洞 内 宜 采 用 分 部 组 装 方 式 , 并 应 合 理 安 排 组 装程序 。

2 掘进机吊装方法和设备型式宜通过技术经济比选后确定 。吊装设备的能力应满足重大件的安装要求 。

3 掘进机刀 盘 宜 在 工 厂 内 制 作 。 当 交 通 运 输 条 件 允 许 时 ,刀盘应整体制作 、运输及安装 ; 当交通运输条件不允许时 , 宜减少刀盘分块数量 。

7.4.2 掘进机检修应满足下列要求 :

1 掘进机掘进长度超过 10 km 后宜进行系统检测并维修 。

2 检修洞室吊装设备的能力应根据检修 、更换的最大件重量及物料转运要求确定 。

7.4.3 掘进机洞内拆卸 (埋机) 方案应通过安全 、技术及经济比较后确定 。 当掘进机具有利用价值时 , 其拆卸宜尽量保持部件的完好性 。

7.5 掘进、支护与衬砌

7.5.1 掘进 、步进应符合下列规定 :

1 掘进机设备配置及掘进能力应根据工程地质条件 、劳动卫生 、环境保护 、施工方案 、进度计划等方面的要求确定 。

2 掘进机应根据具体地质条件选择合适的掘进参数和工作模式 。

3 掘进机步进方式宜根据设备型式 、施工条件等选择确定 。

7.5.2 支护 、衬砌应符合下列规定 :

1 掘进机支护系统或预制管片安装 、 回填及注浆设备的施工能力应满足掘进机最高掘进速度的要求 。

2 隧洞应根据围岩稳定性条件 , 适时进行支护 。

3 隧洞衬砌 方 案 应 根 据 结 构 型 式 、施 工 条 件 及 施 工 安 全 、质量 、进度 、环境保护等要求确定 。

4 采用现浇混凝土衬砌的隧洞 , 当开挖断面合适时 , 底板或边顶拱衬砌宜与掘进机同步施工 。

7.6 施工出渣和物料运输

7.6.1 掘进机出渣运输宜选择带式输送机方式 , 物料运输宜选择机车牵引的轨道运输方式 。

7.6.2 隧洞出渣和物料运输系统的能力应根据掘进机最高掘进速度和混凝土施工高峰强度确定 。

7.6.3 隧洞出渣和物料运输方式改变时应设置转渣设施或堆存场地 。

7.6.4 带式输送机系统应符合下列规定 :

1 适用条件应包括下列内容 :

1) 敞开 式 TBM 施 工 隧 洞 开 挖 断 面 直 径 不 宜 小 于 4 m ;护盾式 TBM施工隧洞净洞径不宜小于 3.7 m。

2) 洞线平面最小转弯半径应满足带式输送机正常运行的要求 。

3) 运输物 料 的 最 大 倾 角 上 行 不 宜 大 于 16°, 严 寒 地 区 或富水区隧洞不宜大于 14°, 下行不宜大于 12°。 特种带式输送机可不受此限制 。

4) 垂直带式输送机提升高度不宜大于 200 m。

2 带式输送机的系统布置方式 、设备选型 、输送带规格及经济速度等应通过技术经济比选后确定 。

7.6.5 轨道运输系统应符合下列规定 :

1 当采用机车牵引时 :

1) 运输坡度不宜大于 3% 。

2) 机车型式应通过技术经济 、环境要求等方面论证后确定。

3) 采用单车道时 , 应根据物料装卸作业时间和行车速度布设错车道 , 错车道的有效长度应满足最长列车的运行要求 。

2 当采用提升机或绞车提升时 :

1) 倾角不 超 过 30°的 斜 井 , 可 采 用 矿 车 组 提 升 ; 倾 角 大于 30°的斜井 , 应采用箕斗或台车提升 。

2) 斜井中可布置两套提升系统 。

3) 应采用单绳缠绕式提升机单级提升 。

7.6.6 无轨运输方式和机械化设备应根据工程布置 、断面形式和尺寸 、运输距离和强度等因素确定 。

7.6.7 竖井运输系统应满足下列要求 :

1 竖井物料运输应采用罐笼等方式 , 出渣运输应采用吊桶 、箕斗等方式 。

2 建井期和主体工程施工期提升系统设备设施应前后兼顾 ,充分利用 , 其施工能力应满足运输强度的要求 。

3 提升系统宜选用凿井专用提升设备及配套的定型井架 。

7.7 施工通风、防尘及防有害气体

7.7.1 隧洞施工作业环境氧气含量 、粉尘和有害气体浓度 、噪声等卫生标准应符合 SL642的相关规定 。相对湿度不宜高于 80%。

7.7.2 掘进机法施工宜采用风管压入式通风方式 。

7.7.3 施工通风风量 、风速应符合下列规定 :

1 掘进机后配套尾部的回风速度不宜小于 0.5 m/s。

2 通风管道百米漏风率不应大于 0.6% 。

3 当隧洞施工人员主要作业区的平均气温超过 28℃时 , 应做专门研究 。

4 隧洞工作面附近的通风量计算应符合 SL303的相关规定 。

7.7.4 通风系统设计应符合下列规定 :

1 施工通风系统应通过技术经济比选确定 。

2 结合工程区海拔高程 , 当施工通风距离较长时 , 应考虑接力式通风方案 。

3 在隧洞施工断面布置允许的前提下 , 宜选择较大直径的风管 。

7.7.5 防尘 、 防有害气体 、 防辐射处理措施应按 SL 642的相关规定执行 。

7.8 施工供水与供电

7.8.1 施工供水应符合下列规定 :

1 施工用水 、生产用水 、生活用水及消防用水应按 SL 303规定的水质 、水压 、用水指标及用水量方面的要求执行 。

2 掘进机用水水质 、水压及指标应根据设备技术要求 、工程经验及节水要求等因素确定 。

3 施工用水或地下水经回收 、处理后宜作为掘进机循环利用的水源 。

4 施工供水系统应通过技术经济比较后确定 。

7.8.2 施工供电应符合下列规定 :

1 掘进机施工供电方案应根据工程区电网分布情况 , 通过技术经济论证确定 。应优先采用网电供电 , 其中一类用电负荷应考虑双电源设计 。

2 一类负荷配电装置应由两回及以上电源供电 , 电源应来自 同一变电站 (开关站) 的不同母线段 , 如有需要宜配备应急保安电源 , 应急保安电源不得在密闭洞室内使用 。

3 掘进机供电变压器宜与其他用电设备变压器分开设置 。

4 掘进机供电电压不应低于 10 kV, 供电距离在 15 km 以上时宜采用 20 kV。

5 洞内电缆导体材质宜选用铜导体 , 电缆敷设应按 GB50217的规定执行。

6 施工供电系统的用电安全应按 JGJ/T 46的规定执行 。

7 系统接地应按 GB 50169、GB 14050的规定执行 。

7.9 施 工 防 排 水

7.9.1 隧洞 防 排 水 应 遵 循 “预 防 为 主 , 堵 排 结 合 , 综 合 治 理 ”的原则 。

7.9.2 施工防水应符合下列规定 :

1 对于可能发生突涌水的隧洞部位 , 宜采用超前预注浆等方式封堵地下水 。

2 防水方案及其注浆材料 、 主要工艺和参数应通过现场试验确定 。

3 注浆材料宜以水泥基材料为主 。

7.9.3 隧洞总排水量应为掘进机工作面的最大涌水量与已掘进洞段的正常涌水量之和 。

7.9.4 施工排水系统的排水方式 、布置及水泵配置等应符合下列规定 :

1 施工排水系统应通过技术经济比较后确定 。

2 掘进机逆坡掘进时 , 宜采用机械和 自流相结合的排水方式 ; 掘进机顺坡掘进时 , 应采用机械排水方式 。

3 地下排水泵站应满足下列要求 :

1) 主泵站应设置工作水泵和备用水泵 , 工作水泵的排水能力应能在 20 h 内排出洞内 24h最大涌水量 。

2) 备用水泵的台数应根据工程重要性 、运行条件和要求 、失事后损失程度等因素综合确定 。

3) 集水池容积应根据水文地质条件 、工程布置 、涌水规模及影响程度 、清淤沉淀要求等因素综合确定 。

4) 掘进机 工 作 面 排 水 应 根 据 最 大 涌 水 量 设 置 工 作 水 泵 、备用水泵 。

4 当可能发生突涌水且危害严重时 , 宜设置工作管路和备用管路 , 管路的排水能力应与水泵的排水能力相匹配 。

5 应根据工程水文地质条件 , 制定应急排水处置预案 。

7.10 施工交通、施工工厂及施工布置

7.10.1 施工交通分为对外交通和场内交通 , 应符合下列规定 :

1 对外交通和场内交通运输能力及道路 、桥涵及交通洞的等级 、标准 、主要技术指标应满足掘进机重大件的运输要求 。

2 掘进机重大件运输方案应进行专题研究 。

7.10.2 施工工厂设施应符合下列规定 :

1 混凝土生产系统的规模应满足混凝土浇筑 、预制混凝土管片安装高峰月强度或混凝土喷护小时高峰强度的要求 。

2 预制混凝土管片厂的布置宜满足下列要求 :

1) 宜与钢筋加工厂 、模板加工厂 、混凝土生产系统 、管片存