T∕CSPSTC 54-2020 岩石隧道掘进机法技术规程

1、ICS 93.020 CCS P 01CSPSTC标准T/CSPSTC 542020岩石隧道掘进机法技术规程Technical specification for rock tunnel boring machine method2020-10-28 发布2020-12-15 实施中国科技产业化促进会发布T/CSPSTC 542020目 次tuW n弓 litwi翻i2规范性引用文件13 术语和定义14 基本规定45 地质勘察66隧道结构设计97 特殊地质设计138 辅助工程149掘进机选型、设计与监造1610 施工准备 1811 施工测量 1912 预制构件制作 2113掘进机运输、组装、调

2、试和拆机2314 超前地质预报 2415 掘进与支护 2616 醐咏2917 施工通风除尘、降温及水电供应3018 掘进机维修与保养 3119监控量测及信息化管理3320工程验收 34T/CSPSTC 542020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。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利的责任。本文件由中铁隧道局集团有限公司提出。本文件由中国科技产业化促进会归口。本文件起草单位：中铁隧道局集团有限公司、中交隧道工程局有限公司北京盾构工程分公司、中铁 十一局集团有限公司、黄河勘测规划设计研究院有限公司、济南重

3、工集团有限公司、中铁七局集团有限 公司、中铁工程服务有限公司、南京城市地下空间工程研究院有限公司、中铁上海工程局集团有限公司、 中铁电气化局集团有限公司、中铁四局集团有限公司、中铁二十局集团第五工程有限公司、中铁工程设 计咨询集团有限公司、中铁十五局集团城市轨道交通工程有限公司、辽宁三三工业有限公司、腾达建设 集团股份有限公司、吉林省维尔特隧道装备有限公司、中铁高新工业股份有限公司、中交天和机械设备 制造有限公司、中煤隧道工程有限公司、浙江省隧道工程集团有限公司、中铁十一局武汉重型装备有限 公司、中水北方勘测设计研究有限责任公司、浙江省大成建设集团有限公司、福州地铁集团有限公司、 标准联合咨询

4、中心股份公司。本文件主要起草人:洪开荣、陈文義、高存成、李立功、秦乐、张开顺、张金良、卢庆亮、李长山、章龙管、 郑春燕、黄新、陈伟锋、梁超、张云飞、蒋小锐、黄昌富、许彦平、孙九春、张凌、李建斌、于洪亮、龚卫东、 黄德祥、张昆峰、吴正桥、魏辉、吕岩、范秀江、黄朝光、熊晓晖、杜闯东、游金虎、李或、王明华、汪雪英、 许京伟、汤恕、孙小猛、刘中欣、邓能伟、张文格、段文军、张晓莉、王炜、刘方、孟宪超、邱健、薛武强、赵建兵、 赵振威、武孝徽、王金力、许君、费益滨、程效飞、高玉生、池建军、庄全贵、王亚峰、司玉迪、莫康康、江涛、 童群、何邦亮、王瑾、刘钢立、刘文彬、潘玲、张晓峰、卢成绪。T/CSPSTC 54

5、2020隧道掘进机是将掘进、支护、出渣等施工工序并行连续作业，是机、电、液、光、气等系统集成的工厂 化流水线隧道施工装备，具有施工速度快、扰动小、环境好等优点。隧道掘进机法自90年代引人铁路隧 道施工以来，先后在西康铁路秦岭隧道、西安南京铁路磨沟岭、桃花铺1号隧道、吐库二线中天山隧道、 兰渝铁路西秦岭隧道、大瑞铁路高黎贡山隧道等特长隧道工程中得到了应用，取得了很多宝贵的建设 经验。国内外实践经验证明，隧道掘进机法具有诸多优点，质量可控、安全可靠、节能环保、效率高和省劳 动力等特点，是隧道施工机械化、智能化发展方向和趋势。掘进机法的现行勘察、设计、施工和验收等标 准关于掘进机法的要求过于原则和粗

6、糙，迫切需细化制定勘察、设计、施工及验收等专项标准，提出更系 统、更全面、更准确的技术规定，为隧道工程掘进机法建设提供有力支撑。对已完工的铁路隧道、水利隧洞和在建高黎贡山等铁路隧道TBM施工实践进行了充分调研和总 结，重点参考了铁路中天山特长隧道TBM施工关键技术研究、西秦岭特长隧道建设成套技术及应 用科研成果及高黎贡山隧道开展复杂地质条件新型TBM研制及应用敞开式掘进机的课题、重庆轨 道交通的复杂环境下综合修建技术研究单护盾掘进机法的课题，以及城市轨道交通双护盾掘进机法、 水利水电掘进机法等课题已取得阶段性成果。但由于考虑到铁路隧道TBM T.法应用的案例相对少， 又收集了部分水利水电、公路

7、、地铁和矿山等TBM施工案例，对TBM施工技术进行了系统全面的归纳 和总结，以及即将开工建设的川藏铁路，采用TBM法施工超长隧道，隧道建设质量控制提出了更高、更 严的要求，为我国铁路隧道建设起到举足轻重的作用，对国家隧道工程建设发挥重要意义。长期以来， 隧道掘进机法勘察、设计、施工及验收等主要依据铁路工程地质勘察规范(TB 100122019)、铁路 隧道设计规范(TB 100032016)、铁路隧道全断面岩石掘进机法技术指南(铁建设2007106号)、 水工建筑物地下开挖工程施工规范(S L 3 7 82 016 )、盾构法隧道施工及验收规范(G B 5 0 4 4 6 2017)，为适应新

8、时期隧道建设发展的需要，进一步健全和完善隧道工程建设质量管控标准体系，编制组 通过认真总结，实践验证，广泛调研，参考国内外相关标准，在充分采纳多方意见的基础上，规范岩石隧 道掘进机法建设的隧道勘察、设计、施工、验收等相关要求，显得十分重要，因此，特制定岩石隧道掘进 机法技术规程。本规程主要内容共分为二十章，前三章为范围、规范性引用文件、术语；第四章为基本规定；第五章 为地质勘察；第六章为隧道结构设计；第七章为特殊地质设计；第八章为辅助工程；第九章为掘进机选 型、设计与监造；第十章为施工准备；第十一章为施工测量；第十二章为预制构件制作；第十三章为掘进 机运输、组装、调试和拆机；第十四章为超前地质

9、预报；第十五章为掘进与支护；第十六章为防排水；第十 七章为施工通风除尘、降温及水电供应；第十八章为掘进机维修与保养；第十九章为监控量测及信息化 管理；第二十章为工程验收。第四章到第十章是本规程的核心部分。与现行有关标准相比，本规程具有 以下特点：1)一是体现了国家环境保护、水土保持、安全防护等新要求。二是明确了掘进机工作条件分 级、施工阶段工程地质工作等主要勘察内容，针对性较强。三是明确了结构计算方法及原则、特殊地质 专项设计、掘进机选型等内容，科学性更强。四是明确了掘进机正常掘进、姿态控制、到达掘进等施工要 求，尤其是明确了软弱破碎、岩爆、岩溶等特殊地段应对措施，可操作性更强。2)与传统钻爆

10、法相比，掘 进机法虽然在单延米造价上不具备优势，但可实现凿岩、出渣、通风、防尘、运输等多种工序联合快速作 业；对围岩扰动小、开挖面光洁、自动化程度高；有利于提高隧道质量安全、施工效率和环境保护；可减少 辅助坑道设置及其施工场地等大临配套工程，具有较好的经济可比性。此外，当隧道无辅助坑道设置条 件且工期要求较高时，掘进机法是一种不可替代的施工方法。3)本规程对勘察设计、掘进施工、验收等T/CSPSTC 542020建设全过程进行了规定，尤其是对特殊地质地段设计施工提出了针对性要求，可有效降低掘进过程中的 地质风险，减少有关措施费用，具有较好的经济性。本规程的实施，有利于进一步规范隧道掘进机法勘察

11、、设计、施工、验收行为，为隧道掘进机法提供 有力参考依据，更有利于统一隧道掘进机法技术要求，更好地能发挥隧道掘进机法对我国隧道建设起到 技术指导作用。T/CSPSTC 542020岩石隧道掘进机法技术规程1范围本文件规定了采用全断面岩石掘进机法修建隧道的地质勘察、隧道结构设计、特殊地质设计、辅助 工程、掘进机选型、设计与监造、施工准备、施工测量、预制构件制作、掘进机运输、组装、调试和拆机、超 前地质预报、掘进与支护、防排水、施工通风除尘、降温及水电供应、掘进机维修与保养、监控量测及信息 化管理、工程验收等内容。本文件适用于采用全断面岩石掘进机法新建隧道的勘察、设计、施工和工程质量验收。2规范性

12、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（包括所有修改单）适用于本 文件。GB/T 12467金属材料熔焊质量要求GB/T 16823.2螺纹紧固件紧固通则GB/T 19804焊接结构的一般尺寸公差和形位公差GB/T 21120水泥混凝土和砂浆用合成纤维GB/T 24337电能质量公用电网间谐波GB/T 343542017全断面隧道掘进机术语和商业规格GB/T 346522017全断面隧道掘进机敞开式岩石隧道掘进机GB/T 346532017全断面隧道掘进机单护盾岩石隧道掘进

13、机GB 504462017盾构法隧道施工及验收规范JB/T 130012017敞开式全断面岩石巷道掘进机JB/T 136722019双护盾岩石隧道掘进机TB 100032016铁路隧道设计规范DB35/T 18662019公路隧道超前地质预报技术规程Q/CR 90042018铁路工程施工组织设计规范Q/CR 9528-2019铁路隧道掘进机法技术规程3术语和定义3.1.1全断面岩石隧道掘进机 full face rock tunnel boring machine通过旋转刀盘并推进使滚刀破碎岩石，集掘进、支护、出渣等工序为一体的全断面隧道施工设备。3.1.2敞开式岩石隧道掘进机 open ty

14、pe tunnel boring machine在稳定性较好的岩石中，利用撑靴撑紧洞壁以承受掘进反力及扭矩，不采用管片支护的岩石隧道掘 进机。3.1.3单护盾岩石隧道掘进机 single shield tunnel boring machine具有护盾保护，仅依靠管片承受掘进反力和刀盘扭矩的岩石掘进机。3.1.4双护盾岩石隧道掘进机 double shield tunnel boring machine具有护盾保护，依靠撑靴撑紧洞壁或油缸顶推管片以承受掘进反力和扭矩，掘进可与管片拼装同步 的岩石隧道掘进机。3.1.5监造 supervision对掘进机制造过程进行质量和工期管控的行为。3.1.

15、6岩石磨蚀性 rock abrasiveness岩石对破岩工具产生磨蚀作用的性质。3.1.7磨蚀指数 cerchar abrasivity index反映岩石对隧道掘进机刀盘和刀具磨损的重要指数，是岩石磨蚀性高低的重要指标。3.1.8主机 main machine全断面岩石隧道掘进机的开挖、推进和支护装置的总称。3.1.9后配套系统 back-up system为主机提供工作支持条件、位于连接桥及其后方的设备和结构的总称，包括连接桥、后配套拖车及 辅助设备。3.1.10刀盘 cutter head设置在全断面岩石隧道掘进机的前端，通过旋转或其他运动方式对地层进行全断面开挖的钢结构 和刀具的总成

16、。3.1.11刀具 cutting tools对地层进行切削或破碎的刃具。3.1.12主驱动单元 main drive unit驱动刀盘旋转或以其他方式运动的装置。3.1.13主轴承 main bearing主驱动单元中用于支撑刀盘旋转并传递掘进推力的轴承。3.1.14护盾 shield全断面岩石隧道掘进机中用于保护设备及人员安全的周边壳体。3.1.15撑靴系统 gripper system敞开式和双护盾岩石隧道掘进机中可撑紧洞壁承受掘进反力的系统，主要由钢结构架、液压缸、撑 靴等组成。3.1.16推进系统 thrust system用来推动全断面岩石隧道掘进机前进的系统，主要由推进液压缸、阀

17、组、泵站等组成。3.1.17管片拼装机 segment erector用于管片抓取、平移、旋转、提升等多个自由度运动的机械装置。3.1.18豆砥石 pea gravel颗粒级配在5 mm10 mm的碎石或烁石。3.1.19最小转弯半径 minimal curve radius全断面岩石隧道掘进机能够通过的隧道轴线最小曲率半径。3.1.20总推力 total thrust force全断面岩石隧道掘进机设计最大推力.即各推进油缸最大推力的总和。3.1.21装机功率 installed power全断面岩石隧道掘进机用电设备额定功率的总和。3.1.22辅助工程 auxiliary works为施工

18、生产服务的建（构）筑物及设施，包括进场及场区道路、施工场地、供水、供电等非主体工程的 建（构）筑物及设施。3.1.23摩擦副 friction pair两个既直接接触又产生相对摩擦运动的物体所构成的体系。3.1.24锚杆钻机系统 roofbolter system在掘进机主机一定范围内设置描杆钻机，应能实现设计回转范围内的可靠制动和轴向移动，具有与 掘进同步作业功能，可采用有线和无线两种控制方式，按照设计要求参数钻进、安装描杆或描索，满足施 工要求而设计的整套装置。3.1.25混凝土喷射系统 concrete spraying system在掘进机主机一定范围内设置喷射混凝土设备，可配备混凝土

19、输送泵、回弹料收集、防护罩等机构， 应能实现回转和纵向移动功能，达到轴向行程喷射循环长度和环向喷射范围，可采用有线和无线两种控 制方式，按照预设参数喷射混凝土，能远离施工区域进行喷射混凝土作业的机构系统。3.1.26服务洞 service hole掘进机在准备、始发、检修、组装、接收及拆卸等过程环节，满足不同功能及建造适当规模的洞室，为 掘进机方便主体隧道施工的附属结构物。3.1.27预备洞 preparation hole一般隧道洞口覆盖岩层薄、可能岩石破碎等原因，通常不适合敞开式TBM直接掘进，采用人工开 挖至围岩条件较好的洞段，依靠TBM自身的步进装置而进洞，并形成断面尺寸满足隧道的功能

20、要求和 TBM步进通过要求的洞室。3.1.28始发洞 starting hole在TBM步进至预备洞工作面开始掘进时，由步进状态转人掘进状态，使TBM能够提供撑靴支撑 于已开掘的隧道洞壁，能够达到摩擦力克服向前掘进的刀盘推力和扭矩，其断面净空应满足掘进机通行 而设置一定长度的洞室。3.1.29检修洞 manhole在对掘进机进行检查、维修、修理、更换等工作任务时，为能保持或恢复设备的期望功能，需要修建 一定规模附属洞室，满足掘进机定期和不定期检修任务。3.1.30组装洞 assembly hole由于地形条件限制或长隧道分段掘进时，需要在洞内组装掘进机，修建满足设备组装并具有一定净 空要求的附

21、属洞室。3.1.31接收洞 receiving hole当掘进机完成掘进任务后，受直接出洞条件限制，需提前修建满足掘进机接收功能的附属洞室。3.1.32拆卸洞 disassembly hole当掘进机到达掘进完成后，受地形条件限制，需要在洞内拆卸掘进机，而修建满足设备拆卸功能并 具有一定净空要求的附属洞室。4 基本规定4.1勘察4.1.1掘进法施工隧道的工程地质勘察应分阶段进行，并满足各阶段设计和施工要求。4.1.2掘进机法施工的隧道工程地质勘察应按地质调绘、勘探、测试、试验、综合地质分析和报告编制 等工作程序进行。4.1.3掘进机法施工的隧道工程地质勘察应强化岩体完整性、岩石坚硬程度、岩石磨

22、蚀性矿物含量等 基本工程特性的测试。4.1.4掘进机法施工的隧道应加强断层及软弱破碎带、风化槽、膨胀岩、强透水层、高地应力、岩溶、涌 水突泥、有毒有害气体等不良地质勘察工作。4.2设计4.2.1掘进机法施工的隧道应进行地质适应性评估，综合考虑隧道工程规模、地质条件、环境条件、水 电供应、运输条件、辅助坑道设置、施工工期、工程投资、施工风险等因素，经技术、经济比较确定。 4.2.2隧道线位宜选择地质条件适合的地段，避免穿越高风险地段，不能绕避时应以最短距离穿过，并 进行针对性设计。下列地质地段属于高风险地段：a）高地应力软弱围岩具有中等或严重大变形地段。b）具有中等及以上的膨胀性围岩。c）强烈或

23、极强岩爆地段。d）宽大断层破碎带及软弱破碎带地段。e）突泥涌水严重地段。f）岩溶发育或很发育地段。g）高瓦斯及瓦斯突出地段。h）磨蚀性极高，极软岩地段。4.2.3掘进机类型选择和设备基本功能要求应根据隧道工程特点、地质条件、施工环境、工程设计、工 期等因素确定。4.2.4掘进机选型应满足地质条件适宜地段快速掘进要求，工期安排需考虑预留设备定制、设备进场 运输、安装调式及贯通拆除时间，本规程掘进机法隧道进度指标仅适用一般地质条件的隧道施工，对于 地质复杂及高风险隧道，进度指标需根据实际情况另行分析计算。根据岩石抗压强度和完整性等因素 确定进度指标，其掘进机施工指导性进度指标：a）敞开式掘进机I级

24、围岩宜为230 m/月250 m/月，H级围岩宜为360 m/月420 m/月，III级 围岩宜为400 m/月480 m/月，汉级围岩宜为300 m/月330 m/月。b）护盾式掘进机I级围岩宜为270 m/月300 m/月，H级围岩宜为420 m/月450 m/月，III级 围岩宜为520 m/月550 m/月，IV级围岩宜为360 m/月400 m/月。4.2.5掘进机法施工的隧道内轮廓应根据线路技术标准、建筑限界、轨道结构形式及维护方式等因素 综合确定。4.2.6掘进机法施工的隧道断面宜为圆形，其结构断面应根据隧道内轮廓、衬砌支护型式及结构厚度， 并综合考虑施工误差等因素确定。4.2.

25、7敞开式岩石掘进机施工的隧道宜采用复合式衬砌结构，护盾式岩石掘进机施工的隧道宜采用管 片衬砌结构；有特殊功能要求，可采用双层衬砌结构，增强管片衬砌结构耐久性和整体刚度。4.2.8掘进机法施工的隧道应根据工程等级、断面尺寸、地震烈度、隧道埋深、断层与隧道结构的空间 关系等基础条件开展抗震计算，衬砌结构抗震设计应符合相关要求。4.2.9掘进机进场道路、场地组装、始发和到达场、卸翻渣平台、预备洞和始发洞、组装洞和拆卸洞、拼 装构件预制场、供配电设施、环水保设施、防寒保温措施等辅助工程应进行专项设计。4.2.10掘进机用于斜井隧道施工时，为保证掘进机刀盘后退的能力，降低运输组织难度，斜井坡度宜 小于1

26、0%。4.2.11极端复杂地质环境下的隧道掘进机法施工，可采用双结构或复合型掘进机。4.2.12掘进机法施工的隧道应进行全过程风险管理，重点进行高风险段专项设计、掘进机针对性设 计、不良地质探测与应急处理等相关工作。4.2.13掘进机法施工的隧道应进行专项施工通风设计。4.3 施工4.3.1采用掘进机法施工的隧道应根据施工组织设计和施工条件，建立安全、质量和环境保护体系，做 到节能降耗、保护环境和文明施工。4.3.2掘进机在进场、组装、掘进、拆卸过程中，应建立过程控制保障体系，强化施工工艺流程组织，确 保掘进机正常使用。4.3.3隧道工程施工应根据规定的测量精度及导向系统选择施测方法，并建立复

27、核制度，保证隧道的 轴线符合设计要求和相关标准规定。4.3.4隧道工程施工前应结合工况及地质特点编制超前地质预报及监控量测实施细则并纳人施工组 织设计。4.3.5隧道工程施工过程中应收集原始数据、资料，做好施工记录。隧道竣工时应编写施工技术总结。4.4验收 4.4.1隧道工程质量应满足结构安全、耐久性和使用功能等设计要求。4.4.2隧道工程原材料、半成品和成品进场验收应符合相关规定。4.4.3掘进机法施工的隧道应检验掘进机姿态，开挖中线及高程应符合设计要求。4.4.4掘进机法施工的隧道二次衬砌施作前应对初期支护与围岩的密贴性进行检验或管片背后注浆 密实性的检验。4.5管理要点4.5.1掘进机法

28、施工的隧道建设管理应重点做好以下工作：a）根据掘进机法快速施工及时支护特点，制定针对性的变更设计机制。b）组织设计、监理、施工单位及制造单位进行掘进机设计、监造和验收工作。c）做好备运输道路、建（构）筑物、管线等产权单位及地方政府的相关协调工作。d）组织参建各方对掘进机施工过程中出现的不良地质处理方案进行论证。e）掘进机长期停机时，应对掘进机维护方案进行评估。4.5.2掘进机法施工的隧道勘察设计应重点做好以下工作：a）勘察工作应满足隧道工程设计、掘进机选型、施工管理等要求。b）根据地质适应性分析提出掘进机选型设计，并对不良地质地段提出针对性设计。c）做好现场施工配合，加强现场地质核对确认工作。

29、出现掘进异常，应及时提出对策。 4.5.3掘进机法施工的隧道施工应重点做好以下工作：a）核对设计文件，参与设计交底、检查及验收等工作，编制专项施工方案。b）编制隧道掘进、初期支护等关键工序的作业指导书，明确施工作业标准和工艺要求。c）确定设备主要功能及参数，编制设备运输、组装调试、步进、始发、正常掘进及到达等方案。d）出现紧急情况时应积极组织抢险，并执行建设程序。4.5.4掘进机法施工的隧道监理应重点做好以下工作：a）核对确认辅助工程的规模、标准、生产能力、安全措施等。b）核实确认施工过程中的资源投人，审批专项施工方案。O参与设备的组装、调试、拆卸等过程控制。d）可根据职责要求参与掘进机的设备

30、监造。5地质勘察5.1 般规定5.1.1掘进机法施工的隧道工程地质勘察应根据勘察阶段、区域及工程场地地质条件、勘察手段的适 宜性，结合掘进机施工的特点及要求，开展综合勘察工作。5.1.2地质勘察应重点为以下工作提供地质资料：a）掘进机法适用性分析评价。b）隧道位置及掘进机施工段落的选定。O 掘进机设备选型、掘进机法隧道结构设计、辅助措施选择、掘进机施工参数确定。d）辅助工程、弃渣场及运输便道的设计。e）工程风险管理及应急预案的制定。5.1.3掘进机法施工的隧道应按表1所列项目开展勘察、测试及试验等工作，并重点勘察以下内容：a）岩石坚硬程度、岩石磨蚀性、岩石质量指标、岩体完整性等岩石（体）基本地

31、质参数。b）主要断层及岩体软弱破碎带的性质、产状、规模、分布范围、破碎程度、富水程度。c）岩溶及岩溶水、人为坑洞等成因、空间分布、规模等特征及其与隧道的关系。d）地下水类型、发育状况及补给、径流、排泄特征等水文地质条件，预测可能出现严重突、涌水点 （段）。e）存在断层破碎带、高地应力、高地温、有毒有害气体或放射性时，应调查其成因、分布、特征及危 害程度。表1勘察、测试及试验项目表件 条 质 地巨 项 查 调 测 勘 合 综巨 项 验 试 内 室 石 岩地质调绘弹性波测试电阻率测试钻探验试 内孔密度吸水率颗粒密度抗压强度抗拉强度硬度试验膨胀率弹性波速度磨片鉴定提水验抽压试合探井综物测道隧岩质EC

32、硬回n道 隧 岩结固 未一岩 质 软0育发水下岩碎破LLIIIL回I层地 性胀 膨n0回0回性岩气害有UUUU1UUUU注：7必须调查项目，选择调查项目。5.1.4对长大深埋隧道或可能存在高地应力、高地温、岩溶、有毒有害气体及放射性等地质灾害的隧 道，应开展专项地质调查和测试工作，分析预测岩爆、大变形、岩溶、热害、有毒有害气体及放射性等地质 灾害风险，评价其对掘进机施工的影响。5.1.5围岩分级参考铁路围岩分级标准，通过岩体特征、土体特征及地震波纵波波速进行围岩分级，考 虑增加特殊地质类别。施工过程中结合地下水发育程度、高地应力状态、TBM施工进行分级修正。5.2勘察要点5.2.1工程地质调绘

33、应重点开展以下内容：a）各类结构面产状、接触关系、胶结、充填情况，地表露头岩体体积节理数量测。b）地质构造及破碎带范围、富水情况、新构造运动痕迹、特点。c）不良地质的性质、分布范围、规模，特殊岩土的类型、性质、分布范围及危害程度等。d）地下水类型、水位及变化幅度，地下水补给、径流、排泄等水文地质条件。5.2.2工程地质物探应采用多种方法验证，比较分析，并应重点对以下建（构）筑物或地质构造进行 勘察：a）地下建（构）筑物、地下管线。b）岩溶发育区、人为坑洞。c）断层及节理密集带、侵人蚀变带等岩体软弱破碎带。5.2.3工程地质钻探工作应符合以下规定：a）根据地层岩性、地质构造、水文地质特征等因素综

34、合布置工程勘探点。b）主要的地质界线及不良地质、特殊岩土地段和主要的岩性段落应布置控制性钻孔。5.2.4测试、试验工作应加强岩石单轴抗压强度、磨蚀性、岩体完整性系数等测试，并提供隧道洞身分 段围岩掘进机工作条件分级表。5.2.5断层构造、岩溶、采空区等不良地质，应采用物探、钻探、原位测试或其他室内试验等综合方法获 取多方面地质参数。5.3隧道围岩掘进机工作条件分级5.3.1掘进机工作条件应根据岩石单轴饱和抗压强度、岩体完整程度、岩石磨蚀性等指标综合确定。 5.3.2隧道掘进机工作条件可由好到差分成A、B、C三级，隧道掘进机工作条件及围岩分级可按表2 建议值确定。可按铁路隧道相关围岩分级方法，并

35、考虑特殊不良地质状况进行修正。表2隧道掘进机工作条件及围岩分级建议表围岩分级分级评判主要因素围岩掘进机工作条件等级岩石单轴抗压强度Ec/MPa岩体完整性系数岩石磨烛性CAI (1/10 mm)I80 1500.65 0.750.755Ic1500.65n80 1500.65 0.555 c150m60 1200.35 0.555nic800.35IV30 600.35 0.205IVb15 600.20 0.15NoV和w159090 6060 303055岩石坚硬程度极硬岩硬岩较硬岩软岩极软岩注：Rc为岩石单轴饱和抗压强度。b) 岩石磨蚀性，可通过测试岩石磨蚀指数进行评价。岩石磨蚀性等级与岩

36、石磨蚀指数对应关系 可按表4建议值确定。表4岩石磨蚀等级评价建议表磨烛性等级磨烛指数（CAI）极低5c）岩体完整程度，应按岩体完整性指标、岩体体积节理数或岩石质量指标进行评价，其对应关系 可按表5确定。表5岩体完整程度与KV、JV的对应关系岩体完整程度完整较完整较破碎破碎极破碎Kv0.750.75 0.550.55 0.350.35 0.150.15Jv/（条/m3）35注：Kv为岩体完整性指标为岩体体积节理数。6隧道结构设计6.1 _般规定6.1.1隧道结构可采用极限状态法或破损阶段法设计。6.1.2复合式衬砌初期支护宜采用锚网喷支护形式，二次衬砌宜采用模筑混凝土形式。6.1.3管片衬砌宜采

37、用单层管片衬砌结构，特殊情况时内部可设置二次衬砌。6.1.4隧道底部结构宜采用预制块形式，特殊情况时可采用现浇形式。6.1.5隧道防排水应结合衬砌形式和结构特点进行设计。6.2结构计算6.2.1掘进机法施工的隧道结构设计应符合以下规定：a）结构应按施工阶段和使用阶段分别进行结构强度、刚度和稳定性计算，对于钢筋混凝土结构， 尚应对使用阶段进行裂缝宽度验算。b）隧道结构计算应考虑地层情况、衬砌类型及构造特点、施工工艺等因素。c）隧道结构计算可采用荷载-结构计算模式，并采用地层-结构模式进行校核。d）当沿纵向荷载、基底地层、纵向结构刚度有较大变化时，还应进行纵向强度和变形的验算。6.2.2采用极限状

38、态法设计时，隧道结构构件应满足承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求。 承载能力极限状态，应按作用基本组合、偶然组合和地震组合计算作用组合的效应设计值，并应按 下列设计表达式进行设计：7oSd Kd（ 1 ）式中：70结构重要性系数。Sd作用组合的效应设计值。Rd隧道结构构件抗力的设计值。正常使用极限状态，应根据不同的设计要求，采用作用的标准组合、频遇组合或准永久组合，并应按 下列表达式进行设计：Sd 厂掘进机总长一厂洞外拼装场一1-厂富裕长度 （3 ）b）掘进机法施工隧道应设置始发洞，始发洞长度、断面尺寸可根据掘进机类型和始发方式确定。c）洞内组装宜在地质较好地段设置组装洞，长度不宜小于1

39、00 m。宽度应考虑吊装设备、车辆运 输、作业空间等因素。起拱线高度宜按吊装设备起吊刀盘不小于2 m考虑。d）检修洞、拆卸洞长度为主机长度与2倍刀盘直径之和，且不宜小于30 m。宽度不宜小于刀盘 直径的1.5倍。高度宜按吊装设备起吊刀盘不小于2 m考虑。e）接收洞净空断面可参照预备洞。6.5.2护盾式岩石掘进机始发洞底部应设导向台，始发时反力架（墙）端面与盾尾距离不大于0.5倍管 片环宽。6.6防水及排水6.6.1防水及排水设计应满足以下要求：a）隧道防排水设计应遵循防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理的原则。b）隧道防排水设计应明确防水等级标准和设防要求，设计内容应包括衬砌自防水，施丁.缝

40、（管片 接缝）、变形缝防水，防水层、管片衬砌与隧道开口处防水，工程细部构造的防水措施，工程结构 的防排水系统等。钢管片防腐蚀也应与防水措施相结合。c）变形缝、施工缝（管片接缝）、预埋件、预留孔洞等特殊部位，应加强防水措施。d）寒冷及严寒地区防排水设施应采取防冻保温措施。6.6.2全包防水型管片衬砌设计应以管片自防水、管片接缝防水为主，必要时辅以外防水层或增设模 筑衬砌防水。6.6.3排水型管片衬砌防水设计应以管片自防水、管片接缝防水为主，排水可设置泄水孔或利用注 浆孔。6.6.4管片衬砌+现浇衬砌排水型结构防排水设计可按一般复合式衬砌执行。6.6.5管片接缝防水应在设计水压和接缝最大张开错位下

41、不得渗漏。6.6.6弹性密封垫应垫于接缝外侧。6.6.7封顶块与邻接块之间应采用较薄遇水膨胀橡胶与复合密封垫。6.6.8富水段宜采用高强度高分子特殊注浆材料补强混凝土施工缝和预制管片拼接缝。6.7 附属结构物6.7.1掘进机法施工隧道应减少附属洞室设置，当必须设置时，应尽量利用隧道断面富余空间。6.7.2采用管片衬砌时，附属洞室或横通道位置宜设置钢管片.开口时切槽拆除管片，并对缺失管片部 位进行补强。7特殊地质设计7.1特殊地质段设计应包括以下主要内容：a）超前地质预报设计。b）特殊地质处置方案设计。c）风险管理设计。d）衬砌结构设计。e）防排水设计。f）监控量测设计。7.2特殊地质段超前地质

42、预报应采用地质调查法、物探法、超前钻探法等进行综合超前地质预报。 7.3隧道穿越软弱破碎地层或膨胀岩地层时，应加强初期支护刚度，超前加固围岩，并对出露护盾的空 腔进行回填。7.4隧道穿越岩爆段时，应根据岩爆强弱确定描杆长度、间距、类型等，必要时应增设钢筋网片、喷射纤 维混凝土等加强措施。7.5隧道穿越岩溶段时，应强化超前地质预报，查明岩溶性质、范围、与隧道空间关系、富水情况等，制 定针对性措施。7.6隧道穿越突泥涌水地层时，应对掌子面前方围岩进行超前泄水降压，并加强围岩变形监测和地表 水文监测，分析地表与地下水的联系，加强洞内涌水量、水压、排水水质的量测及分析，调整优化排水方 式或终止排水。7

43、.7隧道穿越挤压性围岩地层时，应加强隧道初期支护，辅以长描杆或描索径向加固围岩，并通过边刀 外扩加大掘进断面。变形极为严重时应采用人工扩挖或钻爆法处理。7.8特殊地质地段永久衬砌宜采用钢筋混凝土结构。8辅助工程8.1 _般规定8.1.1辅助工程设计应综合考虑工程特点、施工组织、地形地貌、地质灾害、防洪防涝及环境条件等因 素，确定辅助工程的位置、规模及结构。8.1.2辅助工程应按永临结合设计，并应满足安全要求。地震频发地区，应考虑抗震要求。 8.1.3辅助工程应在掘进机始发前形成生产能力，其最大生产能力应满足施工高峰期施工需求。拼装 预制构件存储量不宜小于3个月的施工需求量。8.1.4辅助工程的

44、地基基础应满足承载力要求，不满足时应进行地基处理。8.1.5辅助工程吊装设备走行基础应进行设计及检算，满足设备吊装要求。8.1.6辅助工程的特种设备选择应符合安全要求。设备安装完成后，应进行试运行，并由技术质量监 督部门进行质量验收，合格后方可启用。8.1.7严寒及寒冷地区洞外辅助工程应采取防寒、保温措施。8.1.8辅助工程施工周期应结合地形地貌、气候条件、地质条件等因素合理确定。8.1.9辅助工程应设置安全标识标牌。8.2交通道路8.2.1采用掘进机施工的隧道，在设计阶段应根据掘进机单体大件尺寸、重量、运输限界等参数对掘进 机运输线路进行现场调查，核对，评估道路净空、曲线半径、承载能力及临近

45、建（构）筑物、管线等是否满 足掘进机运输要求。掘进机最大部件尺寸及最重部件重量应按照所选掘进机类型确定，当无资料时，可 按照表7确定。表7掘进机最大部件尺寸与最重部件重量掘进机直径/m部件单位数量67最大部件mX mX m5.1X5.1X2.1最重部件t约10078最大部件mX mX m5.6X5.6X2.1最重部件t约13089最大部件mX mX m5.6X5.6X2.1最重部件t约150910最大部件mX mX m6.3X6.3X2.1最重部件t约17010 11最大部件mX mX m7.1X7.1X2.1最重部件t约21511 12最大部件mX mX m7.1X7.1X2.1最重部件t约

46、2208.2.2掘进机进场运输道路应优先使用既有道路。当既有道路不满足运输条件时，应首先考虑改造和 加固处理，必要时可新建道路。8.2.3运输道路上有影响设备运输的建（构）筑物、管线等时，应编制专项处置方案，并经评估后实施。8.2.4场内运输道路应符合以下要求：a）场内道路应与现场的存放场、仓库、施工设备等位置相协调，满足施工车辆的行车速度、密度及 载重量等要求。b）道路等级不宜低于三级公路标准。8.3 施工场地8.3.1施工场地宜集中布置在洞口附近位置，洞口周边场地不足吋，可分区布置。8.3.2多工点共用的拌合站、加工厂、预制构件厂等辅助工程应结合运输条件、场地条件合理布置。 8.3.3施工

47、场地内应设置截、排水设施，防止场地内积水。8.3.4采用有轨运输时，供料应确定洞外备料线、编组线和其他作业线的布置，出渣应确定洞外出渣 线、翻渣设施的位置及存渣场地。8.3.5采用连续皮带出渣时，应确定洞外分渣设施的位置及存渣场地。8.3.6掘进机组装场地应符合以下规定：a）掘进机组装场地宜在洞外设置。场地不能满足时，可在洞外设置主机及部分后配套组装场或 设置组装洞。b）组装场地宜为平坡，主机的组装轴线应与隧道中线一致。c）主机的组装场地平整度允许偏差应为10 mm/2 m，刀盘焊接区域平整度允许偏差应为3 mm/2 m。d）组装场地应满足地基承载能力，并采用不低于C20混凝土硬化，硬化厚度应根据计算确定。e）主机组装区及后配套组装区宜分别设置吊装设备，主机组装区的吊装设备起重能力应满足掘 进机最重部件吊装需求。吊装设备基础应进行验算，验收合格后方可进行设备组装。f）最低温度低于0 0时，洞外组装应搭设厂房，并配置保温设施。8.4供水8.4.1