TCEC 抽水蓄能电站全断面隧道掘进机应用技术规程

ICS27.140

P59

中国电力企业联合会标准

PT/CEC

202X-XXXX

抽水蓄能电站全断面隧道掘进机

应用技术规程

TechnicalSpecificationsforFull-faceTunnelBoringMachines

ApplicationinPumpedStoragePowerStations

（征求意见稿）

202X-XX-XX发布202X-XX-XX实施

中国电力企业联合会发布

1总则

1.0.1为贯彻执行国家有关技术经济政策，统一抽水蓄能项目TBM应用技术

要求，制定本规程。

1.0.2本规程适用于大、中型抽水蓄能电站工程TBM设计与施工。

1.0.3本规程规定了抽水蓄能电站工程地质勘察、地下洞室群设计、TBM选型

及技术要求、TBM施工组织设计、TBM安装与调试、TBM掘进与支护、TBM

设备安全运行、TBM设备维修保养、TBM拆卸与转运等方面的技术要求。

1.0.4抽水蓄能电站TBM施工应遵守有关环境保护、水土保持及安全生产等

方面的法律法规。

1.0.5抽水蓄能电站TBM应用技术除应符合本规程之外，尚应符合国家和行

业有关标准的规定。

2术语

2.0.1抽水蓄能电站(Pumped-StoragePowerStation)；

利用电力系统的富余电能从下水库向上水库抽水，将电能转换为水的势能储

存起来，当电力系统需要时，从上水库向下水库放水发电，再将水的势能转换为

电能的一种水电站。按照电网调度的需要可做调峰、填谷、调频、调相及紧急事

故备用运行等。

2.0.2全断面岩石隧洞掘进机(FullFaceRockTunnelBoringMachine)

用于岩石地质结构内，采用旋转并推进刀盘，通过滚刀破碎岩石而使隧洞整

个断面一次成型的机器。全断面岩石掘进机主要具有掘进、出渣、导向及支护等

四项基本功能，一般可分为敞开式和护盾式两大类。

2.0.3地下厂房(UndergroundPowerhouse)

抽水蓄能电站地下厂房是建在地面以下洞室中的水电站厂房。

2.0.4排水廊道(DrainageGallery)

抽水蓄能电站排水廊道是厂房洞室群的排水、厂房顶部斜向排水幕的施工通

道，同时兼顾通风和行人检修要求。

2.0.5通风兼安全洞(VentilationandSecurityTunnel)

抽水蓄能电站通风兼安全洞是厂房顶拱的施工通道，是主厂房开挖的关键线

路，其功能主要是用于施工期厂房系统的施工通道、运行期通风等。

2.0.6进厂交通洞(trafficTunnel)

抽水蓄能电站进厂交通洞主要用于大件运输、施工期和运行期交通通道。

2.0.7通风竖井

抽水蓄能电站通风竖井主要是把地下厂房中废气排出地面的通风通道。

2.0.8引水竖井

抽水蓄能电站引水竖井主要是位于上水库进/出水口和厂房之间用于输送水

流的铅直向隧洞。

3基本规定

3.0.1抽水蓄能项目的TBM应用，需综合考虑安全、环保、进度、质量、经

济等多方面因素。

3.0.2基于抽水蓄能地下洞室特点及TBM应用的考虑，抽水蓄能电站TBM应

用主要围绕排水廊道、辅助交通洞室、斜/竖井等方向开展应用。

3.0.3抽水蓄能电站地下洞室洞径为3.5m~7.2m，长度超过800倍洞径，且地

形、地质、水文和运输场地、技术经济等条件合适采用TBM法施工时，可采用

TBM施工。

3.0.4采用TBM法掘进的隧洞，应根据隧洞场地地形、地质条件及工期等，

合理确定施工技术方案和TBM选型，制定适宜的施工组织。

3.0.5采用TBM法掘进施工时，应通过技术经济比较，进行施工安全、质量、

环境保护、节约能源等技术和风险评估。

3.0.6隧道施工时应随时收集原始数据、资料，做好有关的施工记录，并根据

TBM施工特点编写单项和全面的施工技术总结，及时提交竣工文件。

4工程地质勘察

4.1一般规定

4.1.1抽水蓄能电站工程地质勘察宜按踏勘、初测、定测、补充定测分阶段开

展工作，并与预可行性研究、可行性研究、初步设计、施工图四个设计阶段相对

应。施工阶段地质勘察应根据需要开展工作。

4.1.2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，

为隧洞设计、TBM施工的适宜性评价、TBM选型和施工等提供地质资料。

4.2区域地质与地质勘查

4.2.1区域地质背景研究应调查研究区域地形地貌、沉积建造、岩浆活动、变

质作用、现代构造应力场，地层岩性特征及其分布和组合接触关系，区域性断裂

的分布特征及其活动性，主要富水构造和水文地质单元等。

4.2.2查明影响TBM的选型及设计和施工的地质条件。

4.2.3TBM法施工隧洞的地质工作，应根据TBM法施工的特点和技术要求，

结合勘测阶段的工作特点和深度要求，按以下阶段实施：

1初测阶段应初步查明隧洞区的工程地质和水文地质条件，确定影响采用

TBM法施工的地质因素、分布段落长度及所占比例，评价其影响程度，为判定

隧洞工程能否采用TBM施工提供必要的地质依据。

2定测阶段应针对经初测地质工作判明能够使用TBM法施工的隧洞工程，

查明工程涉及的主要地层岩性和断裂构造发育特征，为TBM选型、设计及配套

设备提供各类定量地质参数。详细划分隧洞围岩TBM工作条件等级，明确需要

采用钻爆法提前处理的具体段落及长度，为隧洞TBM法施工设计、辅助处理方

案设计提供详细的地质资料。

3TBM法实施阶段应开展超前地质预报工作，为TBM法施工组织管理,

掘进参数选择以及防治地质灾害等提供依据,指导TBM施工；在TBM施工过程

中，及时分析TBM掘进效率与地质参数的相关关系，确定各种围岩条件下TBM

施工的最优方案和合理的掘进推力、扭矩等参数。

4.3工程地质条件

4.3.1对于一般埋深隧洞，应查明其工程地质与水文地质条件，主要包括以下

内容：

1隧洞沿线地貌类型及分布，河流、水库等地表水体的分布、水位、流量、

规模等。

2隧洞沿线地层分布、岩性，重点查明软岩、膨胀岩、岩溶、蚀变岩、高

磨蚀性硬岩等特殊岩类的分布及工程地质性质。隧洞进出口段、浅埋段、过沟段

应查明覆盖层的成因类型、厚度和物质组成。

3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。

重点查明区域性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、构造岩性状特征及其渗透性，断层与地表水体的连通情况等。

4.4超前地质预报

4.4.1TBM施工应进行超前探测、超前地质钻探或超前导坑，开展地质调查测

试，详细查明隧洞洞身围岩的各项地质参数，合理选用刀具类型，做好掘进参数

选择以及防治地质灾害等工作。

4.4.2TBM施工隧洞超前地质预报可采用地质分析法、物探法、超前钻探法、

超前导洞法。地质分析法包括地质调查法和岩渣分析法；物探法包括电法、弹性

波法、激发极化法，可根据隧洞具体地质情况选择其中一种或多种方法进行地质

预报。

4.5TBM施工适应性围岩分类

4.5.1TBM施工适应性围岩分类应在隧洞围岩基本分类的基础上，充分考虑

岩体可掘性以及不利地质条件对TBM施工的影响。

5地下洞室群设计

5.1一般规定

5.1.1抽水蓄能电站地下洞室应进行适应性优化设计和标准设计。

5.1.2抽水蓄能电站隧洞群设计应遵循隧洞形式分类与断面尺寸变化少、同类

隧洞多串联、空间布置转弯少、底坡适宜且少变等思路。

5.1.3抽水蓄能电站隧洞群应实现短洞长打、多洞连打、掘进安全高效。

5.1.4抽水蓄能电站隧洞群优化设计原则：

1抽水蓄能电站隧洞断面宜设置为圆形，功能相同的隧洞断面尺寸应一致。

2抽水蓄能电站隧洞开挖尺寸应综合考虑永久期和施工期，不应由于局部

洞段地质条件差异而影响隧洞总体开挖尺寸。

3抽水蓄能电站相邻隧洞应连通，连通后的隧洞断面形式和尺寸应满足主

要隧洞的功能需要，并兼顾相邻隧洞为原则。

4抽水蓄能电站功能不同的隧洞断面尺寸应尽量统一，提高TBM设备通

用性。

5空间布置上应尽量平顺，转弯半径需考虑TBM设备转弯能力并留有余

度，纵坡宜结合TBM爬坡能力、出渣难度等综合考虑，并控制变坡次数和幅度。

5.1.5自流排水洞、厂房排水洞、进厂交通洞等具备采用TBM法施工的部位，

尽量考虑采用TBM法施工，可减少施工工期。

5.2排水廊道设计

5.2.1小断面TBM施工主要应用于地下厂房排水廊道、引水高压管道排水廊

道、自流排水洞等。

5.2.2地下厂房排水廊道采用TBM施工时，厂房排水廊道通过螺旋型布置将3

层独立封闭的排水廊道连成整体，使得地下水汇流至集水井集中排出，或通过自

流排水洞排出。

5.2.3引水高压管道排水廊道采用TBM施工时，引水高压管道排水廊道可采

用环形布置设计。

5.2.4抽水蓄能电站应设置自流排水洞，将排水廊道与洞外相连通，洞径与厂

房排水廊道一致。

5.2.5根据小断面TBM设备施工应用技术特点，排水廊道平面洞线的设计转

弯半径不应小于30m，直线段纵向坡度不应大于5%，转弯段不应大于3%，在

满足布置要求的前提下应减少坡度变化，TBM开挖洞径一般为φ3.5m。

5.2.6小断面TBM设备应满足的技术要求包括：硬岩掘进、小转弯半径、组

装拆机方便等特点。

5.2.7建议使用矿车出渣：洞内可布置错车道岔，可提高运输速度，方便调度，

能提高掘进速度，降低成本。

5.3交通洞及通风洞设计

5.3.1大断面TBM施工主要应用于抽水蓄能地下厂房交通洞、通风洞兼安全

洞。

5.3.2抽水蓄能电站地下厂房交通洞和通风洞应采用以下布置方式：洞口分散

独立式布置、洞口集中并列式布置。

5.3.3根据大断面TBM设备施工应用技术和经济特点，交通洞及通风洞等隧

洞平面洞线的设计转弯半径不应小于90m，直线段纵向坡度不应大于10%，转

弯段不宜大于5%，在满足布置要求的前提下应减少转弯和坡度变化。

5.3.4通风洞可直接利用交通洞TBM，一次形成开挖断面，并对开挖断面底部

进行回填形成路面结构。

5.3.5通风兼安全洞洞口布置在交通便利处，避免二次扩改道路和洞口施工场

地，快速形成通风兼安全洞进洞条件。

5.4斜井设计

5.4.1斜井设计方案应与TBM设备性能相适应，设计路线主要分为以下两种：

1改变斜井传统分级布置方式，将两级斜井布置方式调整为一级长斜井布

置，以适应并发挥TBM设备的性能。

2保持传统的两级斜井布置形式，研发提升TBM设备性能，使其具备可

变径、可变坡能力，以适应变断面的平洞及斜井连续施工，以提升设备性能适应

传统设计。

5.4.2应关注下平洞长度以满足TBM设备组装空间要求。

5.4.3施工支洞的布置应与斜井立面布置方案相适应。

5.4.4斜井开挖方法：先导孔+扩挖TBM正向开挖、斜井正挖全断面TBM正

向开挖、斜井反挖全断面TBM反向开挖。

5.4.5一般岩体结构较完整、自稳性好。适合TBM施工，建议采用反井工法。

5.4.6输水系统尽量少用斜井，多用竖井，降低施工风险，节约施工工期。

5.4.7在地质条件允许的前提下，建议斜（竖）井衬砌结构采用钢管衬砌，省

略灌浆工序。

5.4.8输水系统采用“一管多机”布置，即将两条斜（竖）井合成1条，省略

中平洞及支洞，可减少开挖工程量、节省工程投资，节约施工工期。

5.4.9将输水系统平洞、尾水隧洞开挖断面设计成马蹄形断面，为全断面开挖

创造条件。

5.4.10尾水隧洞施工支洞布置尽量靠近尾水支管，为提前进行厂房廊道层开挖

创造条件，缩短厂房开挖工期。

5.4.11出线洞多数为斜井，由于坡度较缓，断面较小，不利于加快施工速度，

出线尽量设计为竖井+平洞模式。

5.5竖井设计

5.5.1竖井布置（包括平面与立面）与枢纽总布置方案、地形地质条件、水力

条件、功能要求等密切相关。抽水蓄能电站各类竖井的尺寸初步统计如下：

1引水竖井（单级）高度200～400m，开挖直径6～8m。

2进/出水口闸门井高度50～80m，采用圆形开挖时直径8～10m。

3调压井（大井）高度50～100m，开挖直径12～15m。

4厂房排风竖井高度150～300m，开挖直径7～8m。

5出线竖井高度200～350m，采用圆形开挖时直径10～12m。

5.5.2抽水蓄能电站竖井结构采用竖井掘进机开挖，对竖井高度基本没有限制。

5.5.3对竖井断面尺寸的适用性，取决于竖井掘进机的刀盘尺寸及配套系统。

目前引水隧洞、厂房排风竖井具有一定的适用性和通用性。

5.5.4竖井掘进机始发时，为满足提升井架、卷扬设备、稳定系统等辅助设施

的布置，井口平台场地应有足够的空间，并以开敞式场地为宜。

5.5.5竖井掘进机完成掘进后，应在井底进行拆卸，并通过与竖井底部连通的

洞室（永久洞室或施工支洞等）运输出洞。运输洞室的断面尺寸应满足竖井掘进

机拆卸后最大单体尺寸运输要求。

5.5.6从出渣效率、作业安全、便于排水等方面综合比较，在抽水蓄能电站竖

井底部具备通道的情况下，宜采用导井+竖井掘进机扩挖的施工方式。

6TBM（成套）选型及技术要求

6.1一般规定

6.1.1隧洞施工前，应对TBM设备进行选型，做到配套合理，充分发挥施工

机械的综合效率，提高机械化施工水平。

6.1.2TBM选型时，应依据各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TBM机型。

6.1.3TBM选型应提出针对应对掘进洞段主要地质问题的设计要求。

6.1.4TBM设计制造所使用的材料或部件，应满足地下洞室作业消防安全相关

规范和要求，并充分考虑因突水、突泥、破碎带卡机等可能带来的人员安全风险

及设备财产损失。

6.1.5采用旧机施工的TBM应有检测资质的单位进行全面评估，并进行针对

性地设计再改造，以满足新的项目施工要求。

6.1.6TBM设备应由完备的监造文件，关键受力部位应由生产厂家出具受力分

析报告和焊缝探伤报告，并出具整机合格承诺书。

6.2设备选型及配置

6.2.1TBM设备选型应遵循下列原则:

1安全性、可靠性、先进性、经济性相统一。

2满足隧洞外径、长度、埋深和地质条件、沿线地形以及洞口条件等环境

条件要求。

3满足质量、安全、工期、造价及环保要求。

4后配套设备与主机配套，满足生产能力与主机掘进速度相匹配，工作状

态相适应，且能耗小、效率高的原则，同时应具有施工安全、结构简单、布置合

理和易于维护保养的特点。进入隧洞的施工机械，宜优先选择电力驱动机械。

6.2.2主机选型应遵循以下原则：

1隧洞围岩以坚硬、较完整的硬岩为主，宜选用敞开式TBM。

2隧洞围岩以中硬及其以下岩石为主，宜选用护盾式TBM。

3不衬砌隧洞和现浇钢筋混凝土衬砌隧洞，宜选用敞开式TBM。

4隧洞运行期最大内水压力较大时，若选用护盾式TBM应进行专题研究。

6.2.3后配套选型及配置原则：

1TBM各种机型均可采用门架式和台车式后配套。

2TBM施工采用矿车出渣，可采用移车装渣式和卸料小车装渣式。

3隧洞施工采用单线运输时，后配套尾部宜配置移动式加利福尼亚错车平

台。

4敞开式TBML2区应配置至少1台喷混凝土机械。

6.3技术要求

6.3.1TBM性能应满足以下基本要求：

1掘进长度大于10km的隧洞宜采用全新TBM。

2TBM主轴承、大齿圈、主密封、驱动电机、减速器设计寿命宜不低于

15000h。

3TBM脱困扭矩应不低于1.5倍额定扭矩。

4TBM最小水平转弯半径、最小竖曲线半径应不大于500m。

5TBM换步时间应不大于5min。

6TBM在0℃～50℃环境温度应能正常工作。

7TBM长距离扩挖能力沿直径方向应不小于100mm。

6.3.2TBM主要技术参数的确定：

1刀盘直径（D）应根据TBM的类型、成洞洞径、衬砌厚度等确定。

2刀盘转速（ω）应根据围岩级别及刀盘直径等因素确定。

3刀盘扭矩（T）应根据围岩条件、TBM类型、TBM结构、TBM直径

确定。

4刀盘驱动功率（P）应根据刀盘扭矩、转速及传动效率确定。

5掘进推力（F）应根据各种推进阻力的总和及其所需要的富余量确定。

6掘进速度（ν）应根据围岩条件确定。掘进行程宜选用长行程，护盾式

TBM的掘进行程应根据管片环宽确定。

7掘进行程（L）应根据围岩条件、TBM性能、混凝土管片宽度、后配套

接轨长度以及后配套接长处的水、风管长度等因素确定。

6.4出厂验收

6.4.1TBM设备的质量应符合设计要求，整机制造完成后，应在工厂进行总

装调试，验收合格后方可出厂，制造厂家应提供质量保证书。

6.4.2TBM验收内容应包括TBM设备整机质量、安全设施、设计布局、功能

及性能等主要方面。

6.4.3出厂验收前，应根据相关标准、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

7.1.1TBM法隧洞施工组织设计应根据工程地形地质条件、设计方案、工程特

点、施工条件等因素进行编制。

7.1.2TBM法隧洞施工组织设计应从工程地形地质、施工技术和设备能力、施

工条件以及环境影响等方面，充分研究TBM法施工方案的地质适应性、设备可

靠性及施工能力。

7.2施工布置

7.2.1隧洞施工分段、施工方案选择、施工通道型式和工业广场位置等施工规

划宜结合地形地质、工程布置、隧洞特性、设备能力、施工条件及工程所在地区

社会的自然条件和环境保护等因素，通过技术经济比选后确定。并统筹规划准备

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对外交通和场内交通运输能力以及道路、桥涵及隧洞的等级、标准和主

要技术指标应满足掘进机重大件的运输要求。

7.3施工出渣和物料运输

7.3.1长隧洞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。

7.3.2隧洞出渣和物料运输系统的能力应满足TBM最高生产能力的要求。

7.4施工通风、防尘及防有害气体

7.4.1隧洞施工通风应根据施工机械、人员数量、风速决定最小供风量。

7.4.2通风机的功率及通风管的直径应根据隧洞的掘进长度、运输净空以及衬

砌作业净空等计算确定。

7.4.3隧洞施工作业环境氧气含量、粉尘和有害气体浓度及噪声等卫生标准应

符合相关规定。相对湿度不宜高于80%。

7.4.4TBM法施工宜采用风管压入式通风方式。

7.4.5隧洞施工应采用综合防尘措施，并按规定时间测定灰尘和有害气体浓度。

洞内空气每月至少应取样分析一次。

7.4.6施工过程中，洞内氧气按体积计算不应少于20%。洞内空气中有害气体

和粉尘含量标准应满足《水工建筑物地下工程开挖施工技术规范》

（DL/T5099-2011）中表12.1.1的规定。

7.4.7地下建筑物开挖时需要的通风量，应满足《水工建筑物地下工程开挖施

工技术规范》（DL/T5099-2011）第12.2.1条规定。

7.4.8TBM施工一次通风供给的风量应不低于二次通风的需风量。二次通风所

提供的风量除应满足排尘风速要求、设备散热和环境温度要求。

7.4.9一次通风量应根据机械、人员、风速来计算最小风量，每人供应新鲜空

气不应小于3m³/min，回风风速不应小于0.3m/s。

7.4.10二次通风量应根据工作面、除尘、散热需风量进行核算，连接桥中部处

回风速度不宜小于0.5m/s。洞室开挖中，通风系统应保持洞内空气流动最小速度

不小于0.15m/s，并应注意防止空气停滞。洞室工作面最大风速＜6m/s。

7.5施工供水、供电

7.5.1施工用水、生产用水、生活用水及消防用水应满足施工水质、水压、用

水指标及用水量方面的要求。

7.5.2洞内供水管的直径及水压应与TBM设备上的管路及要求相配套。

7.5.3TBM供电应优先采用网电，可按双回路设计，并具备应急备用电源满足

照明、排水等基本需求。

7.5.4施工用电负荷计算应根据用电设备特征，按需求系数进行负荷计算，汇

总得出施工总用电量。

7.5.5根据国别、地域等环境条件选择供电电源，一般宜优先考虑电网供电。

对于电力资源短缺，停电频繁的地区可采用临时建设发电厂进行供电，施工供电

应满足用电设备对电能质量的要求。

7.5.6应了解用电设备特征，包括生产规模、生产班制、用电设备的额定电压、

功率、功率因素、效率、用电设备安装数量和备用率，选择合理供电方式。

7.5.7供电和照明应符合《水工建筑物地下工程开挖施工技术规范》

（DL/T5099-2011）中第13.3节规定。

7.6施工防排水

7.6.1隧洞防排水应遵循“预防为主，防排结合，综合治理”的原则。

7.6.2洞内排水应符合下列要求：

1洞内顺坡排水水沟断面应能满足隧洞中渗漏水、施工废水和TBM循环

设备用水的排出需要，排水沟应经常清理。

2洞内反坡排水，可根据坡度、水量和设备情况设集水坑及布置管路和泵

站，将洞内积水一次或分段接力排出洞外。

3工作面及运输道路的路面不应有积水。

4排水泵的容量应比最大涌水量大30%以上，使用一台水泵排水时，应有

与排水泵相同容量的备用水泵，使用两台水泵排水时，应有50%的备用量，重要

部位应设有备用电源。

5寒冷地区的冬季施工，应防止洞口段排水沟或排水管受冻堵塞。

7.6.3隧洞开挖前应根据施工场地工程地质与水文地质条件，制定防、排水措

施。开挖后可能引起大规模坍塌时，应在开挖前进行灌浆堵水，加固围岩。

7.6.4施工排水系统应根据工程地质与水文地质条件，制定应急排水预案，并

充分准备。

7.7施工安全消防要求

7.7.1规范人员作业管理。进入TBM施工区域人员应正确佩带劳动防护用

品，着装规范（领口、袖口、下摆“三紧”），应留短发，长发应入帽，不得配

戴任何饰物。TBM施工区域设立值班警卫，严禁非施工人员、设施及器材进入

以上区域。多点多部位同时作业应设置现场总负责人。

7.7.2作业人员应严格遵守操作规程，重大检修作业需执行操作票，TBM设

备操作人员应经过专门培训，熟练掌握设备操作规程及操作要点。

7.7.3严格有限空间管理。未贯通的隧洞TBM施工应严格执行有限空间相关

管理规定，严格做好洞室通风、排烟相关措施，做好人员进出洞登记，严禁无关

人员进入，切实掌握作业现场人员数量、姓名。

7.7.4严防突涌水。严格按照要求开展超前地质预报，及时探明掘进前方围岩

水量，分析研判是否存在突涌水风险。如存在突涌水风险，及时采取撤离、可靠

排水等应对措施。

7.7.5严格落实安全责任。施工单位务必与TBM厂家签订好安全协议，明确

界定各阶段各工况下相关单位安全责任并严格执行。

7.7.6严格作业计划管理。TBM设备掘进、支护、检修等各项作业均应纳入

作业计划管理，严格执行“四个管住”的要求，严格作业人员教育培训和安全技

术交底，确保作业人员掌握现场作业风险和预控措施。

7.7.7加强重点部位管控。TBM作业要明确重点消防部位，并张贴公示，明

确责任人。动火作业人员应具备相应证件，作业前要制定动火预控措施，监护人

员要督促各项措施落实。

7.7.8强化地下洞室防火管控：

1临时消防设施应与施工同步设置，定期对各类临时消防设施进行检查与

保养，禁止使用过期和性能不达标消防器材。

2现场临时设施应符合消防设计，临时消防系统和消防器材的配置，以及

易燃易爆物品的存放及处理，应符合相关规程规范的要求。

3电气线路应具有相应的绝缘强度和机械强度，严禁使用绝缘老化或失去

绝缘性能的电气线路，严禁在电气线路上悬挂物品，严禁电气设备超负荷运行或

带故障使用。

4严格遵守有限空间作业相关管理要求。

5严格开展洞室内各类动火作业消防管理，任何焊接、切割及使用喷灯等

动火作业，应严格执行动火工作票制度，设置完备的消防器材，做好隔离、监护

及易燃物清除等防范措施，并妥善做好应急准备。

8TBM组装与调试

8.1一般规定

8.1.1TBM大件的进场运输应由具有相应资质的专业运输公司承担。用于

TBM安装的桥机应完成负荷试验，确保满足最大最重件起吊安全。洞外应有

TBM及其配套设备的临时存放场地，并应做好临时存放部件的防护。

8.1.2TBM洞外组装的场地应符合以下要求：

1组装场地表面平整，主机的组装场地平整度应控制在±3mm以内，其中

线基本对准隧洞中线；场地硬化，并采用“暗轨”形式铺设TBM后配套轨道，

保证车辆通行。

2TBM组装场地应设置排水沟，保持作业区域无积水。

3组装场地地基土的承载力及混凝土厚度应满足TBM生产厂家对组装场

地的要求。洞外安装一般使用大型履带吊或门式起重机作为吊装手段，门机的轨

道应设计成“暗轨”形式。

4组装场地的长度、宽度应满足TBM组装和大件进场的需要。

8.2设备组装

8.2.1设备组装前应完成如下工作：

1应完成组装场地、临时存放场地、安装洞室、始发洞室的施工及设备安

装前的清理。

2应研究装配图及技术要求，了解装配结构、装配特点和调整方法；根据

TBM部件情况及现场场地条件，制定详细的装配工艺规程。

3应准备符合安全要求的装配工具、量具、夹具、吊具和材料；应对装配

件进行外观检验。根据最大部件尺寸和最重部件规格选择吊装设备，做好组装场

地的准备工作。

4应准备风、水、电及电气焊设备，电源插座应为防水、防爆型。

5应配备数量足够的消防器材。

8.2.2主机、刀盘、设备桥、后配套拖车、连续皮带机的组装要求等。

8.2.3始发洞及步进洞长度建议根据设备参数及场地条件确定；地面需硬化处

理，底部一般要求预埋TBM始发轨道。

8.2.4组装洞建议根据设备参数及场地条件确定；组装区域地面应采用不低于

C30混凝土硬化处理；组装区域需预留始发架安装区域。

8.3设备调试

8.3.1设备组装完成后，应进行各系统的空载调试和整机空载试验。

8.3.2设备调试的主要内容包括外观检查、功能测试、技术性能测试和调整。

8.3.3应按主机、辅助设备、附属设备等编制《设备测试功能表》，进行各单

台设备的功能调试和TBM设备的整机联锁功能调试，将测试数据与表中的标

准值进行比较，根据试验结果参照设计性能判断装机质量，并及时处理各系统存

在的问题。主要调试内容如下：

1机械部分—能否完成设计动作、测试噪声等。

2液压部分—试验动作之压力、流量、频率（油脂系统）、泄漏等。

3电气部分—试验电压、电流、控制电压、频率、功率因素、PLC模块功

能等。

4水、汽系统一试验压力、泄漏、管路布置等。

5数据记录系统及通信系统试验功能。

8.3.4外观检查、单台设备的功能测试、技术性能测试等单一的测试和检查应

在组装期间同步进行，系统的调试工作可在组装完成后进行。

8.3.5应按编制的设备测试功能表逐项测试，设备调试时应做好相应记录，数

据超过标准值时应查找原因，直至调试至所测数据达到规定范围内。

8.3.6应确保设备的各项性能指标符合TBM技术要求，在确认各设备安装无

误的前提条件下，方可开始TBM的步进。

8.4现场验收

8.4.1TBM组装调试完成后，应根据TBM设备的主要设计功能、使用要求

及与制造厂家共同确定的《验收大纲》，分系统逐项进行TBM设备验收。

8.4.2TBM主机应满足下列要求：

1外径应符合设计要求。

2主机内各辅助设备达到功能要求，运行中不得相互干扰。

3护盾应为表面平整的正圆柱体。

4对于护盾式TBM，在辅助推进油缸活动范围内，盾尾内表面应平整，

无突出焊缝，盾尾真圆度在允许的范围内。

8.4.3刀盘、皮带机的验收要求等。

8.4.4现场验收时，应详细记录设备运转状况并进行评估，满足技术要求后，

签认验收文件。

9TBM掘进与支护

9.1一般规定

9.1.1采用TBM施工时，需要开挖始发洞及为设备在洞内安装、拆卸的辅助

洞室。当始发洞和辅助洞室采用钻爆法施工开挖时，其开挖及支护方式应按现行

行业标准《水工隧洞设计规范》有关规定执行。

9.1.2TBM施工应做好掘进方向的控制，确保隧洞轴线符合设计要求。

9.1.3TBM施工应根据隧洞的地质条件，选择合理的掘进参数。

9.1.4应根据围岩条件选择合理的支护体系。

9.1.5应加强对刀具检测、检查，对刀具消耗量进行统计和分析。

9.2TBM步进及滑行

9.2.1在TBM步进之前应对步进段洞室净空进行测量，保证TBM步进时与

洞壁不发生干涉。

9.2.2开敞式TBM步进时，应沿事先架设的导轨前行，护盾式TBM步进时，

需在步进段洞室顶面测出隧洞设计中线，便于TBM步进导向。

9.2.3应将超前钻机、锚杆钻机及钢拱架安装器收缩和锁定在最小尺寸状态。

9.2.4步进时应加强步进监控，操作手应密切注意相关仪表的显示并及时进行

操作调整，作业人员应加强巡视工作并作好施工轨道延伸。

9.2.5步进结束后，拆除步进装置，检查TBM设备状况，开始TBM始发相

关准备工作。

9.3TBM始发与试掘进

9.3.1在护盾式TBM始发前须检查始发导台是否稳固、位置是否准确。开敞

式TBM应检查撑靴与洞壁的贴合情况，保证撑靴撑紧洞壁。

9.3.2刀盘开始转动前应派专人观察刀盘与岩面的接触情况，观察人员撤离观

察区后，操作手方可启动刀盘。开始时应低速转动刀盘，慢速推进，将岩面慢慢

切削平整后方能开始试掘进。

9.3.3在试掘进初期，掘进速度不宜过快，以低速度、低推力进行试掘进，以

便了解设备对岩石的适应性。待掘进、支护、物料运输等各项工作协调配合度提

高后，方可逐步加快掘进和支护速度。

9.3.4Ⅱ、Ⅲ级围岩宜选用双护盾掘进模式，Ⅳ、Ⅴ级围岩宜选用单护盾掘进模

式。在出现断层破碎带及剪切破碎带时，宜采用单护盾掘进模式。

9.3.5始发及试掘进推进过程中，应依据超前地质预报并结合掌子面的岩石状

况选择掘进参数。掘进时的推进速度应保持相对平稳，并控制好每次的纠偏量。

9.3.6在试掘进操作中，操作手应逐步掌握TBM的操作规律，各班组作业人

员应逐步掌握施工作业工序和要求，在掌握TBM的作业规律性后，再适当提

高TBM的掘进速度。

9.3.7在试掘进施工过程中，应全面系统地检验TBM设备和系统的运行状

况，及时调整不合理的结构和装置，处理设备相关故障。

9.3.8应加强试掘进过程中的测量工作，把TBM的姿态控制在一定的范围

内，通过管片/抑拱预制块的铺设、TBM本身的调整来达到姿态的控制。

9.3.9试掘进期间，应加强TBM及附属设备的监控，按照TBM保养规程进

行设备保养。

9.3.10应通过试掘进施工，及时总结TBM掘进支护作业规律，完善TBM施

工管理体系和作业流程，为TBM正常掘进施工奠定基础。

9.4正常掘进

9.4.1TBM正常掘进施工前，应对TBM设备进行系统检查，确保各系统无安

全隐患，运行正常；为TBM施工服务的辅助设备应具备高强度生产能力；原

材料准备充足；TBM施工和管理人员全部到位；安全设施齐备。

9.4.2TBM施工期间，应持续进行超前地质预测预报工作。

9.4.3应定期检查自动导向系统精准度，确保导向准确。应对已掘进洞段进行

轴线检测，及时进行轴线纠偏。

9.4.4TBM一般具有自动扭矩控制、自动推力控制和手动控制三种控制模式，

应根据地质状况合理选择：

1在均质硬岩条件下，宜选择自动控制推力模式。

2在节理发育或软弱围岩条件下，宜选择自动控制扭矩模式。

3掌子面围岩软硬不均，如果不能判定围岩状态，应选择手动控制模式。

9.4.5在TBM正常掘进期间，应加强通风、供排水、供电、材料供应管理，

保证TBM施工各环节的协调统一。

9.4.6应重点关注洞内危害气体监测工作，确保监测设备完好，实时分析危害

气体监测结果，及时预警。

9.4.7TBM在通过地质破碎带时，应严格控制出渣量，并采取综合措施，及

时支护，避免出现掌子面大范围坍塌，保证掘进安全。

9.5姿态控制

9.5.1TBM推进过程中应严格控制推进轴线，使TBM的运动轨迹在设计轴

线允许偏差范围内。

9.5.2掘进过程中，应对掘进姿态和管片状态进行测量复核，并详细记录。TBM

机身偏转量应控制在设计允许值范围内，当偏离时应进行纠偏。纠偏时，应逐环、

小量纠偏，防止过量纠偏损坏已拼装管片和盾尾密封。

9.5.3双护盾TBM在竖曲线与平曲线段施工时应考虑已成环隧洞管片竖、横

向位移对轴线控制量的影响。

9.5.4双护盾TBM在纠偏时不得损坏已安装的管片，并保证新一环管片的顺

利拼装。

9.5.5TBM进行姿态调整时，应平缓操作，不得强行急促转弯。

9.6到达掘进

9.6.1到达掘进前，应制定TBM到达施工方案，做好技术交底，施工人员应

明确TBM掘进的实时桩号及刀盘距贯通面的距离，并按制定的施工方案实施。

9.6.2到达终点前应做好以下准备工作：

1检查洞内的测量导线。

2在洞内拆卸时应检查TBM拆卸段支护情况。

3准备到达所需材料、工具。；

4设置施工接收导台、铺设滑行轨道。

5增加监测的频次，并及时反馈监测结果。

9.6.3到达掘进的最后20m，掘进时的掘进参数采用低转速、低推力、小贯入

度，及时跟进支护。

9.6.4双护盾TBM到达掘进前，为防止管片在失去后盾管片支撑或盾构推力

后产生松弛、环缝张开，应设置管片纵向拉紧装置。

9.6.5应做好出洞场地、洞口段的加固。

9.6.6应保证洞内、洞外通讯联络畅通。

9.7支护作业

9.7.1开敞式TBM在软弱破碎围岩掘进时应进行初期支护，以满足围岩支护

抗力，确保施工安全。

9.7.2开敞式TBM施工初期支护包括喷混凝土、挂网、锚杆、钢环梁等。喷

锚支护施工中，应做好喷锚支护施工记录、喷射混凝土的强度、厚度、外观尺寸

等项检查和试验报告、监控量测记录。

9.7.3应及时进行初期支护施工，并按设计要求进行监控量测，保证施工安全。

9.7.4开敞式TBM隧洞衬砌时首先应进行隧洞底板及仰拱浇筑，并按照现行

国家或行业有关规范要求进行全断面衬砌。

9.7.5合理制定壁后注浆的工艺，并应根据注浆效果调整注浆参数。

9.7.6宜配置对注浆量、注浆压力和注浆时间等参数等进行自动记录的仪器。

9.7.7注浆作业应连续进行。作业后，应及时清洗注浆设备和管路。

9.7.8采用管片注浆口注浆后，应封堵注浆口。

10TBM设备安全运行

10.0.1TBM设备设计应按照无人或少人作业为目标，尽量减少施工期间洞内

作业人员，控制系统优先考虑远程控制操作方式。

10.0.2施工风险性评估存在瓦斯涌出、爆炸、火灾、水灾、岩石坠落、有毒有

害气体的风险，TBM应配置逃生通道或救生舱。

10.0.3包含但不限于以下TBM使用的材料应满足规范要求的阻燃材料，并有

响应的机械强度：

1输送带。

2电气线路。

3液压管路。

4软管。

5二次风机。

6风带。

10.0.4配电柜应满足一下规范要求：

1应采用不易燃、抗高温、抗腐蚀材料制作。

2配电柜设计、安装应统筹考虑通风、散热问题。

3配电柜内部应按规范要求进行合理布局和接线，每个回路都要设置相应

的保护装置。

10.0.5变压器的设计应根据容量装设计熔断器、选择熔丝或继电保护装置，以

确保在发生事故时能及时切断电源。高低压引线与变压器的连接要良好可靠。

10.0.6液压油系统禁止使用铸铁、铸铜阀门，法兰禁止使用塑料垫、橡皮垫（含

耐油橡皮垫）和石棉纸垫。

10.0.7液压系统、润滑油泵系统的油缸、法兰、阀门等应保持严密不漏油，油

管路应尽量减少接头，接口部位应采取可靠防护，防止发生油液渗漏。

10.0.8电缆、液压管路、压力管路及拖车、盾体连接部位软管等应采取可靠的

防护措施，防止发生撞击摩擦破损、拖拽断裂、着火等问题发生，液压管路应与

电缆隔离。

10.0.9蓄电池、油箱等遭遇高温易引燃部位应采取散热降温措施。

10.0.10TBM电气柜、电池、油箱、电机等关键部位应设置高温、火灾自动报

警系统，系统应采用阻燃或耐火电缆，便于实时监测异常情况。

10.0.11TBM应采用防爆型灯具，室内开关照明应采用穿管暗敷，室内不得装

设开关和插座。空调插座、工业电视摄像头等均应用防爆型。

10.0.12TBM设备本体动力电缆、控制电缆、通信电缆及光缆应分类、分层排

列敷设。电缆夹层、柜、盘等处的所有电缆孔洞和盘面之间的缝隙应采用合格的

不燃或阻燃材料封堵。防火封堵组件的耐火极限不低于被贯穿物的耐火极限，且

不低于1.00h。

10.0.13TBM消防灭火器材配置应满足以下要求：

1作业人员密集区域应配置灭火器、防毒面具、过滤式消防自救呼吸器、

便携式氧气罐、应急照明设备、阻燃逃生绳等。

2主控室和人员休息室内部装潢材料应为阻燃材料，配置灭火器、手持照

明工具、逃生面具及破拆工具等救生器材。

3变压器、油箱、液压泵站、电缆密集区域、喷混桥、ABS、支护区域、

盾体内等重点防火部位应根据可能的火灾类型和确保TBM安全要求配备足

够、合适的灭火剂，同时每节拖车/区段最少配备2组灭火器。

4人行通道沿线应设置便于取用的灭火器。

5所有灭火救援器材设置位置应合理，便于取用。

6TBM设备全线配置消防水管，主机及每节拖车配备不少于2个消防接

口，并配备合格的消防水带。应研究配备自动灭火或远程操作灭火设施。

10.0.14通风设计。拖车上应配置二次通风系统，保证不间断的为隧洞提供新鲜

空气。TBM应至少在刀盘或粉尘扩散防止装置（防尘护盾）后部断面最上部、

除尘风管尾部的排气口、废渣输送工具的卸载点/转载点设置能连续检测O2、

CO、CO2、CH4、H2S等气体的自动监测装置，同时根据地质条件选配必要的放

射性气体监测装置，有害气体及含量值应在主控室显示屏上显示，当气体含量超

标时应能声光报警。

10.0.15盾体内、支护区等人员作业区域应配置有线和无线相结合的两套通信设

备，设备上及洞内作业区域应具备通信信号，设备主控制室、辅助设备操作间等

固定作业位置应设置固定电话，以确保通讯可靠。

10.0.16载人、载物等绞车系统要有充足的安全冗余度，宜配备不同工作原理的

安全防护措施。

10.0.17TBM设备配套皮带机、梭矿车、轨道等部件应使用装配式构件，避免

或最大程度减少采用切割、焊接等方式。

10.0.18TBM的掘进控制应满足以下要求：

1撑靴系统与主驱动单元、推进系统、后支撑系统应采用联锁设计，当撑

紧力到达最小设定值时，才能启动刀盘和推进系统。

2当撑紧力降到最小设定值以下时，刀盘旋转和推进应能自动停止。

3撑靴系统应具有高压撑紧缓动功能。

11TBM设备维修保养

11.0.1TBM设备维修保养主要包括主机的维修与保养、附属设备的维修与保

养、后配套设备的维修与保养等。

11.0.2在TBM整个施工期应对TBM及附属设备进行日常保养与维修，始终

保持设备处于良好的工作状态，避免带病作业。

11.0.3当出现下列情况之一时，应对TBM及其附属设备进行维修与保养：

1超过正常负荷水平长时间运行。

2发生故障或运转不稳定。

3通过特殊地段前。

4长时间停机或拆机贮存期间。

11.0.4保养与维修应坚持“预防为主、经常检修、强制保养、养修并重”的原

则，采用日常保养和定期维修保养相结合的方式。

11.0.5保养与维修应按照生产厂家提供的设备维修保养规程并结合设备实际状

况，制订相应的保养与维修计划。

11.0.6维修保养人员应经过相关专业的培训后持证上岗，维保人员应相对固定，

职责分工明确。

11.0.7保养与检修工作中，应做好书面记录。

11.0.8在对TBM及附属设备进行保养维修时，应采取安全措施，机器停止运

行前，不得实施相关维保作业，防止发生人员伤害。

11.0.9电器设备保养与检修时，应断开电气部件的开关，防止触电。

11.0.10在拆检液压系