《岛礁地下工程开挖施工技术规范第三部分：竖井掘进机开挖》

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团体标准

T/UGEHBXXXXX—XXXX

岛礁地下工程开挖施工技术规范

第三部分：竖井掘进机开挖

TechnicalSpecificationsforExcavationConstructionofUnderground

EngineeringonIslandsandReefs

Part3:ExcavationofVerticalShaftDrillingMachine

（征求意见稿）

XXXX—XX—XX发布XXXX—XX—XX实施

湖北省地下工程学会发布

岛礁地下工程开挖施工技术规范第三部分：竖井掘进机开挖

1术语和符号

术语

1.1.1垂直掘进verticalexcavation

1.1.2沉井式竖井掘进机sinkingwellshaftboringmachine

具有截削式开挖、泥浆管道垂直出渣、管片同步支护等基本功能的竖井掘进装备。

1.1.3泥水循环系统slurrycirculationsystem

由泥浆泵、控制阀、管道、分离装置组成，为泥水仓输送泥浆并通过管路排出渣土：

参与开挖面压力平衡控制的系统。

1.1.4主机mainmachine

用于开挖井筒断面的设备组成部分，包括开挖系统、主机支撑系统、回转驱动系统、

泵送排渣系统

1.1.5主机支撑系统hostsupportsystem

井下主机的主体钢结构，主要用作固定主机与井筒内部，包括支撑梁、固定座、活动

座、插销组件等。

1.1.6回转驱动系统rotarydrivesystem

圆盘状密闭舱体结构，下部连接开挖系统，实现截割臂±190°回转，内部集成有控制井

下主机的电气、液压控制元件。

1.1.7开挖系统excavationsystem

采用滚筒截削方式开挖，包括可伸缩的摆动臂及前部的截割装置等。

1.1.8截割滚筒cuttingdrum

开挖系统中用于破碎岩体的装置，由筒状结构和刀具组成，刀具一般为截齿、贝壳刀

等，简称滚筒。

1.1.9管线延伸系统pipelineextensionsystem

用于主机管路向下延伸或向上回收。

1.1.10回转接头centerrotaryjoint

用于泥浆在开挖系统和回转驱动单元之间输送的装置。

1.1.11后配套back-upsystem

—2—

为主机提供工作支持条件、位于地面的液压、电气设备和结构的总称。

1.1.12顶推系统thrustsystem（压沉系统，考虑必要性）

采用油缸加压的方式辅助井筒下沉，主要由顶推油缸、顶推油缸座、液压阀组等组成，

顶推油缸一般集成布置在主机提升结构上。

1.1.13井筒提升系统wellboreliftingsystem

用于悬吊井筒并实现井筒定量下沉的装置，由多组液压提升装置组成，用于能够在承

受重载情况下实现多组液压缸高精度同步升降控制。

1.1.14主机提升系统mainmachineliftingsystem

用于竖井预制管片吊装、拼装对接、连接成环的重载吊运系统，可根据管片分块形式

和数量，设置多组起吊运输设备，每组吊运设备包括行走轨道、驱动小车、起重葫芦等部

件。

1.1.15钢刃脚steelcuttingedge

井筒（以下对应改）最下端呈楔形的部分，楔形可使井筒在自重作用下易于切土下沉。

1.1.16底环梁bottomringbeam

安装在竖井底部的结构支撑件。

1.1.17触变泥浆thixotropicslurry

（缺少本身解释）用于管片与土体间隙的特种泥浆，降低井筒和土体之间的摩阻力，

保护周边土体，提升施工效率。

符号

1.2.1作用和作用效应

Sd——荷载组合的效应设计值；

Rd——结构构件抗力的设计值；

地下水位以上的主动土压力标准值2；

Fep,k——(kN/m)

φ——土的内摩擦角(°)；粘聚力补充，统一摩擦角符号。

3

γs——土的重度(kN/m)；

地下水位以下的主动土压力标准值2；

Fep,k′——(kN/m)

地下水位以下土的有效重度3；

γs′——(kN/m)

第层土层中，距地面深度处的主动土压力标准值2；

Fepn,k——nzn(kN/m)

3

γsi——第i层土的重度(kN/m)；

3

γsn——第n层土的重度(kN/m)；

2

Fpk——地下水位以上的被动土压力标准值(kN/m)；

—3—

2

Fpn,k——第n层土层中，距地面zn深度处的被动土压力标准值(kN/m)；

2

F0——地下水位以下的静止土压力标准值(kN/m)；

p——基底压力标准值(kN/m2)；

G0——沉井式竖井掘进机首次拼装管片沿井壁单位长度重量(kN/m)；

3

γd——垫层的天然重度(kN/m)；

α——垫层的压力扩散角(°)；

fa——修正后的地基承载力特征值(kPa)；

2

pw——水压力(kN/m）；

2

pA——内摩擦确设置差值后A点水平向土压力(kN/m)；

2

pB——内摩擦确设置差值后B点水平向土压力(kN/m)；

M——匀质圆环模型的计算弯矩(kN·m)；

M1——修正后的管片接头弯矩(kN·m)。

M2——修正后的管片截面弯矩(kN·m)。

M——每米宽度最大弯矩的设计值(N·mm)；

2

ft——混凝土抗拉强度设计值(N/mm)；

hu——多土层单位摩阻力标准值的加权平均值(kPa)；

fki——第i层土的单位摩阻力标准值(kPa)；

n——沿竖井下沉深度不同类别土层的层数；

Gik——竖井自重标准值（包括外加助沉重量的标准值）(kN)；

Fwk,——下沉过程中水的浮托力标准值(kN)；

Flk——井壁总摩阻力标准值(kN)；

F'iw,k——验算状态下水的浮托力标准值(kN)；

F'iw——验算状态下井壁总摩阻力标准值(kN)；

Rb——竖井刃脚下地基土的极限承载力之和(kN)；

Gik——竖井结构在施工阶段和使用阶段的结构自重标准值(kN)；

采取抗浮桩、压重等措施的等效荷载标准值；

Wik——(kN)

Wfk——竖井井壁摩阻力标准值(kN)；

Ffw,k——浮力标准值(kN)；

3

γw——地下水重度(kN/m)；

刃脚根部的竖向弯矩计算值；

M1——[(kN·m)/m]

刃脚内侧的水平推力之和；

P1——(kN/m)

Rj——刃脚底端的竖向地基反力之和(kN/m)；

—4—

——刃底面地基反力的合力作用点至刃脚根部截面中心的距离(m)；

d1

刃脚根部的竖向轴力计算值；

N1——(kN/m)

θ——刃脚斜面的水平夹角(°)；

刃脚斜面与土的外摩擦角；

β0——(°)

2

Fep1——竖井下沉到设计标高时，竖井刃脚底端处的水、土侧压力计算值(kN/m)；

2

F'ep1——竖井下沉到设计标高时，竖井刃脚根部处的水、土侧压力计算值(kN/m)；

Nθ——刃脚承受的环向拉力(kN)。

1.2.2几何参数

z——自地面至计算截面处的深度(m)；

zw——自地面至地下水位的距离(m)；

hi——第i层土的厚度(m)；

zn——自地面至第n层土计算截面处的深度（m）；

hs——垫层厚度(m)；

BL——素混凝土垫层的宽度(m)；

B——刃脚宽度(m)；

D0——指竖井管片外径(m)；

fkn——附加厚度(mm)；

hsi——第i层土的厚度(m)；

刃脚的斜面垂直高度；

h1——(m)

3

Vw——竖井结构排开水的体积(m)；

hs——竖井开始下沉时刃脚的入土深度(m)；

a——刃脚的底面宽度(m)；

刃脚的计算中心半径；

rs——(m)

ht——竖井水下封底混凝土厚度(mm)。

1.2.3计算系数

重要性系数；

γ0——

ka——主动土压力系数；

kan——第n层土的主动土压力系数；

kp——被动土压力系数；

kpn——第n层土的被动土压力系数；

k0——静止侧压力系数；

—5—

ξ——弯矩传递系数；

kst——下沉系数；

kst,s——下沉稳定系数；

kfw——竖井抗浮安全系数。

—6—

2基本规定

2.1岛礁地下工程竖井掘进机开挖工程设计应具备下列资料：岩土工程勘察报告、基地红

线图、基地周边地形图，基地周边相关建（构）筑物、管线的调查资料等，宜对工程进行

原位勘探。

2.2地勘时若遇有软弱下卧层、风化岩层、破碎带等，应对其深度、范围和位置进行精探。

2.3地下结构的耐久性设计应符合下列规定：

1主体侧壁结构和使用期间不可更换的结构构件，应根据使用环境类别，按设计工作

年限为100年的要求进行耐久性设计。

2内部结构、地面结构及使用期间可以更换的次要结构构件，可按设计工作年限50年

的要求进行耐久性设计。

3临时结构宜根据其使用性质和结构特点确定其使用期限或满足使用周期。

2.4竖井掘进机开挖工程内净空尺寸应满足建筑限界、使用功能、施工工艺等要求，并

应考虑施工误差、测量误差、结构长期变形、位移及后期变形等影响。

2.5掘进竖井施工前宜对其装备进行选型论证。

2.6竖井掘进机开挖施工应编制专项施工方案并组织专家评审，评审通过后再组织实施。

2.7竖井掘进工程应结合工程特性和周边环境条件实施工程监测，包括竖井结构和周边

环境监测，且应编制监测方案。

2.8封底及抽排泥浆前，应对水下状况进行探查。

2.9应明确工程施工及地下结构的保密要求和级别，编制完善的保密施工组织方案，施

工前做好地面防伪施工设施。

—7—

3勘察

一般规定

3.1.1工程勘察前，应收集以下资料：

1竖井平面布置图、剖面图纸；

2竖井所在地区域地质图；

3地形地貌，场地周边环境资料；

4地表水体情况；

5周边管线、重要构筑物。

3.1.2勘察应查明场地和地基的稳定性、地层结构、评价竖井的工程地质、水文地质条件，

提供设计、施工所需要的岩土参数。

3.1.3对于场地范围内的不良地质及特殊性岩土，应查明其性质、类型、范围及其发生发展

情况，评价其对竖井工程的影响，并提出防治建议。

3.1.4勘察阶段应调查附近建（构）筑物的基础类型、结构形式及使用状态，并分析竖井建

设与周边建（构）筑物、地下设施之间的相互影响。

岩土勘察

3.2.1岩土勘察应采用综合勘察手段，应采用原位测试、物探、钻探等技术手段。应掌握下

列工程地质条件：

1地层岩性；

2岩土物理、力学性质指标等；

3水和土对建筑材料的腐蚀性。

3.2.2场地内勘探点宜采用网格状布置，纵横向间距不大于25m。竖井直径小于10m时，

竖井对称布置2个勘探孔；竖井直径大于等于20m时，竖井对称布置4个勘探孔，勘探孔

距离竖井外壁的距离不宜大于2m。勘探孔深度宜达到竖井钢刃脚以下0.5～1.0倍竖井直

径深度，若抗拔桩深度大于竖井深度，则勘探孔深度宜达到抗拔桩桩端以下3～5倍桩径深

度。

3.2.3原位测试的方法应根据岩土条件、设计对参数的需要等因素综合确定。应提供岩土

层与竖井侧壁的摩擦系数、压缩模量、抗剪强度、孔内波速等试验参数。

3.2.4室内试验宜包括常规五项（密度、含水率、比重、孔隙比和塑液限）、固结试验、剪

切试验、无侧限抗压强度试验、岩石试验、水和土对建筑材料的腐蚀性测试。

3.2.5为杜绝安全隐患，勘探孔完工后应根据地层情况采用特定材料妥善回填封堵。

—8—

水文地质勘察

3.3.1水文地质勘察应通过收集资料和勘察工作，应掌握地下水的类型和赋存状态、主要

含水层的分布规律、地下水位随季节变化情况以及主要影响因素、地下水的补给和排泄条

件、地表水与地下水的补排关系、勘察期间的地下水位、历史最高地下水位、近3～5年最

高地下水位，查明渗透系数及导水系数等参数。

3.3.2当场地内有多层对工程有影响的地下水时，应分层量测地下水位，并查明互相之间

的补给关系；遇承压水时，应查明各层承压水层的承压水头标高。

3.3.3含水层的渗透系数及导水系数宜采用抽水试验、注水试验确定。

3.3.4水文地质勘察应评价地下水的作用，包括地下水力学作用和物理、化学作用。

—9—

4竖井掘进机及配套设备

一般规定

根据竖井掘进机井下主机区域是否浸没在水中情况，掘进方式分为水下掘进和常压掘

进，常压掘进适用于地下水能够通过预处理措施有效止水的情况；应根据井筒地层富水、

渗水率情况和井筒支护结构进行竖井掘进设备方案选型设计。

4.1.1竖井掘进机的经济适用条件为软土、复合地层（局部岩石硬度50MPa内）、30MPa

内软岩等地质。

4.1.2竖井掘进机系统配备应满足岛礁运输尺寸、单件重量、现场组装等要求，同时满足建

设工程保密要求。

4.1.3竖井掘进机组装和连接完毕后，应进行空载调试，并检查设备是否正常运转。

4.1.4应按照竖井掘进机主要功能及性能要求编制现场验收大纲。

系统配置

4.2.1竖井掘进机系统配置总体应符合下列规定：

1开挖系统形式应满足结构强度、刚度和耐磨的要求，应配置刀头冲刷系统，并综合

考虑地质条件、掘进效率、设备状况，选择适宜的刀头转速、贯入度等运行参数；

2回转驱动系统的外壳结构和旋转密封系统承压能力满足最高水压要求；

3根据竖井直径、深度及所穿越的地层，匹配相应的推进系统，推力应满足井筒最大

助沉力要求；

4井筒提升系统应满足总提吊力要求，具备多点自动同步下放功能和单点下放功能；

5注浆系统具备注入膨润土浆液和水泥浆液的能力，根据竖井埋深选择合适的注浆

压力和流量；

6泥水循环系统应综合根据最大排浆量、泥水管路压力损失和扬程等参数要求，选择

合适的流量、流速、管径，泥浆分离的处理系统的分离能力与掘进机掘进效率匹配，并根

据地质条件、颗粒级配，选择合适的分级处理设备。泥水循环系统具备流量、压力监测功

能；

7主机提升系统各起吊点应具备同步提升/下放和单独提升/下放功能；

8导向系统应满足在泥浆等环境条件下保持测量精度、使用寿命及可靠性的要求；

9井下支护系统能力应满足最高进尺下的井筒支护结构成型要求；

10采用泥浆出渣深度超过80m时，应根据泵送扬程在井筒内设置中继泵及安装平台，

平台设置临时储水容器。

—10—

系统性能

4.3.1主机的承压能力应满足竖井最大开挖深度时的压力要求。

4.3.2开挖系统性能应符合下列规定：

1铣挖头的驱动扭矩不小于85kN·m，最高转速不小于45r/min；

2铣筒表面应设置冲洗装置，避免颗粒物、黏土质物质等粘附堵塞；

3回转接头连接可靠，旋转密封安全可靠，耐压能力不低于16bar与下条10bar差距大。

4.3.3回转驱动系统性能应符合下列规定：

1回转轴承应能承受开挖装置的扭矩和推力，其额定寿命不应低于5000h；

2回转轴承密封承压能力不低于10bar；

3回转运动范围0°～360°，回转精度≤0.1°。

4.3.4井筒提升系统性能应符合下列规定：

1井筒提升系统的总提吊力安全系数不小于1.25倍；

2绞线油缸应配备独立的液压泵站，可实现单独控制各油缸的动作；

3整个系统应采用分布式网络通讯；下沉速度应连续可调，各组绞线吨位应具有实时

显示功能；

4配备的钢绞线长度及其绞线卷盘的存储容量应满足本工程项目的竖井深度需求，

且富裕量不小于5m。

4.3.5潜水渣浆泵应符合以下规定：

1潜水渣浆泵的流量应满足掘进效率要求，且不宜小于250m³/h，适应泥浆比重不低

于1.4；

2潜水渣浆泵的轴端密封应满足最大挖深时压力要求，并具备压力补偿功能。

泥水处理设备

4.4.1制浆调浆设备性能应符合下列规定：

1应与泥浆处理系统能力、地质条件、工程实际消耗相匹配；

2应有能力补充相应量的新浆，回送的旧浆和新浆应能充分混合并满足相对密度、颗

粒成分配比以及可能的添加剂配比要求。

4.4.2泥水处理系统配置宜符合下列规定：

1宜配备振动筛，振动筛具备防止黏土堵筛的技术措施；

2泥浆旋流器旋流后最大粒径应小于20μm；

—11—

3宜配置运输设备将渣土从分离装置运输到渣土堆放场；

4宜配置制浆调浆装置，制浆调浆装置包括膨润土和外加剂等原料添加系统、泥浆自

动搅拌系统等；

5宜配置泥浆运输的泥浆泵设备、相关管路和阀门；

6宜配置自动泥浆管理系统的操作室；

7宜设置自动润滑装置明确哪个系统哪个装置。

4.4.3泥水处理设备应符合下列规定：

1泥浆分离装置、泥浆泵等关键部件应进行耐磨设计，并具备输送高浓度渣浆的能力；

2泥水处理能力应与泥水循环系统的能力相匹配；

3设备应采用模块化设计、集中布置，按流量大小拆分后独立使用；

4设备控制应采用PLC集中控制，并具有故障自动诊断和显示功能；

5泥水处理设备的噪声应符合国家现行有关标准的规定。

竖井掘进机组装

4.5.1竖井掘进机组装准备应符合下列规定：

1应根据竖井掘进机部件情况和场地条件，编制详细的竖井掘进机组装吊装方案，对

部件的吊点、起重设备和吊索具进行验算；

2应根据最大部件尺寸和最重部件规格选择竖井掘进机吊装设备，做好组装场地准

备工作，主机固定座焊接至管片内壁，完成井下其他准备工作；

3应核实起吊位置的地基承载力，不满足要求时应采取处理措施；

4应根据竖井掘进机部件情况，准备组装需要的设备、工具、材料等；

5对主要部件及材料应进行验收，对标准定型产品，检查制造厂产品合格证书及测试

报告单；对竖井掘进机制造中的关键部件，应查验生产厂家质保书。

4.5.2竖井掘进机组装应符合下列规定：

1组装前应熟知所组装部件的结构、连接方式及技术要求；

2对部件进行拆包时应做好标记；

3吊耳的固定螺栓应紧固，起吊用的钢丝绳、卸扣应与起吊重量相符，确认钢丝绳无

破损、吊具固定符合要求；

4液压管线的连接应保证清洁，不应使用棉纱等易脱落线头的物品擦拭；

5组装过程中不应踩踏扳动传感器、仪表、电磁阀等易损部件；

—12—

6组装场内的氧气、乙炔瓶应定点存放，专人负责；

7组装工具应由专人负责，专用工具应按照操作规程进行使用；

8对竖井掘进机所有部件的起吊，安全员应现场指导监督。

4.5.3竖井掘进机组装分主机组装和井筒提升系统组装两大部分，根据施工顺序，宜在拼

装完刃脚环后开始安装井筒提升系统。可同步在地面拼装主机系统，组装顺序：主机工装

—回转台—回转驱动—主机支撑—工作平台—截割臂—主机管路—主机吊装下井，在主机

吊装前应提前安装完成主机提升系统。

4.5.4起重吊装方案应经过专家论证；起重吊装应选择有经验、有资质的作业队伍，特种作

业人员应持证上岗。

竖井掘进机调试

4.6.1竖井掘进机空载调试前，应满足下列基本要求：

1每台电机的接线情况，通过绝缘电阻测试，整机接地完好；

2各种管路、信号线路的连接情况完好；

3各种紧急按钮有效；

4液压油箱的油位和各个减速箱的油位符合要求；

5液压泵运转正常；

6在有危险的位置放置警示牌；

7排掉各活塞泵内的空气；

8接通电源，确认各个部分电压符合要求；

9各个漏电保护开关有效；

10各个电机的转向正常；

11明确压力和各油路分配阀运行情况良好；

12各种管路不漏油；

13推进油缸的伸缩情况正常，管路无泄漏现象，泵站的运转正常；

14滚筒正反向旋转正常；

15注浆泵运转和管路连接符合要求。

4.6.2竖井掘进机组装完成后，应对开挖系统、回转驱动系统、推进（助沉）系统、井筒提

升系统、注浆系统、泥水循环系统、泥浆后处理系统、主机提升系统、导向系统等进行空

载调试，满足产品设计要求。

4.6.3竖井掘进机空载调试合格后，可进行负载调试，负载调试时应采取技术和管理措施

—13—

保证工程安全。

竖井掘进机现场验收

4.7.1竖井掘进机负载调试完成后，应按照验收大纲分系统逐项进行验收。

4.7.2竖井掘进机现场验收的主要项目应包括开挖系统、回转驱动系统、推进（助沉）系统、

井筒提升系统、注浆系统、泥水循环系统、泥浆后处理系统、主机提升系统、导向系统等。

4.7.3竖井掘进机现场验收时，应记录运转状况、掘进情况，并进行评估，满足技术要求后

方可验收。

4.7.4竖井掘进机各系统验收合格并确认正常运转后，方可开始掘进施工。

4.7.5始发前，应对回转舱进行气压保压试验，合格后方可下水。

掘进机拆解

4.8.1拆机前准备应符合以下规定：

1拆机前应清理场地，主机架立工装安装完毕，核实吊车位置，并制定专项拆解方案

并组织论证；

2设备掘进到设计深度，应复核各项数据满足设计要求；

3应急排水、照明应走专线，安全防火布置到位，保证正常拆机过程中不影响排水及

照明正常使用；

4拆机前，应经过充分环流将泥浆仓内岩渣排放干净；

5拆机前，应仔细核查各配电柜、变频柜、控制盒、接线盒、外部电缆等的标识清楚

牢固，为以后的装配提供方便；

6拆机前，变压器柜、配电柜、变频柜、电缆接头等设备应保持干燥；

7应对拆机零、散件分类、分部件整理并进行装箱。装箱单要求：至少两份，一份置

于木箱内部，另一份粘帖在木箱外部，同时需防水、防脱落；

8拆机前，应对高压管路、蓄能器等存在压力的零部件进行提前泄压；

9拆机人员应遵守公司的操作规程，戴安全帽，穿工作服与劳保鞋，登高作业时系安

全带。

4.8.2拆机流程见图1，具体步骤如下：

1用主机提升系统和管线延伸系统同步提升主机至井口，利用400t履带吊将主机移至

地面工装，提升过程同步断开地面管线，分段摆放整齐；

2利用井筒钢绞线系统固定井筒，并用塞板楔紧井筒与地面间隙；

3地面主机拆机顺序依次是管线断开、主机支撑系统、回转驱动、开挖系统；

—14—

4待封底混凝土浇筑完成后，从地面割断钢绞线，拆除井筒提升系统；

掘进完成，截割臂复位

拆机工具、现场准备

否

是否达到

设计深度

是

清仓、围挡安装

端头地质检查、加固

设备回收

设备拆解

封底混凝土，壁后注浆

井内排浆

井筒提升系统拆解

图1拆机流程示意图

设备管理

4.9.1一般规定

1为保障竖井掘进机设备的可靠性、安全性，应做好竖井掘进机及附属设备管理工作；

2竖井掘进机设备管理应参照设备供应商提供的技术文件，且应符合国家现行标准

规定；

3竖井掘进机保养应确保竖井掘进机及配套设备的完好率和利用率；

4竖井掘进机保养采用日常保养和定期停机保养相结合的方式。

—15—

4.9.2设备管理制度和机构应符合以下规定：

1竖井掘进机设备管理制度应包括技术预案/方案体系、交接班制度、操作规程、日

常维护、检修制度、教育培训制度、岗位责任制度、资料管理制度等；

2应建立竖井掘进机设备管理机构，负责督导和执行竖井掘进机设备管理工作。

配件管理

4.10.1根据不同维保需求，可将配件计划分为事故件、计划件和消耗件三种。

4.10.2应根据竖井掘进机配件目录，按机型、功能、区域细分供应商，建立合格竖井掘进

机配件供应商目录。

4.10.3应根据配件分类制订配件管理计划。

4.10.4竖井掘进机设备配件管理应根据工程实际情况进行动态调整。

维修与保养

4.11.1施工单位应建立与健全竖井掘进机及配套设备的保养与维修制度，根据竖井掘进机

相关技术文件编制设备系统维护与保养手册，制订保养与维修计划，按规定执行。

4.11.2竖井掘进机维护保养，应由专业人员负责，执行交接班制度，认真填写交接班记录。

4.11.3竖井掘进机本身应具有自诊断系统，可对温度、压力、电流电压、泥水系统各项参

数进行监测。

4.11.4竖井掘进机后台数据管理系统应能显示故障信息。

4.11.5保养可分为例行保养和定期保养。严禁只修不养，例行保养应和定期保养、事后维

修和按需维修相结合。

4.11.6例行保养主要包括清洁、紧固、调整、润滑、防腐，在机械每班作业前后及运转中

进行。

4.11.7定期保养中的一级保养由操作人员进行，二、三级保养以保修人员为主、操作人员

配合共同进行。

4.11.8出现故障时，应通过逐项排除的方法确定故障的原因，查明原因后进行修理。

4.11.9当出现下列情况之一时，应对竖井掘进机及时保养与维修：

1电机长时间运行温度超过110℃，应及时提升掘进机进行清理；

2通过特殊地段前后；

3转场期间；

4发生故障或运行不稳定时；

5设备连续存放超出1年。

4.11.10保养工作应及时记录、存档。

—16—

4.11.11保养安全应符合下列规定：

1电气、机械和液压设备上的保养工作，应由专人进行；

2检查和维修带电设备前应断开电源，并用专业工具检查带电状况；

3保养之前应使设备可靠停机、液压机构安全闭锁；遵守技术文件规定的启动和停机

程序，未经培训合格的人员不应擅自操纵主机；

4应对正处于维护与维修状态的掘进机设备系统进行标识；

5维保作业人员不应违章作业，不应任意取消安全保护装置，不应乱拆、乱卸、乱割、

乱焊和任意改动设备结构；

6未经专业人员许可和授权，不应擅自在设备上进行修改、扩建和修复；

7液压系统清洗时，应避免清洁剂漏入部件的密封中，不应使用带腐蚀性或带毛的擦

布；清洗完毕，应及时装配或妥善遮盖保护；

8油泵启动前应确保打开截止阀；所有液压油箱的补油，应通过加注口进行；应根据

备件表更换原件过滤器，以符合油液污染度NAS7级的要求；

9完成保养后应正确安装液压和压缩空气管路，及时恢复或复位曾经拆除的安全保

护装置，并复核；

10保养完成后应复紧螺栓，并以安全环保的方式处理使用过的操作液体、材料和废

弃零件;对掘进机进行清扫时，不得用水直接冲洗电气设备；

11刀盘检查、更换时，刀盘回转驱动系统应与司机室脱开；

12设备维护保养后应进行测试或检测，并经现场验收。

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5施工准备

一般规定

5.1.1按施工计划及材料供应计划要求，应及时组织工程材料的供应工作，准备好材料贮

存场地及现场仓库，及时组织施工机械设备进场。

5.1.2竖井工程所使用的原材料、半成品或成品的质量应符合国家现行的有关标准、设计

要求和本规范的规定。

5.1.3施工现场应按规定配备抢险器材和设备。

5.1.4施工机具应经检查验收合格方可使用，特种设备应经相关部门检测合格方可使用。

5.1.5土方消纳、供电、供水和排水系统应满足现场施工要求。

5.1.6对征地、规划用地范围内建筑物拆迁、绿化移植，拆迁前应与相关产权单位沟通，并

编制专项施工方案，待相应产权单位审批后予以实施。

前期调查

5.2.1前期调查应包括以下内容：

1施工范围内的地形地貌、不良地质环境、地下障碍物、地基承载力等情况；

2施工范围内及周边的道路、构筑物、管线等设施情况；

3全年的气温、风力、地下水位等气候状况；

4临近水域的水位变化、流速情况；

5施工范围内的墓穴、泉水、不可移动文物、原址等特殊情况。

技术准备按照住建部73号规定

5.3.1施工前，施工单位应组织有关人员对设计文件进行全面核对。

5.3.2对图纸中存在的问题以及对设计的建议，应及时提出并开展设计技术交底。

5.3.3施工单位应根据合同明确的总体工期和关键节点工期的控制要求，完成实施性施工

组织设计的文件编制。

5.3.4施工单位应在设计文件核对和施工调查的基础上编制专项施工方案，并编制作业指

导书。深基坑、高支模、危大吊装工程、垂直掘进、封底、非常规工艺且具有一定危险性

工程等应编制专项施工方案，并根据要求开展安全风险评估。

5.3.5施工单位应加强对一线操作人员的岗前培训、上岗考试等教育培训，特别是特种机

械操作、钢刃脚焊接、预制管片拼装、封底混凝土浇筑等关键工序人员的教育培训。特种

作业人员必须经专门培训并考试合格后持证上岗。

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材料准备

5.4.1应根据工程施工图纸和规范要求，制定详细的材料清单，包括每种材料的名称、规

格、数量等信息。

5.4.2应根据材料清单确定采购渠道，确认每种材料的交付时间和方式，确保材料按时到

达现场。

5.4.3管片、钢刃脚、现浇混凝土等原材料应符合现行国家和行业标准，并应符合设计要

求。材料到达现场后，应依据检验标准和程序进行严格的验收工作，确保材料符合设计要

求和规范要求。对于每批次到达的材料，应做好详细的登记记录，包括材料名称、规格、

批次等信息，以备查证。

5.4.4对已验收的材料应进行合理贮存与保护，应考虑防潮、防晒、防火等因素，确保材料

的完好性和可用性。

5.4.5应针对材料准备过程中如材料供应延迟等可能出现的问题，提前提出应对措施，确

保施工的顺利进行。

提升系统

5.5.1竖井掘进机的提升系统，应根据竖井的直径、深度及掘进主机及配套设备的形状、尺

寸、重量和作业半径等要求选择。

5.5.2提升系统安装前，应对安装作业区进行围挡，设置警戒线和警戒标识封闭管理；对无

法实施隔离封闭的，应采取专项防护措施。应根据危险源级别实施旁站管理，与安装作业

无关人员不应进入。

5.5.3顶圈梁施工时应预埋主机提升系统、井筒提升系统、管线延伸系统预埋件。

5.5.4应根据国家和行业标准、设计要求、掘进主机及配件重量、滑轮组的形式、施工进度

要求等因素安装主机提升机构、液压顶推系统、电动卷扬起吊系统和动滑轮组。

5.5.5应根据国家和行业标准、设计要求、井筒深度、直径、重量和施工进度要求等因素安

装液压连续提升系统、井筒提升地锚系统和辅助机构。

5.5.6施工单位应对从事提升系统的作业人员及相关人员进行安全培训与交底，识别材料、

构件及设备进场、卸车、存放、吊装、就位、提升等环节的作业风险，并制定防控措施。

5.5.7提升系统宜按要求设置松绳保护装置、减速功能保护装置、制动系统油压过压、欠压

保护装置。

5.5.8提升系统宜按要求设置限速保护、超速保护、过卷保护、变流器综合保护、测速和行

程计算装置保护、减速功能保护、错向运行保护等系统和装置。

5.5.9提升系统各部分，专职人员每天至少检查1次，设备负责人每月组织至少进行1次

全面检查。检查中发现问题需立即处理，检查及处理结果应详细记录。

辅助设施准备

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5.6.1辅助设施准备包括临水临电、消防系统、工地围挡、临房建设等配套设施。

5.6.2临水规划应满足施工用水需求和压力需求，主要考虑井筒内注浆用水、二次注浆用

水、办公生活用水、文明施工用水，还应充分考虑消防及应急处理需求。

5.6.3临电容量计算应包含设备用电、照明用电、办公生活用电等，按照临电规范计算公式

折合总功率，宜专项供电，以免受地方容量调配导致临时停电等风险。

5.6.4消防系统应满足地方要求，并配置消防通道、灭火器、消防水池、消防砂池、消防栓

等。

5.6.5应结合业主、监理、交通管理部门的要求设置工地围挡，应设置交通疏解设施及夜间

警示标识。

施工场地准备

5.7.1场地平面布置应考虑场地内施工道路、竖井掘进设备、起重设备、泥水处理设备、管

片、泥水站、渣土坑、供配电站等。

5.7.2应根据设计图纸、施工组织设计、有关规范等平整场地，清除施工区域的表层硬物和

地下障碍物。

5.7.3当有影响施工的架空电缆或地下管线等设施时，宜预先进行迁移；当不能迁移时，应

预先采取防护措施。

5.7.4场地内施工道路应根据工程车辆、机具设备等的荷载要求选用合适的路面，对于城

区要求高及规划发展的永久性道路宜采用混凝土路面。

5.7.5顶圈梁下地基应满足竖井掘进主机提升压力要求，当地基承载力不足时，应进行地

基加固。

5.7.6现场场地应满足起重机行走和作业空间要求，场地应平整、坚实。

5.7.7应因地制宜进行排水系统规划。场地硬化时，宜由竖井向四周放坡。渣土坑和搅拌站

周边应设置排水沟直接引入沉淀池。在施工现场所产生的施工废水应经过沉淀过滤达到国

家标准后，方可排入公用市政排水管网。

5.7.8现场应设置管片存储区域、管片防水胶条粘贴区域和管片翻身区域补充分区要求（地

面硬化，层数量化）。

5.7.9临时变电站宜设置在场地边缘或角落，掘进机专项变压站应考虑电力输送距离，宜

靠近竖井或设备电力柜。

始发基坑

5.8.1始发基坑包含顶圈梁施工基坑和主机始发安装基坑。

5.8.2顶圈梁施工基坑开挖范围、深度根据顶圈梁平面位置、高度确定，设计和施工应满足

国家和地区基坑支护要求。

5.8.3主机始发安装基坑深度应满足掘进机主机安装调试要求。

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5.8.4基坑开挖宜分段、分区、分层、对称进行，应满足相应施工规范和排水要求。

5.8.5基坑坑底应设置混凝土垫层，垫层厚度应满足本标准5.4.2条的规定。

钢刃脚

5.9.1钢刃脚制作前应深化施工图，在满足设计要求的基础上，明确工艺细则和检查细则。

5.9.2钢刃脚应工厂制作，制作时应预留注浆孔、排气孔、提吊孔。

5.9.3钢刃脚出厂前应进行水平拼装试验。

5.9.4钢刃脚码放时应在设计规定的位置设置支撑，任一支点不得脱空，存放期间应确保

钢刃脚的稳定性，不得产生局部变形，钢刃脚应单层码放，并做好防尘防雨措施。

5.9.5钢刃脚应依次吊放至设计位置，相邻两块钢刃脚应通过螺栓或焊接连接固定。

5.9.6钢刃脚焊接后待焊缝冷却，应进行无损探伤试验检测。

5.9.7钢刃脚应由预留的注浆孔浇筑自密实混凝土,且应一次性浇筑成型。

竖井始发结构施工

5.10.1始发结构包括始发管片、二衬及底环梁。

5.10.2始发管片环数应符合设计文件要求，管片安装应按照本标准9.4节执行。

5.10.3二衬结构混凝土可采用连续分层浇筑或全断面浇筑，宜与底环梁一次性浇筑。

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6竖井掘进开挖施工

一般规定

6.1.1竖井掘进施工中应严格管理“掘进控制、管片拼装、姿态控制（强调垂直度、中心偏

位）、壁后注浆、泥浆置换”五要素。

6.1.2掘进参数应根据试掘进和掘进段地质情况确定。

6.1.3试掘进周期宜为5环。

6.1.4井内泥浆和触变泥浆的性能、供应量应满足竖井掘进要求。

6.1.5渣样选取应每环一取，地层变化处应加大频率。

6.1.6掘进过程中应对竖井姿态进行实时监测。

6.1.7竖井掘进过程中应严控风险源，应将竖井穿越重大风险源施工管理作为施工安全管

理的重中之重。

6.1.8掘进施工过程中应安排专人进行周边环境巡查，做好巡查记录，确保及时发现隐患，

及时处置。

试掘进

6.2.1掘进机调试完成后，应进行试掘进。试掘进应确定的参数包括单次开挖深度、单次下

沉量、截割滚动转速、开挖半径、仓数、悬吊力、每仓耗时、排浆进浆管流量、泥浆比重、

泥浆粘度、含砂率、泥浆PH值等。

6.2.2掘进机试掘进参数宜符合下表1：

表1试掘进参数推荐表

开挖直径单仓开挖深度每仓开挖时间单次下沉滚筒转速

地层

(m)(mm)(min)(mm)(r/min)

素填土8.51005030040

粉质黏土8.51005030040

粉质粉土8.51505030040

淤泥质黏土101505530060

粉质黏土夹砂

111506030060

质粉土

掘进机掘进

6.3.1竖井掘进机应根据施工现场环境、地质条件、设备可行性等因素选择开挖模式。

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6.3.2掘进机开挖应确保开挖面平整均匀，开挖量应严格控制，应根据不同地层的性质和

稳定性调整每次开挖的进尺。

6.3.3掘进过程井内液位应不低于地下水位，宜根据掘进行程实时补充。

6.3.4触变泥浆填补宜不低于每环一次。

6.3.5应实时监测滚筒电机温度、井筒悬吊力等施工敏感参数。

6.3.6竖井应避免长时间静置，造成下沉困难。

管片拼装

6.4.1管片拼装应符合下列规定：

1管片拼装前应对管片进行全面检查；

2管片拼装设备和工具应符合技术标准，并应经过专业检验；

3管片拼装后应检查连接牢固度，必要时可进行荷载试验；

4超大超重管片翻转应制定详细的操作方案，应使用符合要求的专用翻转设备（如翻

转工装、液压翻转装置等）。

6.4.2管片安装前保证干燥洁净，不应有破损。

6.4.3止水条及软木衬垫粘贴前，应彻底清洁管片。

悬吊下沉

6.5.1钢刃脚垫层凿除应先内后外，分区域对称凿除，凿除的混凝土垫层应立即清除。

6.5.2提吊系统应始终保持竖井处于悬吊状态。

6.5.3下沉前应将提吊钢绞线上拉30mm。

6.5.4下沉过程宜慢速、均匀，各提吊点悬吊力宜接近，最大差值不宜超过10%。

6.5.5下沉至设计高程以上2m左右时，应适当放慢下沉速度并控制井内的掘土量和掘土

位置，使竖井平稳下沉，准确到位。

6.5.6管片与周围抗拔桩之间的水平距离应满足设计要求。

姿态控制

6.6.1竖井姿态包括垂直度和水平位移。

6.6.2每下沉1环管片姿态监测频率不应少于1次，不同地层交界处宜加大监测频率。

6.6.3姿态监测分析应结合现场测量数据、掘进机姿态监测数据等。

6.6.4竖井下沉姿态控制标准如下表2：

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表2竖井下沉姿态控制表

序号项目允许偏差

1竖井顶面高差±30mm

2倾斜管≤2‰H且X、Y≤50mm

3中心位移≤1.5‰H且≤50mm

4掘进机内倾角X、Y≤0.1°

5平面扭转角≤0.1°

注1：H为下沉总深度

注2：此表为下沉过程中竖井允许偏差值，比竖井下沉到位后允许偏差值略大，当竖井下沉过程出

现上部一项预警时，应停止下沉，确认并调整姿态。

6.6.5竖井姿态调整宜利用井筒提吊系统配合开挖模式进行。悬吊系统调整竖井姿态时应

缓慢进行，勤观察，勤调整。

6.6.6竖井四周宜设置限位装置，限位装置应均匀分布，数量不宜少于六个。

应急处置

6.7.1当竖井发生突沉时，应立即停止施工，重点检查提吊系统，分析原因，排除故障后合

理调整掘进机的推进速度与压力，减小管片下沉过程中的冲击力。

6.7.2当竖井下沉范围内存在孤石等障碍物时，应通过检测手段对障碍物的种类、大小、形

态及位置进行详细评估，确定合适的处理方案（预案）。

6.7.3当井底土体发生隆起时，可调整开挖模式为超前支护模式、加快掘进速度。

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7竖井封底

一般规定

7.1.1施工前应编制封底专项施工方案，并应经专家论证通过后实施。

7.1.2封底作业应搭设作业平台，平台结构应依跨度、荷载经计算确定，作业平台验收合

格、悬挂合格牌后方可使用。

7.1.3基底为软土层时应清除井底浮泥，修整基底，铺设碎石或卵石垫层。

7.1.4水下封底混凝土应采用导管法浇筑，浇筑顺序应从最低处开始，逐渐向四周扩展，若

井内有隔墙、底梁限制时，应分格对称浇筑。

7.1.5封底混凝土浇筑应连续一次浇筑完毕。

7.1.6封底混凝土达到设计强度后，方可抽排井内泥浆。

7.1.7封底混凝土的性能应符合现行标准和设计要求。

7.1.8竖井抽水后应检查是否渗水，渗漏部位应及时修补。

7.1.9井筒直径较大时，宜采用多导管同时浇筑。

清底

7.2.1井壁渣土或沉渣堆积可采用超声波检测，封底混凝土与井壁结合处应冲刷干净。

7.2.2清底方式可采用竖井掘进机泥浆环流出渣模式清理或气举反循环方法清理。

7.2.3井内沉渣彻底清理后，井内泥浆比重应小于比重无量纲1.08g/cm3，含砂率应小于

0.1%，黏度应小于20s。

封底

7.3.1触变泥浆置换时，注浆量宜控制在理论空隙的110％～150％，宜利用管片注浆孔从

下到上依次置换。

7.3.2水下封底时，井内液位应与井外地下水水位持平。

7.3.3导管应做试压及密封性试验，压力宜取导管底面压力的1.5倍。

7.3.4当采用导管法进行水下混凝土封底时,导管的布置宜符合下列规定：

1导管扩散半径不宜大于4.0m；

2导管插入深度不宜小于1.0m；

3导管浇筑时距离基底面高度宜为0.3m～0.4m；

7.3.5水下混凝土原材料、配合比及性能应符合下列规定：

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1水下混凝土骨料最大粒径不应大于导管内径的1/6；

2水胶比不应大于0.6；

3坍落度宜为180mm～220mm，并应具有一定的流动性，无离析和骨料堆积现象；

4宜适当添加缓凝剂和微膨剂；

5和易性能良好，泌水率宜小于4%；

6在满足水下混凝土基本性能的前提下，宜适当降低水泥用量以降低混凝土水化热。

7.3.6封底前应对混凝土的工作性能进行检验，符合要求后方可进行封底。

7.3.7首封混凝土量应符合下式：

pd22HpD

Vh=+c+··············································(1)

1434

式中：D——混凝土扩散直径(m)，取3～4m；

d——导管直径（m）；

Hc——初批混凝土灌注所需要的高度，一般0.8～1.0m（确认数值出处）；

h1——井孔内混凝土高度达到Hc时导管内混凝土柱与导管外水压平衡的高度。

p——基底压力标准值(kN/m2)

7.3.8水下封底作业应保证混凝土浇筑的连续性，当使用多根导管浇筑时，每根导管停歇

时间不应超过混凝土的初凝时间，且不宜超过15min～20min。

7.3.9宜适当增加导管浇筑点以降低大体积混凝土水化热。

7.3.10混凝土灌筑过程中，应加强监测每个灌筑点标高，并做好灌筑记录，严格控制相邻

导管混凝土的搭接质量，封底混凝土灌筑最初2m及最后1m灌筑过程，宜每0.5h进行一

次标高测量，正常灌注时宜每2h进行一次标高测量。

7.3.11混凝土灌筑结束前，应测出全部导管流动半径内的混凝土面标高，可采用测锤测量。

7.3.12封底混凝土与现浇二衬交界处应预留注浆管，防止因封底混凝土与现浇二衬之间因

冷缝或夹泥导致井底后续出现渗漏。

泥浆抽排

7.4.1抽排井内泥浆之前应编制应急方案，准备好充足的应急物资及人员。

7.4.2井内泥浆抽排期间为防止井底突涌，应配置应急水源进行回灌。

7.4.3每天逐步降低竖井内水位期间，应加强监测水位变化及周边环境变化情况。

7.4.4在竖井泥浆抽排作业时不可连续抽排，在停排间隙，应预留出充裕的时间观测液面

高度起伏、液面气泡和涌水现象。

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7.4.5泥浆抽排过程中，应实时监测水下情况，若出现冒泡、涌水现象，应立即停止抽排，

启动应急预案。

7.4.6井内抽排泥浆后，清理底部淤泥与沉渣，检查封底质量，对渗漏水部位应进行堵漏处

理。

7.4.7井内泥浆抽排期间，当竖井底部出现大量气泡时，应立即停止抽排，若水位出现持续

上涨，应立即启动应急水源进行回灌，至竖井底部不出现气泡、井内水位稳定为止。

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8现浇结构

一般规定

8.1.1沉井式竖井掘进机现浇结构包括下列内容：

1二衬及底环梁；

2竖井底板；

3竖井现浇段；

4竖井顶板；

5顶圈梁。

8.1.2现浇混凝土宜采用预拌混凝土，应符合现行标准《预拌混凝土》GB/T14902的规定。

8.1.3钢筋应符合现行标准《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GB1499.2的规定。

8.1.4钢筋机械连接接头应符合现行标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ107的规定。

8.1.5大体积混凝土的原材料、配合比、制备、运输、施工等要求应符合现行标准《大体积

混凝土施工规范》GB50496的规定。

8.1.6所有d≥22mm的钢筋连接宜采用机械连接，连接套筒进场经检测合格后方可投入使

用。

8.1.7模板安装应在钢筋安装完成、验收合格后进行。模板支护前，应对施工缝处混凝土面

凿毛处理。模板内不得有黄油及脱模剂存积。

8.1.8预埋件施工应符合下列规定：

1钢筋骨架入模后，应检查底部、两端、两侧的混凝土保护层，管片中的预埋件锚固

钢筋应与管片的主筋焊接牢固；

2应确保预留孔加强螺旋钢筋与预留孔芯棒、钢模侧(端)板等部件的间距。

8.1.9混凝土浇筑应符合下列规定：

1宜一次浇筑，当不能连续浇筑时，可留设施工缝或后浇带分块浇筑。

2混凝土入模温度应不低于5℃，最高温度应不大于35℃。

3宜由远及近浇筑，浇筑速度宜保持一致。

4振动棒与模板的距离