隧道掘進機法技術規(guī)程

4隧道掘進機法技術規(guī)程為規(guī)范掘隧道進機法建設的隧道勘察、設計、施工、驗收技術要求，做到安全適用、質量可靠、技術先進、經濟合理、綠色環(huán)保，制定本規(guī)程。本規(guī)程適用于采用全斷面巖石掘進機法新建隧道的勘察、設計、施工和工程質量驗收。新建獨頭掘進長度大于8km的隧道、新建隧道設置輔助坑道特別困難或連續(xù)穿越2座隧道總長度大于10km，且地質條件適合，滿足場地布置、設備運輸、水電供應及連續(xù)步進等條件時，宜采用掘進機法。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。3術語3.1.1全斷面巖石隧道掘進機fullfacerocktunnelboringmachine通過旋轉刀盤并推進使?jié)L刀破碎巖石，集支護或結構安裝于一體的全斷面隧道施工設備。3.1.2敞開式巖石隧道掘進機opentypetunnelboringmachine在穩(wěn)定性較好的巖石中，利用撐靴撐緊洞壁以承受掘進反力及扭矩，不采用管片支護的巖石隧道掘進機。3.1.3單護盾巖石隧道掘進機singleshieldtunnelboringmachine具有護盾保護，僅依靠管片承受掘進反力的巖石掘進機。3.1.4雙護盾巖石隧道掘進機doubleshieldtunnelboringmachine具有護盾保護，依靠撐靴撐緊洞壁或油缸頂推管片以承受掘進反力和扭矩，掘進可與管片拼裝同步的巖石隧道掘進機。3.1.5監(jiān)造supervision對掘進機制造過程進行質量和工期管控的行為。3.1.6巖石磨蝕性rockabrasiveness指巖石對破巖工具造成一定程度磨蝕的性質。3.1.7磨蝕指數cercharabrasivityindex5是巖石磨蝕性高低的重要指標，反映巖石對隧道掘進機刀盤和刀具磨損的重要指數。3.1.8主機mainmachine全斷面巖石隧道掘進機的開挖、推進和支護裝置的總稱。3.1.9后配套系統back-upsystem為主機提供工作支持條件、位于連接橋及其后方的設備和結構的總稱，包括連接橋、后配套拖車及輔助設備。3.1.10刀盤cutterhead設置在全斷面巖石隧道掘進機的前端，通過旋轉或其他運動方式對地層進行全斷面開挖的鋼結構和刀具的總成。3.1.11刀具cuttingtools對地層進行切削或破碎的刃具。3.1.12主驅動單元maindriveunit驅動刀盤旋轉或以其他方式運動的裝置。3.1.13主軸承mainbearing主驅動單元中用于支撐刀盤旋轉并傳遞掘進推力的軸承。3.1.14護盾shield全斷面巖石隧道掘進機中用于保護設備及人員安全的周邊殼體。3.1.15撐靴系統grippersystem敞開式和雙護盾巖石隧道掘進機中可撐緊洞壁承受掘進反力的系統，主要由鋼結構架、液壓缸、撐靴等組成。3.1.16推進系統thrustsystem用來推動全斷面巖石隧道掘進機前進的系統，主要由推進液壓缸、閥組、泵站等組成。3.1.17管片拼裝機segmenterector用于管片抓取、平移、旋轉、提升等多個自由度運動的機械裝置。3.1.18豆礫石peagravel是指顆粒級配在5~10mm的碎石或礫石。3.1.19最小轉彎半徑minimalcurveradius全斷面巖石隧道掘進機能夠通過的最小曲率半徑。3.1.20總推力totalthrustforce全斷面巖石隧道掘進機設計最大推力，即各推進油缸最大推力的總和。63.1.21裝機功率installedpower全斷面巖石隧道掘進機用電設備額定功率的總和。3.1.22輔助工程auxiliaryworks為施工生產服務的建筑物及設施，包括進場及場區(qū)道路、施工場地、供水、供電等非主體工程的建筑物及設施。3.1.23摩擦副frictionpair兩個既直接接觸又產生相對摩擦運動的物體所構成的體系稱為摩擦副。4基本規(guī)定4.1勘察4.1.1掘進機法施工的隧道工程地質勘察宜按踏勘、初測、定測及補充定測開展工作，滿足各階段設計要求。（有些不是按四階段開展）4.1.2掘進機法施工的隧道工程地質勘察應按地質調繪、勘探、測試、試驗、綜合地質分析和報告編制等工作程序進行。4.1.3掘進機法施工的隧道工程地質勘察應強化巖體完整性、巖石堅硬程度、巖石磨蝕性等基本工程特性的測試。4.1.4掘進機法施工的隧道應加強斷層及軟弱破碎帶、高地應力、巖溶、有毒有害氣體等不良地質勘察工作。4.2設計4.2.1擬采用掘進機法施工的隧道應進行地質適應性評估，綜合考慮隧道工程規(guī)模、地質條件、環(huán)境條件、水電供應、運輸條件、輔助坑道設置、施工工期、工程投資等因素，經技術經濟比較確定。4.2.2隧道線位宜選擇地質條件適合的地段，避免穿越高風險地段，不能繞避時應以最短距離穿過，并進行針對性設計。下列地質地段不適宜采用掘進機法施工：1高地應力軟弱圍巖具有中等或嚴重大變形地段。2具有中等及以上的膨脹性圍巖。3強烈或極強巖爆地段。4寬大斷層破碎帶及軟弱破碎帶地段。5突泥涌水嚴重地段。6巖溶發(fā)育地段。77高瓦斯及瓦斯突出地段。8巖石磨蝕性高的地段。9軟巖、極軟巖地段。4.2.3掘進機類型選擇和設備基本功能要求應根據隧道工程特點、地質條件、施工環(huán)境等因素確定。4.2.4掘進機選型應滿足地質條件適宜地段快速掘進要求，掘進機施工指導性進度指標：Ⅱ級圍巖宜為200m~360m，Ⅲ級圍巖宜為300m~400m，Ⅳ級圍巖宜為200m~300m。4.2.5掘進機法施工的隧道內輪廓應根據線路技術標準、建筑限界、接觸網懸掛方式、軌道結構形式及維護方式等因素綜合確定。4.2.6掘進機法施工的隧道斷面宜為圓形，其結構斷面應根據隧道內輪廓、襯砌支護型式及結構厚度，并綜合考慮施工誤差等因素確定。4.2.7隧道主體結構設計使用年限不得小于100年。敞開式巖石掘進機施工的隧道宜采用復合式襯砌結構，護盾式巖石掘進機施工的隧道宜采用管片襯砌結構。4.2.8掘進機法施工的隧道應根據工程等級、斷面尺寸、地震烈度、隧道埋深、斷層與隧道結構的空間關系等基礎條件開展抗震計算，襯砌結構抗震設計應符合相關要求。4.2.9掘進機進場道路、組裝及始發(fā)場、拼裝構件預制場、供配電設施、環(huán)水保設施等輔助工程應進行專項設計。4.2.10掘進機法施工的隧道應進行專項施工通風設計。4.3施工4.3.1采用掘進機法施工的隧道應根據施工組織設計和施工條件，建立安全、質量和環(huán)境保護體系，做到節(jié)能降耗、保護環(huán)境和文明施工。4.3.2掘進機在進場、組裝、掘進、拆卸過程中，應建立過程控制保障體系，強化施工工藝流程組織，確保掘進機正常使用。4.3.3隧道工程施工應根據規(guī)定的測量精度及導向系統選擇施測方法，并建立復核制度，保證隧道的軸線符合設計要求和相關標準規(guī)定。4.3.4隧道工程施工前應結合工況及地質特點編制超前地質預報及監(jiān)控量測實施細則并納入施工組織設計。4.3.5隧道工程施工過程中應收集原始數據、資料，做好施工記錄。隧道竣工時應編寫施工技術總4.4驗收4.4.1隧道工程質量應滿足結構安全、耐久性和使用功能等設計要求。4.4.2隧道工程原材料、半成品和成品進場驗收應符合相關規(guī)定。4.4.3掘進機法施工的隧道應定期檢驗掘進機姿態(tài)，開挖中線及高程應符合設計要求。4.4.4掘進機法施工的隧道二次襯砌施作前應對初期支護與圍巖的密貼性進行檢驗。5隧道結構設計5.1一般規(guī)定5.1.1隧道結構可采用極限狀態(tài)法或破損階段法設計。5.1.2復合式襯砌初期支護宜采用錨網噴支護形式，二次襯砌宜采用模筑混凝土形式。5.1.3管片襯砌宜采用單層管片襯砌結構，特殊情況時內部可設置二次襯砌。5.1.4隧道底部結構宜采用預制塊形式，特殊情況時可采用現澆形式。5.1.5隧道防排水應結合襯砌形式和結構特點進行設計。6輔助工程6.1一般規(guī)定6.1.1輔助工程設計應綜合考慮工程特點、施工組織、地形地貌、地質災害、防洪防澇及環(huán)境條件等因素，確定輔助工程的位置、規(guī)模及結構。6.1.2輔助工程應按永臨結合設計，并應滿足安全要求。地震頻發(fā)地區(qū)，應考慮抗震要求。6.1.3輔助工程應在掘進機始發(fā)前形成生產能力，其最大生產能力應滿足施工高峰期施工需求。拼裝預制構件存儲量不宜小于3個月的施工需求量。6.1.4輔助工程的地基基礎應滿足承載力要求，不滿足時應進行地基處理。6.1.5輔助工程吊裝設備走行基礎應進行設計及檢算，滿足設備吊裝要求。6.1.6輔助工程的特種設備選擇應符合安全要求。設備安裝完成后，應進行試運行，并由技術質量監(jiān)督部門進行質量驗收，合格后方可啟用。6.1.7嚴寒及寒冷地區(qū)洞外輔助工程應采取防寒、保溫措施。6.1.8輔助工程施工周期應結合地形地貌、氣候條件、地質條件等因素合理確定6.1.9輔助工程應設置安全標識標牌。7掘進機選型、設計與監(jiān)造7.1一般規(guī)定7.1.1隧道采用掘進機法建造時，應進行設備選型設計，做到配套合理，充分發(fā)揮掘進機綜合效率。7.1.2掘進機選型應遵循以下原則：1安全性、可靠性、先進性、經濟性相統一，滿足安全、質量、工期、造價及環(huán)保要求。2滿足隧道斷面、長度、埋深、沿線地形、地質適應性等要求。3后配套設備應與主機功能配套。4隧道內機械動力宜選擇電力驅動方式。7.1.3設備制造前，應對掘進機進行針對性設計。7.1.4掘進機制造環(huán)節(jié)應由設備產品產權單位組織專業(yè)設備監(jiān)理單位進行監(jiān)造。7.2掘進機選型7.3主要技術要求7.4主要設備配備7.5設備監(jiān)造8施工準備8.1一般規(guī)定8.1.1施工準備應包括施工調查、技術準備、施工組織設計、設備設施準備、材料準備及安全防災準備等。8.1.2施工調查應包括以下內容：1工程環(huán)境、氣候特征、工程地質、水文地質、工程規(guī)模和工程重難點等。2施工運輸、水源、供電、通信、場地布置、棄渣場地及容納能力、征地拆遷情況等。3當地原材料及半成品的品種、質量、價格及供應能力等。4當地運能、運價、裝卸費率等交通運輸狀況。5當地生活供應、醫(yī)療、衛(wèi)生、防疫、民族風俗及居民點的社會治安情況等。6當地生態(tài)、環(huán)境保護的一般規(guī)定和特殊要求，工程對環(huán)境可能造成的近、遠期影響等。7當地可供利用的勞動力及常規(guī)設備資源狀況。8高海拔、嚴寒及寒冷地區(qū)可能對施工造成影響的極端氣候條件。8.2技術準備8.3施工組織設計8.4設備、設施8.5安全防災9施工測量9.1一般規(guī)定9.1.1掘進機法施工測量工作應符合工程測量規(guī)范有關規(guī)定。9.1.2掘進機施工測量方案應根據掘進機結構和其自身配置的導向系統的精度，以及配套測量儀器精度等確定。9.1.3掘進機法施工的隧道應制定合理的施工控制測量方案。同一座隧道的控制測量應采用統一的測量基準。9.1.4掘進機法施工的隧道應進行控制網設計，并應符合以下要求：1水準路線長度大于6km時，應進行高程控制網設計。2當相向掘進長度大于20km、獨頭掘進長度大于15km或利用豎井進行測量的隧道，應進行平面控制測量單獨設計。3當洞外水準路線大于150km時，應對水準測量精度等級進行單獨設計。9.2控制測量9.3施工測量9.4貫通測量10預制構件制作10.1一般規(guī)定10.1.1預制構件應實行工廠化生產，同時配備符合工藝要求的生產線。10.1.2構件制作前應編制施工方案和質量控制檢驗制度。10.1.3原材料、配合比應符合設計要求及混凝土工程施工質量驗收標準的相關規(guī)定。10.1.4混凝土攪拌、養(yǎng)護等設備應進行驗收。10.1.5預制構件的吊裝孔、預埋件規(guī)格和穩(wěn)定性應符合設計要求。10.1.6混凝土預制構件出廠前應進行驗收，并出具產品合格證明。10.2模具10.3原材料10.4構件制作10.5構件養(yǎng)護10.6構件存儲及運輸11掘進機運輸、組裝、調試和拆機11.1一般規(guī)定11.1.1掘進機組裝、調試和拆卸應編制專項方案，并組織評審。11.1.2吊裝設備選擇、安裝及驗收應符合相關規(guī)定。門吊、橋吊組裝完成后，應通過檢驗，合格后方可投入使用。11.1.3螺栓緊固扭矩和預緊力應符合《螺紋緊固件緊固通則》GB/T16823.2相關要求。11.1.4焊接質量應符合《影響鋼熔化焊接頭質量的技術因素》GB6416有關要求。11.1.5高空作業(yè)應佩戴好必要的防護措施。11.1.6掘進機組裝及重要部件的存放應設置防護措施。11.2設備運輸11.3設備組裝、調試11.4設備驗收11.5設備拆卸12超前地質預報12.1一般規(guī)定12.1.1掘進機法施工的隧道超前地質預報應根據實際地質條件和環(huán)境特點，并結合巖渣分析、掘進機掘進參數分析等采取綜合預報方法。12.1.2預報方法的選擇應以對掘進機工作影響最小為原則。12.1.3掘進機法施工的隧道超前地質預報設備可分為搭載式和非搭載式兩種類型，宜選擇具備自動化數據采集的搭載式設備。12.1.4掘進機法施工的隧道超前地質預報宜重視新技術、新設備、新方法的應用。12.2預報內容12.3預報方法及技術要求12.4預報信息管理與處置13掘進與支護13.1一般規(guī)定13.1.1掘進機服務洞室施工應按照相應線路等級的現行隧道有關規(guī)定執(zhí)行。13.1.2預備洞基底承載力、底板混凝土強度應滿足掘進機步進要求。預備洞施工完成后，應對凈空進行檢查，預備洞的底板平整度不得大于10mm/m。13.1.3敞開式巖石掘進機施工應設置始發(fā)洞，護盾式巖石掘進機施工應設置始發(fā)導臺和反力裝置，并應符合以下規(guī)定：1始發(fā)洞附近應預留掘進機步進機構拆除與存放空間。2始發(fā)洞宜進行混凝土襯砌，未襯砌時應對撐靴部位進行噴射混凝土處理，噴射混凝土強度等級不低于C25，平整度應控制在±10mm/m。3始發(fā)前應進行始發(fā)導臺定位復測，其位置允許偏差應為±10mm。4反力裝置剛度應根據設備自重、摩擦力及圍巖條件綜合確定。13.1.4掘進機施工應做好掘進方向控制，確保隧道軸線符合設計要求。13.1.5掘進機施工應根據隧道的地質條件，選擇合理的掘進參數。13.2步進13.3始發(fā)與試掘進13.4正常掘進13.5姿態(tài)控制13.6到達掘進13.7反坡掘進13.8斜井掘進13.9初期支護13.10襯砌13.11特殊地質條件掘進14防排水14.1一般規(guī)定14.1.1隧道開挖前應探明工程地質和水文地質情況，制定防排水施工方案。14.1.2防排水材料應符合設計要求并做好進場檢驗。14.1.3隧道施工排水應滿足環(huán)境保護要求，污水處理達標后排放。14.2施工排水14.3管片結構防水15施工通風除塵、降溫及水電供應15.1一般規(guī)定15.1.1隧道掘進機在整個施工過程中，作業(yè)環(huán)境應符合以下職業(yè)健康及安全標準：1平原地區(qū)空氣中氧氣含量，按體積計不得小于20%。高海拔地區(qū)應符合有關規(guī)定。2每立方米空氣中粉塵容許濃度：含有10%以上的游離二氧化硅的粉塵不得大于2mg，含有10%以下的游離二氧化硅的礦物性粉塵不得大于4mg。15.1.2隧道內作業(yè)環(huán)境溫度高于28℃時，掘進機應合理配置制冷降溫系統。15.2施工通風除塵15.3高地溫降溫15.4水電供應15.5施工供氧16掘進機維修與保養(yǎng)16.1一般規(guī)定16.1.1掘進機維修與保養(yǎng)應遵循“預防為主、養(yǎng)修并重”的原則，并建立維保制度。16.1.2維保人員應經培訓考核合格后上崗。16.1.3設備維修保養(yǎng)應做好安全防護措施。16.1.4定期進行油液檢測工作，檢測結果超標應分析原因并處理。16.2維修與保養(yǎng)16.3刀盤刀具