《全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)法水工隧洞工程技術(shù)規(guī)范》

1總則

1.0.1為規(guī)范采用全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)法施工的隧洞的勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)測(cè)等工作，

統(tǒng)一其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以保證工程質(zhì)量和施工安全，制定本規(guī)范。

1.0.2本規(guī)范適用于新建的采用全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)法施工的隧洞。隧洞的建筑物級(jí)別應(yīng)

根據(jù)SL252《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》中的有關(guān)規(guī)定確定。對(duì)于特別重要、條

件復(fù)雜或有特殊要求的水工隧洞應(yīng)進(jìn)行專門研究。

1.0.3采用全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)法施工的隧洞的勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)測(cè)應(yīng)做到安全適用、

技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、節(jié)能環(huán)保。

1.0.4采用全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)法施工的工程宜成立建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、設(shè)備、施工、監(jiān)

測(cè)等多方為一體的現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目組，快速?zèng)Q策處理現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的各類問(wèn)題。

1.0.5全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)施工應(yīng)實(shí)時(shí)收集各類掘進(jìn)信息和監(jiān)測(cè)資料，建立有關(guān)掘進(jìn)信息

和監(jiān)測(cè)資料的共享機(jī)制，應(yīng)用信息化、智能化技術(shù)，為分析評(píng)價(jià)掘進(jìn)狀態(tài)和及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措

施提供技術(shù)支撐。

1.0.6在勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)測(cè)等工作中，應(yīng)積極慎重地采用新方法、新技術(shù)、新工

藝、新材料、新設(shè)備。

1.0.7本規(guī)范主要引用以下標(biāo)準(zhǔn)。

GBZ1工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)

GB6722爆破安全規(guī)程

GB8978污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)

GB14050系統(tǒng)接地的型式及安全技術(shù)要求

GB16423金屬非金屬礦山安全規(guī)程

GB/T16823.2螺紋緊固件緊固通則

GB18218重大危險(xiǎn)源辨識(shí)

GB18306中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃分圖

GB/T18314全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量規(guī)范

GB18871電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)

GB/T28181公共安全視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)信息傳輸、交換、控制技術(shù)要求

GB/T31496信息技術(shù)安全技術(shù)信息安全管理體系實(shí)施指南

GB50021巖土工程勘察規(guī)范

GB50026控制工程測(cè)量規(guī)范

GB50086巖土錨桿與噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范

GB50157地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范

GB/T50218工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

GB50384煤礦立井井筒及硐室設(shè)計(jì)規(guī)范

GB50431帶式輸送機(jī)工程設(shè)計(jì)規(guī)范

GB50487水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范

GB50653有色金屬礦山井巷工程施工規(guī)范

GB50706水利水電工程勞動(dòng)安全與工業(yè)衛(wèi)生設(shè)計(jì)規(guī)范+

1

GB50915有色金屬礦山井巷工程設(shè)計(jì)規(guī)范

SL191水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范

SL252水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)

SL279水工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范

SL303水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范

SL377水利水電工程錨噴支護(hù)技術(shù)規(guī)范

SL378水工建筑物地下開挖工程施工規(guī)范

SL629引調(diào)水線路工程地質(zhì)勘察規(guī)范

SL642水利水電地下工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范

SL677水工混凝土施工規(guī)范

SL764水工隧洞安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范

DL/T620交電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合

DL/T5368水電水利工程巖石試驗(yàn)規(guī)程

JBJ80建筑物施工高處作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范+

JGJ46施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范

JTG3370公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范

TB10109鐵路隧道輔助坑道技術(shù)規(guī)范

TB10120鐵路瓦斯隧道技術(shù)規(guī)范

1.0.8采用全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)法施工的水工隧洞，在進(jìn)行勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)測(cè)時(shí)除

應(yīng)符合本規(guī)范規(guī)定外，尚應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

2

2術(shù)語(yǔ)與符號(hào)

2.1術(shù)語(yǔ)

2.1.1全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)fullfacerocktunnelboringmachine(TBM)

用于巖石地質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)，采用旋轉(zhuǎn)并推進(jìn)刀盤，通過(guò)滾刀破碎巖石而使隧洞整個(gè)斷面一次

成型的機(jī)器。全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)主要具有掘進(jìn)、出渣、導(dǎo)向及支護(hù)等四項(xiàng)基本功能，一般可

分為敞開式和護(hù)盾式兩大類。

2.1.2敞開式掘進(jìn)機(jī)opentypetunnelboringmachine

沒(méi)有完全封閉的護(hù)盾、不采用管片支護(hù)的巖石掘進(jìn)機(jī)，其特點(diǎn)是利用支撐機(jī)構(gòu)撐緊洞壁

以承受掘進(jìn)反力及扭矩。

2.1.3護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)shieldtunnelboringmachine

在整機(jī)外圍設(shè)置直徑相一致的圓筒形防護(hù)結(jié)構(gòu)以利于掘進(jìn)破碎或復(fù)雜巖層的全斷面巖

石掘進(jìn)機(jī)。一般包括單護(hù)盾式和雙護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)。

2.1.4雙模式掘進(jìn)機(jī)doublemodetunnelboringmachine

根據(jù)不同地質(zhì)條件可以調(diào)整掘進(jìn)模式的掘進(jìn)機(jī)。

2.1.5巖石磨蝕性rockabrasiveness

巖石對(duì)破巖工具磨損的影響。

2.1.6巖石磨蝕性指數(shù)cercharabrasivityindex(CAI)

反映巖石對(duì)隧洞掘進(jìn)機(jī)刀盤和刀具磨損的程度，由試驗(yàn)得到的測(cè)試值，用以表征堅(jiān)硬巖

的磨蝕性。

2.1.7不利地質(zhì)條件adversegeologicalcondition

斷層破碎帶、大變形圍巖、巖溶地層、突涌水（泥）地層、高地應(yīng)力巖爆地層、高磨蝕

性硬巖地層、高地溫地層、含有害氣體和放射性物質(zhì)地層等不利于掘進(jìn)機(jī)施工的地質(zhì)條件及

其組合的統(tǒng)稱。

2.1.8巖爆rockburst

巖體在開挖或其他外界擾動(dòng)下，聚集的彈性變形勢(shì)能突然釋放，導(dǎo)致巖體爆裂、彈射的

現(xiàn)象。

2.1.9施工通道constructionpassage

連接地表與地下隧洞，具備施工期人員交通、石渣和物料運(yùn)輸、通風(fēng)、供電、供氣、供

排水；運(yùn)行期檢修等功能的施工通道。按照傾角（洞軸線與水平面的夾角）劃分為平洞、斜

井、豎井三種型式。

2.1.10施工平洞constructionadit

傾角小于8°，為隧洞施工而開挖的可行駛無(wú)軌膠輪車的通道（或緩斜井）。

2.1.11施工斜井constructioninclinedshaft

傾角8°～75°，為隧洞施工而開挖的直線式傾斜通道。包括明斜井和盲斜井。

2.1.12施工豎井constructionverticalshaft

傾角大于75°，為隧洞施工而開挖的鉛垂或陡直井筒，一般為圓形斷面。包括明豎井和

盲豎井。

2.1.13工業(yè)廣場(chǎng)industrysquare

1

為全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)施工服務(wù)而布置的建筑物、構(gòu)筑物及有關(guān)施工設(shè)備設(shè)施的場(chǎng)地。掘

進(jìn)機(jī)地下工業(yè)廣場(chǎng)一般結(jié)合掘進(jìn)機(jī)組裝、檢修、拆卸洞室布置。

2.1.14掘進(jìn)機(jī)步進(jìn)tunnelboringmachinestepping

掘進(jìn)機(jī)利用支撐行走機(jī)構(gòu)換步或滑行到工作面的過(guò)程。

2.1.15掘進(jìn)機(jī)轉(zhuǎn)場(chǎng)tunnelboringmachinetransferring

掘進(jìn)機(jī)設(shè)備及其附屬施工系統(tǒng)在完成前一施工段掘進(jìn)及支護(hù)工作后，轉(zhuǎn)移至下一工作面，

亦稱為掘進(jìn)機(jī)施工的中間轉(zhuǎn)場(chǎng)。

2.1.16水倉(cāng)drainsump

用以匯存、沉淀隧洞、施工通道的涌水并與排水泵站配套的集水洞室。

2.1.17貫入度penetration(p)

刀盤每旋轉(zhuǎn)一圈所掘進(jìn)的長(zhǎng)度或刀盤在單位循環(huán)下的貫入尺寸，單位為mm/rev。

2.1.18掘進(jìn)速度penetrationrate(Pr)

一次連續(xù)掘進(jìn)過(guò)程的掘進(jìn)長(zhǎng)度除以相應(yīng)的工作時(shí)間，單位為m/h或mm/min。有時(shí)也

稱為凈掘進(jìn)速度。

2.1.20施工速度advancerate(AR)

掘進(jìn)機(jī)設(shè)備在每天或者每班內(nèi)的推進(jìn)長(zhǎng)度，單位為m/d或m/shift。有時(shí)也稱為平均

掘進(jìn)速度。

2.1.21設(shè)備利用率machineutilizationindex(UI)

掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)破巖的時(shí)間與總當(dāng)班時(shí)間的比值。一般描述每個(gè)工作班次或者每天內(nèi)時(shí)間的

利用效率。

2.1.22現(xiàn)場(chǎng)貫入指標(biāo)fieldpenetrationindex(FPI)

掘進(jìn)機(jī)單刀推力與貫入度的比值。代表了巖石單位切深所需的滾刀推力。

2.1.23扭矩貫入指標(biāo)torquepenetrationindex(TPI)

掘進(jìn)機(jī)單刀扭矩與貫入度的比值。一般描述刀盤扭矩的破巖效率。

2.2符號(hào)

A——要求出碴生產(chǎn)率；

AR——施工速度；

C——圓周力計(jì)算系數(shù)；

CAI——巖石磨蝕指數(shù)；

巖石的彈性模量；

Ei——

F——單刀推力；

FP——TBM護(hù)盾摩阻力；

FT——TBM極限推力；

Fm——圓周力；

Fs1——特種主要阻力；

Fs2——特種附加阻力；

FPI——現(xiàn)場(chǎng)貫入指標(biāo)；

2

f——模擬摩擦系數(shù)；

g——重力加速度；

H——提升高度；

Jp——起動(dòng)加速度；

k1——空載運(yùn)行功率系數(shù)；

k2——物料水平運(yùn)行系數(shù)；

k3——附加功率系數(shù)；

K——功率備用系數(shù)、礦車車充盈系數(shù)、延遲時(shí)間系數(shù)、功率備用系數(shù)；

Ke——石碴松散系數(shù)；

L——帶式輸送機(jī)長(zhǎng)度、列車制動(dòng)距離、護(hù)盾長(zhǎng)度、超過(guò)3m的導(dǎo)料槽長(zhǎng)度；

L0——循環(huán)進(jìn)尺；

Ln——水平帶式機(jī)機(jī)長(zhǎng)；

Li——不同行速段運(yùn)距；

M——礦車組數(shù)；

mi——Hoek-Brown常數(shù)；

n1——每列斗車數(shù)量；

P——電機(jī)功率；

?P——附加功率；

Pr——掘進(jìn)速度；

PA——傳遞滾筒軸功率；

pc——機(jī)車粘著重；

p——貫入度、機(jī)車自重；

P0——原巖應(yīng)力；

Q——額定輸送能力；

Qc——重車上坡起動(dòng)最大牽引能力；

Q'c——重車下坡制動(dòng)的最大能力；

Q''c——重列車上坡運(yùn)行最大牽引能力；

qRO——承載分支托輥每米長(zhǎng)旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量；

qRU——回程分支托輥每米長(zhǎng)旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量；

qB——每米長(zhǎng)輸送帶的質(zhì)量；

qC——每米長(zhǎng)輸送物料的質(zhì)量；

qG——附加阻力；

R——線中曲線半徑、隧洞半徑；

Rb——巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度；

DR——圍巖預(yù)留變形量；

RPM——刀盤轉(zhuǎn)速；

S——設(shè)計(jì)斷面面積；

3

S'——允許超挖斷面面積；

S''——由于施工工藝所引起的附加超挖斷面面積；

T——圍巖總評(píng)分、單刀扭矩；

Tc——列車往返循環(huán)時(shí)間；

TPI——扭矩貫入指標(biāo)；

t0——在工作面、途中及卸碴停頓時(shí)間；

UI——設(shè)備利用率；

u——圍巖變形量；

v——允許最高行車速度、輸送帶速度；

Vai——不同地段平均行速；

Vc——礦車容積；

Vg——設(shè)計(jì)斷面開挖量（實(shí)方）

Vm——每米松散石碴量；

V循——每一循環(huán)開挖石碴量；

W0——重車運(yùn)行時(shí)基本阻力；

W'——允許超挖量（實(shí)方）、重車起動(dòng)基本阻力；

W''——施工工藝附加超挖量（實(shí)方）；

Wi——坡度阻力；

a——TBM選型系數(shù)；

h——傳動(dòng)效率；

m——靜摩擦力系數(shù)；

scm——巖體抗壓強(qiáng)度；

sm——圍巖最大主應(yīng)力；

j0——運(yùn)行時(shí)粘著系數(shù)；

jb——制動(dòng)時(shí)粘著系數(shù)；

j0——起動(dòng)時(shí)粘著系數(shù)。

4

3基本規(guī)定

3.0.1在進(jìn)行前期地質(zhì)勘察時(shí)，除應(yīng)滿足GB50487及現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范的技術(shù)要求外，

尚應(yīng)根據(jù)掘進(jìn)機(jī)的施工特點(diǎn)開展勘察工作。

3.0.2應(yīng)根據(jù)勘察揭露的地質(zhì)條件，開展掘進(jìn)機(jī)法施工適應(yīng)性評(píng)價(jià)，必要時(shí)，針對(duì)特殊

地質(zhì)段開展專題研究。

3.0.3隧洞的選型和選線除應(yīng)滿足SL279及現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范的技術(shù)要求外，尚應(yīng)根據(jù)掘

進(jìn)機(jī)的施工特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3.0.4隧洞的施工方法選擇應(yīng)根據(jù)隧洞的長(zhǎng)度、埋深、洞軸線布置、斷面形式、地形地

質(zhì)條件、工程布置、施工條件、征地、生態(tài)環(huán)境影響、投資等因素進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。

3.0.5掘進(jìn)機(jī)的選型應(yīng)根據(jù)掘進(jìn)機(jī)施工適應(yīng)性圍巖分類和預(yù)測(cè)的不利地質(zhì)條件分布情況

等條件，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。

3.0.6掘進(jìn)機(jī)法的施工組織設(shè)計(jì)應(yīng)以方便掘進(jìn)機(jī)運(yùn)輸、組裝、運(yùn)行維護(hù)，保障掘進(jìn)施工

安全高效，節(jié)能生態(tài)環(huán)保為原則。

3.0.7針對(duì)不利地質(zhì)條件段的施工，應(yīng)做到在前期設(shè)計(jì)中，對(duì)可能遇到的不利地質(zhì)條件

進(jìn)行預(yù)測(cè)，提出針對(duì)性處理措施或預(yù)案；在施工掘進(jìn)過(guò)程中，應(yīng)開展超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作，及

時(shí)對(duì)隧洞掘進(jìn)和處理措施進(jìn)行調(diào)整，實(shí)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)控制。

3.0.8做好地質(zhì)、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理現(xiàn)場(chǎng)配合，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件確認(rèn)、掘進(jìn)機(jī)狀態(tài)評(píng)

估工作，施工中出現(xiàn)掘進(jìn)異常和緊急情況時(shí)，建設(shè)各方應(yīng)協(xié)同合作，及時(shí)采取應(yīng)對(duì)和處理措

施。

3.0.9掘進(jìn)機(jī)施工應(yīng)結(jié)合隧洞的圍巖條件、施工環(huán)境、隧洞結(jié)構(gòu)型式、施工方法與進(jìn)度

要求，制定合理可靠的監(jiān)測(cè)方案，監(jiān)測(cè)儀器與設(shè)施應(yīng)做到技術(shù)先進(jìn)、耐久適用、經(jīng)濟(jì)合理，

并宜永臨結(jié)合。

4

3.0.10在施工過(guò)程中，應(yīng)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行定期綜合分析，及時(shí)提出意見(jiàn)和建議。

3.0.11應(yīng)針對(duì)掘進(jìn)機(jī)工作特點(diǎn)，對(duì)影響勞動(dòng)安全和工業(yè)衛(wèi)生的各類危險(xiǎn)有害因素進(jìn)行

分析，并采取相應(yīng)的防護(hù)措施或工程措施。針對(duì)深埋長(zhǎng)隧洞施工，還應(yīng)研究其他特殊的防護(hù)

措施或預(yù)案。

5

4地質(zhì)勘察

4.1一般規(guī)定

4.1.1工程地質(zhì)勘察應(yīng)查明或基本查明隧洞工程地質(zhì)條件，評(píng)價(jià)工程地質(zhì)問(wèn)題，為隧洞

設(shè)計(jì)、TBM施工的適宜性評(píng)價(jià)、TBM選型和施工等提供地質(zhì)資料。

4.1.2在開展野外地質(zhì)勘察工作之前，應(yīng)收集和分析已有地質(zhì)資料，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘，了

解自然條件和工作條件，結(jié)合工程設(shè)計(jì)方案和勘察任務(wù)要求，編制工程地質(zhì)勘察大綱。

4.1.3隧洞工程地質(zhì)勘察應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求分階段進(jìn)行，并應(yīng)保證勘察周期和勘察工作量，

各階段勘察精度應(yīng)滿足GB50487和SL629的要求。勘察工作過(guò)程中，應(yīng)保持與相關(guān)專

業(yè)的溝通和協(xié)調(diào)。

4.1.4隧洞工程地質(zhì)勘察應(yīng)采用綜合勘察方法，應(yīng)加強(qiáng)影響TBM施工的大斷層破碎帶、

巖溶、軟巖、膨脹巖、蝕變巖、高磨蝕性硬巖、高地應(yīng)力、高地溫、放射性元素、有害氣體

等不利地質(zhì)條件的勘察工作；對(duì)于重大工程地質(zhì)問(wèn)題，應(yīng)列專題進(jìn)行研究和勘察工作。

4.1.5應(yīng)根據(jù)隧洞工程地質(zhì)條件，結(jié)合TBM施工特點(diǎn)，提出進(jìn)行專門超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的

建議。

4.1.6TBM施工過(guò)程中應(yīng)及時(shí)收集各種掘進(jìn)參數(shù)，分析掘進(jìn)效率與隧洞圍巖地質(zhì)條件

的關(guān)系，為確定不同圍巖條件下的掘進(jìn)參數(shù)提供依據(jù)。

4.2區(qū)域地質(zhì)與地震勘察

4.2.1區(qū)域地質(zhì)與地震勘察應(yīng)包括下列工作內(nèi)容：

1研究隧洞工程沿線區(qū)域地質(zhì)背景。

2研究隧洞工程沿線區(qū)域性斷層的活動(dòng)性。

3研究隧洞工程沿線地震活動(dòng)特征。

4評(píng)價(jià)隧洞工程沿線區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性，確定地震動(dòng)參數(shù)。

6

4.2.2區(qū)域地質(zhì)背景研究應(yīng)調(diào)查研究區(qū)域地形地貌、沉積建造、巖漿活動(dòng)、變質(zhì)作用、

現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)，地層巖性特征及其分布和組合接觸關(guān)系，區(qū)域性斷裂的分布特征及其活動(dòng)

性，主要富水構(gòu)造和水文地質(zhì)單元等。

4.2.3區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性研究應(yīng)在區(qū)域地質(zhì)背景研究的基礎(chǔ)上，主要研究影響隧洞工程安

全的區(qū)域斷裂的分布和活動(dòng)特征、地震活動(dòng)特征以及構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)特征。

4.2.4斷層活動(dòng)性研究應(yīng)包括地貌、地質(zhì)構(gòu)造、地層切錯(cuò)情況、地震、測(cè)年資料、地殼

形變以及地球物理和地球化學(xué)特征等內(nèi)容。活斷層的判定應(yīng)符合GB50487的有關(guān)規(guī)定。

4.2.5隧洞場(chǎng)地地震動(dòng)參數(shù)可按照GB18306確定。

4.2.6區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性評(píng)價(jià)應(yīng)根據(jù)活斷層的分布、地震活動(dòng)特征、地震動(dòng)峰值加速度及

區(qū)域重磁異常等因素進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

4.3工程地質(zhì)勘察

4.3.1對(duì)于一般埋深隧洞，應(yīng)查明其工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件，主要包括以下內(nèi)容：

1隧洞沿線地貌類型及分布，河流、水庫(kù)等地表水體的分布、水位、流量、規(guī)模等。

2隧洞沿線地層分布、巖性，重點(diǎn)查明軟巖、膨脹巖、巖溶、蝕變巖、高磨蝕性硬巖

等特殊巖類的分布及工程地質(zhì)性質(zhì)。隧洞進(jìn)出口段、淺埋段、過(guò)溝段應(yīng)查明覆蓋層的成因類

型、厚度和物質(zhì)組成。

3隧洞沿線褶皺、斷層、裂隙密集帶的分布、產(chǎn)狀、規(guī)模、組合關(guān)系等。重點(diǎn)查明區(qū)

域性寬大斷層的分布位置、性質(zhì)、產(chǎn)狀、延伸長(zhǎng)度、破碎帶及其影響帶寬度、構(gòu)造巖性狀特

征及其滲透性，斷層與地表水體的連通情況等。

4隧洞進(jìn)出口段巖體風(fēng)化、卸荷深度，滑坡、崩塌、泥石流的分布、規(guī)模，評(píng)價(jià)隧洞

進(jìn)出口邊坡的穩(wěn)定性。

5隧洞沿線地下水類型、分布、補(bǔ)排條件和水化學(xué)特征，含水層、儲(chǔ)水構(gòu)造分布、規(guī)

7

模和富水程度，隧洞圍巖滲透性、強(qiáng)透水帶的分布和規(guī)模，劃分水文地質(zhì)單元，估算隧洞涌

水量。

6可溶巖地層巖溶發(fā)育規(guī)律，主要洞穴的發(fā)育范圍、深度、規(guī)模、連通與充填情況；

巖溶水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)類型、地下水動(dòng)力條件、動(dòng)態(tài)規(guī)律和分帶特征；劃分巖溶水文地質(zhì)單元，

預(yù)測(cè)隧洞發(fā)生突泥、突水的可能性，評(píng)價(jià)隧洞排水對(duì)周邊地下水環(huán)境的影響。

7進(jìn)行巖石（體）試驗(yàn)，提出巖體及結(jié)構(gòu)面的物理力學(xué)參數(shù)建議值。

8放射性元素的生成、聚集條件，輻射強(qiáng)度，評(píng)價(jià)放射性元素對(duì)人體健康和輸水水質(zhì)

的影響。

9可能產(chǎn)生有害氣體的煤系地層及油氣地層的分布、厚度，有害氣體濃度，評(píng)價(jià)對(duì)人

體健康和TBM施工的影響。

10進(jìn)行隧洞圍巖工程地質(zhì)分類，評(píng)價(jià)隧洞圍巖穩(wěn)定性，圍巖工程地質(zhì)分類及穩(wěn)定性

評(píng)價(jià)應(yīng)符合GB50487規(guī)定。

11根據(jù)不利地質(zhì)條件對(duì)TBM掘進(jìn)效率和安全的影響程度，進(jìn)行TBM施工適應(yīng)性圍

巖分類。

4.3.2對(duì)于深埋隧洞勘察，應(yīng)基本查明其工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件，勘察內(nèi)容除4.3.1

的相關(guān)規(guī)定外，還應(yīng)包括以下內(nèi)容：

1劃分水文地質(zhì)單元，研究隧洞水文地質(zhì)條件的垂直分帶性；主要富水構(gòu)造及可能產(chǎn)

生高外水壓力、突水突泥的水文地質(zhì)條件，提出外水壓力折減系數(shù)。

2隧洞沿線應(yīng)力場(chǎng)特征。地應(yīng)力大小、方向、變化規(guī)律等應(yīng)力場(chǎng)特征，地應(yīng)力異常區(qū)

分布特征及成因，對(duì)圍巖大變形、巖爆進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3隧洞區(qū)地溫梯度及變化規(guī)律，地?zé)岙惓^(qū)分布規(guī)律及成因，地下熱水的補(bǔ)給、徑流、

排泄特征，進(jìn)行高地溫分級(jí)，確定熱害類型。

8

4.4勘察方法

4.4.1隧洞工程地質(zhì)勘察應(yīng)綜合利用遙感解譯、地質(zhì)測(cè)繪、物探、鉆探、硐探、取樣試

驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試及觀測(cè)等方法。

4.4.2遙感解譯宜利用多平臺(tái)、多波段、多時(shí)相及三維真彩色遙感數(shù)據(jù)，進(jìn)行復(fù)合圖像

處理和綜合解譯，對(duì)于重要的地質(zhì)現(xiàn)象應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查、復(fù)核。

4.4.3工程地質(zhì)測(cè)繪范圍應(yīng)包括隧洞及相關(guān)地段，隧洞進(jìn)出口、淺埋段、巖溶發(fā)育洞段

等應(yīng)進(jìn)行專門工程地質(zhì)測(cè)繪。

4.4.4物探工作應(yīng)符合下列規(guī)定：

1應(yīng)沿隧洞軸線布置物探剖面，必要時(shí)，可布置輔助物探剖面。

2物探方法可根據(jù)地質(zhì)條件、現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境等確定，條件具備時(shí)宜采用多種方法互相

驗(yàn)證。對(duì)于深埋隧洞應(yīng)布置大地電磁測(cè)深剖面。

4.4.5勘探工作應(yīng)符合下列規(guī)定：

1應(yīng)沿隧洞軸線布置主要勘探剖面。

2隧洞進(jìn)出口、淺埋段、過(guò)溝段及地質(zhì)條件復(fù)雜洞段等應(yīng)布置鉆孔，鉆孔深度進(jìn)入設(shè)

計(jì)洞底以下不應(yīng)小于10m。必要時(shí)，可布置平洞。

3對(duì)于深埋隧洞，宜根據(jù)地質(zhì)測(cè)繪和物探成果，選擇對(duì)TBM施工有重大影響的不良

地質(zhì)體發(fā)育洞段布置深鉆孔，鉆孔深度可根據(jù)需要確定。

4.4.6隧洞穿越的主要巖層及特殊巖層應(yīng)取樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，試驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)包括礦物成分、

石英含量、物理性質(zhì)、抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、彈性模量、膨脹性、磨蝕性、可鉆性等。必要

時(shí)，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)巖體抗剪強(qiáng)度和變形試驗(yàn)。

4.4.7應(yīng)進(jìn)行鉆孔壓（注）水試驗(yàn)或抽水試驗(yàn)，巖溶發(fā)育洞段宜進(jìn)行連通試驗(yàn)。

4.4.8宜選擇合適的鉆孔或平洞進(jìn)行地應(yīng)力、地溫、放射性元素及有害氣體測(cè)試。

9

4.5超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法

超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法選用及規(guī)定見(jiàn)附錄A。

4.6TBM施工適應(yīng)性圍巖分類

4.6.1TBM施工適應(yīng)性圍巖分類應(yīng)在隧洞圍巖基本分類的基礎(chǔ)上，充分考慮巖體可掘性

以及表4.6.1所列的五類不利地質(zhì)條件對(duì)TBM施工的影響，按公式（4.6.1）表示并確定：

X（4.6.1）

Ai+Bi+Ci+Di+Ei

式中X——圍巖基本類別，范圍為大寫羅馬數(shù)字Ⅰ~Ⅴ類，應(yīng)根據(jù)GB50487

確

定；

A，B，…，E——不利地質(zhì)條件分類；

i——不利地質(zhì)條件對(duì)應(yīng)的TBM施工適用性等級(jí)，取i=1，2，3，4，

分

別表示一般、中、差和極差。

表4.6.1TBM施工適應(yīng)性圍巖分類考慮的不利地質(zhì)條件

分類符號(hào)類別

A超硬巖

B巖爆

C斷層破碎帶

D大變形圍巖

E突涌水（涌泥）

4.6.2超硬巖TBM施工適應(yīng)性等級(jí)劃分應(yīng)以巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度Rb和巖石磨蝕指數(shù)

CAI為判據(jù)，對(duì)GB50487規(guī)定的Ⅰ和Ⅱ類圍巖進(jìn)行細(xì)分，并應(yīng)符合表4.6.2的規(guī)定。

表4.6.2TBM施工適應(yīng)性圍巖分類：超硬巖

等級(jí)判定依據(jù)

A3150MPa≤Rb＜200MPa、CAI≥4.0

A4Rb≥200MPa

4.6.3巖爆TBM施工適應(yīng)性等級(jí)劃分應(yīng)在勘察設(shè)計(jì)階段和施工階段分別進(jìn)行，并應(yīng)符

10

合下列要求：

1勘察設(shè)計(jì)階段，應(yīng)采用巖石強(qiáng)度應(yīng)力比來(lái)判定巖爆等級(jí)，劃分標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表4.6.3-

1的規(guī)定。

表4.6.3-1TBM施工適應(yīng)性圍巖分類：巖爆（勘察設(shè)計(jì)階段）

等級(jí)判別閾值

B14<Rb/σm<7

B22<Rb/σm<4

B31<Rb/σm<2

B4Rb/σm<1

注：Rb—巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度，MPa；

σm—圍巖最大主應(yīng)力，MPa。

2施工階段，巖爆TBM施工適應(yīng)性等級(jí)劃分因素應(yīng)考慮現(xiàn)場(chǎng)巖爆發(fā)生時(shí)的聲響特征、

圍巖破裂特征、爆坑最大深度和支護(hù)破壞程度等因素，有微震監(jiān)測(cè)的，還應(yīng)考慮巖爆輻射能

量，其劃分標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表4.6.3-2的規(guī)定。

表4.6.3-2TBM施工適應(yīng)性圍巖分類：巖爆（施工階段）

劃分依據(jù)

等

級(jí)爆坑最巖爆

聲響特征圍巖破裂特征支護(hù)破壞程度

大深度輻射能量

圍巖表層有爆裂脫落、剝離現(xiàn)象，以薄初期支護(hù)混凝土噴層局

無(wú)明顯聲響或微

片狀或梭狀巖片為主，斷口新鮮，厚度部隆起，為少量開裂紋，

弱有噼啪、撕裂聲小于

2

B1在幾個(gè)厘米，未剝離巖片發(fā)生輕微鼓脹，開裂變形持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)；小于10J

響，無(wú)機(jī)械噪聲時(shí)0.3m

一般無(wú)彈射現(xiàn)象，區(qū)段內(nèi)可成片連續(xù)發(fā)錨桿（砂漿錨桿或水漲式

人耳偶然可聽見(jiàn)。

育。錨桿）軸力緩慢增加

圍巖爆裂脫落現(xiàn)象較嚴(yán)重，以片狀和碎

有清脆的似子彈初期支護(hù)混凝土噴層和

塊狀為主，斷口新鮮，厚度在5~20cm

射擊聲或雷管爆0.3m掛網(wǎng)脫落，破壞區(qū)內(nèi)可見(jiàn)

之間，完整巖體內(nèi)爆坑呈現(xiàn)“Ⅴ”字型或碗

25

B2破的爆裂聲，人耳~有錨桿懸于巖壁，桿體無(wú)10J~10J

狀，有少量彈射，有輕度震感，破壞多

常可聽到圍巖內(nèi)1.0m或存在小量彎曲變形現(xiàn)

發(fā)生在開挖斷面的局部區(qū)域，區(qū)段內(nèi)可

巖石的撕裂聲。象

連續(xù)發(fā)育。

圍巖大片爆裂脫落、拋射強(qiáng)烈，有較強(qiáng)初期支護(hù)或系統(tǒng)支護(hù)混

的震動(dòng)發(fā)生，伴有巖粉噴射現(xiàn)象，快速凝土噴層和掛網(wǎng)大面積

有似炸藥爆破的充滿開挖空間；巖塊塊度較大，厚度一1.0m垮落或爆裂破壞；破壞區(qū)

57

B3爆裂聲，聲響強(qiáng)般在20~40cm左右，斷口新鮮，完整~內(nèi)可見(jiàn)大部分錨桿被拔10J~10J

烈。巖體內(nèi)爆坑呈現(xiàn)“Ⅴ”字型，可揭露結(jié)構(gòu)面3.0m出或拉斷，有部分錨桿懸

或以結(jié)構(gòu)面為破壞邊界，破壞多發(fā)生在于巖壁，桿體常有嚴(yán)重彎

開挖斷面的較大范圍內(nèi)，偶爾會(huì)波及整曲和變形；有鋼拱架或鋼

11

個(gè)開挖斷面，區(qū)段內(nèi)一般不連續(xù)發(fā)育，筋拱肋支護(hù)時(shí)，拱架有較

但同一破壞位置可發(fā)生多次破壞。大變形，局部接合點(diǎn)斷

裂。

圍巖大面積爆裂垮落，巖塊瞬間涌入開

挖空間內(nèi)，甚至封閉開挖斷面，巖粉噴系統(tǒng)支護(hù)混凝土噴層和

射瞬間充滿開挖空間；巖塊塊度分選差，掛網(wǎng)大面積垮落或爆裂

有低沉的似炮彈

大塊體與小巖片混雜；破壞區(qū)形態(tài)復(fù)雜，大于破壞嚴(yán)重；破壞區(qū)內(nèi)支護(hù)

7

B4爆炸聲或悶雷聲，大于10J

甚至開挖區(qū)段內(nèi)均發(fā)生破壞，破壞區(qū)連3.0m已大部分已經(jīng)被破壞，失

聲響劇烈。

成一體，可揭露結(jié)構(gòu)面或以結(jié)構(gòu)面為破去支護(hù)能力，甚至被爆落

壞邊界；破壞會(huì)波及整個(gè)開挖斷面，發(fā)巖塊所掩埋

生頻次較低。

4.6.4斷層破碎帶TBM施工適應(yīng)性等級(jí)劃分應(yīng)符合表4.6.4規(guī)定。

表4.6.4TBM施工適應(yīng)性圍巖分類：斷層破碎帶

等級(jí)寬度/m

C1<2

C22~15

C315~30

C4>30

4.6.5大變形圍巖TBM施工適應(yīng)性等級(jí)劃分應(yīng)以圍巖變形量u與預(yù)留變形量△R的大

小關(guān)系為圍巖變形判據(jù)，以護(hù)盾摩阻力FP與TBM極限推力FT的大小關(guān)系為護(hù)盾受力判據(jù)，

劃分標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表4.6.5的規(guī)定。TBM施工圍巖變形量u和護(hù)盾摩阻力FP按附錄B計(jì)算。

表4.6.5TBM施工適應(yīng)性圍巖分類：大變形圍巖

等級(jí)判別條件

D1u<R

△

D2u≥R、Fp≤FT

△

D3u≥R、FT<Fp≤2FT

△

D4u≥R、Fp>2FT

△

4.6.6突涌水（泥）TBM施工適應(yīng)性等級(jí)劃分應(yīng)符合表4.6.6的規(guī)定。等級(jí)為E3~E4

級(jí)時(shí)，應(yīng)開展地震波法及電法等（詳見(jiàn)附錄A）的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)。

表4.6.6TBM施工適應(yīng)性圍巖分類：突涌水（泥）

主要因素次要因素

等級(jí)含導(dǎo)水構(gòu)造及其與隧洞相對(duì)圍巖可溶地下水位與隧洞底板地表負(fù)地形裂隙隧洞圍巖類

位置性高差發(fā)育情況發(fā)育情況別

12

隧洞處于

隧洞附近不存在可致突水的地表無(wú)負(fù)地

E1非可巖溶高差h<0m裂隙不發(fā)育Ⅰ、Ⅱ

含導(dǎo)水致災(zāi)系統(tǒng)形

層

隧洞附近底板上方有小型含

導(dǎo)水致災(zāi)系統(tǒng)，或隧洞附近隧洞處于地表有小型

E2高差0m≤h<30m裂隙弱發(fā)育Ⅲ

底板下方有小型承壓含導(dǎo)水弱巖溶層負(fù)地形

致災(zāi)系統(tǒng)

隧洞附近底板上方有中型含

隧洞處于

導(dǎo)水致災(zāi)系統(tǒng)，或隧洞附近地表有中等

E3中等巖溶高差30m≤h<60m裂隙中等發(fā)育Ⅳ

底板下方有中型承壓含導(dǎo)水負(fù)地形

層

致災(zāi)系統(tǒng)

隧洞附近底板上方有大型含

導(dǎo)水致災(zāi)系統(tǒng)，或隧洞附近隧洞處于地表有大型

E4高差h≥60m裂隙強(qiáng)發(fā)育Ⅴ

底板下方有大型承壓含導(dǎo)水強(qiáng)巖溶層負(fù)地形

致災(zāi)系統(tǒng)

注：滿足主要因素中1~2條即可劃分對(duì)應(yīng)等級(jí)，次要因素僅影響在既有分級(jí)中的風(fēng)險(xiǎn)程度而不影響等級(jí)劃分。當(dāng)同時(shí)滿足不同

等級(jí)劃分條件時(shí)，最終按照最危險(xiǎn)分類方式劃分，最終確定為高級(jí)別分類。

13

5隧洞布置與設(shè)計(jì)

5.1一般規(guī)定

5.1.1除應(yīng)滿足SL279及現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范、規(guī)程的技術(shù)要求外，尚應(yīng)根據(jù)隧洞地形、地

質(zhì)、生態(tài)環(huán)境、沿線水工建筑物布置、水力計(jì)算、施工及交通、運(yùn)行維護(hù)等各種因素，通過(guò)

技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、工期等綜合比選確定隧洞布置。

5.1.2敞開式、護(hù)盾式、混合式掘進(jìn)機(jī)適宜的開挖直徑為3m～15m、單洞掘進(jìn)長(zhǎng)度宜

大于10km；硬巖單軸飽和抗壓強(qiáng)度大于200MPa、極軟巖底拱承載能力小于0.5MPa時(shí)

采用TBM掘進(jìn)施工應(yīng)進(jìn)行充分論證。

5.1.3對(duì)于深埋長(zhǎng)隧洞凈空斷面要留有余地，除滿足設(shè)計(jì)過(guò)流能力外，還要滿足掘進(jìn)機(jī)

施工不良地質(zhì)洞段凈空侵限處理后的過(guò)流能力要求。

5.1.4開挖預(yù)留變形量應(yīng)滿足施工過(guò)程中一次支護(hù)和圍巖變形要求，主要考慮地應(yīng)力大

小、巖性及圍巖類別、施工富余量等因素確定。

5.1.5選用的掘進(jìn)機(jī)應(yīng)具備精確的導(dǎo)向、調(diào)向和糾偏能力。

5.1.6應(yīng)向掘進(jìn)機(jī)設(shè)備制造廠商提供詳細(xì)的地質(zhì)資料，可能遇到的主要工程地質(zhì)條件和

地層巖性，以及堅(jiān)硬巖磨蝕性、石英含量等指標(biāo)。

5.1.7應(yīng)根據(jù)可能遇到的不利地質(zhì)條件，結(jié)合掘進(jìn)機(jī)施工的特點(diǎn)，在主機(jī)制造和設(shè)備配置時(shí)

進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)。

5.1.8隧洞掘進(jìn)過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)預(yù)報(bào)（預(yù)測(cè)）或超前勘探情況適時(shí)調(diào)整或動(dòng)態(tài)修改

設(shè)計(jì)參數(shù)。

5.1.9隧洞掘進(jìn)后，設(shè)計(jì)人員應(yīng)及時(shí)掌握隧洞開挖部位地質(zhì)條件的變化情況，及時(shí)復(fù)核

相關(guān)設(shè)計(jì)；對(duì)可能危及施工和運(yùn)行安全的不良地質(zhì)問(wèn)題應(yīng)進(jìn)行專門研究。

5.1.10敞開式掘進(jìn)機(jī)施工隧洞宜根據(jù)不同的地質(zhì)情況，可設(shè)計(jì)為不襯砌與錨噴襯砌，

14

現(xiàn)澆混凝土襯砌，隧洞底拱結(jié)構(gòu)可采用現(xiàn)澆形式，如底拱采用預(yù)制塊混凝土，接縫的連接與

防滲應(yīng)進(jìn)行充分論證。

5.1.11護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)宜采用預(yù)制鋼筋混凝土管片襯砌，在不良地質(zhì)洞段的預(yù)制混凝土

管片可摻纖維材料，在局部極為復(fù)雜的地質(zhì)洞段可使用鋼管片。當(dāng)外水存在腐蝕性，可依據(jù)

腐蝕等級(jí)，采用防腐水泥灌漿封堵地下水，管片混凝土應(yīng)采用同樣防腐措施。

5.1.12輸水隧洞管片的分塊方式、連接方式可進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，小于6m凈洞徑的隧

洞可采用六邊形管片，凈洞徑大于6m可采用梯形、矩形等形狀的管片。

5.1.13預(yù)制混凝土管片設(shè)計(jì)中應(yīng)驗(yàn)算其養(yǎng)護(hù)、脫模、翻轉(zhuǎn)、吊裝、運(yùn)輸、洞內(nèi)安裝、

與二次襯砌整體受力等工況。

5.1.14對(duì)于掘進(jìn)機(jī)施工采用不襯砌或噴錨襯砌洞段，宜在隧洞合適部位設(shè)置積石坑，

可結(jié)合檢修通道布置。

5.2隧洞線路設(shè)計(jì)

5.2.1隧洞線路布置應(yīng)滿足下列要求：

1隧洞線路宜選擇直線，如為避開不利地形、地貌，生態(tài)環(huán)境制約或不良地質(zhì)條件等

情況也可采用弧線布置，其轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)滿足掘進(jìn)機(jī)主機(jī)及后配套最小轉(zhuǎn)彎半徑要求。

2隧洞線路軸線方向宜與最大水平地應(yīng)力的方向有較小夾角，并宜避開有強(qiáng)烈或極強(qiáng)

巖爆風(fēng)險(xiǎn)或深埋軟弱圍巖等特殊洞段。

3隧洞沿線遇有斷裂構(gòu)造、不利構(gòu)造面、不整合接觸帶、蝕變帶、膨脹、崩解、泥化

軟弱圍巖時(shí)，應(yīng)考慮地下水的影響，洞線宜避開地表有明流的沖溝。

4隧洞無(wú)法避開而須通過(guò)大斷層區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造等不良地質(zhì)條件時(shí)，應(yīng)研究適宜的施工

方法和措施，制定施工預(yù)案和保障措施。

5洞線布置遇有較大溝谷時(shí)，可根據(jù)地形、地貌、水文地質(zhì)和施工條件，合理選擇跨

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溝方案及工程措施。

6洞線布置宜避開土洞，或縮短土洞的長(zhǎng)度；隧洞進(jìn)出口應(yīng)避免產(chǎn)生偏壓，對(duì)不穩(wěn)定

邊坡應(yīng)進(jìn)行加固處理。

7洞線布置應(yīng)結(jié)合掘進(jìn)機(jī)的安裝、檢修、拆機(jī)洞室、施工通道、對(duì)外交通洞等因素進(jìn)

行合理施工分段。

8當(dāng)洞線無(wú)法避開而須通過(guò)較長(zhǎng)的堅(jiān)硬高磨蝕硬巖地質(zhì)條件時(shí)，應(yīng)研究應(yīng)對(duì)措施，如

優(yōu)化掘進(jìn)參數(shù)、刀具技術(shù)攻關(guān)、優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)、引入新型材料等，以及提前制定巖爆的防控

措施。

5.2.2隧洞縱坡布置除應(yīng)滿足SL279及現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范的技術(shù)要求外，尚應(yīng)滿足如下要

求：

1縱坡設(shè)計(jì)坡度不宜大于3%；洞徑小于6m時(shí)，順坡掘進(jìn)用渣料斗車出渣時(shí)，縱坡

設(shè)計(jì)坡度不宜大于1%。

2結(jié)合施工進(jìn)度、掘進(jìn)機(jī)方向的調(diào)控能力、防溜車、排水能力等要求進(jìn)行針對(duì)性的功

能設(shè)計(jì)。

5.2.3根據(jù)以上的隧洞布置要求，綜合考慮地形地貌、工程地質(zhì)與水文地質(zhì)、生態(tài)環(huán)境、

隧洞結(jié)構(gòu)與布置、掘進(jìn)機(jī)安裝與檢修、對(duì)外交通、施工要求、工期和投資等因素，通過(guò)技術(shù)

經(jīng)濟(jì)比較，確定隧洞線路布置。

5.3隧洞斷面

5.3.1隧洞橫斷面形狀與尺寸應(yīng)滿足下列要求：

1隧洞開挖橫斷面型式宜采用圓形，可用于有壓或無(wú)壓明流隧洞。隧洞襯砌后的斷面，

有壓隧洞宜采用圓形斷面，無(wú)壓隧洞可采用圓形或平底圓形斷面。

2敞開式掘進(jìn)機(jī)開挖隧洞直徑大小，應(yīng)在滿足過(guò)流要求的隧洞內(nèi)徑基礎(chǔ)上，考慮一次

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支護(hù)、二次襯砌厚度、預(yù)留變形量、施工富余量（含施工蛇形誤差等），經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選后

確定。

3護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)開挖隧洞直徑大小除應(yīng)滿足本條第二款外，還應(yīng)考慮盾尾間隙和盾殼

鋼板厚度。

5.3.2根據(jù)圍巖類別，TBM施工的無(wú)壓輸水隧洞可采用多種支護(hù)及襯砌結(jié)構(gòu)型式，但過(guò)

流內(nèi)徑不同的襯砌型式變化不宜過(guò)多、過(guò)頻繁，斷面間銜接應(yīng)設(shè)漸變段平順過(guò)渡；對(duì)有壓輸

水隧洞，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，可采用統(tǒng)一過(guò)流內(nèi)徑的襯砌斷面型式。

5.3.3敞開式掘進(jìn)機(jī)輔助洞室斷面設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列要求：

1有條件的宜優(yōu)先選擇洞外組裝、洞外拆機(jī)方式，可避免設(shè)置安裝洞、步進(jìn)洞等輔助

洞室，節(jié)省工程投資。

2輔助洞室包括安裝洞、步進(jìn)洞、始發(fā)洞、拆機(jī)洞等，采用鉆爆法預(yù)先開挖施工。輔

助洞室斷面尺寸應(yīng)滿足掘進(jìn)機(jī)組裝、調(diào)試、步進(jìn)、始發(fā)要求，并綜合考慮皮帶機(jī)出渣系統(tǒng)、

通風(fēng)系統(tǒng)布置等因素確定。

3安裝洞斷面尺寸在滿足掘進(jìn)機(jī)組裝、調(diào)試基本要求外，還應(yīng)綜合考慮皮帶機(jī)出渣系

統(tǒng)布置、通風(fēng)系統(tǒng)布置、皮帶硫化、存儲(chǔ)、施工物資轉(zhuǎn)運(yùn)、暫存等因素確定。安裝洞一般可

采用城門洞形或蘑菇頭形。

4步進(jìn)洞一般采用斜曲墻形或城門洞形，斷面尺寸應(yīng)滿足掘進(jìn)機(jī)步進(jìn)通過(guò)要求，兩側(cè)、

洞頂預(yù)留不低于20cm富余量。

5始發(fā)洞一般可采用鎖芯形斷面，其長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)撐靴與刀盤間距離確定，兩側(cè)、洞頂

預(yù)留富余量應(yīng)控制在15cm以內(nèi)。

6安裝洞、步進(jìn)洞和始發(fā)洞底板應(yīng)設(shè)厚度不低于25cm的現(xiàn)澆混凝土平底板。

7拆機(jī)洞室長(zhǎng)度根據(jù)主機(jī)及其配套設(shè)置長(zhǎng)度確定，斷面尺寸根據(jù)掘進(jìn)機(jī)直徑和起吊設(shè)

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備尺寸、起吊高度，并考慮一定富余量確定。

5.3.4護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)輔助洞室斷面設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列要求：

1護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)可采用起始環(huán)方式始發(fā)，也可設(shè)置反力鋼架方式始發(fā)，始發(fā)洞長(zhǎng)度依

據(jù)護(hù)盾長(zhǎng)度及頂撐油缸行程，并留一定富余量確定。

2護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)其他輔助洞室斷面尺寸可按5.3.3要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

5.4水力計(jì)算

5.4.1掘進(jìn)機(jī)施工的水工隧洞水力計(jì)算應(yīng)包括過(guò)流能力、上下游水面銜接、水頭損失、

壓坡線、水面線、充放水等內(nèi)容。

5.4.2沿程水頭損失、局部水頭損失和過(guò)流能力計(jì)算應(yīng)符合下列要求：

1沿程水頭損失計(jì)算中糙率值選取，可依據(jù)具體的水流流動(dòng)形態(tài)、襯砌情況、工程類

比、水工模型試驗(yàn)，以及SL279-2016附錄A有關(guān)要求等綜合分析后選定。

2局部水頭損失計(jì)算可采用的局部水頭損失系數(shù)，可按SL279-2016附錄A選定，

必要時(shí)通過(guò)水工模型試驗(yàn)確定，對(duì)不襯砌隧洞蛇形變量產(chǎn)生的水頭損失應(yīng)進(jìn)行水力阻力專門

研究。

3有壓隧洞應(yīng)按管流計(jì)算，應(yīng)進(jìn)行專門的水力過(guò)渡過(guò)程研究。

4無(wú)壓隧洞一般可按明渠（槽）均勻流計(jì)算，但對(duì)于局部短洞段、體型變化段和縱坡

或阻力系數(shù)改變段則應(yīng)按非均勻流進(jìn)行計(jì)算。

5.4.3無(wú)壓隧洞水面線計(jì)算應(yīng)符合下列要求：

1根據(jù)縱坡、流量、槽身形狀和糙率等確定水面曲線類型。

2計(jì)算水面線時(shí)，必須從控制斷面處的控制水深開始。

3急流狀態(tài)時(shí)，由上游控制水深開始向下游分析計(jì)算；緩流狀態(tài)時(shí)，由下游控制水深

開始向上游分析計(jì)算。

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5.4.4高流速的防空蝕設(shè)計(jì)可按SL279相關(guān)要求執(zhí)行。

5.5隧洞結(jié)構(gòu)與支護(hù)

5.5.1隧洞結(jié)構(gòu)與支護(hù)應(yīng)考慮加固圍巖形成承載結(jié)構(gòu)，并與支護(hù)體系聯(lián)合承載。應(yīng)提高

圍巖防滲能力，防止圍巖長(zhǎng)期暴露、外部環(huán)境等因素對(duì)圍巖的不利影響。結(jié)合隧洞穩(wěn)定和防

滲要求，必要時(shí)對(duì)不良地質(zhì)洞段進(jìn)行固結(jié)灌漿處理。

5.5.2隧洞襯砌結(jié)構(gòu)與支護(hù)參數(shù)，應(yīng)根據(jù)圍巖地質(zhì)條件，結(jié)合斷面尺寸、施工方法等通

過(guò)分析計(jì)算或工程類比，從技術(shù)、安全、經(jīng)濟(jì)等方面比較后確定。

5.5.3敞開式掘進(jìn)機(jī)施工隧洞宜采用復(fù)合式襯砌，即一次支護(hù)以錨噴網(wǎng)鋼架聯(lián)合支護(hù)，

二次襯砌采用現(xiàn)澆混凝土或鋼筋混凝土襯砌，隧洞底拱結(jié)構(gòu)可采用預(yù)制或現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)形

式。

5.5.4護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)施工隧洞宜采用預(yù)制鋼筋混凝土管片襯砌，局部需拆除時(shí)可考慮鋼

管片襯砌，不良地質(zhì)洞段可采用摻纖維材料的預(yù)制鋼筋混凝土管片襯砌。根據(jù)隧洞直徑選擇

合適的管片型式（六邊形、梯形、矩形等），隧洞仰拱管片宜設(shè)置底座。隧洞內(nèi)水壓力大于

外水壓力時(shí)，可設(shè)置二次現(xiàn)澆混凝土襯砌。

5.5.5隧洞結(jié)構(gòu)計(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定：

1隧洞混凝土襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)采用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，在規(guī)定的材料強(qiáng)度和荷載取值條件下，

采用在多系數(shù)分析基礎(chǔ)上以安全系數(shù)表達(dá)的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，并應(yīng)符合SL191的相關(guān)規(guī)定。

2永久荷載包括襯砌自重、圍巖壓力、地應(yīng)力、預(yù)應(yīng)力等；可變荷載包括正常運(yùn)用條

件下的內(nèi)水壓力、外水壓力、灌漿壓力、溫度變化的附加荷載、巖爆的沖擊力、設(shè)備運(yùn)輸、

安裝荷載和輔助液壓缸的推力（護(hù)盾機(jī)施工）等；偶然荷載為地震力、落石沖擊力、校核洪

水位時(shí)的內(nèi)水壓力、內(nèi)水驟降形成的相應(yīng)外水壓力等。承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)應(yīng)按基本荷載

組合和偶然荷載組合進(jìn)行，并符合SL191的規(guī)定；正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算應(yīng)按永久荷載與

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可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值的荷載效應(yīng)組合進(jìn)行。

3敞開式、混合式掘進(jìn)機(jī)施工隧洞采用復(fù)合襯砌的結(jié)構(gòu)計(jì)算可按SL279的有關(guān)規(guī)定

執(zhí)行。

4護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)施工隧洞，當(dāng)為管片襯砌時(shí)，宜采用慣用法、修正慣用法、多鉸環(huán)法、

梁彈簧法、等效剛度圓環(huán)模型、襯砌邊值法、有限元法等計(jì)算方法，并應(yīng)考慮管片間的拼裝

縫型式和連接型式；當(dāng)內(nèi)水壓力較高設(shè)置有二次襯砌時(shí)，宜按疊合構(gòu)件進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算。

5.5.6管片襯砌及仰拱塊設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定：

1護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)管片環(huán)形式有六邊形、梯形、矩形或平行四邊形等多種型式，應(yīng)根據(jù)

管片受力要求、防水效果、掘進(jìn)機(jī)設(shè)備、管片拼裝、管片運(yùn)輸?shù)纫蛩睾侠泶_定。當(dāng)隧洞直徑

大于6m時(shí)宜采用矩形管片。

2敞開式或混合式掘進(jìn)機(jī)施工隧洞底板采用預(yù)制結(jié)構(gòu)時(shí)，預(yù)制塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮：頂

面布置軌道滿足施工運(yùn)輸要求，中心設(shè)置水溝，兩側(cè)與二次現(xiàn)澆混凝土襯砌合理連接，底部

預(yù)留注漿回填高度，預(yù)制塊自身預(yù)留注漿孔、吊桿、鋼拱架安裝槽、承軌槽、道釘預(yù)留孔、

止水帶安裝槽、水溝接頭防水處理槽等。

3管片或仰拱塊分塊應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)受力要求、防水效果、掘進(jìn)機(jī)設(shè)備、管片或仰拱塊拼

裝與運(yùn)輸?shù)纫蛩睾侠泶_定。

4管片厚度一般為管片環(huán)外徑的1/20～1/30，應(yīng)結(jié)合隧洞所處地質(zhì)條件、埋置深度、

隧洞直徑、管片材料、施工工藝等條件，通過(guò)工程類比并經(jīng)結(jié)構(gòu)分析驗(yàn)算后確定。

5管片環(huán)寬應(yīng)綜合考慮隧洞曲線、防水、運(yùn)輸及組裝等因素合理選擇，宜取

1200mm～2000mm，一般小直徑隧洞取小值，大直徑隧洞取大值。

5.5.7復(fù)合式襯砌設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定：

1采用敞開式掘進(jìn)機(jī)施工的隧洞，當(dāng)二次襯砌在貫通后施作時(shí)，其初期支護(hù)以錨噴網(wǎng)、

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鋼架進(jìn)行聯(lián)合支護(hù)，必要時(shí)輔以灌漿加固措施，應(yīng)保證掘進(jìn)機(jī)在貫通之前初期支護(hù)的安全穩(wěn)

定性；當(dāng)隧洞直徑較大時(shí)，二次襯砌宜跟進(jìn)支護(hù)，以確保隧洞整體安全。

2當(dāng)隧洞遇到高外水壓力等極為復(fù)雜地質(zhì)條件，應(yīng)采用超前地質(zhì)鉆孔封堵地下水和加

固圍巖，同時(shí)可適時(shí)設(shè)置二次襯砌或不良地質(zhì)洞段內(nèi)襯鋼拱架錨噴網(wǎng)或模筑混凝土襯砌；隧

洞底部結(jié)構(gòu)可采用現(xiàn)澆混凝土形式。

3掘進(jìn)機(jī)施工隧洞鋼架宜為全圓設(shè)置，考慮圍巖變形因素，鋼架宜設(shè)計(jì)為可伸縮的結(jié)

構(gòu)。

4當(dāng)?shù)撞吭O(shè)有預(yù)制塊時(shí)，應(yīng)充分考慮二次襯砌與底部預(yù)制塊的整體受力要求，宜設(shè)置

榫槽，必要時(shí)鋼筋過(guò)縫連接。

5.6隧洞灌漿、防滲和排水

5.6.1應(yīng)根據(jù)隧洞沿線圍巖的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、支護(hù)襯砌型式等設(shè)計(jì)條件，以及環(huán)

保、水質(zhì)、運(yùn)行等要求，綜合分析確定防滲和排水措施。

5.6.2敞開式掘進(jìn)機(jī)施工隧洞灌漿防滲和排水應(yīng)符合下列規(guī)定：

1隧洞灌漿、防滲和排水設(shè)計(jì)原則與SL279相同。

2現(xiàn)澆混凝土襯砌頂拱、預(yù)制仰拱塊底必須進(jìn)行回填灌漿。

3仰拱塊之間及其與后澆混凝土之間應(yīng)滿足防水要求。

5.6.3護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)施工隧洞防滲應(yīng)符合下列規(guī)定：

1管片襯砌設(shè)計(jì)遵循“以防為主、多道設(shè)防、因地制宜、綜合治理”的原則，以管片接

縫防水為重點(diǎn)，必要時(shí)輔以二次襯砌防水。

2管片結(jié)構(gòu)防滲措施，包括管片自防水、接縫防水、螺栓孔和注漿孔防水等。管片接

縫密封墊在設(shè)計(jì)水壓和接縫最大張開錯(cuò)位下不得滲漏。

3管片結(jié)構(gòu)與圍巖間間隙需進(jìn)行豆礫石充填灌漿或水泥砂漿或細(xì)石混凝土充填，應(yīng)滿

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填滿灌；28天芯樣抗壓強(qiáng)度不宜低于10MPa；注漿結(jié)石體的抗?jié)B性能應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。

4豆礫石應(yīng)沿洞軸線方向，自下而上、階梯對(duì)稱吹填，可在底拱90°灌注水泥砂漿，

其他270°范圍灌注水泥漿液或其他穩(wěn)定漿液。

5對(duì)于易膨脹泥化崩解的軟弱圍巖、豆礫石吹填量小于設(shè)計(jì)量的不良地質(zhì)洞段，宜進(jìn)

行濃漿二次灌漿，二次灌漿應(yīng)結(jié)合對(duì)圍巖的固結(jié)灌漿一并進(jìn)行；加固范圍及灌漿參數(shù)應(yīng)滿足

設(shè)計(jì)要求。

5.7風(fēng)險(xiǎn)分析與評(píng)估

5.7.1風(fēng)險(xiǎn)分析與評(píng)估應(yīng)遵循以下原則：

1對(duì)于全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)法施工的水工隧洞，應(yīng)將隧洞建設(shè)過(guò)程可能發(fā)生的各類風(fēng)險(xiǎn)

降低至合理、可接受的水平，進(jìn)行系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)分析與評(píng)估，實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)的安全目標(biāo)、質(zhì)量

目標(biāo)、工期目標(biāo)、環(huán)境目標(biāo)、投資目標(biāo)。

2應(yīng)將隧洞風(fēng)險(xiǎn)分析與評(píng)估貫穿于工程建設(shè)的全過(guò)程，包括初步設(shè)計(jì)階段、施工圖階

段和施工階段。

3應(yīng)將風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估成果納入初步設(shè)計(jì)、施工圖等設(shè)計(jì)階段，開工前應(yīng)