隧道掘進機法技術(shù)規(guī)程

4隧道掘進機法技術(shù)規(guī)程為規(guī)范掘隧道進機法建設(shè)的隧道勘察、設(shè)計、施工、驗收技術(shù)要求，做到安全適用、質(zhì)量可靠、技術(shù)先進、經(jīng)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(shè)計、施工和工程質(zhì)量驗收。新建獨頭掘進長度大于8km的隧道、新建隧道設(shè)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(zhì)條件適合，滿足場地布置、設(shè)備運輸、水電供應(yīng)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(yīng)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(shù)語3.1.1全斷面巖石隧道掘進機fullfacerocktunnelboringmachine通過旋轉(zhuǎn)刀盤并推進使?jié)L刀破碎巖石，集支護或結(jié)構(gòu)安裝于一體的全斷面隧道施工設(shè)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(zhì)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(zhì)。3.1.7磨蝕指數(shù)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(shù)。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(tǒng)back-upsystem為主機提供工作支持條件、位于連接橋及其后方的設(shè)備和結(jié)構(gòu)的總稱，包括連接橋、后配套拖車及輔助設(shè)備。3.1.10刀盤cutterhead設(shè)置在全斷面巖石隧道掘進機的前端，通過旋轉(zhuǎn)或其他運動方式對地層進行全斷面開挖的鋼結(jié)構(gòu)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(qū)動單元maindriveunit驅(qū)動刀盤旋轉(zhuǎn)或以其他方式運動的裝置。3.1.13主軸承mainbearing主驅(qū)動單元中用于支撐刀盤旋轉(zhuǎn)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(shè)備及人員安全的周邊殼體。3.1.15撐靴系統(tǒng)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(tǒng)，主要由鋼結(jié)構(gòu)架、液壓缸、撐靴等組成。3.1.16推進系統(tǒng)thrustsystem用來推動全斷面巖石隧道掘進機前進的系統(tǒng)，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(zhuǎn)、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(zhuǎn)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(shè)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(shè)備額定功率的總和。3.1.22輔助工程auxiliaryworks為施工生產(chǎn)服務(wù)的建筑物及設(shè)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(shè)施。3.1.23摩擦副frictionpair兩個既直接接觸又產(chǎn)生相對摩擦運動的物體所構(gòu)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(zhì)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(shè)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(zhì)勘察應(yīng)按地質(zhì)調(diào)繪、勘探、測試、試驗、綜合地質(zhì)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(zhì)勘察應(yīng)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(yīng)加強斷層及軟弱破碎帶、高地應(yīng)力、巖溶、有毒有害氣體等不良地質(zhì)勘察工作。4.2設(shè)計4.2.1擬采用掘進機法施工的隧道應(yīng)進行地質(zhì)適應(yīng)性評估，綜合考慮隧道工程規(guī)模、地質(zhì)條件、環(huán)境條件、水電供應(yīng)、運輸條件、輔助坑道設(shè)置、施工工期、工程投資等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較確定。4.2.2隧道線位宜選擇地質(zhì)條件適合的地段，避免穿越高風險地段，不能繞避時應(yīng)以最短距離穿過，并進行針對性設(shè)計。下列地質(zhì)地段不適宜采用掘進機法施工：1高地應(yīng)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(shè)備基本功能要求應(yīng)根據(jù)隧道工程特點、地質(zhì)條件、施工環(huán)境等因素確定。4.2.4掘進機選型應(yīng)滿足地質(zhì)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(nèi)輪廓應(yīng)根據(jù)線路技術(shù)標準、建筑限界、接觸網(wǎng)懸掛方式、軌道結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)斷面應(yīng)根據(jù)隧道內(nèi)輪廓、襯砌支護型式及結(jié)構(gòu)厚度，并綜合考慮施工誤差等因素確定。4.2.7隧道主體結(jié)構(gòu)設(shè)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(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)，護盾式巖石掘進機施工的隧道宜采用管片襯砌結(jié)構(gòu)。4.2.8掘進機法施工的隧道應(yīng)根據(jù)工程等級、斷面尺寸、地震烈度、隧道埋深、斷層與隧道結(jié)構(gòu)的空間關(guān)系等基礎(chǔ)條件開展抗震計算，襯砌結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計應(yīng)符合相關(guān)要求。4.2.9掘進機進場道路、組裝及始發(fā)場、拼裝構(gòu)件預(yù)制場、供配電設(shè)施、環(huán)水保設(shè)施等輔助工程應(yīng)進行專項設(shè)計。4.2.10掘進機法施工的隧道應(yīng)進行專項施工通風設(shè)計。4.3施工4.3.1采用掘進機法施工的隧道應(yīng)根據(jù)施工組織設(shè)計和施工條件，建立安全、質(zhì)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(yīng)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(yīng)根據(jù)規(guī)定的測量精度及導向系統(tǒng)選擇施測方法，并建立復(fù)核制度，保證隧道的軸線符合設(shè)計要求和相關(guān)標準規(guī)定。4.3.4隧道工程施工前應(yīng)結(jié)合工況及地質(zhì)特點編制超前地質(zhì)預(yù)報及監(jiān)控量測實施細則并納入施工組織設(shè)計。4.3.5隧道工程施工過程中應(yīng)收集原始數(shù)據(jù)、資料，做好施工記錄。隧道竣工時應(yīng)編寫施工技術(shù)總4.4驗收4.4.1隧道工程質(zhì)量應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)安全、耐久性和使用功能等設(shè)計要求。4.4.2隧道工程原材料、半成品和成品進場驗收應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定。4.4.3掘進機法施工的隧道應(yīng)定期檢驗掘進機姿態(tài)，開挖中線及高程應(yīng)符合設(shè)計要求。4.4.4掘進機法施工的隧道二次襯砌施作前應(yīng)對初期支護與圍巖的密貼性進行檢驗。5隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計5.1一般規(guī)定5.1.1隧道結(jié)構(gòu)可采用極限狀態(tài)法或破損階段法設(shè)計。5.1.2復(fù)合式襯砌初期支護宜采用錨網(wǎng)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(jié)構(gòu)，特殊情況時內(nèi)部可設(shè)置二次襯砌。5.1.4隧道底部結(jié)構(gòu)宜采用預(yù)制塊形式，特殊情況時可采用現(xiàn)澆形式。5.1.5隧道防排水應(yīng)結(jié)合襯砌形式和結(jié)構(gòu)特點進行設(shè)計。6輔助工程6.1一般規(guī)定6.1.1輔助工程設(shè)計應(yīng)綜合考慮工程特點、施工組織、地形地貌、地質(zhì)災(zāi)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(jié)構(gòu)。6.1.2輔助工程應(yīng)按永臨結(jié)合設(shè)計，并應(yīng)滿足安全要求。地震頻發(fā)地區(qū)，應(yīng)考慮抗震要求。6.1.3輔助工程應(yīng)在掘進機始發(fā)前形成生產(chǎn)能力，其最大生產(chǎn)能力應(yīng)滿足施工高峰期施工需求。拼裝預(yù)制構(gòu)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(chǔ)應(yīng)滿足承載力要求，不滿足時應(yīng)進行地基處理。6.1.5輔助工程吊裝設(shè)備走行基礎(chǔ)應(yīng)進行設(shè)計及檢算，滿足設(shè)備吊裝要求。6.1.6輔助工程的特種設(shè)備選擇應(yīng)符合安全要求。設(shè)備安裝完成后，應(yīng)進行試運行，并由技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督部門進行質(zhì)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(yīng)采取防寒、保溫措施。6.1.8輔助工程施工周期應(yīng)結(jié)合地形地貌、氣候條件、地質(zhì)條件等因素合理確定6.1.9輔助工程應(yīng)設(shè)置安全標識標牌。7掘進機選型、設(shè)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(yīng)進行設(shè)備選型設(shè)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(yīng)遵循以下原則：1安全性、可靠性、先進性、經(jīng)濟性相統(tǒng)一，滿足安全、質(zhì)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(zhì)適應(yīng)性等要求。3后配套設(shè)備應(yīng)與主機功能配套。4隧道內(nèi)機械動力宜選擇電力驅(qū)動方式。7.1.3設(shè)備制造前，應(yīng)對掘進機進行針對性設(shè)計。7.1.4掘進機制造環(huán)節(jié)應(yīng)由設(shè)備產(chǎn)品產(chǎn)權(quán)單位組織專業(yè)設(shè)備監(jiān)理單位進行監(jiān)造。7.2掘進機選型7.3主要技術(shù)要求7.4主要設(shè)備配備7.5設(shè)備監(jiān)造8施工準備8.1一般規(guī)定8.1.1施工準備應(yīng)包括施工調(diào)查、技術(shù)準備、施工組織設(shè)計、設(shè)備設(shè)施準備、材料準備及安全防災(zāi)準備等。8.1.2施工調(diào)查應(yīng)包括以下內(nèi)容：1工程環(huán)境、氣候特征、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、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?shù)卦牧霞鞍氤善返钠贩N、質(zhì)量、價格及供應(yīng)能力等。4當?shù)剡\能、運價、裝卸費率等交通運輸狀況。5當?shù)厣罟?yīng)、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?shù)厣鷳B(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?shù)乜晒├玫膭趧恿俺Ｒ?guī)設(shè)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(shù)準備8.3施工組織設(shè)計8.4設(shè)備、設(shè)施8.5安全防災(zāi)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(yīng)符合工程測量規(guī)范有關(guān)規(guī)定。9.1.2掘進機施工測量方案應(yīng)根據(jù)掘進機結(jié)構(gòu)和其自身配置的導向系統(tǒng)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(yīng)制定合理的施工控制測量方案。同一座隧道的控制測量應(yīng)采用統(tǒng)一的測量基準。9.1.4掘進機法施工的隧道應(yīng)進行控制網(wǎng)設(shè)計，并應(yīng)符合以下要求：1水準路線長度大于6km時，應(yīng)進行高程控制網(wǎng)設(shè)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(yīng)進行平面控制測量單獨設(shè)計。3當洞外水準路線大于150km時，應(yīng)對水準測量精度等級進行單獨設(shè)計。9.2控制測量9.3施工測量9.4貫通測量10預(yù)制構(gòu)件制作10.1一般規(guī)定10.1.1預(yù)制構(gòu)件應(yīng)實行工廠化生產(chǎn)，同時配備符合工藝要求的生產(chǎn)線。10.1.2構(gòu)件制作前應(yīng)編制施工方案和質(zhì)量控制檢驗制度。10.1.3原材料、配合比應(yīng)符合設(shè)計要求及混凝土工程施工質(zhì)量驗收標準的相關(guān)規(guī)定。10.1.4混凝土攪拌、養(yǎng)護等設(shè)備應(yīng)進行驗收。10.1.5預(yù)制構(gòu)件的吊裝孔、預(yù)埋件規(guī)格和穩(wěn)定性應(yīng)符合設(shè)計要求。10.1.6混凝土預(yù)制構(gòu)件出廠前應(yīng)進行驗收，并出具產(chǎn)品合格證明。10.2模具10.3原材料10.4構(gòu)件制作10.5構(gòu)件養(yǎng)護10.6構(gòu)件存儲及運輸11掘進機運輸、組裝、調(diào)試和拆機11.1一般規(guī)定11.1.1掘進機組裝、調(diào)試和拆卸應(yīng)編制專項方案，并組織評審。11.1.2吊裝設(shè)備選擇、安裝及驗收應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定。門吊、橋吊組裝完成后，應(yīng)通過檢驗，合格后方可投入使用。11.1.3螺栓緊固扭矩和預(yù)緊力應(yīng)符合《螺紋緊固件緊固通則》GB/T16823.2相關(guān)要求。11.1.4焊接質(zhì)量應(yīng)符合《影響鋼熔化焊接頭質(zhì)量的技術(shù)因素》GB6416有關(guān)要求。11.1.5高空作業(yè)應(yīng)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(yīng)設(shè)置防護措施。11.2設(shè)備運輸11.3設(shè)備組裝、調(diào)試11.4設(shè)備驗收11.5設(shè)備拆卸12超前地質(zhì)預(yù)報12.1一般規(guī)定12.1.1掘進機法施工的隧道超前地質(zhì)預(yù)報應(yīng)根據(jù)實際地質(zhì)條件和環(huán)境特點，并結(jié)合巖渣分析、掘進機掘進參數(shù)分析等采取綜合預(yù)報方法。12.1.2預(yù)報方法的選擇應(yīng)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(zhì)預(yù)報設(shè)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(shù)據(jù)采集的搭載式設(shè)備。12.1.4掘進機法施工的隧道超前地質(zhì)預(yù)報宜重視新技術(shù)、新設(shè)備、新方法的應(yīng)用。12.2預(yù)報內(nèi)容12.3預(yù)報方法及技術(shù)要求12.4預(yù)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(wù)洞室施工應(yīng)按照相應(yīng)線路等級的現(xiàn)行隧道有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。13.1.2預(yù)備洞基底承載力、底板混凝土強度應(yīng)滿足掘進機步進要求。預(yù)備洞施工完成后，應(yīng)對凈空進行檢查，預(yù)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(yīng)設(shè)置始發(fā)洞，護盾式巖石掘進機施工應(yīng)設(shè)置始發(fā)導臺和反力裝置，并應(yīng)符合以下規(guī)定：1始發(fā)洞附近應(yīng)預(yù)留掘進機步進機構(gòu)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(yīng)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(yīng)控制在±10mm/m。3始發(fā)前應(yīng)進行始發(fā)導臺定位復(fù)測，其位置允許偏差應(yīng)為±10mm。4反力裝置剛度應(yīng)根據(jù)設(shè)備自重、摩擦力及圍巖條件綜合確定。13.1.4掘進機施工應(yīng)做好掘進方向控制，確保隧道軸線符合設(shè)計要求。13.1.5掘進機施工應(yīng)根據(jù)隧道的地質(zhì)條件，選擇合理的掘進參數(shù)。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(zhì)條件掘進14防排水14.1一般規(guī)定14.1.1隧道開挖前應(yīng)探明工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況，制定防排水施工方案。14.1.2防排水材料應(yīng)符合設(shè)計要求并做好進場檢驗。14.1.3隧道施工排水應(yīng)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(jié)構(gòu)防水15施工通風除塵、降溫及水電供應(yīng)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(yīng)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(yīng)符合有關(guān)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(nèi)作業(yè)環(huán)境溫度高于28℃時，掘進機應(yīng)合理配置制冷降溫系統(tǒng)。15.2施工通風除塵15.3高地溫降溫15.4水電供應(yīng)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(yīng)遵循“預(yù)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(yīng)經(jīng)培訓考核合格后上崗。16.1.3設(shè)備維修保養(yǎng)應(yīng)做好安全防護措施。16.1.4定期進行油液檢測工作，檢測結(jié)果超標應(yīng)分析原因并處理。16.2維修與保養(yǎng)16.3刀盤刀具