1、全断面岩石掘进机法水工隧洞工程技术规范SL/T839-20251总则12术语和符号32.1 术语32.2 符号53基本规定84.地质勘察94. 1一般规定95. 2工程地质勘察96. 3掘进机施工适宜性围岩分类105隧洞布置与设计167. 1一般规定168. 2隧洞线路设计175. 3隧洞断面185.4 水力计算195.5 隧洞结构与支护195.6 隧洞灌浆、防渗和排水225.7 风险分析与评估236掘进机选型和技术要求256. 1一般规定256.2设备选型和配置256.3技术要求276.4出厂验收287施工组织设计297. 1一般规定297. 2施工总体规划297. 3施工通道、工业广场及辅
2、助洞室307. 4掘进机组装、检修及拆卸327. 5掘进、支护与衬砌321.1 6施工出渣和物料运输337.7 施工通风、防尘及防有害气体347.8 施工供水与供电357. 9施工防排水367. 10施工交通、施工工厂及施工布置377. 11掘进机施工进度378掘进机法施工398. 1一般规定398.2施工准备与组织398.3掘进机设备制造和运输408.4设备组装、调试与步进408.5掘进与控制448.6超前地质预报498.7施工运输508.8支护与衬砌施工538.9保养与维修558. 10转场与拆卸579. 11质量检查589不利地质条件应对措施5910. 1一般规定599.2超硬岩599.
3、3岩爆599.4围岩大变形619.5构造破碎带629.6突涌水（泥）649.7岩溶659.8高地温659. 9有害气体669. 10放射性物质6710安全监测6910. 1一般规定6910. 2隧洞周边环境监测6910. 3洞内（身）监测7010.4特殊地质洞段防控监测7210. 5监测成果整理与信息反馈7211. 6控制值与预警7310. 7巡视检查及监测频次7511掘进信息化管理系统7611. 1一般规定7611. 2系统技术要求7612. 3掘进信息采集及预警7711.4数据存储7811. 5信息安全要求7912. 6掘进智能化7911. 7系统维护8012掘进机施工安全8112. 1一
4、般规定8112. 2安全管理制度8112. 3劳动安全8212. 4工业卫生8312. 5避险、逃生及救援8513. 6警示标志86附录A围岩变形量和护盾摩阻力的计算方法87附录B地震波法和激发极化法88B. 1地震波法88C. 2激发极化法89附录C运输设备相关参数计算91D. 1有轨运输设备主要参数计算91C.2带式输送机功率理论计算法93C.3带式输送机功率经验计算法94附录D掘进机施工设备运行信息基本数据95标准用词说明99条文说明IOl1总则i.o.为规范采用全断面岩石掘进机法施工的水工隧洞勘测、设计、施工和监测等工作，统一其技术标准，制定本标准。1.0.2本标准适用于采用全断面岩石
5、掘进机法施工的水工隧洞。1.0.3采用全断面岩石掘进机法施工的水工隧洞勘测、设计、施工和监测等应做到安全适用、技术先进、经济合理、节能环保。1.0.4采用全断面岩石掘进机法施工的工程建设单位宜组织建设、勘测、设计、监理、科研、制造、施工、监测等参建方建立高效协同的工作机制。1.0.5全断面岩石掘进机施工应实时收集各类掘进信息和监测资料，应用信息化、智能化技术，建立有关掘进信息和监测资料的共享机制。1.0.6在勘测、设计、施工和监测等工作中，应积极并慎重地采用新技术、新材料、新工艺、新产品、新设备。1.0.7本标准主要引用下列标准：GBZl工业企业设计卫生标准GB/T6067.1起重机械安全规程
6、第1部分：总则GB14050系统接地的型式及安全技术要求GB/T16823.2螺纹紧固件紧固通则GB/T17888.3机械安全接近机械的固定设施第3部分：楼梯、阶梯和护栏GB/T18314全球导航卫星系统(GNSS)测量规范GB18871电离辐射防护与辐射源安全基本标准GB/T19804焊接结构的一般尺寸公差和形位公差GB/T22082预制混凝土衬砌管片GB/T22240信息安全技术网络安全等级保护定级指南GB/T28181公共安全视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求GB/T31496信息技术安全技术信息安全管理体系指南GB/T41051全断面隧道掘进机岩石隧道掘进机安全要求GB500
7、86岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范GB50169电气装置安装工程接地装置施工及验收规范GB50217电力工程电缆设计标准GB50487-水利水电工程地质勘察规范GB50653有色金属矿山井巷工程施工规范GB50706水利水电工程劳动安全与工业卫生设计规范GB50915有色金属矿山井巷工程设计规范SL191水工混凝土结构设计规范SL197水利水电工程测量规范SL252水利水电工程等级划分及洪水标准SL279水工隧洞设计规范SL303水利水电工程施工组织设计规范SL377水利水电工程锚喷支护技术规范SL378水工建筑物地下开挖工程施工规范SL629引调水线路工程地质勘察规范SL/T631.2
8、水利水电工程单元工程施工质量验收标准第2部分：混凝土工程SL642水利水电地下工程施工组织设计规范SL764水工隧洞安全监测技术规范SL/T789水利安全生产标准化通用规范AQ1083煤矿建设安全规范JGJ/T46施工现场临时用电安全技术规范1.0.8在进行全断面岩石掘进机法施工的水工隧洞勘测、设计、施工和监测时除应符合本标准规定外，还应符合国家现行有关标准的规定。2术语和符号2.1 术语下列术语及其定义适用于本标准。2.1.1 全断面岩石掘进机fullfacehardrocktunnelboringmachine(TBM)用于岩石隧洞开挖，采用旋转并推进刀盘，通过滚刀破碎岩体而使隧洞整个断面
9、一次成型的机器，简称TBM。全断面岩石掘进机主要具有掘进、出渣、导向及支护四项基本功能，一般可分为敞开式和护盾式两大类。2.1.2 敞开式掘进机opentypeTBM/gripperTBM没有完全封闭的护盾、不采用管片支护的全断面岩石掘进机，其特点是利用支撑机构撑紧洞壁以承受掘进反力及扭矩。2.1.3 护盾式掘进机shieldedTBM在主机外围设置圆筒形防护结构和管片拼装机构的全断面岩石掘进机。包括单护盾式和双护盾式掘进机。2.1.4 混合式掘进机mixedmodeTBM在隧洞内可实现两种掘进或支护模式转换的全断面岩石掘进机。2.1.5 刀盘cutterhead设置在掘进机前端，通过旋转进行
10、全断面开挖的钢结构和刀具的总称。2.1.6 开挖直径excavationdiameter刀盘旋转一周，最外端设计初装滚刀刀刃形成轨迹的直径。2.1.7 豆砾石peagravel用于充填在衬砌管片与围岩之间的专用骨料，可为人工料或天然料。豆砾石粒径可根据现场试验确定，一般为5mm10mm02.1.8岩石磨蚀性指数cercharabrasivityindex(CAI)反映岩石对掘进机刀具磨损的重要参数，是由试验得到的测试值，用以表征坚硬岩的磨蚀性。2.1.9 不良地质条件unfavorablegeologicalcondition由于各种地质作用形成的不利于隧洞围岩稳定与施工的各类工程地质现象的统
11、称。对于水工隧洞常见的不良地质条件包含岩爆、围岩大变形、构造破碎带、突涌水（泥）、岩溶、高地温、有害气体和放射性物质等。2.1.10 超硬岩ultrahardrock降低掘进机掘进效率的抗压强度高、硬度大、磨蚀性高、完整性好的I类和Il类围岩。2.1.11 不利地质条件adversegeologicalcondition不利于掘进机掘进的超硬岩和各种不良地质条件的统称。2.1.12 掘进机施工适宜性围岩分类classificationofrockmasssuitableforTBMconstruction在水利水电工程隧洞围岩工程地质分类的基础上，综合考虑岩体可掘性以及超硬岩、岩爆、围岩大变形
12、构造破碎带、突涌水（泥）五类不利地质条件对掘进机施工影响后确定的围岩分类。2.1.13 掘进机步进TBMstepping依靠具有支撑、推进、行走功能的装置使掘进机分步移动的过程。2.1.14 掘进机转场TBMredeployment掘进机设备及其附属施工设施在完成前一施工段掘进及支护工作后，转移至下一工作面。2.1.15 贯入度penetration刀盘每转侵入岩体的深度，单位为mm/rev02.1.16 掘进速度penetrationrate在掘进机推进油缸行程范围内，一次连续掘进的长度除以相应的掘进用时，单位为ITI/h或ITlrn/min。2.1.17 施工速度advancerate掘
13、进机设备在每班、每天、每月或者每年内的推进长度，单位为ITI/shiftITI/d、m/m或者ITl/y。2.1.18 设备利用率utilization掘进机掘进破岩的时间与总施工时间(天、周、月、年、全工期)的比值，以百分比表示。2.1.19 推力贯入指标fieldpenetrationindex(FPD)掘进机单刀推力与贯入度的比值，单位kN/(mm/rev),代表了岩体切深所需的滚刀推力。2.1.20 扭矩贯入指标torquepenetrationindex(TPD)掘进机单刀扭矩与贯入度的比值，单位为kNm/(mm/rev)o2.2符号下列符号适用于本标准。A-要求出渣生产率；AR-施
14、工速度；B-构造破碎带宽度；C-圆周力计算系数；CAL岩石磨蚀性指数；EL岩石弹性模量；Fu-单刀推力；Fp-TBM护盾摩阻力；-特种主要阻力；F2-特种附加阻力；-TBM极限推力；观-圆周力；FPL推力贯入指标；f-模拟摩擦系数；g-重力加速度；H-提升高度；J,一起动加速度；K-功率备用系数、延迟时间系数；K2-矿车充盈系数；k。-石渣松散系数；空载运行功率系数；2-物料水平运行系数；3-附加功率系数；L带式输送机长度、列车制动距离、护盾长度、超过3m的导料槽长度；Lo-循环进尺；Ln-水平带式机机长；L;-不同行速段运距；M-矿车组数；M；-Hoek-Brown常数；每列斗车数量；P-电
15、机功率；2P-附加功率；-传递滚筒轴功率；Q-原岩应力；一机车黏着重；P-贯入度、机车自重；Pr-一掘进速度；Q-额定输送能力；Q：-重车上坡起动最大牵引能力；-重车下坡制动的最大能力；Q”-重列车上坡运行最大牵引能力；qa-每米长输送带的质量；qc-每米长输送物料的质量；qc-附加阻力；qR。-承载分支托辐每米长旋转部分质量；qku-回程分支托辐每米长旋转部分质量；R-线中曲线半径、隧洞半径；-岩石饱和单轴抗压强度；R-围岩预留变形量；RPM-刀盘转速；S-设计断面面积；Sz一允许超挖断面面积；由于施工工艺所引起的附加超挖断面面积；T-围岩总评分、温度；-列车往返循环时间；T,一单刀扭矩；T
16、PL扭矩贯入指标；0-在工作面、途中及卸渣停顿时间；U-设备利用率；u-围岩变形量；-不同地段平均行速；V.-矿车容积；-设计断面开挖量（实方）；-每米松散石渣量；-每一循环开挖石渣量；v-允许最高行车速度、输送带速度；W-允许超挖量（实方）、重车起动基本阻力；W-施工工艺附加超挖量（实方）；W,-坡度阻力；0-重车运行时基本阻力；a-TBM选型系数；7传动效率；-静摩擦力系数；时回-岩体抗压强度；一围岩最大主应力；00-制动时黏着系数；,-起动时黏着系数；。-运行时黏着系数。3基本规定3.0.1前期地质勘察时，除应满足GB50487的技术要求外，还应结合掘进机的施工特点开展勘察工作。3. 0
17、2应根据勘察揭示的地质条件，开展掘进机法施工适宜性评价,宜针对不利地质条件开展专题研究。3.0.3隧洞的选线和断面选型除应满足SL279的技术要求外，还应根据掘进机的施工特点进行设计。3. 0.4掘进机的选型应根据掘进机施工适宜性围岩分类和预测的不利地质条件分布等情况，经技术经济比较后确定。4. 0.5掘进机法的施工组织设计应以方便掘进机运输、组装、检修、运行维护、转场和拆卸，以及保障掘进施工安全高效、节能环保为原则。5. 0.6对于不利地质条件洞段，在前期设计中，应根据已揭露的地质条件进行预测，提出针对性处理措施或预案；在施工过程中，应结合超前地质预报和监控量测，及时对隧洞掘进和处理措施进
18、行调整，实行动态设计和动态控制。6. 0.7参建各方应协同合作，加强现场地质条件确认和掘进机状态评估工作，施工中出现掘进异常或紧急情况时，应及时采取应对和处理措施。7. 0.8掘进机施工应结合隧洞的围岩条件、施工环境、隧洞结构型式、施工方法与进度要求，制定合理可靠的监测方案，监测仪器与设施宜做到永临结合。8. 0.9施工过程中，应对监测数据及时进行综合分析，并提出有针对性的意见和建议。3.0.10应针对掘进机工作特点，对影响劳动安全和工业卫生的各类危险有害因素进行分析，并采取相应的防控和管理措施。针对深埋长隧洞施工，还应研究其他特殊的防护措施或预案。4地质勘察4.L般规定4. 1.1工程地质勘
19、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。4. 1.2工程地质勘察应根据设计要求分阶段进行，并保证勘察周期和勘察工作量。各阶段勘察精度应满足GB50487和SL629的要求。勘察工作过程中，应保持与设计专业的沟通和协调。4. 1.3工程地质勘察应采用综合勘察方法，并应开展不同方法勘察成果的相互验证与比对。对影响掘进施工和隧洞安全的重大工程地质问题，应开展专题研究和专项勘察工作。4. 1.4应加强施工地质工作，复核前期勘察成果，结合掘进机施工特点提出隧洞超前地质预报和工程处理措施的地质建议，及时提供施工地质资料。4. 1.5区域地质与地震勘察应满足SL629的要求。4. 2工程地质勘
20、察9. 2.1隧洞勘察应包括下列内容：1隧洞沿线地层岩性，重点查明软岩、膨胀岩、可溶岩、高磨蚀性硬岩等特殊岩类的分布及工程地质性质。应查明隧洞进出口段、浅埋段、过沟段覆盖层的成因类型、厚度和物质组成。2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、构造岩性状特征等。3隧洞进出口段岩体风化、卸荷深度，滑坡、崩塌、泥石流的分布、规模。评价隧洞进出口边坡的稳定性。4隧洞沿线地下水类型、分布、补排条件和水化学特征，含水层、储水构造的分布、规模和富水程度，隧洞围岩渗透性、强透水带的分布和规模。划分水文地质单元，估算隧
21、洞涌水量，预测隧洞发生突涌水（泥）的可能性，评价隧洞排水对附近地表水和地下水环境的影响，提出外水压力折减系数。5可溶岩地层岩溶发育规律，主要洞穴的发育范围、深度、规模、连通与充填情况；岩溶水文地质结构类型、地下水动力条件、动态规律和分带特征；划分岩溶水文地质单元。6进行岩石（体）试验，提出岩体及结构面的物理力学参数建议值。7隧洞区地应力大小、方向、变化规律，地应力异常区分布特征及成因，预测围岩塑性变形、岩爆发生的可能性和等级。8放射性元素的生成、聚集条件，辐射强度，评价放射性元素对人体健康和输水水质的影响。9可能产生有害气体的地层分布、厚度，有害气体种类、浓度，评价对人体健康和掘进机施工安全的
22、影响。10隧洞区地温梯度及变化规律，地热异常区分布规律及成因，地下热水的补给、径流、排泄特征，进行高地温分级，确定热害类型。11进行隧洞围岩工程地质分类，评价隧洞围岩稳定性。围岩工程地质分类及稳定性评价应符合GB50487的规定。12根据不利地质条件对掘进机掘进效率和施工安全的影响程度，进行掘进机施工适宜性围岩分类。评价掘进机施工的地质条件适宜性，其判定应符合SL629的规定。4.2.2隧洞工程地质勘察应综合利用遥感解译、工程地质测绘、物探、钻探、洞探、取样试验、现场测试及观测等方法。勘察工作布置应符合GB50487和SL629的规定。4.3掘进机施工适宜性围岩分类4.3.1掘进机施工适宜性围
23、岩分类应在水利水电工程隧洞围岩分类的基础上，考虑岩体可掘性以及超硬岩、岩爆、围岩大变形、构造破碎带、突涌水（泥）等不利地质条件对掘进机施工的影响综合确定，并采用式4.3.1表达：XAeC*泮，（4.3.1）式中X-依据GB50487确定的围岩工程地质分类；A-超硬岩；B-岩爆；C-围岩大变形；D-构造破碎带；E-突涌水（泥）；L不利地质条件等级，取1、2、3和4,分别表示一般、中、差和极差。4. 3.2隧洞围岩硬岩等级划分应以岩石饱和单轴抗压强度为判据，对GB50487规定的I类和Il类围岩进行细分，并应符合表4.3.2的规定,其中超硬等级划分还考虑岩石磨蚀性指数CAl值的影响，3、/定义为超
24、硬岩。表4.3.2硬岩等级划分等级判别阈值等级判别阈值01600000g100回回回150000%200000且变回5.0100000口I0150000IninirJ上L1旧日皆令4.3.3岩爆等级划分应在勘察设计阶段和盘阶段分别进行，并应符合下列要求：1勘察设计阶段，应采用岩石强度应力比来判定岩爆等级，划分标准应符合表4.3.3-1的规定。表4.岩爆等级划分（勘察设计阶段）等级判别阈值等级判别阈值叫47回312叱2g004回412施工阶段，岩爆等级划分应考虑现场岩爆发生时的声响特征、围岩破裂特征、爆坑最大深度和支护破坏程度等因素，有微震监测的，还应考虑岩爆辐射能量，其划分标准应符合表4.3.
25、3-2的规定。表4.3.3-2岩爆等级划分（施工阶段）等级划分依据声响特征围岩破裂特征爆坑最大深度/m支护破坏程度岩爆辐射能量/J瓦无明显声响或微弱有僻啪、撕裂声响,无机械噪声时人耳偶然可听见围岩表层有爆裂脱落、剥离现象，以薄片状或梭状岩片为主，断口新鲜，厚度在5cm以内，未剥离岩片发生轻微鼓胀，一般无弹射现象，区段内可成片连续发育0.3一次支护混凝土喷层局部隆起，存在少量裂纹，裂纹的开裂变形持续时间较长；错杆（砂浆锚杆或水涨式错杆）轴力缓慢增加3.0系统支护混凝土喷层和挂网大面积垮落或爆裂破坏严重:破坏区内支护大部分已经被破坏，失去支护能力，甚至被爆落岩块所掩埋cP4.3.4围岩大变形等级划
26、分应根据围岩变形量U与围岩预留变形量AR的关系、TBM护盾摩阻力与TBM极限推力的关系为判据，划分标准应符合表4.3.4的规定。围岩变形量U和TBM护盾摩阻力应按附录A的规定进行计算。表4.3.4围岩大变形等级划分等级判别条件等级判别条件比02E04.3.5构造破碎带等级划分应符合表4.3.5的规定。表4.3.5构造破碎带等级划分等级构造破碎带宽度/m等级构造破碎带宽度/m02回315030回22015E40304.3.6突涌水（泥）等级划分应按表4.3.6中的主要因素确定，次要因素不影响等级划分仅影响既有分级中的风险程度。当同时满足不同等级划分条件时，应按照最危险分类方式划分。表4.3.6突
27、涌水（泥）等级划分等级主要因素次要因素含导水构造及其与隧洞相对位置围岩可溶性地下水位与隧洞底板高差k/m地表负地形发育情况裂隙发育情况围岩类别比隧洞附近不存在可致突水的含导水致灾系统隧洞处于非可岩溶层0地表无负地形裂隙不发育1、Il回2隧洞附近底板上方有小型含导水致灾系统，或隧洞附近底板下方有小型承压含导水致灾系统隧洞处于弱岩溶层030地表有小型负地形裂隙弱发育1续表4.3.6等级主要因素次要因素含导水构造及其与隧洞相对位置围岩可溶性地下水位与隧洞底板高差h/m地表负地形发育情况裂隙发育情况围岩类别回8隧洞附近底板上方有中型含导水致灾系统，或隧洞附近底板下方有中型承压含导水致灾系统隧洞处于中等
28、岩溶层3060地表有中型负地形裂隙中等发育IVE隧洞附近底板上方有大型含导水致灾系统，或隧洞附近底板下方有大型承压含导水致灾系统隧洞处于强岩溶层60地表有大型负地形裂隙强发育V5隧洞布置与设计5. 1一般规定5. 1.1隧洞布置除应满足SL279及现行相关规范的技术要求外，还应结合掘进机施工特点，综合考虑地形、地质、生态环境和隧洞沿线建筑物布置、水力学、施工及交通、运行维护等各种因素，通过技术、经济、工期等综合比选确定。6. 1.2掘进机适宜的开挖直径为3m15m,单洞掘进长度宜大于10km；硬岩单轴饱和抗压强度大于200MPa时采用掘进机法施工应进行充分论证。7. 1.3隧洞断面设计时，应考
29、虑掘进机允许偏差量（掘进蛇形偏移量）及掘进机施工不良地质洞段净空侵限等因素对过流能力的影响。8. 1.4开挖预留变形量应满足施工过程中一次支护和围岩变形需要，主要由一次支护强度、地应力大小、岩性及围岩类别等因素确定。9. 1.5隧洞掘进过程中，应及时掌握隧洞开挖部位地质条件的变化情况，并根据超前地质预报和安全监测等情况，适时调整或动态修改设计，对可能危及施工和运行安全的不良地质问题宜进行专题研究。10. 1.6通过有害气体赋存区的洞段，首先应采取必要的勘察手段查明气体来源、类别、浓度及赋存区的分布，预测其对施工期和运行期人员的危害，视实际情况采取隔离、封闭、引排等措施。11. 1.7输水隧洞管
30、片的分块方式、连接方式宜进行标准化设计。净洞径不超过6m时，可采用六边形管片；净洞径大于6m时，可采用梯形、矩形和四边形等形状的管片，且应采用螺栓连接。当预制混凝土管片用于有压隧洞衬砌时，应进行专题论证。12. 1.8预制混凝土管片设计应按SL279的要求计算施工期、运行期和检修期衬砌结构安全，并验算其养护、脱模、翻转、吊装、运输、安装等工况。13. 1.9对于不衬砌或锚喷衬砌的洞段，宜在隧洞合适部位设置集石坑，集石坑可结合检修通道布置。5.2隧洞线路设计5.2.1隧洞的线路应综合考虑地形地貌、工程地质与水文地质、生态环境、隧洞结构与布置、掘进机安装与检修、对外交通、施工要求、安全、工期和投资
31、等因素，通过技术经济比较选定。5.2.2隧洞线路布置应满足下列要求：1洞线宜选择直线，当因不利地形地貌、生态环境制约或不良地质条件等情况洞线需设置平面转弯时，其转弯半径应满足掘进机主机及后配套最小转弯半径要求。2洞线宜避开有强烈及以上（或表4.3.3-1中3等级及以上）岩爆风险洞段。难以避开时，轴线方向宜与最大水平主应力方向有较小夹角。3洞线宜避免与区域断裂、较大的断层带相交或近距离伴行，无法避开时宜直交或大角度斜交。4洞线宜避开软岩大变形、土洞等特殊洞段，难以避开时宜尽量缩短其穿越长度。5洞线布置宜避开地表水库、山塘及有明流的冲沟，当无法避开时，应合理选择穿越方案及工程措施。6洞线布置宜考虑
32、高磨蚀性硬岩对施工的影响，当无法避开且需要通过高磨蚀性硬岩洞段时，应研究应对措施。7隧洞进出口应满足环保、水保要求。8隧洞沿线遇有断裂构造、不利构造面、蚀变带、膨胀岩等软弱围岩时，应研究适宜的施工方法和措施，在考虑地下水影响的前提下，制定施工预案和保障措施。9应结合地质条件、施工通道、施工工期和洞内通风与排水、掘进机检修与拆卸等因素，合理进行隧洞施工分段。5.2.3隧洞纵坡设计应满足水力学和掘进机施工要求。5.3隧洞断面5.3.1隧洞横断面形状与尺寸应满足下列要求：1掘进机施工的隧洞开挖横断面型式宜采用圆形，隧洞衬砌后的净断面可采用圆形或平底圆形。2敞开式掘进机施工隧洞的设计开挖直径大小，应在
33、满足过流要求的隧洞内径基础上，考虑预留变形量、施工富余量、一次支护与二次衬砌厚度，经技术经济比选后确定。3护盾式掘进机施工隧洞的设计开挖直径大小，应在满足过流要求的隧洞内径基础上，考虑预留变形量、注浆结石体厚度及预制管片厚度，经技术经济比选后确定。5.3.2根据围岩类别，掘进机法施工隧洞宜采用多种支护及衬砌结构型式，但过流内径变化不宜过多，不同内径断面间宜设渐变段平顺过渡。5.3.3敞开式掘进机法施工隧洞的辅助洞室断面设计应符合下列要求：1安装洞、步进洞、始发洞、检修洞、接收洞及拆卸洞等辅助洞室宜采用钻爆法或其他方法预先开挖施工。辅助洞室断面尺寸应满足掘进机组装、调试、步进、始发、检修、拆卸要
34、求，并综合考虑皮带机出渣系统、通风系统和供排水系统布置等因素确定。2安装洞断面尺寸除满足掘进机组装、调试基本要求外，还应综合考虑皮带机出渣系统布置、通风系统布置、皮带硫化与存储、施工物资转运暂存等因素后确定。安装洞可采用城门洞形或顶部扩大的城门洞形。3步进洞断面形式可采用城门洞形或平底马蹄形，断面尺寸应满足掘进机步进通过要求,两侧、洞顶宜预留不小于20cm富裕量。4始发洞断面应满足始发掘进的撑靴支撑要求，其长度应根据撑靴与刀盘之间的距离确定，两侧、洞顶预留富余量宜控制在20cm以内。5检修洞断面尺寸应根据掘进机需检修最大部件和起吊设备尺寸、起吊高度等因素确定。6拆卸洞断面形式可采用城门洞形或顶
35、部扩大的城门洞形，长度应根据主机及后配套设置长度确定，断面尺寸应根据掘进机直径和起吊设备尺寸、起吊高度等因素确定。5.3.4护盾式掘进机法施工隧洞的辅助洞室断面设计应符合下列要求：1始发洞断面形式宜采用圆形断面，横断面尺寸应满足机头通过、管片拼装、始发掘进要求，其长度依据护盾长度及顶推油缸行程等因素确定。2护盾式掘进机其他辅助洞室断面尺寸可按5.3.3条的要求进行设计。5.4水力计算5.4.1隧洞水力计算应包括过流能力、上下游水面衔接、水头损失、压坡线、水面线、充放水等内容。5. 4.2沿程水头损失和局部水头损失计算应符合下列要求：1沿程水头损失计算中采用的糙率值，可依据具体的流动形态、衬砌情
36、况、工程类比、水工模型试验，以及SL279的有关要求等综合分析后选定。2局部水头损失计算中采用的局部水头损失系数，可按SL279选定。3对不衬砌隧洞蛇形偏移量产生的附加水头损失，应进行流动阻力专门研究。5.5隧洞结构与支护5.5.1隧洞结构与支护应考虑加固围岩形成承载结构，并与支护体系联合承载。隧洞衬砌结构与支护参数，应根据围岩地质条件，结合断面尺寸、施工方法等，经综合论证后确定。5.5.2敞开式掘进机施工隧洞根据不同的地质情况，可设计为不衬砌、锚喷网钢拱架联合支护或现浇混凝土衬砌。现浇混凝土衬砌隧洞底拱若采用混凝土预制结构，应对预制块之间及其与边顶拱现浇混凝土结构的连接与防渗进行充分论证，预
37、制块与边顶拱现浇混凝土结构之间的接缝宜设置榨槽，宜采用钢筋过缝连接。5. 5.3护盾式掘进机施工隧洞根据不同的地质情况，可采用预制钢筋混凝土管片、钢管片衬砌。在不良地质条件洞段的预制混凝土管片可采用掺纤维材料、提高配筋率或混凝土强度等级等措施，在局部地质条件极为复杂的洞段可使用钢管片。管片形式可为六边形、梯形、矩形、四边形等，结合管片形式，隧洞仰拱管片可设置底座。隧洞内水压力大于外水压力时，通过充分技术论证，可设置二次现浇混凝土衬砌。6. 5.4当地下水存在腐蚀性时，应依据腐蚀等级，采用防腐水泥灌浆封堵地下水，衬砌、管片混凝土也应采取相应防腐措施。5.5.5 隧洞结构计算应符合下列规定：1隧洞
38、混凝土衬砌结构应采用极限状态设计方法，并应符合SL191的相关规定。2永久荷载应包括衬砌结构自重、围岩压力、地应力、预应力等；可变荷载应包括正常运用条件下的内水压力、外水压力、灌浆压力、温度变化的附加荷载、岩爆的冲击力、施工运输荷载、安装荷载和辅助液压缸的推力（护盾式掘进机施工）等；偶然荷载应为地震力、落石冲击力、校核洪水位时的内水压力、内水骤降形成的相应外水压力等。3承载能力极限状态设计应按基本荷载组合和偶然荷载组合进行，基本荷载组合应为永久荷载效应与可变荷载效应组合，偶然荷载组合应为永久、可变荷载效应与一种偶然荷载效应的组合。正常使用极限状态验算应按永久荷载与可变荷载标准值的荷载效应组合进
39、行。4敞开式、混合式掘进机法施工隧洞采用复合衬砌的结构计算可按SL279的有关规定执行。5护盾式掘进机法施工隧洞，当采用管片衬砌时，可用惯用法、修正惯用法、多较环法、梁弹簧法、等效刚度圆环模型、衬砌边值法、有限元法等进行结构计算，并应考虑管片间的拼装缝型式和连接型式；当内水压力较高、设置二次衬砌时，宜按叠合构件进行结构计算。5.5.6 管片衬砌及仰拱块设计应符合下列规定：1护盾式掘进机的管片形式应根据管片受力要求、防水效果、掘进机设备、管片拼装、管片运输等因素合理确定。2敞开式或混合式掘进机施工隧洞底板采用预制结构时，预制块顶面应满足轨道布置和施工运输要求，中心宜设置排水沟，两侧宜与二次现浇混
40、凝土衬砌合理连接，底部应考虑预留注浆回填间隙,预制块应考虑预留注浆孔、吊杆、钢拱架安装槽、承轨槽、道钉预留孔、止水带安装槽、水沟接头防水处理槽等。3底管片或仰拱块宽度应根据结构受力要求、防水效果、掘进机设备、管片或仰拱块拼装与运输等因素合理确定。4管片衬砌厚度应结合隧洞所处地质条件、埋置深度、隧洞直径、管片材料、施工工艺等条件，通过工程类比并经结构分析验算后确定，可为管片环外径的l20l15,且不宜小于25cm。5管片环宽可综合考虑隧洞曲线、防水、运输及组装、掘进机行程等因素合理选择，宜取L2m2.0mo5.5.7复合式衬砌设计应符合下列规定：1采用敞开式掘进机施工的隧洞，当二次衬砌在贯通后施
41、工时,以锚喷网、钢拱架等进行的联合一次支护应保证掘进机在隧洞衬砌结构完成之前的安全稳定性；当隧洞直径大于8m时，二次衬砌宜与掘进机作业跟进施工。2当隧洞遇到大型破碎带、高地下水压力等极为复杂地质条件时，应采用超前预处理措施封堵地下水和加固围岩，同时应加强钢拱架、锚喷网支护，具备条件的应及时进行二次衬砌。3掘进机法施工隧洞钢拱架宜为全圆设置；钢拱架应在开挖后或初喷混凝土后及时架设，钢拱架背后的间隙宜设垫块充填或喷射混凝土密贴。5.6隧洞灌浆、防渗和排水5. 6.1应根据隧洞沿线工程地质、水文地质、支护衬砌型式等条件,以及环保、水质保护、运行等要求，综合分析确定防渗和排水措施。6. 6.2敞开式掘
42、进机施工隧洞灌浆、防渗和排水应符合下列规定:1隧洞灌浆、防渗和排水设计原则应按SL279的相关要求执行。2现浇混凝土衬砌顶拱、预制仰拱块底应进行回填灌浆。3仰拱块之间及其与现浇混凝土之间应满足防渗要求。5. 6.3护盾式掘进机施工隧洞灌浆、防渗和排水应符合下列规定:1管片衬砌的防渗设计以管片接缝防水为重点，可辅以二次衬砌防水。2管片结构防渗措施，包括管片自防水、接缝防水、螺栓孔和注浆孔防水等。管片接缝密封垫在设计水压和接缝最大张开及错位下不应发生渗漏。3管片结构与围岩之间的间隙应进行豆砾石灌浆充填或水泥砂浆或细石混凝土充填，满填满灌；充填体28d芯样抗压强度不宜低于10MPa,抗渗性能应满足设
43、计要求。4对于易膨胀泥化崩解的软弱围岩、豆砾石吹填量小于设计量的洞段，宜进行浓浆二次灌浆，二次灌浆可结合对围岩的固结灌浆一并进行；加固范围及灌浆参数应满足设计要求。5排水设计原则应符合SL279的相关规定。5.6.4强透水地层、构造破碎带等复杂地质及高地下水压力情况下，宜结合隧洞稳定和防渗要求，对不良地质洞段进行固结灌浆处理。5.7风险分析与评估5.7.1风险分析与评估应遵循下列原则：1应对隧洞施工过程中可能发生的各类风险开展系统的风险分析与评估，采取有效措施将风险降低至合理、可接受的水平，实现工程建设目标。2应将隧洞风险分析与评估贯穿于工程建设的全过程。3施工阶段建设单位应建立参建各方的风险管理沟通机制。4当工程建设中存在极高风险时，应进行风险监测并采取风险控制措施。5.7.2隧洞风险分级应按事故发生概率等级和后果等级确定，并制定风险接受准则和风险处置措施。5. 7.3初步设计阶段风险分析与评估应符合下列规定：1应结合本阶
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