高速铁路隧道机械化大断面法设计施工暂行规定.docx

Q/CR中国铁路总公司企业标准PQ/CRXXXX-2019高速铁路隧道机械化大断面法设计施工暂行规定（征求意见稿）2019-XX-XX发布2019-XX-XX实施中国铁路总公司发布中国铁路总公司企业标准高速铁路隧道机械化大断面法设计施工暂行规定Q/CRXXXX-2019主编单位：武九铁路客运专线湖北有限责任公司批准部门：中国铁路总公司施行日期：2019年XX月XX日中国铁道出版社2019年北京刖百本暂行规定是在总结铁路总公司重点科研项目郑万高铁大断面隧道安全快速标准化修建关键技术研究研究成果及郑万高铁湖北段现场实践经验的基础上编制而成。本暂行规定编制内容充分考虑新时代高速铁路建设发展需要，进一步提高我国高速铁路隧道机械化建造水平，规范高速铁路隧道大断面法设计和施工，聚焦"交通强国、铁路先行”，实现高速铁路隧道建设由规模速度型向质量效益型转变，为中国高速铁路建设高质量发展奠定基础。本暂行规定由IO章组成，包括总则、术语和符号、基本规定、掌子面地质勘察、超前地质预报、设计荷载、支护与衬砌、机械化配套、施工方法、施工质量控制，另含2个附录。本暂行规定的主要内容如下：1.明确了高速铁路隧道机械化大断面法建造工作流程。2.提出了隧道支护结构形变荷载计算方法及二次衬砌安全储备要求。3.制订了"定性为主、定量为辅”的隧道掌子面稳定性评价方法。4.增加了隧道掌子面超前支护设计计算方法及流程。5.优化了高速铁路隧道施工机械化配置方案和原则。6.形成了高速铁路隧道机械化全断面、微台阶施工工法。7.规范了高速铁路隧道机械化施工各工序的质量控制标准。本暂行规定系首次编制。希望各单位在执行过程中，结合工程实践，认真总结经验，积累资料。如发现有需要修改和补充之处，请及时将意见及有关资料寄交武九铁路客运专线湖北有限责任公司（湖北省武汉市江夏区文化大道399号，邮编：430200）,并抄送中国铁路经济规划研究院（北京市海淀区北蜂窝路乙29号，邮编100038）,供今后修订时参考。本暂行规定由中国铁路总公司建设管理部负责解释。主编单位：武九铁路客运专线湖北有限责任公司参编单位：中铁二院工程集团有限责任、中国铁路经济规划研究院、西南交通大学、中铁十二局集团有限公司、中铁隧道局集团有限公司、中铁一局集团有限公司、中铁十一局集团有限公司、中铁十八局集团有限公司技术总负责人:主要起草人：主要审查人：目次1总则12术语和符号22.1术语22.2符号33.1一般规定633四化要求84.J-般规定JO4.2掌子面稳定性评价105超前地质预报145.1一般规定146tiI/'j手匕*÷186.1一般规定186.2设计荷载7支护与衬砌217.2超前支护设计217.3洞身支护设计238机械化配套268.2机械配套类型及适用范围268.3各工序机械配置基本要求289.1一般规定379.2全断面法9.3微台阶法4010施工质量控制4310.1一般规定4310.2超前支护4310.3开挖4710，4fJzC+*÷*+*÷*+*÷*+*÷*+*+*÷*+*÷*+*÷*+*÷*+*÷*+*÷*+*÷*+*÷*4910.5防排水51附录A岩石坚硬程度、岩体完整程度和地下水出水状态分类表58附录B掌子面超前支护设IH方法”,”61本暂行规定用词说明68高速铁路隧道机械化大断面设计施工暂行规定条文说明691总贝Ij.o.为切实提高我国高速铁路隧道机械化建造水平，规范高速铁路隧道大断面法设计施工主要技术要求，确保隧道建设安全和质量，制定本暂行规定。1.0.2本暂行规定适用于采用钻爆法机械化大断面作业的高速铁路隧道设计与施工。1.0.3为减少隧道施工过程中对围岩的扰动，充分发挥围岩的自承能力，确保围岩与支护结构共同承载，高速铁路隧道宜采用机械化大断面法进行设计与施工。1.0.4高速铁路隧道机械化大断面法设计施工应采用先进、成熟的工装设备及配套的施工工法进行质量管控。1.0.5高速铁路隧道机械化大断面法设计施工应根据隧道工程环境条件及技术特点开展风险管理工作。1.0.6高速铁路隧道机械化大断面法设计施工应结合机械化配套开展各阶段施工组织设计工作。1.0.7高速铁路隧道机械化大断面法设计应结合地质条件开展掌子面稳定性评价工作，根据评价结果选择相应的工法及工程措施。1.0.8高速铁路隧道机械化大断面法施工应重视地质核查、超前地质预报和监控量测工作等关键工序。1.0.9高速铁路隧道机械化大断面法施工应充分利用机械设备的数据采集功能进行信息化施工。1.0.10高速铁路隧道机械化大断面法设计施工应遵守国家、地方有关环境保护、水土保持及安全生产等方面的法律法规，并重视隧道工程对生态环境和水资源的影响。1.0.11高速铁路隧道机械化大断面法设计施工除应符合本暂行规定外，尚应符合国家、行业及中国铁路总公司现行有关标准的规定。2术语和符号2.1术语2.1.1机械化大断面法Largecross-sectionmechanizedmethod采用大型机械化配置并按设计断面一次开挖成形的施工方法，一般采用全断面法或微台阶法开挖。2.1.2掌子面稳定性TUnnelfacestability隧道掌子面及前方岩、土体的稳定程度，一般采用极限平衡法进行评价。2.1.3超前支护Advancesupport在隧道开挖前，对掌子面前方围岩各部位进行预加固的支护，包括掌子面喷混凝土封闭、超前小导管、超前管棚、掌子面锚杆、掌子面注浆等措施。2.1.4掌子面锚杆TUnnelfacebolt为提高掌子面的稳定性，垂直施作在掌子面上的一种支护措施，一般采用纤维锚杆。2.1.5形变荷载Deformationload围岩与支护结构相互作用、协调变形产生的压力，与围岩级别、断面尺寸、埋深等因素有关。2.1.61型机械化配置MachineconfigurationI一种隧道大断面钻爆法机械化配置形式，施工机械配备按超前支护、开挖、初期支护、二次衬砌等4条基本作业线组成，主要配套设备为多功能台架、多功能钻机、注浆泵、风动凿岩机、混凝土湿喷台车、自行式仰拱栈桥、防水板钢筋作业台车、衬砌台车、自动养护台车、沟槽模板台车等工装设备。2.1.7II型机械化配置MachineconfigurationII一种隧道大断面钻爆法机械化配置形式，相比于I型机械化配置主要配置区别在超前支护、开挖、初期支护等作业线由机械化程度高的注浆台车、凿岩台车、钢架安装台车代替，其他配置与I型机械化配置一致。2.1.8全断面法Mini-benchcutmethod按设计断面一次开挖成形的施工方法，掌子面设置为一定坡率的斜面。2.1.9微台阶法按设计断面-次开挖成形的施工方法，掌子面设置为台阶状，开挖时上、下部断面同时并进，台阶长度一般为35m,上台阶高度一般为设计断面高度的1312°2.2符号2.2.1内外力和应力Fe一滑移面粘聚力合力F滑移面摩擦力合力Fq一掌子面上方围岩竖向荷载合力FW掌子面滑移体自重9-掌子面上方围岩竖向荷载P掌子面喷射混凝土支护力&-掌子面锚杆支护力z一掌子面前方扰动段管棚总地基反力Rqij第j开挖步，第i节点管棚地基反力/掌子面上第i排锚杆支护合力Piu第一种破坏模式对应的第i排锚杆锚固力2.2.2材料指标y围岩重度C围岩粘聚力-围岩内摩擦角"-围岩泊松比Re围岩的单轴饱和抗压强度K岩体完整程度指标BQ围岩基本质量指标BQ围岩基本质量修正指标kij第/开挖步，第i节点管棚基床系数如初期支护稳定基床系数h围岩稳定基床系数El一管棚抗弯刚度E管棚钢管弹性模量El注浆体弹性模量1.管棚钢管惯性矩/(注浆体惯性矩fl灌浆体抗拉强度设计值锚杆抗拉强度G-灌浆体粘聚力R喷混凝土极限抗拉强度2.2.3几何特征掌子面跨度D掌子面高度e隧道未支护段长度仇一掌子面破坏角H隧道埋深f掌子面喷混凝土厚度!管棚长度/2管棚微段长度1.PE管棚搭接长度管棚直径d管棚间距i7一第/开挖步，第，节点管棚挠度»掌子面铺杆竖向排数机掌子面铺杆横向排；*一掌子面锚杆竖向间距SA一掌子面锚杆横向间距小一掌子面锚杆直径fi第i排锚杆在区域I中锚固长度hit一第i排锚杆在区域11中锚杆锚固长度小-注浆钻孔直径½注浆体积注浆范围1.blaP掌子面锚杆搭接长度2.2.4计算系数K一掌子面稳定系数；K-掌子面设计稳定系数a管棚/小导管作用下掌子面前方扰动段围岩竖向荷载折减系数G-掌子面注浆加固后围岩力学参数增大系数"、仇、少3与8、为相关的系数2-围岩侧压力系数3基本规定3.1-般规定3.1.1建设单位应按照本暂行规定要求依法合规组织高速铁路隧道工程的建设，工作流程如图3.1.1所示。图3.1.1高速铁路隧道机械化大断面法建设工作流程图3.1.2参建各方应严格执行国家和行业有关法律、法规，中国铁路总公司有关建设管理办法和本暂行规定。3.1.3建设单位应组织参建各方建立信息管理系统并定期维护，保证建设过程中的信息传递及时、可靠有效。3.1.4高速铁路隧道机械化配置应根据隧道规模、地质条件、工期要求和投资情况等因素，按照技术先进、安全适用和节能环保的原则进行。3.1.5高速铁路隧道机械化配置应与施工方法配套，配套生产能力应大于均衡生产能力，最大限度发挥机械设备总体效率。3.2组织管理3.2.1建设单位应按本暂行规定做好如下工作：1负责机械化大断面法设计施工的统筹管理。2组织对机械化大断面法专项设计方案进行审查。3组织参建各方进行技术交底。4组织监理单位对进场机械设备验收。5组织参建各方对施工过程进行监督、检查。3.2.2设计单位应按本暂行规定做好如下工作：1进行高速铁路隧道机械化大断面法专项设计。其设计应包含机械化配置方案及实施工点、施工工法、超前加固措施、超前地质预报设计、指导性施工组织设计等内容。2结合机械设备的尺寸、作业半径等因素，合理确定辅助坑道断面尺寸。3采用机械化大断面法施工的隧道或工区，宜按表3.2.1选择施工进度指标编制指导性施工组织设计。表3.2.1隧道机械化大断面施工进度指标''J-工程项目围岩级别I型机械化施工作业面月进度指标（血月）II型机械化施工作业面月进度指标（W月）1正洞工区II1402001802202IH1001301301803IV55-9575-1204V35-7550T55辅助坑道II260-3102703206III1902502002607IV130-1801401908V7010080110注：地质复杂隧道进度指标可在以上指标基础上适当降低，可乘以不低于0.85的调整系数；高风险等级隧道进度指标应另行分析确定。辅助坑道进度指标可根据辅助坑道长度增加适当降低，可乘以不低于0.9的调整系数：斜井工区反坡施工段进度指标可取低值。4各阶段隧道风险评估时，应增加掌子面挤出、变形等风险评估内容。5概（预）算编制时应根据专项设计，合理采用、分析,补充定额，做到投资合理。3.2.3施工单位应按本暂行规定做好如下工作：1编制机械化大断面法专项施工方案，并纳入实施性施工组织设计。2编制机械化大断面法施工作业指导书，明确施工作业标准和工艺要求。3进行机械化大断面法施工相关培训工作，加强安全警示教育。4结合各工点机械化配置情况进行施工便道、施工场地的布置与修建，水、电引入时须充分考虑大型机械设备负荷，确保机械设备及时进场、妥善停放、正常使用。5结合机械化配置情况，合理布设修配机构、车间或维修站，并配备相应的修理加工机械，储备一定数量的零部件或原材料。6严格按照实施性施工组织设计组织施工。3.2.4监理单位应按本暂行规定做好如下工作：1监理实施细则中应明确隧道机械化大断面法施工质量控制措施。2对实施性施工组织设计中隧道机械化大断面法施工方案及机械化配置方案进行审查。3对隧道机械化大断面法施工所需机械设备进行进场验收。4加强过程检查、落实关键工序旁站制度，做好隐蔽工程质量检查及影像资料留存工作。3.3四化要求3.3.1机械化大断面法设计施工的高速铁路隧道应积极采用凿岩台车、混凝土湿喷台车、自动养护台车、钢架安装台车等工装设备作业，提高施工质量水平。3.3.2机械化大断面法设计施工的高速铁路隧道应推行工厂化施工，对橘i杆、钢架、钢筋网、混凝土、小型预制构件等工厂化生产。3.3.3机械化大断面法设计施工的高速铁路隧道应推行专业化施工，组建专业化的施工队伍，配置专业化的施工装备。3.3.4机械化大断面法设计施工的高速铁路隧道应采用信息化手段进行项目管理，使用互联网、二维码、视频等技术，实现实时管控、质量追溯等目标。4掌子面地质勘察4.1一般规定4.1.1高速铁路隧道机械化大断面法设计施工应开展掌子面稳定性评价工作。4.1.2勘察设计阶段设计单位应对掌子面稳定性进行初步评价，为超前加固措施及施工工法设计提供依据。4.1.3施工期间设计单位应根据地质条件变化情况对掌子面稳定性评价结果进行修正，提出改进施工方案的意见及处理措施。4.1.4施工期间施工单位应配备地质专业技术人员，对设计阶段掌子面稳定性评价结果进行现场验证，确保施工安全。4.2掌子面稳定性评价4.2.1掌子面稳定性可分为稳定、暂时稳定、不稳定三种类别，如图4.2.1-14.2.1-3 所示。图421-1稳定的掌子面图421-2暂时稳定的掌子面图4.2.1-3不稳定的掌子面4.2.2掌子面稳定性评价应遵循"定性为主，定量为辅"的原则，采用定性与定量相结合的方法，综合分析确定掌子面稳定性类别。掌子面稳定性定性评价应按图4.2.2-1执行，定量评价应按图4.2.2-2执行。图4.221掌子面稳定性定性评价流程图图4.2.2-2掌子面稳定性定量评价流程图4.2.3掌子面稳定性定性分类应根据掌子面岩石坚硬强度、岩体完整程度、地下水出水状态等三个因素组合确定，并应符合表4.2.3和附录A相关规定。表4.2.3掌子面稳定性定性分类表拿子面稳定态围岩级别A稳定B哲时稳定C不稳定III极硬岩、较破碎、无水或滴状；硬岩、较完整、无水或滴状；较软岩、完整、无水或滴状；硬岩、较完整、线流状IV较软岩、较完整、无水或滴状；软岩、完整、无水或滴状：软岩、较完整、无水或滴状；极硬岩、较破碎、线流状:较软岩、完整、线流状极硬岩、破碎、无水或滴状；硬岩、破碎、无水或滴状；硬岩、较破碎、无水或滴状；较软岩、较破碎、无水或滴状；极硬岩、较破碎、涌流状；硬岩、较完整、涌流状；较软岩、完整、涌流状较软岩、破碎、无水或滴状:较软岩、破碎、线流状：软岩、较破碎、无水或滴状:软岩、较破碎、线流状；软岩、破碎、无水或滴状；软岩、破碎、线流状:极硬岩、破碎、线流状:硬岩、较破碎、涌流状：硬岩、较破碎、线流状:较软岩、较完整、涌流状：V硬岩、破碎、线流状；较软岩、较破碎、涌流状：较软岩、较完整、线流状；软岩、涌流状；较软岩、较破碎、线流状；破碎、涌流状；软岩、完整、线流状；全部极软岩:软岩、较完整、线流状全部极破碎围岩4.2.4掌子面稳定性定量分类应根据围岩基本质量指标BQ或其修正指标BQ按表4.2.4-1确定。表424-1掌子面稳定性定量分类表A稳定B暂时稳定C不稳定300<8Q或8Q200<BQ或8Q300BQ或8Q200注：BQ为围岩基本质量指标修正值。1围岩基本质量指标值BQ,应根据岩石坚硬程度、岩体完整程度因素的定量指标RC值和KV值，按公式424-1计算:BQ=IoO+3凡+250(4.2.4-1)适用公式4.2.4/计算时，应符合下列规定：(1)当R,>90Kv+30时，应以R,=90Kv+30和KV带入计算BQ值；(2)当KX).04R+0.4时，应以K,=0.04<+0.4和R带入计算BQ值。2围岩基本质量指标修正值BQ,应考虑地下水、主要结构面产状影响，按照公式424-2计算:RQ=RQ-O0(叫+K2)(4.2.4-2)式中：K1地下水影响修正系数，按表424-2取值；K2主要软弱结构面产状影响修正系数，按表424-3取值。表4.2.4-2地下水影响修正系数K1岩基本质量指标一一一一BQ地下水出水状态>450450351350-251<250潮湿或点滴状出水0(.02030.40.6淋雨状或线流状出水0.10.20.3040.60.70.9涌流状出水0.2040.60.7-0.91.0表4.2.4-3主要结构面产状影响修正系数K2结构面产状及其与洞轴线的组合结构面走向与洞轴线夹角>60。，结构面倾角30。75°结构面走向与洞轴线夹角<30°,结构面倾角>75。其他组合关系0.4-0.60020.20.44.2.5掌子面稳定性评价应采用定性与定量相结合的方法，当定性与定量评价结果不一致时，应进行现场地质条件复核，重新进行评价。5超前地质预报5.1-般规定5.1.1高速铁路隧道机械化大断面法设计施工超前地质预报作业流程应按图5.1.1执行。物探法预报超前钻探法*报实施单位编制超前地质预报实施细则，报批后实施其它超前预报方法预报成果发布及灾害预警变更设计及施工阶段图5.1.1高速铁路隧道机械化大断面法超前地质预报作业流程图长在SS预报MIOom掌子面地质素描30mW中程预报VIOOm5.1.2建设单位应负责隧道超前地质预报实施细则的审批，并对超前地质预报实施情况进行监督和检查。5.1.3设计单位应根据高速铁路隧道机械化大断面法的特点，结合地质复杂程度进行分级，确定重点预报地段，编制超前地质预报设计方案。5.1.4施工单位应将超前地质预报工作纳入实施性施工组织设计，并利用预报成果及时指导施工。5.1.5监理单位应对超前地质预报实施过程进行监理，协助建设单位做好监督、检查工作。5.1.6高速铁路隧道机械化大断面施工过程中应遵循动态设计原则，及时收集分析超前地质预报资料，实时优化施工工法、支护参数及其他特殊处理措施，确保施工安全、结构可靠。5.2预报方法5.2.1超前地质预报可分为地质调查法、超前钻探法、物探法等，综合超前地质预报配套模式见图5.2.1。隧道沿线地质调查地震波反射法（TSP法）O瞬变电磁法、超前钻孔3地质雷达法O：综合地质编录分析短程预报V30p图5.2.3综合地质预报配套模式示意图5.2.2超前地质预报应以地质调查法为基础，结合超前钻探、物探等方法进行综合预报，其组合模式见表522-1、5.2,2-2表5.2.2-1物探法组合模式表类型适用条件物探方法WTl非可溶岩地表物探V类异常、构造、夹软弱地层、浅埋地段；侵入岩蚀变带；可溶岩一般地段。地震波反射法WT2非可溶岩、可溶岩中的人为坑洞地段；可溶岩构造带、可溶岩与非可溶岩接触带。地震波反射法+地质雷达法WT3勘测发现的暗河、廊道、地表发育较大规模溶洞、竖井和落水洞等岩溶强烈发育地段。地震波反射法+地质雷达法+瞬变电磁法表5.2.2-2超前钻探法组合模式表类型适用条件主要手段备注ZTl非可溶岩地表物探V类异常地段、一般地段根据地质调直法、物探预报结果，需要采用超前钻探验证地质异常时实施超前钻孔（1孔）进行。超前钻孔长度控制在木段长度的3%以内.ZT2非可溶岩构造、富水地段；侵入岩蚀变带根据地质及物探预报结果，先施作超前钻孔I孔，若需进一步确定构造产状，再施作超前钻孔2孔。若遇富水地段，则按ZT4执行，当有平行导坑时，先行隧道采用ZT2.后行隧道采用ZTloZT3可溶岩地段、可溶岩与非可溶岩接触带、煤系地层贯通施作超前钻孔1孔。若遇富水地段，则按ZT4执行；若遇高瓦斯或瓦斯突出煤系地层，则按ZT5执行。当有平行导坑时，先行及后行隧道均采用ZT3.ZT4可溶岩高压富水地段（可溶岩与非可溶岩接触带、可溶岩中的断层破碎带、大型溶洞、岩溶洼地、岩溶管道等岩溶强烈发育地段以及物探法显示极破碎岩体并富水的岩溶地段）超前钻孔（4孔），钻孔均需设置关水阀门，1孔设置测压装置，其中3孔作为定位孔：断层破碎带时1孔取芯。如超前钻孔4孔仍无法探明实际岩溶发育情况，则需相应增加超前钻孔孔数，增加的孔数以满足安全施工和溶洞处理所需资料为原则.ZT5高瓦斯或瓦斯突出煤系地层在距离煤层1520m垂直距离处设置1处超前钻孔，初步探测煤层位置，在距初探煤层IOm处钻3个超前钻孔（3个均需取芯）。当进行相关参数测试及揭煤时，应聘请煤矿有资质的专业化队伍进行。具体测试项目按铁路现行瓦斯隧道相关规程、规范办理。5.2.3高速铁路隧道机械化大断面法施工过程中应综合预报掌子面稳定状态。5.2.4超前地质钻探应优先采用多功能钻机、凿岩台车等机械设备，提高预报效率。5.2.5超前地质预报应充分利用机械化设备采集的数据、图像等资料提高预报准确率，如图5.2.5-1、5.2.5-2所示。图5.2.5-1超前地质钻探图5.2.5-2凿岩台车钻孔参数图6设计荷载6.1一般规定6.1.1隧道结构上的荷载及其组合应符合铁路隧道设计规范（TBloo3）相关规定。6.1.2高速铁路隧道机械化大断面法设计时应进行掌子面荷载计算，指导超前支护设计。6.1.3高速铁路隧道机械化大断面法设计时应进行形变荷载计算，指导初期支护及二次衬砌设计。6.1.4深埋隧道荷载采用形变荷载，浅埋、偏压隧道荷载应符合铁路隧道设计规范（TBloO（）3）相关规定。6.2设计荷载6.2.1隧道掌子面荷载分布示意如图6.2.1所示，并应按照公式6.2.I-1621-8计算。(6.2.1-2(6.2.1-3)(6.2.1-4)(621-5图6.2.1掌子面荷载分布及示意图口c8D_0班6且W_2Fq=(Dcot+e)!Sinaltan#+cos&(6.2.1-6)(6.2.1-7)(6.2.1-8)2sintan+coscos%tanesi6°42式中及一滑移面粘聚力合力（N）；F滑移面摩擦力合力（N）；Fq一掌子面上方围岩竖向压力合力（N）:K一掌子面滑移体自重（N）：q掌子面上方围岩竖向压力（Pa）,按铁路隧道设计规范（10003-2016）附录D、E、F计算；夕1、夕2、夕3与3、/相关的系数；8掌子面跨度（m）；D-掌子面高度（m）,采用微台阶法时，D取上台阶掌子面高度；e一隧道未支护段长度（m）；价掌子面破坏角（°）;y围岩重度（N/mD,按铁路隧道设计规范（TB10003）选取；C围岩粘聚力（Pa）,按铁路隧道设计规范（TBloO03）选取；一围岩内摩擦角（。），按铁路隧道设计规范（TBloO03）选取。三二二二二6.2.2深埋隧道围岩形变荷载分布示意如图6.2.2所示，其竖向及水平均布荷载可按下列规定确定：图6.2.2深埋隧道形变压力计算图示1竖向形变荷载按公式6.2.2-1计算。(6.2.2-1)式中S-围岩级别；B隧道跨度(m)；H-隧道埋深(m)；修正系数，a=1.2o2水平形变荷载按公式622-2计算。(6.2.2-2)e=q式中侧压力系数，按表622取值;q竖向形变荷载。表6.2.2侧压力系数表围岩级别IIIIVV侧压力系数<0.250.250.500.5-1.007支护与衬砌7.1一般规定7.1.1隧道超前支护设计参数可根据掌子面稳定系数综合确定。7.1.2复合式衬砌初期支护和围岩共同承受施工期间荷载；考虑围岩及初期支护劣化，二次衬砌施作以后，二次衬砌和初期支护共同承受围岩荷载。7.1.3复合式衬砌初期支护、二次衬砌设计参数，应根据隧道围岩分级、围岩构造特征、地应力条件等采用工程类比、理论分析确定。7.1.4隧道初期支护、二次衬砌设计时宜采用"荷载-结构”模型进行校核，深埋隧道围岩荷载按形变荷载取值，浅埋、偏压隧道围岩荷载按照铁路隧道设计规范（TBlOO03）取值.7.1.5软弱围岩地段初期支护喷射混凝土应采用早高强喷射混凝土，及时约束围岩变形。7.1.6系统锚杆设计时，应根据围岩地层条件合理选用锚杆类型，优先采用先锚后注式锚杆。7.1.7系统锚杆应在初喷混凝土后尽早施做，及时锚固围岩。7.1.8钢架应在初喷混凝土后及时架设。7.2超前支护设计7.2.1超前支护设计应包含掌子面喷混凝土设计、超前小导管（或管棚）设计、掌子面锚杆设计和掌子面超前注浆设计等内容。7.2.2超前支护设计应根据掌子面稳定性评价结果确定超前支护措施，并采用工程类比、极限平衡法分析确定参数。7.2.3采用极限平衡法进行超前支护参数设计时一，可依据掌子面设计稳定系数K判定超前支护措施是否满足掌子面稳定性要求，并按图7.2.3所示流程执行。图7.2.4超前支护设计流程图7.2.4掌子面稳定系数K按公式724-1724-4计算，掌子面稳定性分析模型如图7.2.5-1所示。掌子面超前支护设计计算算法及算例应按附录B执行。w Wiir q (FJ图7.2.5掌子面超前支护设计模型K+居+用/a(+)'(7.2.4-1)(7.2.4-2)(7.2.4-3)Sinqtane+cos4Sin4tan*+cos%Ccostan_-,用=F34)式中K一掌子面稳定系数；依掌子面设计稳定系数，可参考相关规范或根据具体工程确定；Pi-掌子面喷射混凝土支护力(N),按附录B计算；Pi掌子面错杆支护力(N),按附录B计算；/管棚/小导管作用下掌子面前方扰动段围岩竖向荷载折减系数，按附录B计算；a2掌子面注浆加固后围岩力学参数增大系数，按附录B计算；加、"2、夕3与3、仇相关的系数:7.2.5IV级围岩地段宜采用小导管超前支护，管径宜为642小50,每循环支护长度不宜小于5m。V级围岩地段宜采用管棚超前支护，一般地段管径宜为"60小76,每循环支护长度宜为9m15m；断层破碎带管径宜为689108,每循环长度不小于20m7.2.6采用小导管超前支护时，外插角不宜大于10°采用管棚超前支护时，外插角不宜大于15°。7.2.7掌子面喷射混凝土强度标号宜与初期支护喷射混凝土保持一致。7.3洞身支护设计I初期支护7.3.1II、III级围岩地段喷射混凝土强度标号不应低于C25,且1天龄期强度不低于IOMPa07.3.2IV、V级围岩地段喷射混凝土应采用早高强喷射混凝土，标号不应低于C30,且8h、Id龄期强度分别不低于IOMPa、15MPa。7.3.3系统锚杆设计时，拱部120。150°范围内宜采用涨壳式预应力中空锚杆。7.3.4系统锚杆应采用梅花形布置形式，纵向、环向间距不宜大于1.5m。7.3.5IV、V级围岩地段设置钢架加强支护时，应闭合成环，IV级围岩深埋地段宜采用格栅钢架，V级围岩深埋地段且地质条件较好时可采用格栅钢架。7.3.6IV、V级围岩地段钢架间距宜在LOm1.5m、0.8m1.2m范围内。7.3.7钢架与围岩之间的间隙应设置垫块，并采用喷射混凝土充填密实。7.3.8钢架纵向连接宜采用机械套筒连接方式，套筒宜预先焊接在钢架靠岩壁一侧，环向间距不宜大于l2m,如图738-17.3.8-3示意。图7.3.8-1格栅钢架纵向套筒连接示意图图738-2型钢钢架纵向套筒连接示意图图738-3钢架纵向套筒连接实物图Il二次衬砌7.3.9二次衬砌应承担围岩及初期支护劣化所增加的荷载，IV、V级围岩二次衬砌设计荷载可分别按40%60%、55%70%的形变荷载计算。7.3.10II、III级围岩地段和IV级围岩深埋硬质岩地段二次衬砌宜采用素混凝土结构，IV级围岩深埋软质岩地段、V级围岩深埋地段二次衬砌宜采用钢筋混凝土结构。7.3.11除特殊要求以外，单线隧道H、W级围岩地段二次衬砌厚度不应小于30cm,IV、V级围岩地段二次衬砌厚度不应小于35cm；双线隧道II、III级围岩地段二次衬砌厚度不应小于35cm,IV、V级围岩地段二次衬砌厚度不应小于40cm。7.3.12二次衬砌采用钢筋混凝土时，应在内外层环向钢筋与纵向钢筋交叉点设置勾筋，勾筋宜采用梅花形布置，如图7.3.12所示。图7312勾筋梅花形布置示意图8机械化配套8.1一般规定8.1.1高速铁路隧道机械化大断面法设计施工应进行施工机械配置方案设计，并纳入隧道施工组织设计。8.1.2高速铁路隧道机械化大断面法施工机械配置应做到经济适用、整体高效,并根据隧道长度、工期要求、围岩地质条件、断面大小、辅助坑道设置、环境条件、场地条件等综合因素系统配置，且遵循下列原则：1机械化配套设备应与主要施工方法相配套，与施工工期相适应。2机械化配套生产能力应大于均衡生产能力，最大限度发挥机械设备总体效率。3长隧道洞口或隧道群间，应设置修配机构或车间，并配备相应的修理加工机械，储备一定数量的零部件和原材料。8.1.3同一工区多作业面机械化配置在满足工期要求的前提下，应统筹考虑设备的综合调度调剂，充分发挥设备的生产效率。8.1.4机械化配套施工宜选用具备自动化、信息化或智能化功能的设备，实现各类施工参数的录入、数据的自动采集、存储、汇总分析及参数动态调整等功能。8.2机械配套类型及适用范围8.2.1机械化配套类型根据机械化程度分为I型与II型，各工序主要施工设备配置见图8.2.1。类l'j.mpV黑广AVAzY1.fWf，m不1h宏受F*8ri7r-F-j.*5f,*沟槽模板台车自动养护台车衬砌台车防水板、钢筋作业台车自行式仰拱栈桥混凝土湿喷台车钢架安装台架多功能钻机运渣车装载机挖掘机风动凿岩机注浆泵多功能钻机I型O丹¢、J0公If91Xhlr.II型.沟槽模板台车自动养护台车衬砌台车防水板、钢筋作业台车自行式仰拱栈桥混凝土湿喷台车钢架安装台车爵岩台车运渣车装载机挖掘机凿岩台车注浆设备凿岩台车ZW、Jg®L>W_1三4：图821隧道机械化配套施工各工序主要设备配置示意图278.2.2机械化配套类型的选择应根据工期要求、作业工区长度、地质条件等因素综合确定，并符合下列要求：1控制性工程应选用11型机械化配套类型。2隧道正洞机械化配套类型选择应按表8.2.2执行。表8.2.2隧道正洞机械化配套类型适用条件表地质条件作业IV、V级围岩占比>60%<60%>3kmU型I型或II型<3kmI型或H型I型8.3各工序机械配置基本要求8.3.1超前地质预报作业工序设备配置应符合下列要求：1开挖前应根据隧道的环境及特点和超前地质预报设计方案选取合理的超前地质预报设备。2超前水平钻探应选用中快速地质钻机或凿岩台车，加深炮孔探测应优先采用凿岩台车施作。当有取芯要求时，应配置相应的钻具。3超前地质预报工序设备配置及参数见表8,3.1。表8.3.1超前地质预报工序设备配置及参数表类型机械名称规格数量（台，套）单线双线I型中快速地质钻机11H型凿岩台车27臂1124中快速地质钻机如图&3.1-1；凿岩台车如图8.3.1-2所示。图831-2凿岩台车8.3.2超前支护作业工序设备配置应符合下列要求：1超前管棚、小导管、纤维锚杆等施工钻孔设备应使用凿岩台车或多功能钻机施工作业。2掌子面预注浆作业应配备高压力、大流量、低流速且压力、流量可调式、可传输注浆参数信息的注浆设备。3超前支护工序设备配置及参数见表8.3.2。表832超前支护工序设备配置及参数表机械名称规格数量（台/套）单