高速铁路隧道机械化大断面法设计施工暂行规定.docx
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1、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
2、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
3、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
4、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
5、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
6、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
7、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TUnnelfacesta
8、bility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
9、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
10、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13122.2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
11、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
12、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
13、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
14、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-
15、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
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