掘进机法施工技术指南.doc
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1、铁路工程施工技术指南铁建设2008 号铁路隧道全断面岩石掘进机法施工技术指南2008-07-01 发布 2008-07-01 实施铁道部经济规划研究院 发布前 言本技术指南是根据铁道部关于印发2007年铁路工程建设标准编制计划的通知(铁建设函20061112号)和铁道部经济规划院关于委托编制2007年铁路工程建设标准的函(经规计财函200713号)的要求,为满足铁路隧道岩石掘进机法施工而进行编制的。本技术指南在编写过程中,认真总结了我国铁路建设的经验和教训,积累了国内岩石隧道掘进机施工经验,学习和借鉴了国际先进技术标准,以铁路隧道全断面岩石掘进机法技术指南为依据,重点对施工过程中的工艺、方法、
2、措施和质量控制目标做出了规定,体现了掘进机机械化施工的高标准、严要求的特点,能满足当前铁路隧道建设具有的新特点,可作为掘进机施工的指导性技术文件。本技术指南共分为19章,主要内容包括:总则,术语和符号,施工准备,施工测量,洞口、始发洞及拆卸洞工程,设备现场组装调试,超前地质预报,隧道掘进,支护,监控量侧,不良地质施工和辅助工法,掘进机拆卸、保养与检修,管片及仰拱块,隧道衬砌,防排水,施工运输,施工通风、防尘及风水电管理,环境保护等。在执行本技术指南的过程中,希望各单位结合工程实践,认真总结经验,积累资料。如发现需要修改和补充之处,请及时将意见及有关资料寄交中国中铁隧道集团公司工程部(洛阳市陵园
3、东路3号,邮政编码:471009),并抄送铁道部经济规划研究院(北京市海淀区羊坊店路甲8号,邮政编码:100038),供今后修订时参考。本技术指南由铁道部建设管理司负责解释。本技术指南主编单位:中铁隧道集团有限公司。本技术指南参编单位:、铁道第一勘察设计院。本技术指南主要起草人:目 次1 总 则12 术语和符号22.1 术 语22.2 符 号53 施工准备63.1 一般规定63.2 施工调查63.3 实施性施工组织设计63.4 资源准备73.5 管片/仰拱块预制厂83.6 施工场地及临时工程84 施工测量104.1 一般规定104.2 地面控制测量104.3 联系测量114.4 洞内控制测量1
4、14.5 掘进施工测量124.6 贯通测量134.7 竣工测量144.8 资料的整理145 洞口、始发洞及拆卸洞工程165.1 一般规定165.2 洞口工程165.3 始发洞工程175.4 拆卸洞工程176 设备组装调试186.1 一般规定186.2 设备组装196.3 设备调试216.4 现场验收217 超前地质预报257.1 一般规定257.2 预报内容257.3 预报方法267.4 信息化管理268 隧道掘进288.1 一般规定288.2 掘进机步进288.3 掘进模式288.4 始发掘进298.5 正常掘进308.6 到达掘进318.7 数据采集319 支 护349.1 一般规定349
5、.2 喷射混凝土349.3 锚 杆359.4 钢 筋 网369.5 钢 架3610 监 控 量 测3810.1 一 般 规 定3810.2 监 测 内 容3810.3 监测方法3910.4 信息化管理3911 不良地质施工和辅助工法4211.1 一般规定4211.2 软弱围岩4211.3 岩 爆4411.4 膨 胀 岩4411.5 岩 溶 段4511.6 瓦 斯4511.7 超 前 注 浆4511.8 辅 助 工 法4712 掘进机拆卸5012.1 一般规定5012.2 洞内拆卸5012.3 洞外拆卸52(也可以开挖拆卸间进行,锦屏标书中有)错误!未定义书签。12.4 部件运输及存放5213
6、保养与检修5513.1 一般规定5513.2 状态检查5513.3 主机的保养与检修5613.4 后配套设备的保养与检修5813.5 油水管理5913.6 刀具管理6013.7 故障诊断与处理6214 管片及仰拱块6614.1 一般规定6614.2 模 具6614.3 原 材 料6714.4 钢筋加工6714.5 管片及仰拱块制作6814.6 质量控制6915 隧 道 衬 砌7115.1 一 般 规 定7115.2 管 片 衬 砌7115.3 混凝土衬砌7315.4 特殊部位衬砌7416 防排水施工7616.1 一般规定7616.2 施工防排水7616.3 管片防水7716.4 二衬接缝防水7
7、817 施工运输8117.1 一般规定8117.2 有轨运输8117.3 皮带运输8217.4 组织与管理8218 施工通风、防尘及风水电管理8518.1 一般规定8518.2 施工通风8518.3 供 风8518.4 供 水8618.5 供 电8619 环境保护88本指南用词说明89铁路隧道全断面岩石掘进机法施工技术指南条文说明错误!未定义书签。1 总 则1.0.1 为统一铁路隧道全断面岩石掘进机法施工技术要求,加强施工管理、保证工程质量,制定本技术指南。1.0.2 本技术指南适用于采用全断面岩石掘进机法修建的铁路隧道工程施工。掘进机在无碴轨道铁路隧道工程施工,尚应符合无碴轨道铁路工程的有关
8、规定。1.0.3 铁路隧道掘进机法工程施工必须按照批准的设计文件施工,在施工过程中应根据地质预测预报及监控量测信息调整掘进参数,控制推进姿态,优化支护参数,实施全过程的动态管理。1.0.4 新建铁路隧道长度大于等于10km,且地形、地质、水文和运输、场地等条件适合采用掘进机法修建时,经技术经济比较,应优先采用掘进机法。1.0.5 采用全断面岩石掘进机法施工的隧道应根据隧道地形和地质条件、工期计划等,进行掘进机适用性和施工安全风险评估,提高设计的科学性,确保施工的安全性,保证工程质量。通过技术、经济比较,合理确定技术方案和掘进机选型。1.0.6 隧道施工中应积极推广应用新技术、新工艺、新材料和新
9、设备,提高工程质量和设计、施工技术水平。1.0.7 采用掘进机施工的隧道工程每道工序都应当采取相应的检测手段监测施工质量,并做好记录。必须按规定及时填写各类质量检测报告,检查验收记录和其他工程技术管理资料,严格履行责任人签字制度。施工质量验收资料的归档整理应符合有关规定的要求。1.0.8 掘进机法施工的隧道衬砌后的防水等级必须达到现行国家标准地下工程防水技术规范(GB50108)规定的一级防水等级,即二次衬砌结构不允许渗水,二次衬砌结构表面无湿渍。1.0.9 掘进机施工的隧道防水应以混凝土衬砌防水为基础,以接缝防水为重点,辅以对特殊部位的防水处理,形成一套完整的防水体系。1.0.10 采用掘进
10、机法施工的铁路隧道工程设计、施工和质量验收除应符合本指南的要求外,尚应符合国家和铁道部现行有关强制性标准的规定。2 术语和符号2.1 术 语2.1.1 全断面岩石掘进机 full face rock tunnel boring machine(TBM)旋转并推进刀盘,通过滚刀破碎岩石而使隧洞全断面一次成形的机器。2.1.2 开敞式全断面岩石掘进机 open type TBM利用支撑机构撑紧洞壁以承受向前掘进的反作用力及反扭矩的全断面岩石掘进机。2.1.3 护盾式全断面岩石掘进机 shielded full face rock TBM在整机外围设置与机器直径相一致的圆筒形防护结构以利于掘进和进行
11、管片安装的全断面岩石掘进机。2.1.4 单护盾掘进机 Single Shield TBM 护盾由一个组成,掘进与管片安装是分步完成的。2.1.5 双护盾掘进机 Double Shield TBM护盾由前、后及伸缩护盾组成,可实现掘进与管片安装同步进行。2.1.6 刀盘 cutterhead破岩并铲拾岩渣的部件:包括刀具、铲斗及刀盘结构件等。2.1.7 滚刀 disc cutter破碎岩石的工具。它由刀圈、刀体、刀轴轴承及端面密封等零件组成。2.1.8 中心滚刀 center cutter布置在刀盘中心区的滚刀。2.1.9 正滚刀 inner cutter布置在中心滚刀与过渡滚刀之间的滚刀。2.
12、1.10 过渡滚刀 transition cutter布置在刀盘外圆过渡曲面上的滚刀。2.1.11 边滚刀 gauge cutter位于刀盘外缘区,其切削刀布置成圆弧部分的滚刀。2.1.12 单刃滚刀 single disc cutter带有单列刀刃的盘形滚刀。2.1.13 双刃滚刀 double disc cutter带有双列刀刃的盘形滚刀。 2.1.14 刀圈 cutter ring用于破碎岩石的带刀刃的环形体。2.1.15 刀体 cutter hub滚刀的毂部,它外装刀圈,内装轴承及端面密封圈。2.1.16 刀轴 cutter shaft支承刀体回转的心轴。2.1.17 刀座 cutte
13、r saddle安装滚刀的支座。2.1.18 刀盘轴承 cutterhead bearing承受刀盘推力、倾覆力矩和刀盘重量的轴承。2.1.19 刀盘密封 cutterhead seal防止灰尘侵入刀盘轴承、大齿圈及防止润滑油外泄的密封装置。2.1.20 大齿圈 bull gear带动刀盘回转的大直径齿圈。2.1.21 铲斗 bucket刀盘回转时,铲拾破碎下的岩渣,提升至机器上部并将其卸出的部件。2.1.22 喷雾防尘装置 water spray system喷射水雾,防止岩尘飞扬的装置,位于刀盘前端,面向工作面。2.1.23 刀盘支承壳体 cutterhead support支承回转刀盘,
14、传递扭矩及推力的部件。2.1.24 挡尘板 dust plate装在刀盘支承壳体上的环形圆板,防止岩尘逸出。2.1.25 刀盘微动机构 inching unit of the cutterhead使刀盘作微转定位的机构。2.1.26 机架 main frame机器的主体。它用于联接主要部件及传递破岩的反扭矩。2.1.27 内机架 inner kelly掘进过程中机架的移动部分。2.1.28 外机架 outer kelly掘进过程中机架的不动部分。2.1.29 护盾 shield装在机器外围的防护构件。2.1.30 顶护盾 roof support安装于开敞式掘进机刀盘支承壳体顶部。支撑及稳定掘
15、进机前上部的机构。2.1.31 前支承 front support安装于开敞式掘进机前端,刀盘支承壳体下部用于支承机器前部重量的机构。 2.1.32 前侧支承 front side support安装于开敞式掘进机前端刀盘支承壳体两侧的支承机构,起稳定刀盘和水平调向的作用。2.1.33 后支承 rear support 安装于机器后部下面,在机器复位时,支承机器后部重量的机构。 2.1.34 支撑机构 gripper unit掘进过程中,承受反推力、反扭矩及机器的部分重量的机构。它由支撑油缸、支撑板及支撑座等组成。2.1.35 X形支撑 X-gripper由四个单支撑组成的X形支撑机构。2.1
16、.36 双支撑 dual-gripper由前、后二组支撑所组成的支撑机构。2.1.37 双支撑移位机构 dual-gripper space adjustment unit联接并调整前、后二组支撑间距的机构。2.1.38 支撑靴 gripper shoe支撑机构中直接紧贴洞壁的靴板。2.1.39 支撑靴座 gripper carrier支撑机构中与机架导轨衔接的框形构件。2.1.40 推进机构 propel unit用于推动机器前进及使支撑前移复位的机构,由推进油缸、支座、销轴等组成。2.1.41 纠偏转机构 rolling corrector纠正机器滚转角位移的机构,用于护盾式掘进机。2.1
17、.42 激光导向机构 laser guidance unit指示掘进方位的激光装置,包括激光发射器、前靶及后靶等。2.1.43 钢拱架安装器 steel rib erector安装隧洞环形支护结构用的机构,用于开敞式掘进机。2.1.44 后配套 Back-up在主机后部,装有电气、液压及其他附属设备等的拖式台车。2.1.45 出渣转载装置 muck tansfer equipment掘进时,将岩渣转载到运渣车辆或皮带输机上的装置。2.1.46 机器直径 diameter Of the machine机器的公称设计直径(m)。2.1.47 掘进直径 boring diameter掘进得到的实际隧
18、洞直径(m)。2.1.48 掘进速度 advance speed单位时间内掘进的隧洞长度(cmmin)。2.1.49 掘进断面面积 boring section area掘进所得到的实际隧洞截面积(m2)。2.1.50 掘进行程 boring stroke完成一个掘进循环所达到的掘进长度(m)。2.1.51 最小转弯半径 minimal curve radius隧洞中心线的最小曲线半径(m)。其值决定于机器本身的外形尺寸及调向性能。2.1.52 总推力 total thrust设计最大推力,即各推进油缸最大推力的总和(kN)。2.1.53 总功率 total horsepower机器装机功率的
19、总和(kw)。2.1.54 总支撑力 total gripper force各支撑最大设计支撑力的总和(kN)。2.1.55 滚刀数 rolling cutter number设置在刀盘上的各种滚刀的总数。2.1.56 刀间距 cutter spacing即在掘进时的相邻刀刃刃口形成的轨迹之间的距离。单位:毫米(mm)。2.1.57 刀圈直径 cutter ring diameter滚刀刀圈的外径D(mm)。2.1.58 刀圈寿命 cutter ring life滚刀刀圈能连续工作的一次性期限,以破碎岩石的实方量来表示(m3)。2.1.59 滚刀承载能力 rated loading capac
20、ity 0f rolling cutter滚刀的额定承载力(kN)。2.1.60 刀盘功率 cutterhead horsepower刀盘的装机功率(kW)。2.1.61 刀盘扭矩 cutterhead torque与刀盘功率相对应的回转力矩(kNm)。2.1.62 刀盘转速 cutterhead rotating speed刀盘每分钟的回转数(rpm)。2.1.63 刀盘推力 cutterhead thrust破碎岩石时作用在刀盘上的推力(kN)。2.1.64 机器全长 length Of the machine掘进机的总长(m),包括后配套设备。2.1.65 步进 Pace掘进机利用支撑机
21、构换步到开挖面过程。2.1.66 贯入度 penetration掘进过程中,刀盘回转一转的滚刀进入深度(mm)。2.1.67 掘进循环 boring cycle完成一次掘进必须进行的整个操作过程,包括掘进过程与复位过程。2.1.68 掘进过程 boring process当支撑机构撑紧洞壁后,从推进油缸推进开始直至推进行程结束的过程,也就是破岩的过程。2.1.69 复位过程 reset process推进行程结束,支撑机构向前移动,回复到推进油缸起始状态的过程,也就是非破岩的过程。2.1.70 掘进周期 boring period完成一个掘进循环所需的时间(min)。2.1.71 掘进时间 b
22、oring time完成掘进过程所需的时间(min)。2.2 符 号3 施工准备3.1 一般规定3.1.1 隧道施工前应针对掘进机法施工工程特点和内容进行施工调查,了解掘进机法施工周边环境、施工地质条件、施工范围和当地交通、通信、供电、供水、材料供应情况。3.1.2 隧道施工前应做好施工组织设计,做好施工场地、施工通道、供电、供水、通信等临时工程的建设。3.1.3 针对掘进机大件运输的特点,充分调查港口、岸、工厂、调转工地到施工现场的道路状况,如不符合大件运输要求,应做出相应的处理。3.1.4 合理安排好人员、设备、材料的进场计划。3.1.5 在隧道施工前必须掌握以下资料:1 工程地质和水文地
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