4.1.1应针对矩形顶掘法施工的特点，结合工程重要性、场地 复杂程度和工程周边环境条件制定勘察方案，采用综合地质勘察 方法，查明工程地质与水文地质条件，进行综合分析，提供设计 施工所需的地质参数，提出工程措施建议。 4.1.2岩土工程勘察应为下列工作提供地质资料： 1 矩形顶掘法施工技术可行性研究及工法设计； 2隧道选线和矩形顶掘工作并（并）位置的选定； 3矩形顶掘设备选型、结构设计、地下水控制方案、辅助 工程措施选择、施工参数确定； 4工程风险评估、工程周边环境保护及监测方案设计。

4.1.1应针对矩形顶掘法施工的特点，结合工程重要性、场地 复杂程度和工程周边环境条件制定勘察方案，采用综合地质勘察 方法，查明工程地质与水文地质条件，进行综合分析，提供设计 施工所需的地质参数，提出工程措施建议。

1矩形顶掘法施工技术可行性研究及工法设计； 2隧道选线和矩形顶掘工作井（井）位置的选定； 3矩形顶掘设备选型、结构设计、地下水控制方案、辅助 工程措施选择、施工参数确定； 4工程风险评估、工程周边环境保护及监测方案设计。

1查明隧道通过区的地层结构、地质构造，以及岩土类型， 分布、成因和工程特性； 2查明不良地质和特殊岩土的类型、分布范围、发育特征、 发展趋势及对工程的影响程度； 3查明地表水体的水位、水深、流速、水质、淤积物等 特征； 4查明隧道通过区的井、泉分布，地下水的埋藏条件，包

括地下水类型、补给、径流、排泄、水位、水压、流速、流向、 渗透系数等水文地质条件及其与地表水的水力联系； 5查明隧道通过区煤层、气田、矿体及富集放射性物质、 有害气体、污染土等的分布、成分、发育特征等，评价其对隧道 工程的危害程度； 6取得沿线地下管线及地下设施分布图，分析工程与周边 环境的相互影响。 4.2.2勘探孔布置应符合下列规定： 1根据工程类别、工程设置、地质条件复杂程度和不良地 质、特殊岩土发育情况以及设计和施工等需要，合理布置勘探孔 和控制性地质横部面门窗标准规范范本，勘探孔间距以查明工程地质、水文地质条 件为原则； 2勘探孔间距宜为20m～50m，场地和岩土条件复杂地段 或有特殊要求的地段宜加密勘探孔。岩土条件复杂或勘探孔间距 较大时，宜采用孔内CT、跨孔CT等有效方法进行补充； 3隧道洞口、工作并以及工法变换部位应布置控制勘探孔 和地质横剖面； 4应布置代表性地质横部面，每个地质横剖面应不少于2 个勘探孔； 5探孔宜沿隧道结构两侧3m~5m交义布置； 6控制性勘探孔的数量不应少于勘探点总数的1/3。 4.2.3勘探孔深度应符合下列规定： 1勘探孔深度应根据基础类型、基础理置深度、结构底板 理深、地质条件等综合确定，为查明隐伏地质条件或满足特殊需 要，可布置代表性的超深控制孔； 2控制性勘探孔深度：应满足变形计算、稳定性分析、抗 浮设计以及地下水控制的要求。土质地层应进入隧道结构底板以

下不小于3倍隧道高度或按进入底板以下15m~20m控制，岩 质地层应进入结构底板以下中等风化或微风化岩石不小于5m； 3一般性勘探孔深度：质地层应进入隧道结构底板以下 不小于2倍隧道高度或按进入底板以下10m~15m控制，岩质 地层应进入结构底板以下中等风化或微风化岩石不小于3m。 4.2.4测试、试验、工程物探工作应符合下列规定： 1采取试样及原位测试的勘探孔数量不应少于探点总数 的2/3；原位测试方法应根据需要和地区经验合理选取； 2每一地质单元的各主要岩土层测试或试验数据不宜少于 6件(组); 3根据设计需要开展波速测试和电阻率测试，原则上每 地质单元波速测试孔不宜少于2孔、电阻率测试孔不宜少于2孔； 4必要时，在钻孔内或钻孔之间增加地球物理勘探点，为 钻孔成果的内插、外推提供依据； 5应采取地表水、地下水试样及岩土试样进行腐蚀性试验； 6宜进行地温测试，地温测试可采用钻孔法、贯入法； 7 当遇有害气体应进行有害气体成分、含量、浓度、压力 测试； 8高地应力地段，应进行地应力测试； 9当地下水对隧道工程影响较天或需进行地下水控制时， 宜进行水文地质试验，必要时布置长期水文观测孔

4.3成果分析与勘察报告

4.3.1岩土工程勘察报告应在搜集已有资料，取得工程地质调 绘、勘探、测试、试验等成果的基础上，结合工程特点、设计方 案、施工方法等，进行综合地质分析。

4.3.2工程地质参数的确定，应结合原位测试、室内试验和当 地工程经验等综合选用。 4.3.3岩土工程勘察报告应资料完整、数据真实、内容可靠， 文字、表格、图件互相印证；工程地质分析评价应论据充分、针 对性强，措施建议应技术可行、安全适用、经济合理

1工程建设场地的稳定性、适宜性评价； 2分析地层岩性、地质构造、地下水等地质条件，提出设 备选型和工法设计、施工应注意的工程地质问题； 3分析评价不良地质和特殊岩土对施工和工程安全的 影响； 4分析地表水与地下水之间的水力联系，评价其对施工的 影响； 5分析水文地质条件，提供防渗和抗浮设防水位； 6岩土体的变形、强度和稳定性分析，确定围岩分级； 7分析发生突水、涌泥的可能性，提出预防措施建议； 8分析煤层、矿体、放射性、地温及有害气体等对施工安 全和人体的危害，提出防护措施建议； 9划分场地土类型和场地类别，评价场地和地基土地震 效应； 10水和土对建筑材料腐蚀性评价； 11工作井支护方案、施工方法、工程措施建议； 12分析周边建（构）筑物、地下管线等在施工过程中的安 全性，提出迁改、防护等措施建议。 4.3.5岩土工程勘察报告应包括文字、表格、图件，重要的支 持性资料可作为附件

5.1.1矩形顶掘法应用和隧道选址应综合考虑地形、地质

5.1.1矩形顶掘法应用和隧道选址应综合考虑地形、地质、周 边建（构）筑物情况、始发接收场地、工程接口需求等因素，隧 道轴线在单次作业区段内宜为直线。

5.1.2矩形顶掘法单次作业区段长度应综合考虑地质、隧道路

应综合考虑地质条件、开挖率、出渣效率、设备布置、施工 等因素。

5.1.5多条隧道并排设置时应按分期作业考虑，需同期作业时 应进行专项论证。

5.1.5多条隧道并排设置时应按分期作业考虑，需同期作

则应设计专门的施工安全措施。

5.1.7管节结构设计应综合考虑制作、吊装、堆放、运输、安 装、使用等工况。

5. 1. 8 对于防水等级为一

5.1.8对于防水等级为一、 一级的隧道，官节间宜优先采用贯 通单次作业区段的预应力钢索连接，预应力应根据结构、施工工 艺和防水要求确定；当需采用螺栓连接时，应对顶进过程中螺栓 的复紧提出县体要求并对螺栓进行疲劳验算。

5.1.9工作并设计应综合考虑地质条件、管节尺寸、阶

施工工艺等因素，工作并形状和尺寸应满足顶掘机组装、始发、

接收、拆卸、材料及渣土运输等需要，条件充许时宜结合使用阶 段功能统筹设计。 5.1.10应对顶推反力墙和管节的充许顶推力进行计算，二者间 取最小值确定施工充许顶推力。 5.1.11洞门结构应满足结构功能、受力和防水等要求。通常洞 口段地层应根据顶掘法始发、到达工艺要求对地层进行加固处理

表 5.2.1 荷载分类

注：上述仅列出矩形顶掘法的常见荷载，具体设计过程中可根据行业标 准进行调整。

5. 2.2荷载计算可按下列方法进行

1结构自重 按结构实际质量计算结构自重。 2　地层压力 1）垂直压力 垂直压力宜根据所处地层条件、覆土厚度确定，当上覆土体 为砂性士、流塑状土等软弱地层或覆士厚度小于2倍开挖宽度时 应按全士柱计算，其余情况可适当考虑卸载拱作用。 2）侧向压力 土压力宜按静止侧压力计算。砂性土地层宜采用水土分算； 黏性地层在施工阶段可采用水土合算，使用阶段应采用水士 分算。 3隧道上部和破坏棱体范围的设施及建（构）筑物压力 对既有和已批准待建的建（构）筑物应根据其与隧道的相互 关系确定荷载取值。 4　水压力 应按施工期和使用期可能的最高水位计算水压力。 5地层抗力 地层抗力根据结构与地层间实际作用取值，进行有限元计算 时可采用垂直于管节外壁的单向受压弹簧模拟。 6地面超载 位于城市中的隧道超载值不宜小于20kPa，并参与正常使用 极限状态验算。 7施工荷载 施工荷载主要包括地层与管节间摩阻力、地面堆载、顶掘机 吊装荷载、顶掘机始发对工作并的附加力、相邻道施工相互影 响、顶进液压缸推力、顶掘机附属设施自重、注浆压力、管节姿

态偏移诱发的地层弹性波动土压等，应根据工程具体情况取值。 8膨胀力、地震荷载、人防荷载等按相关规范确定。

5.3.1各部位混凝士最低设计强度等级应满足表5.3.1的要求。

5.3.1各部位混凝土最低设计强度等级应满足表5.3.1的要求。

表5.3.1混凝土最低设计强度等级

5.3.2预制钢筋混凝土管节受力主筋可采用HRB400、HRB500 及更高等级钢筋，构造钢筋可采用HPB300、HRB400及更高等级 钢筋。 5.3.3采用的防水材料应满足国家和行业现行相关标准要求，

验测验收合格后方可进场使用。

5.4.1隧道结构应进行承载能力极限状态和正常使用极限状态

5.4.1隧道结构应进行承载能力极限状态和正常使用极限状态 验算，施工阶段计算中应充分考虑顶掘法特点。

5.4.2隧道结构计算应符合下列规定

隧道结构横断面计算简图应根据地层情况、衬砌构造特

5.5.1管节厚度应根据隧道结构计算、净空尺寸、工程地质及 水文地质条件等综合确定。 5.5.2管节长度应综合考虑制作、吊装、运输、防水、机械设 备、施工场地等因素，预制钢筋混凝士管节长度宜取1.5m~ 2.0m。

5.5.1管节厚度应根据隧道结构计算、净空尺寸、工程地质及 水文地质条件等综合确定。

2.0 m。 5.5.3管节接口可采用平接口或承插口，防水等级二级及以上 时应采用承插口。

5.5.3管节接口可采用平接口或承插口，防水等级二

5.5.4当遇摩擦系数较大地层且单次顶进长度较长时，钢

5.5.4三迪摩擦系数牧较人

凝士管节迎土侧混凝士保护层厚度可适当增加。

5.5.5矩形顶掘法隧道管节细部设计宜符合下列要求：

10顶掘法隧道施工完成后，应对各类孔洞进行封堵，一般 可选用细石混凝士材料

5. 6. 1钊 钢筋混凝土管节应采用防水混凝土，抗渗等级不小于 P10。 5.6.2结构防水以混凝土管节自防水和接缝防水为主，以置换 注浆为补充，接缝防水体系包括置换注浆层、承口密封、充填密 封、端面密封，以及嵌缝等，具体可按表5.6.2选用。

表 5.6.2 接缝防水体系

1一鹰嘴密封圈；2一弹性橡胶密封垫；3一软木橡胶垫片；4一充填密封压 浆孔（顶进结束后接头处聚氨酯浆液压浆注入）；5一弹性橡胶密封垫； 6一嵌缝。 图5.6.2典型接缝防水体系

图5.6.2典型接缝防水体系

涂料标准规范范本5.6.3密封垫设计应满足以下规定:

1与密封垫沟槽形状匹配，通常截面面积为密封垫沟槽截 面面积的1.05～1.15倍； 2接缝闭合压缩力应小于单环管节的钢索预应力或螺栓紧 固力； 3一级防水等级时，应为接缝防水的主要体系，耐水压能 力应不小于设计水压的2～3倍，且应通过密封试验确定； 4长期压应力作用下，压缩永久变形小于25%； 5密封垫宜结合接缝面形状及连接键位置两侧对称设置。 5.6.4预理注浆管应符合下列规定： 1预理注浆管应至少设置一道密封圈，密封圈在混凝士浇 筑前固定； 2注浆管密封圈宜采用具有良好弹性、耐久性、耐水性的 橡胶类材料； 3注浆管内应设置止逆装置。 5.6.5管节与洞门等其他结构接头处宜采用柔性材料进行密封 处理。 5.6.6金属材料构件均应采取防腐蚀措施，并应满足各行业耐 久性要求。

5.6.7置换注浆材料的耐久性应满足各行业要求，中等

5.7.1根据施工工艺和使用功能要求，工作井可分为始发坑、 接收坑和中间坑。

5.7.2工作井位置应根据隧道平纵断面、施工工艺与施工组织、 运输条件、周边环境要求、隧道功能等综合比选后确定。 5.7.3工作并宜设计为矩形断面，当开挖深度大、地质条件差 或有转向需求时，可考虑采用圆形或多边形断面。工作并设计时 应为设备吊装和施工预留一定的操作空间。 5.7.4工作并结构设计时，除考虑使用阶段工况外，还应考虑 设备吊装、顶掘机始发接收、管节吊装、渣土运输等特殊工况。 5. 7.5隧道与工作并接口处坑壁开孔尺寸可按下式计算 :

Ds D=B.tanα+ +△e cosα

式中：D一一坑壁开孔宽度（或高度）（m）; Ds一一隧道开挖宽度（或高度）（m）; B一一洞口后浇环梁沿隧道纵向长度（m）; α一一隧道轴线与洞口轴线的夹角（°）; Ae一一综合误差，始发坑取0.20m，接收坑取0.30m。 5.7.6洞口后浇环梁高度宜为管节厚度的1.5～2.5倍，沿隧道 纵向长度宜为管节长度的0.35～1.0倍，洞口后浇环梁与工作井 壁间宜设计为刚性连接，在隧道采用预应力钢索连接时，后浇环 梁抗剪承载力不应低于预应力的1.05倍。 5.7.7始发、接收前需对端头周围地层进行加固，具体加固措 施可选用降水、注浆、深层搅拌桩、高压旋喷、冻结法、大管棚 等。地层加固范围及效果应根据工程水文地质条件、施工工艺特 点、周边环境要求等综合确定，地层加固长度不宜小于顶掘机长

5.8附属构筑物 5.8.1矩形顶掘法隧道附属洞室宜结合工作并设置工程规范，原则上不 设置单独开孔的附属洞室，确需在隧道上单独开孔时应进行专题 研究。