SY/T 6853-2019 油气输送管道工程 矿山法隧道设计规范

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  • 2.0.8容许应力设计法

    以结构构件截面计算应力不大于规定的材料容许应力的原 则,进行结构构件设计计算的方法

    特种设备标准surrounding rock pressure

    隧道开挖后,因围岩变形或松弛等原因,作用于支护或衬 砌结构上的压力。

    looseningpressure

    looseningpressure

    由于隧道开挖、支护的下沉及衬砌背后的空隙等原因,使 隧道上方的围岩松动,以相当于一定高度的围岩重量作用于支

    护或衬砌结构上的压力。

    以喷射混凝土为主体,根据需要与锚杆、钢筋网、钢架等 构件组合而成的衬砌

    2.0.12复合式衬砌

    容许围岩产生一定的变形,而文充分发挥围岩自承能力的 一种衬砌。一般由初期支护、防水层和二次衬砌组合而成。

    隧遂道底部反拱形的衬砌部分

    advance support

    挖前,对掌子面前方围岩进行预力

    primary support

    incline,inclined shaft

    incline,inclined shaft

    纵向坡度大于10°(17.6%)的倾斜隧道,通常指管道通过陡 坡的隧道或水域穿越隧道平巷两侧的斜隧道

    为满足隧道与管道施工及运营管理而修建的洞壁呈直立状 的结构体。

    refugepocket

    refuge pocket

    证隧道坑道内行人安全而按一定足

    2.0.20荷载一结构法

    按弹性地基梁理论计算衬砌内力并进行结构截面设计的 方法。

    3.0.1水域矿山法隧道穿越工程等级及相应的设计洪水频率应 按现行国家标准《油气输送管道穿越工程设计规范》GB50423 执行。

    山岭隧道分类应符合表3.0.2的

    表3.0.2山岭隧道分类

    注:山岭隧道长度系指进、出口洞门端墙面之间的距离,以端墙面或斜切式洞门 的斜切面与隧道底板的交线同隧道底板中线的交点计算,山岭隧道轴线为平 面或纵向曲线、折线隧道时,隧道长度为曲线长度或各分段累加之总长。

    3.0.3隧道方案的选择应结合地形、地质、水文和生态环境, 综合考虑穿越管道的主要设计参数、施工和运营条件,经多方 案比选,推荐出安全适用、施工可行、经济合理且与环境协调 的方案。 3.0.4隧道设计除包括隧道主体工程设计外,还应包括进场道 路和弃渣场设计、管道安装设计、防护设计,同时隧道设计还 应满足水土保持和环境保护的相关要求。 3.0.5隧道主体结构的设计使用年限不应低于50年。在设计使 用年限内,结构应具有足够的可靠度,并应满足下列功能要求: 1在正常施工和正常使用时,能承受可能出现的各种 作用。 2在正常使用时具有良好的工作性能。 3在正常维护下具有足够的耐久性能。 3.0.6 隧道设计应体现动态设计和信息化施工,制订地质观察

    3.0.3隧道方案的选择应结合地形、地质、水文和生态环境, 综合考虑穿越管道的主要设计参数、施工和运营条件,经多方 案比选,推荐出安全适用、施工可行、经济合理且与环境协调 的方案。 3.0.4隧道设计除包括隧道主体工程设计外,还应包括进场道 路和弃渣场设计、管道安装设计、防护设计,同时隧道设计还 应满足水土保持和环境保护的相关要求。

    用年限内,结构应具有足够的可靠度,并应满足下列功能要求: 1在正常施工和正常使用时,能承受可能出现的各种 作用。 2 在正常使用时具有良好的工作性能。 3在正常维护下具有足够的耐久性能。 3.0.6 隧道设计应体现动态设计和信息化施工,制订地质观察

    和监控量测的总体方案,地质条件复杂的隧道,应制订地质预 测方案,及时评判设计的合理性,调整支护参数和施工方案。 3.0.7隧道位置应选择在稳定的地层中,洞口位置的选择应遵 循早进晚出、保护环境的原则。 3.0.8隧道防排水设计应遵循防、排、截、堵相结合,因地制 宜,综合治理,保护环境的原则,采取切实可靠的设计、施工 措施。 3.0.9隧道穿越工程抗震设计应按现行国家标准《油气输送管 道线路工程抗震技术规范》GB/T50470执行。 3.0.10隧道围岩级别应按本规范附录A的规定确定,并应符合 现行国家标准《油气田及管道岩土工程勘察规范》GB50568的

    道线路工程抗震技术规范》GB/T50470执行。 3.0.10隧道围岩级别应按本规范附录A的规定确定,并应符合 现行国家标准《油气田及管道岩土工程勘察规范》GB50568的 规定。

    4.1.1隧道勘察应根据不同设计阶段的任务、自的和要求,搜 集工程相关资料,并进行综合地质调查、工程测绘、勘探、试 验和编制勘察报告等工作,满足设计要求。 4.1.2隧道勘察可分为设计阶段勘察和施工阶段勘察。设计阶 段的勘察内容、范围、精度等应符合相关设计阶段的要求;施 工阶段的勘察应满足地质预报和解决施工中遇到的地质问题的 要求。 4.1.3勘察前应根据隧道所通过地区的地形、地质条件和隧道 规模,综合考虑勘察的阶段、方法、范围,编制相应的勘察计 划。在勘察过程中,如发现实际地质情况对设计方案影响较大, 应及时修改勘察计划或终止勘察。

    4.1.3勘察前应根据隧道所通过地区的地形、地质条件和

    规模,综合考虑勘察的阶段、方法、范围,编制相应的勘察计 划。在勘察过程中,如发现实际地质情况对设计方案影响较大, 立及时修改勘察计划或终止勘察。 4.1.4山岭隧道勘察宜以物探方法为主,辅以综合工程地质测 绘及地质钻孔验证的方法。水域穿越隧道勘察宜以地质钻探为 主,以物探为辅。

    社会环境状况,评价隧道工程对环境可能造成的影响。

    4.2.1设计阶段工程调查应包括下列内容

    1自然概况:地形、地貌特征。 2工程地质特征:地层、岩性及地质构造特征,断层、节 理、软弱结构面特征及其与隧道的组合关系,围岩的基本物理 力学性质等。

    3水文地质特征:冲沟、河流、水库或湖泊的水文资料。 4对影响隧道洞口安全或洞身稳定的不良地质和特殊岩土 地段,应查明其类型和规模及发生、发展的原因,判明对隧道 的影响程度,并绘制不良地质调绘图。 5地震动参数:按现行国家标准《中国地震动参数区划 图》GB18306的规定或经地震部门鉴定,确定隧道所处地区的 地震动峰值加速度系数及其他参数。 6气象资料:气温、气压、风向、风速以及雨量、雪量、 冻结深度等。 7施工条件:建筑材料及水、电情况,交通条件,建筑 物、地下构筑物、采空区等,施工场地及弃渣条件,有关法令 及规章制度对噪声、振动、地表下沉等的限制,以及补充对象 调查等。

    4.2.2隧道工程测绘应符合下列

    1按设计阶段要求搜集或测绘地形图、纵断面图、横断面 图、弃渣场图等。 2测绘资料的图纸内容应反映隧道所在地的工程地质、水 文地质、周围建筑物及人居状况。 3隧道穿越工程应进行控制测量。进、出洞口两端应设 置控制点。采用的坐标系统和高程系统应与穿越两端连接线路 相同。 4.2.3隧道工程测绘应根据各设计阶段的相关要求进行,为设 计提供相应的测绘资料。 4.2.4隧道测量范围应满足设计方案、施工场地布置的要求。

    4.2.5隧道测图比例宜符合下列

    1地形图宜为1:2000、1:1000或1:500。 2纵断面图横向比例和纵向比例宜保持一致。横向比例宜 与地形图一致。

    4.3.1工程地质勘察应符合下列规定

    4.3工程地质及水文地质勘察

    1应查明隧道范围的地层结构特征、各类岩(土)层的性 质、空间分布和物理力学性能指标。 2当穿越隧道范围地层中有暗河、水腔、溶洞、矿井时, 应查明分布情况及与隧道位置关系。 3隧道通过含有害气体或有害矿体地层时,应查明其分布 范围、有害成分和含量,并预测和评价其对施工、运营的影响, 提出防治措施

    4.3.2工程地质勘探、试验应符合下列规定:

    1勘探孔位置和数量应根据地质复杂程度确定。洞口段覆 七较厚时,应布置勘探孔;洞身应按不同地貌及地质单元,合 理布置勘探孔,查明地质条件;不良地质、特殊岩土地段等应 布置勘探孔;勘探孔宜交叉布置在穿越轴线两侧各6m~8m, 溶地区和水域隧道勘探孔宜布置在穿越轴线两侧各15m~~ 20m。地质条件复杂的隧道不宜少于3个勘探孔。 2勘探孔深度应超过隧道底板3m~5m:遇到暗河、溶 洞及其他不良地质时,应加深至溶洞及暗河底、不良地质体以 下不小于5m。控制性勘探孔深度应超过隧道底板不小于10m。 3区域性断层和重大物探异常点应布设控制性勘探点。 4应取代表性岩土试样进行物理力学试验。 5对有害矿体和气体,应取样做定性、定量分析:必要 时,应做出评价。

    4.3.3水文地质勘察应符合下列

    1应查明地下水类型及地下水位、含水层的分布范围及 相应的渗透系数、水量和补给关系、水质及对混凝土的侵蚀性, 有无异常涌水、突水,隧道施工对地下水或地表泉水的影响 情况。 2钻探中应做水位观测和记录,探明含水层的位置和厚

    度,并做水质分析。水文地质复杂的隧道,应通过水文地质试 验测定岩土的渗透性,计算涌水量。 4.3.4施工阶段地质勘察,根据工程需要宜采取开挖工作面直 接观察、素描和量测的方法。隧道穿越工程地质、水文地质条 件复杂地层,可采取超前钻孔、物探方法进行超前探测,应包 括下列内容: 1核定岩性、地质构造、地下水等情况,分析判定实际揭 露的围岩级别。 2及时预测和解决施工中遇到的工程地质和水文地质 问题。 3开挖揭示地质条件与设计图差别较大时,应进行必要的 洞内外补勘工作。

    度,并做水质分析。水文地质复杂的隧道,应通过水文地质试 验测定岩土的渗透性,计算涌水量。

    4.3.5地质勘察成果应重点对下列内容做出分析评价,并提出 处理措施:

    1 围岩状态及自稳性 2 隧道涌水量、水压、突水突泥可能性等。 3 岩土膨胀压力。 4 滑坡,顺层偏压, 5 高地应力地区地应力场。 6 瓦斯、岩溶及人为坑洞等,

    5.1.1隧道工程常用的各类建筑材料,可选用下列强度

    5.1.3建筑材料的选用应符合下发

    1应符合结构强度和耐久性的要求,同时满足抗冻、抗渗 和抗侵蚀的要求。

    2当有侵蚀性水经常作用时,所用混凝土和水泥砂浆均应 具有相应的抗侵蚀性。 3最冷月份平均气温低于一15℃的地区及受冻害影响的隧 道,混凝土强度及水泥砂浆强度等级应适当提高。 5.1.4混凝土和砌体所用的材料除应符合国家相关标准规定外, 不应符合下列要求: 1钢筋混凝土中由水泥、矿物掺合料、骨料、外加剂、拌 和用水等引入的氯离子总含量不应超过胶凝材料总量的0.1% (水溶值)。 2混凝土不应使用碱活性集料。 3单位体积混凝土中的三氧化硫的最大含量不应超过胶凝 材料总量的4%。 4钢筋混凝土构件中的钢筋应符合现行国家标准《钢筋混 凝土用钢》GB/T1499中的相关规定。 5片石强度等级不应低MU40,块石强度等级不应低于 MU60;不应采用有裂缝和易风化的石材。

    5.1.5喷锚支护采用的材料除应符合本规范第5.1.1条至第5.1.3 条的有关规定外,还应符合下列要求:

    5.1.5喷锚支护采用的材料除应符合本规范第5.1.1条至第5.1.3

    条的有关规定外,还应符合下列要求:

    1:喷射混凝土宜选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,水泥 质量应符合现行国家标准《通用硅酸盐水泥》GB175的有关规 定。有特殊要求时,可采用特种水泥。 2喷射混凝土中的骨料粒径不宜大于12mm,喷射钢纤维 混凝土中的骨料粒径不宜大于10mm。 3锚杆的杆体材料宜采用HRB400钢筋,杆体直径宜为 20mm ~ 28mm。 4砂浆锚杆采用的水泥砂浆强度等级不应低于M20。 5钢筋网材料应采用HPB300,直径宜为6mm~8mm。 5.1.6混凝土和喷射混凝土掺加的外加剂性能应符合下列规定 1对混凝土的强度及其与围岩的黏结力应基本无影响。 2对混凝土和钢材不应有腐蚀作用。 3除速凝剂和缓凝剂外,不应对混凝土的凝结时间产生明 显的影响。 4不应污染环境,应对人体无害。 5.1.7支护钢架宜采用钢筋、工字钢、H型钢制成。

    5.1.6混凝土和喷射混凝土掺加的外加剂性能应符合下

    1对混凝土的强度及其与围岩的黏结力应基本无影响。 2对混凝土和钢材不应有腐蚀作用, 3除速凝剂和缓凝剂外,不应对混凝土的凝结时间产生 显的影响。 4不应污染环境,应对人体无害,

    5.1.7支护钢架宜采用钢筋、工字钢、H型钢制成。

    5.1.8建筑材料的标准重度或计算重度

    5.1.9混凝土的各项力学性能指标及要求应符合现行行业标准 《铁路隧道设计规范》TB10003中的相关规定

    5.2.1喷射混凝土的设计强度等级不应低于C20,用于特殊条 件下的支护时,不应低于C25。喷射混凝土的设计强度值应按

    表 5.2.1 采用。

    表5.2.1喷射混凝土的设计强度值

    主:喷射混凝土的强度指采用喷射大板切割法,制作成边长为10cm的立方体 试块,在标准条件下养护28d,用标准试验方法所得的极限强度乘以0.95 的系数。

    5.2.2喷射混凝土的弹性模量应按表5.2.2采用。

    5.2.2喷射混凝土的弹性模量应按表5.2.2采用。

    表5.2.2喷射混凝土弹性模量

    5.3.1钢筋的强度和弹性模量应按表5.3.1采用。

    5.3.1钢筋的强度和弹性模量应按表5.3.1采用

    表5.3.1钢筋的强度和弹性模量

    钢筋抗拉或抗压计算强度可取表中钢筋的底

    5.3.2钢筋的容许应力应按表5.3.2采用。

    5.3.2钢筋的容许应力应按表5.3.2采用。

    表 5.3.2 钢筋的容许应力

    5.4.1砌体工程所用的石材应符合下列规定:

    5.4.2砌体的极限强度应按表5.4.2采用

    .4.2砌体的极限强

    5.4.3砌体的弹性模量可采用10GPa~15GPa,砌体的剪切模 量宜采用砌体弹性模量的0.4倍。

    5.4.3砌体的弹性模量可采用10GPa~15GPa,砌体的剪

    5.5.1纤维混凝土中的纤维材料可采用钢纤维、合成纤维、纤 维素纤维等,纤维混凝土主要性能指标不应低于同级别混凝土。 5.5.2喷射钢纤维混凝土中钢纤维等效直径宜为0.3mm~ 0.5mm,长度宜为20mm~25mm,钢纤维体积率可采用0.35%~ 1%,钢纤维抗拉强度不应小于1000MPa。 5.5.3隧道防水采用的防水板和无纺布,物理力学性能指标除 应符合现行国家、行业相关标准的规定外,还应符合下列要求: 1防水板宜选用高分子防水材料,不应使用再生料。 2防水板幅宽不应小于2m,厚度不应小于1.2mm。 3无纺布单位面积质量不应小于300g/m2

    选用制品型遇水膨胀橡胶止水条。止水带和止水条的物理力学 性能指标应符合现行国家、行业相关标准要求。

    6.1.1隧道穿越位置应符合线路总体走向,隧道进出口高程应 满足管道输送工艺系统的要求。 6.1.2水域大型隧道穿越及山岭长隧道穿越宜根据隧道和管道 施工、运营条件,对管道路由、穿越方案进行技术经济比选

    6.2.1隧道位置应选择在稳定的地层中,不宜通过工程地质、 水文地质条件极为复杂和溶洞、暗河、采空区等严重不良地质 段,当需要通过时,应进行充分的技术论证,并有切实可靠的 工程措施。 6.2.2隧道轴线与岩层层面、主要构造断裂面及软弱带走向的 夹角不宜小于30°。 6.2.3管道沿河傍山敷设地段,隧道位置宜向山侧内移或采用 平面曲线隧道。 6.2.4隧道不应通过具有放射性危害的地层;当必须通过时, 应做相应的安全评价。 6.2.5管道隧道与其他隧道交叉时,两隧道垂直净距不应小于 30m,且.应满足不小于3~4倍隧道开挖洞径要求;两隧道净距 小于50m地段,应加强后建隧道的衬砌结构 6.2.6管道隧道与其他隧道并行时,两相邻隧道的净距应综合 考虑围岩级别、隧道断面尺寸及施工方法等因素确定。两隧道 间的最小净距见表6.2.6。

    表6.2.6 两隧道间的最小净距

    B为管道隧道或其他隧道开挖宽度中的较大值(m)。 一般情况下,可采用表6.2.6的中值,困难情况下,通过采取控制爆 破、加强支护等措施,可采用表6.2.6的下限值,

    6.2.7管道隧道与港口、码头、水下建筑物或引水建筑物之间 的距离不宜小于100m,管道隧道的理深及边缘至墩台的距离不 应影响桥梁墩台的安全。

    6.2.8高地温地区隧道选线应符合下列规定

    1 隧道位置应选择在地温相对较低的地层。 2通过较高地温地区时,应优化平纵断面,以高线位、短 距离方式通过。 6.2.9严寒和寒冷地区隧道宜选择在地下水位低、围岩含水量 较低、冻融对围岩影响较小的地段。 6.2.10地震动峰值加速度0.10g以上的地区,隧道不宜穿越活 动断裂带、易液化砂(粉)土地层。 62.11隧道洞口位置应符合下列要求

    .2.11隧道洞口位置应符合下列要

    1隧道洞口位置应根据地形、地质、水文条件,同时结合 管道施工、隧道轴线和坡度、进场道路、弃渣场位置和排水等 因素,通过综合分析比较确定。 2井口宜选择在50m范围内无架空线路,30m范围内无建 (构)筑物,且不因竖并施工而影响周围建(构)筑物基础稳定 的地方。 3隧道洞口宜与地形等高线正交进洞,与地形等高线斜交 进洞时,交角不宜小于45°。 4隧道洞口宜选择在地质构造简单,无滑坡、崩塌体、泥 石流等地质灾害发育的区域,不宜设在排水困难、地势狭窄的 沟谷低洼处或不稳定的悬崖哨壁下。应遵循“卓进洞、晚出洞” 的原则,合理选定洞口位置,避免在洞口形成高边坡和高仰坡,

    5当洞口位于可能被洪水淹没地带、水库回水影响范围、 受山洪威胁地段时,其洞口高程宜高出隧道设计洪水频率下水 位加波浪侵袭高度和涌水高度不小于0.5m。 6水域穿越隧道需通过堤坝时,并口外缘距堤坝坡脚不宜 小于50m。

    6.3.1隧道平面线形应根据地质、地形、线路走向等因素确定 隧道平面线形宜选用直线。

    6.3.1隧道平面线形应根据地质、地形、线路走向等因素确定,

    6.3.2隧道纵向线形设计应符合下列规定

    1山岭隧道内的纵坡可采用“人”学坡、单面坡、“V”学 坡,中长隧道、长隧道宜采用“人”字坡。 2水域隧道纵断面线形宜采用“斜井+平巷+斜井”型式。 3 隧道内的坡度不宜小于3%。 4在最冷月平均气温低于一3℃和地下水发育的地区,隧 道内的坡度不宜小于5%o。 6.3.3 隧道内平巷及纵向拐角处应平缓过渡,必要时可设置马 头门并应满品隧道施工运输和道安装的要求

    6.4.1隧道断面净空尺寸应根据管道安装、维护检修、隧道施 工等所需的空间要求综合确定。 6.4.2隧道断面形式宜采用直墙半圆拱型或直墙圆弧拱型,必 要时可选用马蹄形或其他曲墙式断面。 6.4.3隧道横断面净宽度宜按本规范附录B的规定确定。 6.4.4管道安装就位后,隧道人行道净高不应小于1.8m。

    沥青路面标准规范范本6.5水域隧道理深设计

    6.5.1隧道埋设深度应根据穿越地段工程地质和水文地质条件

    通过多方案比选后确定,宜在中、微风化岩层中通过,并应避 开岩溶发育区。

    通过多方案比选后确定,宜在中、微风化岩层中通过,并应避 开岩溶发育区。 6.5.2隧道穿越防洪堤坝时,隧道理深应符合堤防管理部门的 规定,且不宜小于防洪堤脚下5倍隧道外径。

    7.1.1荷载应根据隧道所处的地形、地质条件、水文条件、埋 置深度、结构特征和工作条件、施工方法、相邻隧道间距等因 素,按有关公式计算或按工程类比确定。当施工中发现其与实 际不符时,应及时修正。对地质复杂的隧道,必要时应通过实 地量测确定荷载的计算值及其分布规律。 7.1.2作用在隧道结构上的荷载应按表7.1.2分类

    表7.1.2荷载分类表

    7.1.3作用在结构上的水压力,应根据施工阶段和长期使用过 程中地下水位的变化幅度,区分不同的围岩条件给水标准规范范本,按静水压力 或把水作为土的一部分计入土压力。 7.1.4作用于山岭隧道衬砌上的偏压力,除应考虑地形偏压外, 尚应考虑有地质构造引起的偏压,且应根据地形、地质条件, 围岩分级及外侧围岩的覆土厚度、地面坡度确定。 7.1.5当有落石危害需验算冲击力时,明洞回填土压力计算可 只计洞顶填土重力(不包括方堆积土石重量)和落石冲击影 响,具体设计时可通过量测资料或有关计算验证。 7.1.6当地表水平或接近水平,且隧道满足公式(7.1.6)要求 时应按照浅理隧道设计。当有不利于山体稳定的地质条件时, 浅埋隧道覆盖厚度应适当加大

    7.2.1隧道衬砌结构上可能同时出现的永久荷载、可变荷载和 偶然荷载应分别按承载能力和满足正常使用要求进行组合,并 按最不利组合进行荷载计算与结构设计。 7.2.2结构自重标准值宜按结构设计尺寸及材料标准重度计算 确定。 7.2.3深埋隧道衬砌结构计算时,对于不存在明显偏压及膨胀 力的围岩,垂直及水平均布土压力的作用标准值可按下列规定 确定:

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