中华人民共和国行业标准
铁建设[2006]××号
铁路隧道全断面
岩石掘进机法施工技术规程
2006-12-31 发布 2006-12-31 实施
中华人民共和国铁道部发布
目录
1、总则
2、术语和符号
3、基本规定
4、地质勘察
4.1、一般规定
4.2、调查测绘
4.3、隧道位置选择
5、隧道结构设计
5.1一般规定
5.2荷载计算
5.3建筑材料
5.4洞门与洞口段
5.5结构支护
5.6防水及排水
5.7隧道线路布置
5.8附属结构物（包括斜井、单双线布置）
6、掘进机设备选型
6.1一般规定
6.2主机主要技术参数
6.2设备配备
6.4地质要求
7、施工准备
7.1一般规定
7.2 技术准备
7.3 设备、设施（配电、预制厂等）准备
7.4材料准备（包括豆砾石）
7.5 作业人员准备
7.6临时工程施工和要求
7.7安全环保措施（包括水循环系统）
8、施工测量
8.1一般规定
8.2地面控制测量
8.3地下控制测量
8.4掘进施工测量
8.5贯通测量
8.6竣工测量
9、设备组装调试
9.1一般规定
9.2设备组装（分开敞式和护盾式，工艺及参数）
9.3设备调试
9.4现场验收
10、管片制作
10.1一般规定
10.2模具
10.3原材料要求
10.4钢筋
10.5混凝土
10.6管片质量（精度、误差）
10.7仰拱块制作（开敞式）
10.8管片储存运输
11、超前地质预报
11.1一般规定
11.2地质调查
11.3预报方式
11.4技术要求
12、洞口工程
12.1一般规定
12.2洞口
12.3明洞
12.4预备洞
12.5出发洞
13、掘进施工
13.1一般规定
13.2掘进机步进
13.3掘进机始发
13.4正常掘进
13.5到达掘进
13.6姿态控制
14、支护与衬砌
14.1一般规定
14.2初期支护
14.3仰拱块安装
14.4二次衬砌
14.5管片拼装
14.6壁后注浆（豆砾石、注浆、补充注浆）
15、隧道防水
15.1一般规定
15.2施工防水
15.3结构防水
16、特殊地段及特殊地质条件施工
16.1一般规定
16.2软弱破碎围岩掘进
16.3特殊地质条件（小溶洞、浅埋段、局部含水等，不适于含水砂层及软土）
17、通风、防尘、防灾与风水电供应
17.1通风与防尘
17.2供水
17.3供电
17.4供风
17.5防灾
18、掘进机保养和维修
18.1一般规定
18.2主机保养维修
18.3后配套保养维修
18.4油水管理监控
18.5刀具管理
18.6故障处理
19、设备拆卸
19.1一般规定
19.2设备拆卸
20、施工运输
19.1一般规定
19.2出碴
19.3供料
21、监控量测
20.1一般规定
20.2监测内容与方法
20.3管理标准及信息反馈
22、工程验收（按分部分项工程和检验批要求）
条文说明
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，制定本技术规程。
1.0.2 本技术规程适用于铁路隧道全断面岩石掘进机法隧道工程施工。
1.0.3 掘进机法隧道必须按照批准的设计文件施工，在施工中应根据地质预测、预报及监控量测信息实施动态管理。
1.0.4 铁路掘进机法隧道每道工序的完成，都应采取相应的检测手段检测施工质量，并作好记录；隧道完工后应对施工质量进行全面的无损检测，特别是二次衬砌质量及隧道底部质量，必要时辅以钻孔取样。并应将检测结果纳入竣工文件。
1.0.5 铁路掘进机法隧道工程防排水，应采取“防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合治理”的原则，根据施工需要和当地环保要求做好施工期间的防排水。
1.0.6 掘进机法铁路隧道工程的防水等级必须达到国家标准《地下工程防水技术规范》（GB50108）规定的一级防水等级标准，二次衬砌结构不允许渗水，二次衬砌结构表面无湿渍。
1.0.7 掘进机法铁路隧道工程施工防水应以混凝土自防水为主体，应以施工缝防水为重点，并应重视初期支护的防水，满足结构使用功能。
1.0.8 隧道二次衬砌结构施工过程中，应建立完善的质量保证体系，采用先进的施工工艺和检测手段，进行严格的过程控制，确保混凝土结构的耐久性。
1.0.9 掘进机法铁路隧道工程施工应根据铁路修建的总体施工组织计划，结合施工单位具体情况，做好以下工作：
1 隧道施工必须遵守国家、铁道部规定的安全规程，制定切实可行的安全措施，确保施工安全。
2 隧道施工必须遵守国家、铁道部规定的质量验收标准，建立完善的质量保证体系，制定切实可行的质量保证措施，确保工程质量。
3 应用信息化网络技术，推广应用新技术、新工艺、新材料、新设备，提高施工管理水平和施工技术水平。
4 隧道施工应根据隧道的长度、水文地质、工程地质情况制定地质预测、预报和监控量测计划，并纳入施工工序中。
5 在保证工程施工质量的前提下，节约能源，降低材料消耗，提高隧道工程施工的综合经济效益。
6 积极改善隧道工程施工条件，加强通风、防尘、照明、防有害气体、防辐射，降低作业人员的劳动强度，遵守国家有关劳动保护法规，确保作业人员身体健康。
7 所用于主体、附属工程的材料进场前应进行相关的试验与检验，各种工程材料必须符合国家、铁道部现行规范和验标的要求后才能进场。
8 隧道工程施工从进场建点到竣工收尾，都应把保护环境、文明施工贯穿到施工的每一环节中。
1.0.10 掘进机法铁路隧道工程施工应根据规定的测量精度，采取相应的施测方法，建立复核制度，保证隧道的中线、水平、开挖断面、初期支护厚度、二次衬砌厚度和净空尺寸符合设计要求。
1.0.11 在施工过程中，应随时收集原始数据、资料，做好有关的施工记录。隧道竣工时应根据施工特点编写单项和全面的施工技术总结，及时提交竣工文件。
1.0.12 掘进机法铁路隧道工程施工除应符合本指南的要求外，尚应符合国家现行有关强制性标准的规定。
3．基本规定
3.1 当隧道长度大于10km且工程地质、水文地质条件较适宜时应优先考虑采用掘进机法施工。
3.2 采用全断面掘进机法施工首先应进行地质条件适应性评估。下述五种地质条件不适宜采用全断面掘进机施工或全断面掘进机掘进时将会遇到很大困难。此类地质的长距离施工拟采用钻爆法辅之，没有条件提前处理此类地质的短距离地段，采用掘进机掘进时应提前做好处理预案。
3.2.1 有塑性地压大的软弱围岩。这类围岩因其岩石强度低而围压高易产生大的塑性变形，造成隧道围岩挤出，洞径缩小。
3.2.2 砂类土构成的软弱围岩和具中等以上膨胀性的围岩。
3.2.3 主要由碎裂岩及断层泥砾组成的宽大断层破碎带及其它的规模较大的软弱破碎带。这些带内围岩破碎，且多富水，稳定性差。
3.2.4 涌、漏水严重的地段，若围岩为软弱岩层、破碎带，严重的涌、漏水将会大大恶化围岩的工程地质条件，将会发生开挖工作面坍塌，坍拱和隧道基底及侧壁承载力低等问题。
3.2.5 岩溶发育带，当隧道区岩溶发育时，极可能碰到大的岩溶洞穴，充填溶洞或充水溶洞。
4．地质勘察
4.1 一般规定
4.1.1 为了掌握隧道的地质情况，确定有无影响掘进机法使用的不良地质、特殊地质问题，应首先根据表4.1.1所列的项目，开展隧道地质调查工作，若存在地质问题，则应针对这些问题进行深入的调查研究。
4.1.2 掘进机法施工隧道的地质工作，应根据掘进机法施工的特点和技术要求，结合勘测阶段的工作特点和深度要求按以下阶段实施。
表4.1.1 基本调查项目
■必须的调查○选择实施的调查
1 初测阶段
初步查明隧道区的工程地质和水文地质条件，确定有无影响采用掘进机法施工的地质因素及其影响程度，为判定隧道工程能否采用掘进机法施工提供必要的地质依据。
2 定测阶段
对于经初测地质工作判明能够使用掘进机法施工的隧道工程，在定测阶段首先应查明工程涉及的主要地层岩性和断裂构造发育特征，以确定选用何种掘进机类型；其次通过详细的调查测试试验，确定主要岩性段的岩石强度、硬度、岩体完整性及地下水发育程度定量评价指标，为掘进机的设计及配套设备的选择提供各类定量地质参数。最后，应对定测地质资料进行认真分析整理，对隧道围岩掘进机工作条件做出等级划分。
3 掘进机法实施阶段
1）应充分利用超前探测技术、超前地质钻探或超前导坑开展地质调查测试工作，详细查明隧道洞身围岩的各项地质参数，为掘进机法施工组织管理、刀具类型合理选用，掘进参数选择以及防治地质灾害等提供依据，指导掘进机施工。
2）在掘进机施工过程中，及时分析掘进机掘进效率与地质参数的相关关系，确定各种围岩条件下掘进机施工的最优方案和合理的掘进机推力、扭矩等掘进参数。
4.2 勘察要点
4.2.1 查明隧道通过的主要断层及软弱破碎带的性质、规模、产状、分布范围、主要破碎物质、破碎程度、富水程度。
4.2.2 查明隧道围岩的种类、分布范围，查明有无高地压塑性软弱围岩、砂类土软弱围岩及中等以上膨胀性围岩存在，并查清其所占的比例。
4.2.3 掌握隧道的水文地质条件，判明地下水类型及补给来源，预测洞身分段涌水量和可能最大涌水量，以及可能出现的严重突、涌水点（段）。
4.2.4 在可溶岩地区，应查明隧道区岩溶发育的范围、深度、规模，及有无岩溶水或充填物突然涌出的危险，以确定掘进机能否通过。
4.2.5 查明影响掘进机的选型、设计及施工效率的隧道岩石的强度、硬度、岩体的完整程度和地下水发育状况等地质参数指标。
4.3 地质参数测试
4.3.1 地质参数测试项目
1 岩石强度：包括岩石的单轴抗压、抗拉强度，弹性模量
2 岩石硬度：包括岩石的耐磨性或可钻性指标，岩石的组构及石英含量。
3 围岩完整性：包括岩体的结构面发育程度（可用岩体完整性系数Kv或节理体积数Jv表示〕，优势结构面对隧道稳定性和掘进机法掘进的影响程度。
4 其它地质参数：主要包括隧道围岩地应力状态、围岩地下水水质及涌水量。
4.3.2 地质参数测试技术要求
1 对隧道工程涉及的主要岩性，应在地表及钻孔中取一定数量的代表性岩样进行岩石强度和硬度指标的测试，测试要考虑岩石各向异性的影响，每一主要岩性段的取样试验不应少于3组。
2 沿隧道轴线围岩完整性的调查测试，应根据地形地貌条件和岩石出露状况，采用地震波速测试、岩石露头体积节理数量测和钻孔取芯RQD测量等多种方法，相互补充，以查明隧道围岩的完整性程度，提供其定量评价指标。
3 对隧道区岩体主要结构面（包括断层、节理、层理、片理、片麻理等〕的产状应进行认真的调查测量和统计分析，并采用分期配套、节理玫瑰花图、等密图等手段找出优势结构面方位，建立其与隧道轴向的关系，评估其对隧道施工开挖的影响。
4 通过综合勘测，确定隧道工程通过的主要岩性的特征和岩体完整程度，为掘进机选型、刀具及动力系统设计提供地质参数。
5 水文地质调查的深度，应能满足进行隧道富水性区段划分，预报产生突、涌水地段及最大涌水量的要求。
6 对长大深埋隧道或有可能存在高地应力、高岩温、有害物质等问题的隧道，还应开展有针对性的专项地质调查和测试工作，分析预测因上述问题而产生硬岩岩爆、软岩塑性大变形、热害、有害气体等地质灾害的可能性及危害程度，为掘进机法的支护、通风、排水等辅助设备的设计配套提供地质依据。
4.4 地质参数评价标准
4.4.1 岩石坚硬程度的定量指标，应按岩石单轴饱和抗压强度（R c）进行评价，其对应关系可按表4.4.1确定。
表4.4.1 R c与定性划分的岩石坚硬程度的对应关系
其对应关系可按表4.4.2确定。
表4.4.2Kv 、Jv与定性划分的岩体完整程度的对应关系
头的磨损值Ab的大小来表征，其对应关系可按表4.4.3确定。
表4.4.3 Ab与定性划分的岩石耐磨性的对应关系
4.4.4 岩石坚硬度的定量指标，可采用由凿击试验测定的凿碎比功a来评价，其对应关系可按表4.4.4确定。
表4.4.4 a与定性划分的岩石坚硬度的对应关系
4.5 隧道掘进机围岩工作条件分级
4.5.1 按《工程岩体分级标准》（GB50218—94），根据工程岩体基本质量BQ
BQ=90+3R c+250K v（4.5-1）
将岩体划分成五个级别（表4.5.1）。
表4.5.1 岩体基本质量分级
4.5.2 根据岩石的饱和单轴抗压强度、岩体的完整程度（裂隙化程度）、岩石的耐磨性和岩石凿碎比功这四个影响掘进机工作条件（工作效率）的主要地质参数指标，将隧道掘进机工作条件由好到差分成A(工作条件好)、B（工作条件一般）、C（工作条件差)三级（表4.5.2）。
表4.5.2 隧道围岩掘进机工作条件分级表
*K v值也可用J v值代替
4.5.3 隧道掘进机工作条件等级与围岩支护类型的关系参照表4.5.3。
表4.5.3 隧道掘进机工作条件等级与围岩支护类型对照表
4.5.4 隧道掘进机法施工围岩支护类型参数参照表4.5.4执行。
表4.5.4 掘进机工作条件下的隧道裂隙围岩支护类型参数表
4.6 影响掘进机选型的地质因素
4.6.1 隧道洞身围岩岩石的坚硬程度(单轴抗压强度Rc）。
4.6.2 岩石结构面的发育程度
4.6.3 岩石的耐磨性
4.6.4 岩体主要结构面的产状与隧道轴线间的组合关系、围岩的初始地应力状态、岩体的含水出水状态等其它因素。
5 隧道结构设计
5.1 一般规定
5.1.1 掘进机施工隧道设计除应满足《铁路隧道设计规范》——TB10003—2005（以下简称隧规）及现行相关规范规程的要求外，尚应根据掘进机施工特点进行设计。
5.1.2 掘进机法施工隧道基本内轮廓一般设计为圆形，其直径大小应根据建筑限界、施工误差、接触网悬挂方式、净空面积要求、受力特点、轨下道床型式、附属构筑物设置等因素综合拟定。掘进机法施工隧道内轮廓布置可参照图5.1.2。
图5.1.2掘进机法施工隧道内轮廓布置示意图
5.1.3 隧道施工误差应考虑蛇行误差、贯通误差、不均匀沉降、收敛变形及结构变形等因素。根据开挖断面大小、地质条件、掘进机操作性能、线路曲线及坡度等因素进行确定，一般可取10～30cm。
5.1.4 敞开式掘进机施工隧道宜采用复合式衬砌，初期支护以锚喷网钢架联合支护，二次衬砌采用模筑混凝土，根据不同的地质情况，可设计为混凝土、钢筋混凝土、或钢纤维混凝土衬砌，隧道底部结构可采用预制或现浇两种形式。
5.1.5 护盾式掘进机宜采用预制钢筋混凝土管片衬砌（局部需拆除时可考虑钢管片），一般无需设置二次模筑衬砌，若存在防腐蚀、隧道加固、修正蛇行、防漏水、内装修、外水压较大等特殊情况下可设置二次模筑衬砌。隧道底部结构可采用预制（与底部管片联体式或分离式）或现浇两种形式。
5.1.6 掘进机有条件时宜在洞外进行组装，当主机及后配套同时在洞外拼装长度太大，场地不满足要求或工程量太大时，应仅在洞外设计主机及部分后配套组装场，同时采用钻爆法施做预备洞、出发洞等配套工程。拼装场宜设计为平坡，其宽度可根据拼装掘进机所需龙门吊车的宽度并考虑富裕量来确定，拼装场周围应有足够的空间以堆放零部件。
5.1.7 掘进机需要在洞内拼装时（如从斜井进入施工），其拼装洞应满足组装要求，同时宜设置后配套拼装洞。
5.1.8 掘进机完成掘进后应根据地形地质条件、施工组织进行拆卸，有条件时应尽量在洞外拆卸。当需在洞内拆卸时，应设置拆卸洞。
5.1.9 隧道洞外场地应包括主机及后配套拼装场、混凝土搅拌站、预制车间、预制块(管片)堆放场、维修车间、料场、翻车机及临时碴场、洞外生产房屋、主机及后配套存放场、职工生活房屋等，其临时占地面积约为60～80亩，洞外场地开阔时可适当放大。
5.1.10 掘进机施工运输方式（包括出碴及人、料运输）应根据隧道长度、工期、运输能力、运输干扰程度、污染情况、隧道基底形式、运输组织方式等因素对皮带运输、有轨运输、无轨运输方式进行综合比选确定。
5.1.11 掘进机由斜井进入隧道施工时，井身纵坡宜设计为缓坡，出碴可采用皮带运输，人、料可采用有轨运输。若受地形条件限制，斜井坡度较大时，出碴宜采用皮带运输，人、料运输应进行有轨运输与无轨运输比较。
5.1.12 监控量测内容要求参照隧规执行。
5.1.13 隧道结构耐久性设计应按《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》执行。
5.1.14 掘进机施工隧道应采用无碴道床。
5.2结构计算
5.2.1 隧道结构计算采用荷载－结构计算模式，并采用地层—结构模式进行校核。
5.2.2 荷载分类按表5.2.2所列荷载类型考虑。
5.2.3 采用荷载结构模式，按破损阶段法设计隧道结构，并按最不利组合情况计算。按堵水设计的隧道（如管片衬砌或全封闭堵水衬砌），其衬砌应按承受水压力考虑；按排水设计的隧道，其二次模筑衬砌可不考虑水压力或仅考虑部分水压力。
5.2.4 掘进机法施工隧道计算荷载模式可采用图5.2.4所示荷载系统计算。
5.2.5 荷载计算应考虑以下方面因素
1 结构自重
f= bh
式中—砼重度（KN/m3）；h—衬砌厚度(m)；b—衬砌纵向计算宽度，按1m计。
表5.2.2 荷载分类表
序号作用分类结构受力及影响因素荷载分类
1
永久荷载结构自重
恒载主要荷载
2 结构附加荷载
3 围岩压力
4 土压力
5 水压力（堵水设计时考虑）
6 地面超载
7 混凝土收缩和徐变的影响
8
可变荷载列车活载
活载
9 活载所产生的土压力
10 公路活载
11 冲击力
12 渡槽流水压力（设计渡槽明洞时）
13 制动力
附加荷载
14 温度变化的影响
15 灌浆压力
16 冻胀力
17 施工荷载（施工阶段的某些外加力）特殊荷载
18
偶然荷载
落石冲击力附加荷载
19 地震力特殊荷载
注：永久荷载（恒载）除表中所列外，在有水或含水地层中的隧道结构，必要时还应考虑水压力。
图5.2.4 荷载系统计算模式图
2 地层抗力
在链杆法中，地层抗力是用地层弹簧来模拟的。地层抗力系数根据土层条件确定，按温克假定计算。在计算中，消除受拉的弹簧。
σ=kSb δ
式中k-弹性抗力系数；S-相邻两单元长度和之半；δ-单元变形，b —衬砌纵向计算宽度，按1m 计。
3 围岩压力 1）深埋隧道土压力
h q γ= ω1245.0-?=S h
式中： q -围岩垂直均布压力（kPa ）； γ-围岩重度（KN/m 3
）；
S-围岩级别；
ω-宽度影响系数； B-坑道宽度 2）浅埋隧道土压力
)
tan 1(B
h h q θ
λγ-
=
()[]
θψθψββψβλtan tan tan tan tan 1tan tan tan c c c
+-+-=
()θ
ψψψψβtan tan tan 1tan
tan tan 2
-++
=c c c c
式中：B-坑道宽度
γ-围岩重度（KN/m3）； h-洞顶地面高度；
θ-顶板土柱两侧摩擦角； ψc-围岩计算摩擦角；
β-产生最大推力时的破裂角
水平土压力：λ
γi i
h e
=
3）偏压隧道土压力 ①荷载垂直总压力
()()[]
θ
λλγ
tan 2
2''2
'
h h B h h Q +-+=
②竖直均布压力
B Q q =
③竖直梯形压力
i b
q q 21γ-
=，
i b
q q 22γ-
=
④水平压力
()θψθψβψβαβλtan tan tan tan tan 1tan tan tan tan 1
c c c +-+-?
-=
()θψθψβψβαβλtan tan tan tan tan 1tan tan tan tan 1
'c c c +-+-?+=‘’
‘
()()θψαψψψβtan tan tan tan 1tan
tan tan 2
--++
=c c c c
()()θ
ψαψψψβtan tan tan tan 1tan
tan tan 2
-+++
=c c c c ‘
式中：α-地面坡度角；
θ-顶板土柱两侧摩擦角； ψc-围岩计算摩擦角；
β、'β-产生最大推力时的破裂角。
⑤水平土压力
内侧：λγi i h e = 外侧：
'
λγi i h e =
式中：e i -水平土压力；γ-围岩重度（KN/m 3
）；h i -洞顶地面高度；λ、λ′-系数。 4 明洞结构荷载计算应参照隧规办理。
5 隧道水压力应根据隧道地下水发育情况、围岩节理裂隙发育程度综合考虑，隧道埋深较浅时可根据地下水位计算静水压力，隧道埋深较大，无法判定衬砌承受水压力大小时，应进行试验确定。当水压太大影响结构安全时应采取排水措施，此时衬砌结构计算可不计水压力或计部分水压力。
6 列车荷载、公路汽车荷载、施工荷载、冻胀力、地震荷载、人防荷载、灌浆压力等其他荷载根据隧规和相关规范来确定。
5.2.6 复合式衬砌按破损阶段法检算构件截面强度时，根据构件所受的不同荷载组合，在计算中应选用不同的安全系数，并不应小于表5.2.6-1和表5.2.6-2所列数值，检算施工阶段强度时，安全系数可采用表5.2.6-1和表5.2.6-2 “主要荷载＋附加荷载”栏内数值乘以折减系数0.9。
表5.2.6-1 混凝土和砌体结构的强度安全系数
表5.2.6-2 钢筋混凝土结构的强度安全系数
作为安全储备，按构造要求设计，在IV～V级围岩，应按承载结构设计，衬砌计算方法详见隧规11条。
5.2.8 明洞及洞门结构计算参见隧规11.1～11.3条有关规定。
5.2.9 管片衬砌截面内力计算目前主要有抗弯刚度均匀环法、多铰环法、弹性铰环法、旋转弹簧加抗剪弹簧法等四种计算方法。除对管片环进行整体计算外，尚应对管片接头及管片环接头进行计算。具体计算方法可参照有关资料。
5.3 建筑材料
5.3.1 掘进机施工隧道工程各部位建筑材料的强度等级应不低于表5.3.1规定。
表5.3.1 隧道各部位建筑材料强度等级
5.3.2 其它建筑材料及相关要求详见隧规5条。
5.4 洞门与洞口段
5.4.1 隧道洞口位置应根据地形、地质、水文条件，并考虑环保要求，结合掘进机法施工场地的布置综合确定。应坚持“早进晚出”的原则。
5.4.2 隧道洞门型式的设计应尽量简捷明快，美观大方，并与周围环境相协调。
5.4.3 洞门设计其它要求详见隧规6。
5.5 隧道衬砌和管片
5.5.1 复合式衬砌
1 敞开式掘进机施工隧道原则上应采用复合式衬砌，衬砌设计可根据围岩条件、水文地质条件、埋深、结构特点通过工程类比和结构计算确定，必要时，还应经过试验论证。
2 敞开式掘进机施工隧道衬砌可能在贯通后施作，因此其初期支护应作为主要承载结构，初期支护以锚喷网、钢架进行联合支护，必要时辅以注浆加固等措施，应保证掘进机在贯通之前初期支护的安全稳定性。
掘进机施工钢架安装为全圆，同时考虑围岩变形因素，钢架底部宜设计为可伸缩的夹板结构，以满足安装及变形要求。
隧道二次衬砌宜采用等截面形式，根据地质条件，可采用模筑混凝土、钢筋混凝土或钢纤维混凝土，拱顶应进行压浆回填。并充分考虑与底部预制块的整体受力特点。.
3 敞开式掘进机预备洞、出发洞、拆卸洞设计
1) 预备洞采用钻爆法施工，复合式衬砌，地基软弱时应设置仰拱，掘进机通过之前可仅施做初期支护以减小断面净空，围岩条件差时也可设计为先施作二次衬砌，然后掘进机通过。
2) 预备洞一般可采用斜曲墙型式，为满足掘进机步进要求，底板应设计为平板，其标高低于掘进机开挖轮廓底部标高15～20cm，其轮廓尺寸考虑上部较掘进机直径扩大10～25cm，下部为满足掘进机拆卸步进部件的要求，两侧预留1.5～2m的空间。
隧道洞口段地质条件较好时，预备洞长度应根据掘进机长度、洞外场地大小并设置一定富裕长度来确定，可按下式估算：
L预备洞≥L掘进机总长－L洞外拼装场＋L富裕长度。
3) 为保证敞开式掘进机开始掘进，应设置出发洞，出发洞宜采用复合式衬砌，出发洞为掘进机利用撑靴支撑洞壁开始掘进而提供反力，地质条件较好时可先不施做二次模筑衬砌，地质条件较差时，可先施做二次模筑衬砌，出发洞内轮廓采用钻爆法施工，宜较掘进机直径加大10cm设计。
4) 出发隧道长度宜设计为10～20米，其长度应根据围岩情况，按撑靴需要支承在出发洞壁（为掘进提供反力）的位置确定。
5) 掘进机需要在洞内拆卸时需设置拆卸洞，由于其断面较大，拆卸洞应尽量设置在地质情况较好的地段。
6) 拆卸洞断面大小应根据掘进机直径和起吊设备尺寸确定。拆卸洞长度根据主机及其配套设施确定，其宽度根据掘进机直径每侧适当留出一定富裕量，高度应根据起吊设备布置及顶部拱形结构综合考虑。
4 护盾式掘进机应设置出发洞，出发洞采用钻爆法施工并进行初期支护，初期支护以锚喷网钢架为主。掘进开始后边步进边安装管片。
护盾式掘进机也可采用洞口处直接出发方式，在洞口设反力架，此时应对边仰坡及洞口段局部围岩进行加固。
护盾式掘进机施工结束若设置拆卸洞时，拆卸洞长度及大小应根据掘进机直径参照敞开式掘
进机拆卸洞设计。
5 掘进机施工地段复合式衬砌根据掘进机法裂隙等级划分的围岩级别来选用适宜的衬砌类型。
6 掘进机施工为圆形隧道，其锚段设置不宜扩大断面，应根据圆形断面内轮廓选用适当的下锚型式。
7 两管隧道互相联络的横通道、紧急通道、风道等采用钻爆法施工，其与正洞相交处衬砌应加强。
8 掘进机施工隧道底部采用预制结构时，预制块结构形式设计应考虑以下因素：顶面布置轨道满足施工运输要求、中心设置水沟、两侧与二次模筑衬砌合理连接、底部预留注浆回填高度、预制块自身预留注浆孔、吊杆、钢拱架安装槽、承轨槽、道钉预留孔、止水带安装槽、水沟接头防水处理槽等。
预制块长度可按掘进机循环进尺来确定。
预制块一般采用钢筋混凝土结构，设计中应检算其养护、脱模、翻转、吊装、运输、洞内安装与地基接触情况、与二衬整体受力等工况。
5.5.2 管片衬砌
1 护盾式掘进机施工隧道宜采用预制管片衬砌，以支承围岩压力、水压力等外部荷载，承受掘进机的推进力及各种施工、运营设施构成的内部荷载。一般无需设置二次衬砌，如需作为补强、防腐蚀、防渗、防震、修正轴线起伏及内装饰用时，可设计二次衬砌。二次衬砌采用模筑无筋或钢筋混凝土。二次衬砌结构应根据其作用进行设计。
2 制作管片材料可采用钢筋混凝土、钢材、复合材料等。不同材料管片的特点及存在问题见下表5.5.2-1。
表5.5.2-1 不同材料管片的特点及存在问题
铁路隧道一般采用钢筋混凝土平板形管片或箱形钢管片（隧道开口处）。有特殊要求时也可采用其它管片形式。
3 管片分块应根据管片受力要求、掘进机设备、管片拼装、管片运输、防水效果等因素确定合理管片分块。管片分块应具体考虑以下因素：
1) 管片内力：不同分块的管片结构内力有一定差异，应对不同分块进行内力分析比选。
2) 管片防水：分块数越少、接缝数量越少，结构刚度越大越有利；
3) 千斤顶布置：根据地质情况、掘进机直径分析确定掘进所需推力可得出掘进机千斤顶数量，千斤顶应尽量避免压缝，合理确定管片分块数量。
4) 管片制作、运输及拼装难度。
4 管片厚度应根据隧道所处地质条件、埋置深度、隧道直径、管片材料、施工工艺等条件，通过工程类比并经结构分析验算后确定。一般情况下管片的分块及厚度可参考下表5.5.2-2
表5.5.2-2 管片分块及厚度
5 管片环宽
应综合考虑搬运、组装、曲线及防水等因素，一般宜取1200mm～2000mm。
6 管片接头包含沿圆周方向的管片接头和沿隧道轴向连接起来的管片环接头。掘进机法隧道施工在安装混凝土预制管片时，宜优先采用斜直螺栓接头形式。如有特殊要求时可采用铰接头、销插入式、楔接头、榫接头等形式。
7 管片拼装方式可分为通缝拼装、错缝拼装两种。对防水要求高、软土地区、大直径断面的隧道，应优先采用错缝拼装方式。
8 楔形管片环可应用在曲线段及修正蛇行。楔形量应根据管片种类、管片宽度、管片外径、曲线半径、曲线楔形管片环使用比例、管片制作方便等因素综合考虑。
针对有较大比例位于平、竖曲线上的隧道，应优先考虑采用通用楔形环管片，如图5.5.2。
在无法计算楔形量时，可参照表5.5.2-3进行取值。
表5.5.2-3 楔形量统计表