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1、ICS 75. IOOCCS P 71SY中华人民共和国石油天然气行业标准PSY/T70232023代替SY/T70232014油气输送管道工程盾构法隧道穿越设计规范Specificationfordesignofoilandgastransmissionpipelinecrossingbyshieldtunneling2023-11-26 实施如23-05-26发布国家能源局发布中华人民共和国石油天然气行业标准油气输送管道工程盾构法隧道穿越设计规范Specificationfordesignofoilandgastransmissionpipelinecrossingbyshieldtunn
2、elingSY/T70232023主编部门：中国石油天然气集团有限公司批准部门：国家能源局施行日期:2023年11月26日石油工业出版社2023北京国家能源局公告2023年第4号根据中华人民共和国标准化法能源标准化管理办法，国家能源局批准新能源基地送电配置新型储能规划技术导则等310项能源行业标准（附件1）、CodeforSeismicDesignofHydropowerProjects）等19项能源行业标准外文版（附件2）,现予以发布。附件：能源行业标准目录（节选）国家能源局2023年5月26日附件能源行业标准目录（节选）序号标准编号标准名称代替标准采标号出版机构批准日期实施日期267SY/
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10、262023-11-26297SY/T76822023高含水油泥脱水干化及污染控制技术规范石油工业出版社2023-05-262023-11-26298SY/T76832023液化天然气带压密封技术规范石油工业出版社2023-05-262023-11-26299SY/T76842023大型立式圆筒形钢制焊接储罐检测技术规范石油工业出版社2023-05-262023-11-26300SY/T76852023陆地节点地震仪石油工业出版社2023-05-262023-11-26序号标准编号标准名称代替标准采标号出版机构批准H期实施日期301SY/T76862023储气库库存评价技术规范石油工业出版社2
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12、SY/T76922023石油天然气钻采设备海洋钻井隔水管检验、修理与再制造石油工业出版社2023-05-262023-11-26序号标准编号标准名称代替标准采标号出版机构批准日期实施H期308SY/T76932023石油天然气钻采设备防喷器胶芯石油工业出版社2023-05-262023-11-26309SY/T76942023石油天然气钻采设备井口装置和采油树的修理和再制造石油工业出版社2023-05-262023-11-26310SY/T76952023石油工业标准化文件的俄文译本通用表述石油工业出版社2023-05-262023-11-26根据国家能源局综合司关于下达2020年能源领域行业
13、标准制修订计划及外文版翻译计划的通知(国能综通科技(2020)106号)的要求，规范编制组结合近年来油气管道盾构法隧道穿越工程的建设实践，经广泛调查研究，认真总结以往设计与施工经验，借鉴国内外相关先进标准和先进技术，广泛征求和听取了各方面意见和建议，在油气输送管道工程水域盾构法隧道穿越设计规范SY/T70232014的基础上，修订完成了本规范。本规范共分14章和5个附录，主要内容包括：总则、术语、基本规定、材料、穿越位置选择、工程勘察、作用与作用组合、隧道总体设计、管片设计、竖井设计、防水设计、管道安装设计、安全监测、施工技术要求等。本规范修订的主要技术内容是：1规范名称去掉了“水域”二字，调
14、整了规范适用范围。2增加了无堤防的水域穿越竖井位置的选择要求。3取消了竖井与永久性架空线路的具体数值要求。4增加了物探勘察技术要求。5增加了盾构穿越抗震设计要求。6调整了盾构隧道平面线形的曲率半径设计要求。7增加了盾构选型要求。8修改了管片厚度选取要求。9增加了楔形管片和封顶块管片设计要求。10调整了竖井底板标高要求。H取消了壁座设置，增加了锁口圈梁设置要求。12增加了竖井周边土体加固效果检查要求。13调整了穿越两岸固定墩设置要求。14增加了隧道运营方式设计要求。15修改了穿越管段焊接检验要求。16增加了安全监测要求。本规范由国家能源局负责管理，由石油工业标准化技术委员会石油工程建设专业标准化
15、委员会负责日常管理，由中国石油天然气管道工程有限公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议，请寄送中国石油天然气管道工程有限公司（地址：河北省廊坊市和平路146号，邮编：065000）。木规范起草单位：中国石油天然气管道工程有限公司中国石油管道局工程有限公司第四分公司西南交通大学上海市基础工程集团有限公司本规范主要起草人:杨春玲左雷彬马红昕李国辉詹胜文马晓成王乐封坤耿萍苏卫锋许杰杨威王丽铁明亮郑安升刘佳高剑锋尤伟星易国平常喜平苑红涛张磊刘思萌付国英董其羽安朋亮本规范主要审查人：马保松林冉王小林王晓峰董龙涛张杰许维清童炜贾春磊王奉生庞鑫峰刘志田祝定龙张新敏张文红刘天宇马驰朱敏杨庆辉目次
16、1总则12 术语23 基本规定44 材料65 穿越位置选择76 工程勘察96.1 一般规定96.2 工程测量96.3 岩土工程勘察107 作用与作用组合127.1 一般规定127.2 作用的分类和作用代表值127.3 作用组合158 隧道总体设计188.1 隧道线形188.2 隧道埋深188.3 隧道断面198.4 盾构设备选型198.5 弃渣场209 管片设计219.1 一般规定219.2 管片尺寸与选型219.3 管片上的作用229.4 管片结构计算259.5 管片构造规定2710竖井设计291.1 1一般规定291.2 2竖井断面形状及尺寸291.3 3竖井结构设计301.4 4竖井周边
17、土体加固311.5 5井口防护3111 防水设计3211.1 一般规定3211.2 结构主体防水3211.3 接缝及特殊部位防水3312 管道安装设计3412.1 一般规定3412.2 隧道运营方式3412.3 穿越管段计算3512.4 防腐与阴极保护3612.5 焊接与检验3612.6 清管与试压3713安全监测3814施工技术要求39附录A松弛士压力计算40附录B管片内力的修正惯用计算法43附录C隧道内管段强度校核46附录D管道径向变形计算50附录E隧道内管段轴向稳定校核52标准用词说明54引用标准名录55附：条文说明56Contents1 Generalprovisions12 Term
18、s23 Basicrequirement44 Materials65 Crossinglocationselection76 Engineeringinvestigationandsurvey96.1 Generalrequirements96.2 Engineeringsurvey96.3 Geotechnicalengineeringinvestigation107 Actionandcombinationofaction127.1 Generalrequirements127.2 Classificationofactionandrepresentativevaluesofaction1
19、27.3 Combinationofaction158 Overalldesignoftunnel188.1 Alignmentoftunnel188.2 Burieddepthoftunnel188.3 Sectionoftunnel198.4 Typeofshield198.5 Abandoneddregsite209 Segmentdesign219.1 Generalrequirements219.2 Segmentsizeandselection219.3 Actiononsegment229.4 Calculationofsegmentstructural259.5 Structu
20、ralspecificationofsegment2710 Shaftdesign2910.1 Generalrequirements2910.2 Planeshapeandsizeofshaft2910.3 Structuredesignofshaft3010.4 Strengtheningofsoilsurroundingshaft3110.5 Wellheadprotection3111 Waterproofdesign3211.1 Generalrequirements3211.2 Mainstructurewaterproof3211.3 Jointsandspecialpositi
21、onwaterproof3312 Pipelineinstallationdesign3412.1 Generalrequirements3412.2 Tunneloperationmode3412.3 Calculationofcrossingpipelinesection3512.4 Anticorrosionandcathodicprotection3612.5 Weldingandinspection3612.6 Piggingandpresuretesting3713 Safetymonitoring3814 Constructiontechnicalrequirements39Ap
22、pendixA SoilRelaxationpressurecalculation40AppendixB Modifiedroutinemethodofsegment43AppendixC Strengthcheckofpipelineintunnel46AppendixD Calculationofradialdeformationofpipeline50AppendixE Axialstabilitycheckofpipelineintunnel52Explanationofwordinginthiscode541.istofquotedstandards55Addition:Explan
23、ationofprovisions56.o.为了统一油气输送管道工程盾构法隧道穿越设计要求，做到技术先进、安全可靠、节能环保、经济适用，制定本规范。1.0.2本规范适用于油气输送管道工程盾构法隧道穿越设计。1.0.3盾构法隧道穿越设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关规范和标准的规定。2术语2.0.1盾构shield盾构掘进机的简称，在钢壳体保护下完成隧道掘进、出渣、管片拼装等作业，由主机和后配套设备组成的全断面推进式隧道施工机械设备。2.0.2盾构隧道shieldtunnel采用盾构机掘进建造的隧道。2.0.3盾构法隧道穿越crossingbyshieldtunneling在盾构隧道中敷
24、设穿越管段通过障碍物的一种非开挖穿越方式，简称“盾构穿越”。2.0.4穿越管段CroSSingsection穿过天然或人工障碍地段的管道，其长度包括穿越障碍物的长度和两侧连接段的长度。2. 0.5作用action施加在结构上的集中力或分布力和引起结构外加变形或约束变形的原因。前者为直接作用，也称为荷载，例如管道、结构自重；后者为间接作用，例如地震、地基沉降、温度变化等。2.0.6始发井startingshaft用于盾构机组装、始发掘进作业的竖井。2.0.7接收井arrivingshaft用于盾构机接收、撤离的竖井。2.0.8管片segment隧道预制衬砌环的基本单元。2.0.9壁后注浆back
25、-fillgrouting用浆液填充隧道衬砌环与地层之间空隙的施工工艺。2.0.10环境敏感区environmentalsensitivearea依法设立的各级各类自然、文化保护地，以及对建设项目的某类污染因子或生态影响因子特别敏感的区域。3基本规定3.0.1盾构穿越管段强度设计系数、水域盾构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标准GB/T50423执行。3.0.2盾构穿越结构设计应采用极限状态法，穿越管段设计应采用容许应力法。3.0.3盾构穿越结构的设计工作年限不应低于50年。在设计工作年限内，穿越结构应符合下列规定：1应能够承受在正常施工和正常使用期间预
26、期可能出现的各种作用。2应保障结构和结构构件的预定使用要求。3应保障足够的耐久性要求。3.0.4盾构穿越结构设计时，应根据结构破坏可能产生的后果的严重性，采用不同的安全等级。盾构穿越结构安全等级的划分应符合表3.0.4的规定。表3.0.4盾构穿越结构安全等级安全等级破坏后果适用范围一级很严重长江、黄河、松花江、辽河、海河、珠江、淮河七大河流的干流河道的输气管道干线、支干线大型穿越工程输油管道大型穿越工程环境敏感区及国际性河流的输油管道穿越工程二级严重除一级以外的穿越工程3.0.5盾构穿越结构重要性系数的确定应符合下列规定:1对安全等级为一级或设计工作年限为100年及以上的结构构件，不应小于1.
27、1。2对安全等级为二级或设计工作年限为50年及以上的结构构件，不应小于1.0。3.0.6盾构穿越工程抗震设计应符合现行国家标准油气输送管道线路工程抗震技术规范GB/T50470和地下结构抗震设计标准GB/T51336的规定。3.0.7盾构穿越应满足规划、交通、河道、航道、水务（利）、环保、渔业等相关部门的要求，处理好穿越工程与铁路、公路、河流、保护区、规划区及水利规划的相互关系，确保管道建设和地方建设的协调发展。4.0.1盾构穿越管段选用的输送钢管应符合现行国家标准输气管道工程设计规范GB50251和输油管道工程设计规范GB50253的规定。钢管种类和钢级应与两端连接线路段钢管相匹配。4.0.
28、2盾构穿越结构采用的钢材、钢筋和混凝土应符合现行国家标准钢结构设计标准GB50017和混凝土结构设计规范GB50010的规定。4.0.3钢结构焊接材料应根据被焊钢材的机械性能、化学成分及焊接工艺的要求选择，选用的焊接材料应与被焊钢材相匹配，并应符合现行国家标准钢结构焊接规范GB50661的规定。5穿越位置选择5.0.1穿越位置应符合线路总体走向。对于大、中型穿越工程，线路局部走向应按所选穿越位置进行调整。5.1 .2穿越轴线宜与水域正交通过。当需斜交时，交角不宜小于60。5.2 .3穿越位置选择宜避开下列区域：1不良地质作用发育且对穿越工程稳定性有直接危害或潜在威胁的河段。2存在活动断裂或大型
29、地层断裂带的河段。3通过环境敏感区的河段。5.0.4盾构穿越轴线与建（构）筑物之间的距离应符合下列规定：1盾构隧道与公路隧道、铁路隧道、水利隧道净距离不宜小于30m。2与港口、码头、水下建构筑物之间的距离不宜小于100m,3当穿越位置附近有桥梁时，隧道埋深及边缘至墩台的距离不应影响桥梁墩台安全。4当穿越位置受限不能满足上述要求时，应与相关主管部门协商确定。5.0.5竖井位置选择应符合下列规定：1竖井宜选择在30m范围内无永久性建（构）筑物且不因竖井施工而影响周围建（构）筑物基础稳定的地方。2当竖井附近有永久性架空线路时，竖井与架空线路的距离应满足相关主管部门的要求。3对于有大堤的水域穿越，竖井
30、边缘距大堤坡脚的距离不宜小于50m。4对于无大堤的水域大中型穿越，竖井边缘与自然岸坡的距离应满足隧道施工要求，竖井边缘距离稳定岸坡界线不应小于10m,且竖井施工不应影响岸坡稳定。5竖井位置宜选在非内涝低洼区、非汇水区、地质构造简单、地层单一、地层稳定的区域。5.0.6盾构穿越位置选择应有利于施工场地布置、排水、出渣和运输。当隧道与相邻建（构）筑物互有影响时，应在设计和施工中采取必要的措施。6工程勘察6.1 一般规定6.1.1 盾构穿越岩土工程勘察宜按可行性研究勘察、初步勘察和详细勘察开展工作。6.1.2 盾构穿越工程测量宜按初步设计阶段和施工图设计阶段开展工作。6.1.3 盾构穿越工程勘察除应
31、符合本规范规定外，尚应符合现行国家标准油气输送管道工程测量规范GB/T50539和油气田及管道岩土工程勘察标准GB/T50568的规定。6.2 工程测量6.2.1 测图范围应符合下列规定：1测图宽度不宜小于穿越轴线两侧各20OnU2测图长度应满足穿越方案确定的要求。3弃渣场宜单独进行测量。6.2.2 测图比例尺应符合下列规定：1地形图宜为1:2000或1:1000。2纵断面图的横向比例尺应与地形图相同，纵向比例尺可为1:5001:200或1:100o6.2.3 盾构穿越工程应进行控制测量，在穿越点附近宜布设不少于2个相互通视的控制点，控制点和穿越的主断面桩应埋设固定桩。6.2.4 地形测量除按
32、一般要求测绘外，还应测绘穿越两端的线路走向、埋地管线、地下建（构）筑物和障碍物。6.2.5 盾构穿越工程测量采用的坐标系统和高程系统应与穿越两端连接线路段相同。6.3 岩土工程勘察6.3.1 岩土工程勘察应查明盾构穿越工程场区的岩土工程条件，对拟选穿越段的工程地质、水文地质和工程水文条件作出评价，提供设计所需的岩土工程勘察资料。6.3.2 可行性研究勘察应满足选定穿越位置、拟定穿越比选方案的要求，并应符合下列规定：1应通过搜集资料、踏勘、调查了解穿越场区的工程地质条件，对拟选穿越段的稳定性和适宜性做出工程地质评价。2对于大型穿越或工程地质条件复杂的穿越场区，可根据工程需要按设计要求进行少量钻探
33、和工程物探工作，查明穿越场区地层情况。6.3.3 初步勘察阶段勘探点布置和勘探孔深度应符合下列规定：1勘探点宜布置在拟定穿越轴线上游15m30m处，勘探点数量不应少于3个，勘探点间距宜为100m200m,其中两岸及主河槽中心附近应至少各布置1个勘探点。拟定竖井中心位置应各布置1个勘探点。2一般性钻孔深度宜为河床最低点以下30m50m;控制性钻孔深度宜为河床最低点以下50m80m,其数量不宜少于钻孔总数的1/31/5。6.3.4 详细勘察阶段勘探点布置和勘探孔深度应符合下列规定：1应在穿越轴线两侧各布置一条勘探线，勘探线距穿越轴线的距离宜为15m30m,两条勘探线上的勘探点应交错布置，投影到穿越
34、轴线上的间距宜为30m100n1；勘探孔深度宜为隧道底设计埋深以下IOm20m。2竖井勘探点不宜少于4个，圆形竖井应沿周边均匀布置，矩形竖井应布置在四角；勘探孔深度宜为竖井结构设计底标高以下5m20m。6.3.5 穿越场区在预定深度内遇到基岩或需要探测其他障碍物时，宣布设工程物探工作，宜沿穿越中线和钻探勘探线各布置一条物探测线。如果地质构造复杂，应布设交叉测线，宜采用两种物探方法对比，并结合钻探资料进行综合分析，提出地质解释成果。7作用与作用组合7.1 一般规定7.1.1 盾构穿越结构设计应采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，采用分项系数的设计表达式进行计算。7.1.2 盾构穿越结构应按承
35、载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。7.2 作用的分类和作用代表值7.2.1 盾构穿越结构的作用分类及作用代表值应符合表7.2.1的规定。7.21JRM触陶帕推用作用编号作用分类作用名称作用代表值承载力极限状态正常使用极限状态1永久作用隧道结构自重标准值标准值2管道及其附属结构自重标准值标准值3输送介质自重标准值标准值4隧道铺底混凝土自重标准值标准值5隧道充水自重标准值标准值6土压力标准值标准值7水压力标准值标准值8地面永久堆载标准值标准值作用编号作用分类作用名称作用代表值承载力极限状态正常使用极限状态9可变作用地面临时堆载（或施工车辆荷载）标准值IO地面交通车辆荷载标准值、组合值标准值
36、、组合值或准永久值11隧道内车辆荷载标准值、组合值标准值，组合值或准永久值12隧道内检修荷载标准值、组合值标准值、组合值或准永久值13盾构顶推力标准值-14壁后注浆压力标准值15沉井井壁与土层间的摩阻力标准值16试压充水荷载标准值17清管荷载标准值18温度作用标准值标准值19偶然作用地震作用标准值7.2.2 可变作用标准值应按本规范第9章、第10章中的规定采用。可变作用组合值应取可变作用标准值乘以组合值系数。可变作用准永久值应取可变作用标准值乘以准永久值系数。地面交通车辆荷载的组合值系数、准永久值系数可分别取0.7、0.5o7.2.3地震作用标准值应按现行国家标准油气输送管道线路工程抗震技术规
37、范GB/T50470的规定确定。7.2.4 作用设计值应为作用代表值乘以相应的作用分项系数。永久作用和可变作用分项系数的取值应符合表7.2.4的规定。表7.2.4永久作用和可变乍用分项系数作用编号作用分类作用名称作用分项系数作用效应对结构不利作用效应对结构有利1永久作用隧道结构自重1.251.02管道及其附属结构自重1.251.03输送介质自重1.251.04隧道铺底混凝土自垂1.251.05隧道充水重1.251.06土压力1.351.07水压力1.251.08地而永久堆栽1.351.09可变作用地面临时堆载（或施工车辆荷载）1.2010地面交通车辆荷载1.5011隧道内车辆荷载1.5012隧
38、道内检修荷载1.5013盾构顶推力1.2014壁后注浆压力1.2015沉井井壁与土层间的摩阻力1.2016试压充水荷载1.2017清管荷载1.2018温度作用1.507.3 作用组合7.3.1 对于承载力极限状态，持久设计状况、短暂设计状况应采用作用的基本组合，并应按下列设计表达式进行设计：7.SR(7.3.1)式中：%一一结构重要性系数；S作用组合的效应设计值；R结构构件抗力的设计值。7.3.2 3.2承载力极限状态作用基本组合的效应设计值S应按下式确定：.S7AAn(7.3.2)Ii式中：Y0第i个永久作用效应分项系数，应按本规范表7.2.4采用；7o-第j个可变作用效应分项系数，其中Yo
39、n为可变作用Ql的效应分项系数，应按本规范表7.2.4采用;Saa按永久作用标准值Ga计算的作用效应值；Sox按可变作用标准值Q计算的作用效应值，其中SoU为诸可变作用效应中起控制作用者，当SOn无法明显判断时，轮次以各可变作用效应为Som,选其中最不利的作用效应组合；g可变作用Q,的组合值系数；m参与组合的永久作用数；n参与组合的可变作用数。7.3.3 对于正常使用极限状态，应根据不同的设计要求，采用作用的标准组合或准永久组合，并应按下列设计表达式进行设计：s4Sg+y%(7.3.4)7.3.5正常使用极限状态作用准永久组合的效应设计值S应按下式确定：.5=a4k(7.3.5)式中：q可变作
40、用QK准永久值系数。7.3.6 对于承载力极限状态，地震设计状况下的地震作用组合的效应设计值S应按下列式确定：.,Z%.Sj匕.5八匕,S(7.3.6)式中：Ya第i个永久作用效应分项系数，取1.2,当永久作用效应对结构承载能力有利时，取1.0;Sax第i个永久作用标准值的效应；?a水平地震作用分项系数；?v竖向地震作用分项系数；Sm一一水平地震作用标准值的效应；Sw竖向地震作用标准值的效应。7.3.7 水平和竖向地震作用分项系数的取值应符合表7.3.7的规定。表7.3.7地震作用分项系数地我作用水平地震作用分项系数7n竖向地震作用分项系数Yev仅计算水平地震作用1.3地震作用水平地藤作用分项
41、系数Ye竖向地震作用分项系数YEv同时计算水平与竖向地震作用（水平地震为主）1.30.5同时计算水平与竖向地靛作用（竖向地震为主）0.51.38隧道总体设计8.1 隧道线形8.1.1 隧道轴线宜避开暗河、采空区、岩溶发育等严重不良地层及软、硬频繁变化的地层交界层位。8.1.2 隧道平面线形宜采用直线。当穿越场地受限采用曲线时，曲率半径不宜小于40倍盾构外径，并应满足隧道内管道安装要求。8.1.3 隧道纵断面线形应根据工程地质、水文地质、两岸地形、河流形态、隧道埋深、竖井深度、管道安装等条件综合确定。曲率半径应满足盾构掘进施工和管道安装要求。8.1.4 隧道纵向宜设置缓坡，坡度宜为0.3%5%。8.1.5 盾构隧道进出洞口段宜避开强透水层，当不能避开时，应采取地基改良或其他防涌水措施。8.2 隧道埋深8.2.1 隧道埋深应根据河流冲刷、河道清淤、挖沙和通航影响、施工及运营安全、堤防安全、相关管理部门的规定综合确定。8.2.2 隧道上部覆土厚度，应根据工程地质和水文地质、隧道断面大小、施工方法、周边环境综合确定，不应小于2倍隧道外径，且隧道顶埋深应低于设计冲刷线下或设计疏浚线以下（取其深者）1.5倍隧道外径，并应满足隧道抗漂浮稳定要求。8.2.3 隧道穿越防洪堤坝时，隧道顶埋深应符合有关管理部门的规定，且不宜小于防洪堤脚下3倍隧道外径。当隧道穿越施工对堤坝和周围结构
