岩爆段TBM开挖刀盘受力分析及现场试验研究

锦屏Ⅱ级水电站引水隧洞由于埋深大、地应力高,具备发生强岩爆的条件,岩爆发生位置大多在掌子面和TBM护盾附近,不仅给TBM刀盘和主轴承带来很大的冲击,同时给现场的人员带来很大的安全威胁,为获得TBM在岩爆段的掘进参数,针对TBM前方断面形式从理论上计算了刀盘的开挖推力大小,经过现场TBM开挖导洞断面的试验,取得了TBM开挖导洞的一些有价值的掘进参数,为后期TBM通过岩爆段和类似项目施工积累了经验。     

超深埋隧洞TBM施工的岩爆研究

TBM工法最显著的优势就在于掘进速度快,其决定性因素是掘进、支护设备与隧洞地质条件的匹配程度,而岩爆(尤其是强烈岩爆)是制约锦屏二级水电站隧洞开挖进度的瓶颈问题。本文结合施工排水洞岩爆现象及支护处理措施,对岩爆的声学特征、时空效应、破坏方式等进行分析,总结了TBM施工洞段岩爆的特点。在水电隧洞工程中引入了微震监测进行岩爆预报,也是目前岩爆监测与预报或预警最有效的技术之一。在对岩爆发生规律、特点、预报研究的基础上,根据TBM设备的特点和能力,提出了防治不同等级岩爆的工程措施和建议。     

大型TBM通过岩爆洞段导洞开挖技术研究

锦屏二级水电站隧洞埋深较大,具备发生强烈至极强岩爆的地质条件.强岩爆给隧道掘进机(TBM)带来很大的冲击,也给现场的人员带来很大的安全隐患.为保证TBM顺利通过岩爆段,确保人员和设备安全,现场对强岩爆段进行了钻爆先导洞预处理,再采用TBM开挖的试验.试验段掘进获得了TBM通过岩爆段的掘进参数,为后期的施工积累了经验.     

锦屏二级水电站引水隧洞岩爆段TBM穿越技术

锦屏二级水电站引水隧洞埋深大,地应力高,岩爆问题突出。结合该工程TBM岩爆段施工所遇见的岩爆现象、危害以及防治措施,总结了TBM岩爆开挖经验。     

TBM通过强岩爆洞段的施工

介绍了四川锦屏二级水电站引水隧洞TBM通过强岩爆洞段施工所采取的措施,包括导洞开挖选型、掘进参数的确定、掘进注意事项、结果分析等。结果表明,由于措施合理,TBM顺利通过强岩爆洞段。     

大伙房输水隧洞TBM法施工风险识别及对策

针对TBM法在大伙房输水隧洞施工实践中存在的风险,构建基于熵权的TBM法施工进度风险评估指标体系,评估影响TBM法施工进度的关键风险项。结果表明,高压涌水、岩爆及卡机是影响大伙房输水隧洞TBM法施工进度的关键风险项。同时,针对关键风险项提出TBM法施工在遭遇高压涌水层,岩爆及卡机风险时应采取的对策,为同类型水工隧洞工程的施工风险识别与防治提供决策依据。     

长大深埋型水工隧洞不良地质条件TBM施工技术研究

文章结合案例工程和TBM施工技术特点,针对长大深埋型水工隧洞TBM施工技术特点及要求,探讨了该类工程高压及集中涌水的应对措施、岩爆的处理方法、断层破碎带TBM施工原则、高地应力地段TBM防止收缩变形的措施,以期为同类工程施工技术应用提供研究和技术参考。     

巴基斯坦N-J水电站工程岩爆预警与防治

介绍了岩爆防治的基本策略,并对岩爆预警的经验法、微震法及数值分析法进行了介绍。介绍了巴基斯坦N-J水电站工程TBM开挖洞段岩爆的发生情况,并进行了原因分析,对工程采取的防爆防治措施进行了介绍和总结。     

岩爆孕育过程研究

<正>以岩爆孕育过程为主线,论述了各个方面的最新进展。首先,阐述岩爆的主要类型、4个等级、TBM和钻爆法诱发的岩爆特征、不同岩性发生的岩爆的特征。分析研究岩爆孕育过程的室内岩样试验、室内物理模型试验、数值模拟、现场综合观测、现场监测等技术手段,揭示了不同类型岩爆孕育过程的机制和不同施工方法诱发不同类     

引汉济渭秦岭输水隧洞硬岩TBM掘进施工技术

以陕西省引汉济渭调水工程秦岭隧洞TBM施工段岭南工程为依托,为克服TBM在长距离大埋深隧洞施工中遭遇的高磨蚀性硬岩、强烈岩爆和突涌水等施工难点,研究了掘进参数,优化了刀盘刀具,对岩爆预测并进行分类防治,采取了超前探水及堵排结合等多种措施、监测技术和施工工法。针对TBM在高磨蚀性硬岩掘进期间刀具磨损大、掘进效率低、施工成本高等问题,总结得出掘进参数选取宜遵循刀盘高转速、低贯入度,掘进高推力、低扭矩的掘进原则,通过加强刀具与围岩适应性研究,合理选择刀具,采用调整刀盘刮板座结构、易损件改用耐磨材料、优化刀盘喷水结构等刀盘升级措施可有效增加刀盘刀具使用寿命。针对岩爆给现场带来的施工难题,借助微震监测系统预判岩爆等级,分别就轻微、中等岩爆提出了防治措施,提出了"柔性结合刚性,辅以新材料"的组合工法。针对隧洞开挖出现的突涌水问题,根据"以堵为主、堵排结合、加强抽排"施工指导思路,总结出超前探水技术。这些措施大幅提高了TBM在高腐蚀硬岩洞段的掘进效率,有效吸收了岩爆发生时释放的能量,及时解除了突涌水淹没设备的风险。     

TBM在不良地质条件下的施工技术

介绍了全断面岩石掘进机(TBM)的种类及各自的特点,总结了开敞式TBM在不良地质下,如软弱岩石、断层破碎带、岩爆、富水带施工中经常出现的问题及对策,论述了施工中的技术方法和应该注意的主要事项。     

输水隧洞工程TBM法施工风险识别及对策研究

针对TBM法在输水隧洞工程施工实践中存在的风险,构建基于熵权的TBM法施工进度风险评估指标体系,评估影响TBM法施工进度的关键风险项。结果表明,高压涌水、岩爆以及卡机是影响输水隧洞工程TBM法施工进度的关键风险项。同时,针对关键风险项提出TBM法施工在遭遇高压涌水层、岩爆以及卡机风险时应采取的对策。研究可为水工隧洞工程的施工风险识别与防治提供决策依据。     

深埋隧洞岩爆孕育机理及防控措施

深埋隧洞工程的岩爆孕育机理决定了岩爆支护系统和防控策略的制定,对工程施工安全具有重要意义。结合锦屏二级水电站深埋水工隧洞岩爆案例所揭示的规律,包括岩爆类型、发育特征,开展了岩爆案例反演和孕育机理解译研究,揭示了深埋隧洞施工期各类岩爆的发生机制,制定了不同类型岩爆的防控原则,提出了钻爆法和TBM掘进条件下岩爆的防控措施。     

深埋水工隧洞岩爆微震监测预警研究

为了避免或降低潜在的岩爆风险,以陕西省引汉济渭工程秦岭输水隧洞为研究对象,采用加拿大ESG微震监测技术获取分析岩爆监测信息,对TBM隧洞微震监测设备的安装、传感器阵列布置、数据无线传输的方案进行了优化。通过长期监测结果和实际开挖情况对比发现:TBM洞段和钻爆法洞段80%以上的岩爆可提前预测,准确率分别达到90. 96%和83. 3%。     

深埋长引水隧洞TBM施工关键技术探讨

巴基斯坦N-J水电站位于喜马拉雅强烈构造影响区,受区域构造及地质影响,引水隧洞发育的大断层及次生断层众多,给工程的TBM掘进施工带来极大困难。结合工程实际条件和施工实践,总结了在深埋高地应力隧洞的TBM施工中应用的一系列关键技术,涉及TBM超前勘探,挤压变形灾害的预测与控制、岩爆防治及卡机脱困等,相关成果可供国内外类似地质条件下的工程设计和施工参考。     

开敞式TBM设备技术改造研究与探讨

在我国长距离输水隧洞建设中,全断面硬岩隧道掘进机TBM应对复杂地质条件能力强,掘进速度快等特点在引水工程中得到广泛应用。文章结合隧洞工程地质条件和开敞式TBM设备现状,对TBM设备的刀盘、机械系统、通风除尘系统、主驱动、液压系统、电气系统及后配套进行检修改造。经多参数综合表明,改造后TBM性能良好,适应性提升。研究成果对指导该领域设计施工具有一定的指导作用。     

狭窄空间内TBM设备顶护盾修复技术研究

引汉济渭调水工程秦岭输水隧洞岭南TBM设备掘进段是整个秦岭隧洞埋深最大、岩爆最频繁、围岩强度最高的施工地段,在多种不良地质叠加下,TBM设备各关键零部件长期处于极限负荷的运行状态,施工过程中常态化产生的轻微至强烈岩爆导致顶护盾被冲击损坏。通过对顶护盾的损坏情况及改造更换必要性进行分析,拟定了顶护盾优化改造、更换安装的具体实施方案,并对实施过程的技术难点进行了深入剖析,从而快速、安全地进行了顶护盾性能提升改造。顶护盾经更换修复后,TBM设备在岩爆频发地段的掘进过程中施工工效提高,作业人员和设备的安全得到保护。     

引汉济渭工程秦岭隧洞岭南TBM施工段岩爆防治措施探讨

引汉济渭秦岭隧洞最大埋深约2000m,根据资料分析,秦岭隧洞地应力高、埋深大具备发生岩爆的条件.本文拟对引汉济渭秦岭隧洞越岭段岭南TBM施工段（K27＋643.006～K46＋360.000）18.717km地段围岩岩爆机理进行分析、研究,提出TBM法施工通过岩爆地段的施工预防措施.     

全断面岩石掘进机在中部引黄工程中的应用

山西省中部引黄工程深埋长隧洞的涌水具有涌水量大、水头压力高、补给丰富等特点,同时施工中不断会出现断层、涌水涌泥、岩溶、软岩、岩爆和煤层等现象,因此工程采用双护盾TBM掘进。从隧洞掘进、通风除尘、排水、施工期通信、管片运输、安装及回填灌浆等方面阐述了TBM掘进过程,以为同类工程施工提供参考。     

基于地应力实测与能量判据的深埋隧道岩爆预测

根据巴基斯坦N-J水电站TBM引水隧洞地质构造和岩体赋存状况,采用套孔应力解除技术对深埋TBM隧道进行了现场地应力实测,进而依据地应力场分布差异将其分为构造和非构造应力影响区。岩石力学室内试验结果表明:砂岩的储能极限对卸载速率不敏感,在一定初始围压下基本为定值。在此基础上,从岩爆能量角度采用数值模拟分析揭示深埋隧道围岩能量分布变化规律,预测不同埋深、不同地应力场条件下隧洞岩爆的级别及规模范围。研究成果可为深部地下工程岩爆的预测提供一种新的思路。