水平旋喷桩在隧洞开挖掘进中的应用

甘肃省引洮供水一期工程总干渠7#隧洞出口剩余40.00m长含水疏松砂岩洞段,由于岩体透水性弱、可灌性差、岩性软弱强度低,超前灌浆固结及长管棚处理均难以达到预期效果。根据含水疏松砂岩的独特特性,确定采用"水平旋喷桩法"进行超前加固。通过后续开挖掘进施工实践证明,水平旋喷桩有效阻止了掌子面突泥涌砂的发生,并对围岩起到超前加固和固结作用,保证了隧洞洞身侧顶拱及掌子面稳定,类似围岩隧洞工程施工可予以借鉴。     

深埋水工隧洞复合冻结施工关键技术研究

引洮供水一期工程总干渠7号隧洞中部,长48.0 m、埋深244.0 m洞段穿越新近系含水疏松粉(细)砂极软岩地层,采用一次全深冻结竖井工作面,单循环"地面垂直+洞内水平复合冻结法"掘进。为掌握深埋地层冻结设计与施工技术,结合工程实践,对含水疏松粉(细)砂岩工程地质特性,以及"复合冻结法"设计、温度场、制冷系统与施工等关键技术进行了研究。"复合冻结法"掘进安全通过极软岩地层,获得全面成功,取得重大技术突破与创新,填补了国内200.0 m以上深埋隧洞(隧道与巷道)洞内"水平冻结"工法技术的空白,开创了国内深埋水工隧洞"冻结法"施工技术的先导开端,标志着我国地下工程建设"冻结法"设计与施工技术全面跃上新台阶。     

竖井冻结法设计与施工

甘肃省引洮供水一期工程总干渠7#隧洞中部含水疏松砂岩洞段采用"冻结法"施工,增设施工辅助竖井及其工作面。"冻结法"施工过程中,对冻结施工技术方案、冻结设计参数、现场冻结效果情况,以及井下冻结温度实测等采取提前预测分析,保证冻结施工的连续性和可靠性。针对竖井井身及其上下游10.0 m长范围主洞洞身段,对"冻结法"施工技术予以分析总结,为隧洞及其施工辅助竖井"冻结法"设计与施工提供相应参考。     

深埋水工隧洞水平冻结施工关键技术研究

引洮供水一期工程总干渠7号隧洞中下游两段总长78.65 m、埋深135.0～206.0 m洞段穿越新近系含水疏松粉(细)砂极软岩地层,采用"洞内水平冻结法"掘进。为掌握深埋地层冻结设计与施工技术,结合工程实践,对极软岩工程地质特性,以及"水平冻结法"设计、温度场、制冷系统与施工等关键技术进行了研究。冻结壁厚不小于2.0 m,均温-10℃,冻结孔35～40 d交圈,积极冻结时间40～50 d,循环盐水温度-28℃。圆形断面双圈发散布设冻结孔,类马蹄形断面洞段三循环冻结,掌子面及后方加强2个冻结孔布孔断面,掌子面双圈孔,内圈类马蹄形水平布孔,外圈及单圈加强断面发散布孔,圆形开孔,前方远端类马蹄形,总孔数229个,冻结管总长5.02 km。"水平冻结法"掘进全面成功,安全通过极软岩地层,取得重大技术突破与创新,填补了国内200.0 m以上深埋隧洞(隧道与巷道)洞内"水平冻结"工法技术的空白,开创了国内深埋水工隧洞"冻结法"施工技术的先导开端,标志着我国地下工程建设"冻结法"设计与施工技术全面跃上新台阶。     

深埋水工隧洞垂直冻结施工关键技术研究

引洮供水一期工程总干渠7号隧洞中部长182.6 m、最大埋深242.5 m洞段穿越新近系含水疏松粉(细)砂极软岩地层,采用一次全深冻结竖井工作面,"地面垂直冻结法"掘进。为掌握深埋地层冻结设计与施工技术,结合工程实践,对极软岩工程地质特性,以及"垂直冻结法"设计、温度场、制冷系统与施工等关键技术进行了研究。竖井井底以下封底冻深30.0 m,总冻深242.4 m;隧洞洞底以下封底冻深6.0 m,总冻深212.6～248.5 m。冻结壁厚3.0 m,均温-10℃,循环盐水温度积极冻结期-26～-28℃、维护冻结期不高于-22℃。竖井冻结孔圈径10.8 m,孔数26个,间距1.3 m,冻结管总长6.29 km;隧洞地面纵向布设冻结孔5排,其中洞身3排,横向排距2.4 m,纵向间距内三排3.0 m、外两排2.3 m,总孔数328个,冻结管总长75.02 km。"垂直冻结法"掘进全面成功,安全通过极软岩地层,取得重大技术突破与创新,填补了国内200.0 m以上深埋水工隧洞"垂直冻结"工法技术的空白,开创了国内深埋水工隧洞"冻结法"施工技术的先河,标志着我国地下工程建设"冻结法"设计与施工技术全面跃上新台阶。     

引洮7~#隧洞含水疏松砂岩地层冻结法施工数值模拟

为探究含水疏松砂岩地层引水隧洞冻结施工中冻土帷幕的形成过程及力学特性,对引水隧洞的冻结施工及开挖过程进行三维数值模拟。研究了冻土帷幕的温度场、应力及位移的分布,计算出冻土帷幕完全形成所需的时间及其压、拉、剪应力极值并确定极值发生的位置。结合现场监测数据,分析了冻结过程中冻土的温度变化规律及冻土帷幕的形成机理,最后提出了相应的措施及建议。     

引洮总干渠7~#洞上第三系极软岩隧洞围岩工程地质问题及TBM适应性评价

引洮一期总干渠7#洞布置于白垩系、上第三系红色层中,属软岩、极软岩深埋长隧洞,其中上第三系极软岩洞段长14.7 km,占洞长的85.6%。上第三系围岩工程地质性质差,特别含水的疏松砂岩在地下水作用下,工程地质问题尤为突出。工程隧洞采用TBM施工,TBM施工中在疏松砂岩中多次受困,出现了埋机、栽头等施工事故与问题。通过对引洮总干渠7#洞上第三系围岩工程地质特性的分析与研究,结合TBM在该围岩掘进中出现的问题,浅谈上第三系极软岩隧洞围岩稳定性分析及TBM在该地层适应性。     

引洮总干渠隧洞剩余项目工期评估

引洮工程总干渠7#隧洞剩余680m含水疏松砂岩洞段成为制约整个工程何时能通水的"拦路虎"。鉴于影响工期因素很多,本文依据剩余项目施工方案、地质条件和本工程各种工法实施经验等资料,采用三时估算法对剩余项目施工所需工期较为全面地进行了评估,对进一步完善施工方案和指导后续项目施工有一定的参考作用。     

水平旋喷桩在湿陷性黄土隧洞涌砂段施工浅析

引洮供水一期工程总干渠7号隧洞,涌砂段桩号为60+572.00～61+079.42,围岩类型为第三系临夏组疏松砂岩,具有成岩差、欠固结、胶结不均等特点,其天然密度为2.21 g/cm3。文章在介绍水平旋喷桩超前预支护的原理及特点基础上,阐述了旋喷桩超前预加固方案,以及旋喷桩施工工艺、技术参数和注意事项等,有效地防止了隧道挖掘和施工中出现地层变形,起到了止水和加固性作用。     

引水隧洞涌水粉细砂层洞段施工方案比选

以山西省小浪底引黄工程2#引水隧洞土洞段施工为例,先后采用了"超前大管棚注浆"、"超前帷幕高压注浆"和"超前水平高压旋喷及帷幕注浆"施工方案进行生产性试验,根据试验情况,最终选择了"超前水平旋喷及帷幕注浆"作为主要施工方案。该方案从施工效果来看,达到了改良工程地质特性的目的,止水及加固效果明显,确保了隧洞掘进的施工安全,可为后续类似工程施工提供良好的借鉴经验。     

地表预注浆加固TBM施工隧洞浅埋冲沟段施工效果分析

针对新疆某隧洞引水工程TBM施工隧洞穿越浅埋冲沟段地质情况,提出采用地表注浆加固的方案进行超前处理,并论述地表预注浆加固处理施工方案。结果表明:浅埋冲沟段地表预注浆,提高了破碎围岩的整体性及强度,降低了围岩裂隙的透水性,改善了隧洞的成拱效应,保障了TBM掘进施工安全。结果可为类似工程处理提供参考。     

沙壤土层隧洞特大透水事故处理施工技术研究

隧洞施工过程中遇到透水时,应坚持"预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后进"的原则,采取"防、堵、疏、排、截"的综合治理措施。其中"先探后掘"中的探,即在巷道掘进过程中,在迎头利用直接或间接的方法向前一定范围内进行超前探测,查明前方及其采动影响范围内是否存在富含水地质构造、导含水通道、岩溶空洞等,为工程顺利安全施工提供依据。     

水平冻结法在疏松砂岩地层隧洞TBM掘进超限处理中的应用

引洮工程~#7隧洞TBM掘进超限处理工程,在没有施工先例的情况下,通过方案对比、工程重点难点分析,提出了可行的水平冻结施工方案,阐述了在埋深100m以上水平冻结孔施工、冷冻站设置和隧洞开挖施工等几个关键节点中遇到的问题及相应解决措施,通过冻结过程监测及分析保证了工程施工安全,为类似工程采用水平冻结施工提供了宝贵的数据。     

引洮工程总干7号隧洞疏松砂岩工程地质特性研究

引洮供水工程7#隧洞施工中遇到了新近系地层中特殊的疏松砂岩(粉细砂岩)。经过对疏松砂岩和同类地层中的泥质砂岩进行对比试验,研究了疏松砂岩特殊的性质,其工程性质软弱恶劣,饱水后类似于饱和固结沙土的物理力学性质。疏松砂岩在甘肃中部具有区域性分布,作为隧洞围岩稳定性极差,且有诸多工程地质问题。研究其特殊性质对该地区工程建设具有重大的现实指导意义。     

CCS水电站输水隧洞工程地质条件分析与处理

为保证CCS水电站输水隧洞双护盾TBM施工正常进行,开展了围岩分类与稳定性评价及隧洞超前地质预报,研究了施工方法,提出了施工技术建议。在双护盾TBM施工过程中,可见的围岩范围较小,无法进行地质素描,根据双护盾TBM施工的技术特点,选择了隧洞掌子面及洞壁小范围的围岩观察、TBM掘进参数分析、局部岩石回弹值测试、岩渣性状分析、地下水特征分析等多种方法获取围岩地质信息,从而对围岩进行分类和稳定性评价。选择了隧洞宏观地质条件分析、施工过程地质条件分析、以地震法和电法为主的物探方法、掌子面超前水平钻探等综合方法对掌子面前方围岩进行探测和预报,根据预报结果有针对性地采取处理措施。针对TBM施工过程中出现的涌水、砂岩砂化、断层破碎带等不良地质条件,建议施工单位采取了超前地质预报及调整掘进参数、堵水、超前灌浆加固围岩等施工方法和技术,TBM顺利通过了不良地质段。     

冻结法在星云湖抚仙湖出流改道工程隧洞施工中的应用

云南省玉溪市星云湖抚仙湖出流改道工程隧洞掘进到九溪洞段时，出现大量涌水涌砂和坍塌现象，造成地面塌陷，工程进展受阻。为确保工程安全，顺利施工，在隧洞掘进中首次采用了冻结法，有效地解决了隧洞穿越流砂不良地质洞段的施工问题。对冻结法在星云湖抚仙湖出流改道工程隧洞施工中的应用情况及取得的实际效果进行了介绍。     

瞬时反馈预报技术在TBM施工中的应用

大伙房水库输水工程采用隧道掘进电法超前监视进行超前地质预报,数据采取和分析与开挖施工同时进行,对TBM正常掘进无影响,分析结果可以随时显示,方便现场快速决策。     

综合超前地质预报技术在ＴＢＭ法超特长隧洞的应用

文章依托北疆供水二期工程某标段工程,采用地质分析法、地震波物探法和激发极化探水法相结合的超前地质预报技术,对超特长隧洞地质多变地段进行了综合性、连续性超前预报,得到了较好的预报结果,其中对围岩性状的探测准确率可达８０％以上,对地下水的探测准确率可达７０％以上,形成了较为完善的超前预报及支护作业的掘进施工体系。另外,还将超前预报技术与施工工序紧密结合,纳入常规施工工序进行管理,有效避免了不良地质引发的坍塌、卡机等灾害损失,大大提升了ＴＢＭ掘进施工效率,对ＴＢＭ在类似工程中安全快速掘进提供一定的借鉴。     

中国首台单护盾TBM设备优化改造研究

甘肃省引洮供水一期工程总干渠7号隧洞围岩主要由上第三系Ⅴ类软-极软岩组成,采用单护盾TBM开挖掘进施工,针对围岩特性、设备运行状况与功能缺陷,以及遇到的各类问题,对设备主机机头刀盘及盾体进行了全面优化技术改造,并重点对盾体前伸护盾结构进行了三维有限元分析。施工实践表明:设备优化技术改造获得成功,技术性能得到全面提升,有效提升了施工效率、质量及安全,取得平均月成洞进尺1 094.0 m的优异成绩,创造了中国首台单护盾TBM在含水疏松粉细砂极软岩地层中的开挖掘进施工记录。可为各类盾构机的设计制造和工程运用提供良好借鉴。     

轿顶子电站引水隧洞富水破碎围岩洞段超前帷幕注浆堵水施工技术研究

超前帷幕注浆堵水是富水围岩地下洞室工程止水加固的重要手段.文章以轿顶子水电站发电引水隧洞富水破碎围岩洞段为例,详细介绍了超前帷幕注浆堵水施工的总体思路和具体流程.施工结果显示,该施工方案的堵水加固效果良好,对相关类似工程具有一定的借鉴意义.