单支洞双向主洞TBM同时掘进施工附属系统探析

新疆某引水隧洞工程为超特长深埋隧洞,其多个标段均设计为"单支洞双向主洞TBM同时掘进"的模式,这就对TBM掘进施工各附属系统提出了新的要求。为提高两台TBM同时掘进的施工效率、缩短工程工期、降低投资成本,在传统单台TBM施工模式的基础上,采用设计优化、类比实践等方法,从组装洞布置优化、辅助配套系统和施工保障系统三方面,探讨了"单支洞双向主洞TBM同时掘进"模式下TBM施工附属系统的设计与管理。在后期TBM掘进施工过程中,各系统运转正常,能够满足TBM快速、高效掘进的要求,达到了预期的效果。     

引水隧洞工程中的TBM施工技术

结合新疆某引水隧洞工程实例,施工现场的地质构造颇为特殊,分布丰富的大断层及次生断层,不利于TBM掘进作业的顺利开展。对此,以现场情况为立足点,考虑工程建设需求,围绕TBM施工技术展开探讨,包含超前勘探、自然灾害预测及防控、卡机等突发事故的应对方法等,以提高TBM施工技术在引水隧洞中的应用水平。     

锦屏二级水电站TBM选型及施工关键技术研究

 锦屏二级水电站引水隧洞属于深埋特长隧洞,其中2条引水隧洞施工采用敞开式硬岩掘进机(TBM)进行施工。引水隧洞TBM开挖直径12.4 m,位列世界第二。引水隧洞穿越区域水文地质条件复杂,开挖中面临地下水预报及处理、通风、岩爆防治等三大关键技术问题。通过对大量文献资料和工程实例的研究,概述TBM近半个世纪的发展及其在隧道建设中的应用现状和主要问题。对锦屏二级水电站区域地质条件以及主要的工程地质问题进行分析,结合国内外已有的TBM施工经验,对锦屏二级TBM选型以及在施工中面临的超前地质预报、围岩稳定、高地应力及岩爆、突涌水、溶洞、有害气体、断层破碎带等不良地质条件所采用的施工方法进行分析研究,针对性地提出在各种不良地质条件的下的TBM施工对策,对锦屏二级水电站TBM施工提出建议,研究成果可供类似工程参考。     

抽水蓄能隧洞TBM隧洞智能掘进系统技术研究

抽蓄工程TBM隧洞施工具有超小开挖断面、地质条件复杂多变、多断层破碎带及围岩变形、高地应力、岩爆、超小的转弯半径、区间坡度大长度长、机械作业密集。针对在排水廊道隧洞、探洞、交通中导洞等洞室掘进时，对复杂地质预报、隧道支护、针对不同地层的掘进参数调整等难点，设计TBM关键参数智能掘进系统技术框架，采用低无代码模式降低开发门槛，通过模块化开发实现了系统较低的耦合度。在此基础上，以算法模型与系统软件分属不同服务的方式，集成来自不同算法开发人员的模型，实现了系统软件与算法模型的快速集成，用于TBM智能掘进过程中关键参数的预测及控制。对TBM隧洞智能施工流程进行研究分析，形成一套抽蓄工程TBM智能化掘进系统技术，并成功应用于浙江衢江抽水蓄能项目、浙江永嘉抽水蓄能项目，形成了一套符合抽蓄项目TBM施工的智能化施工方法。     

锦屏二级水电站1#,3#引水隧洞TBM施工预测与施工效果对比分析

TBM施工预测在隧道施工方法选择、项目规划、施工规划、施工管理中发挥了很大的作用.针对锦屏二级水电站引水隧洞TBM施工,在获得隧洞沿线岩体参数及岩体所处环境参数的基础上,对TBM施工段的岩体进行分区分段,应用挪威科技大学(NTNU)TBM施工预测模型、岩体特性TBM施工预测模型对各段TBM掘进速度进行预测,应用NTNU...     

深埋隧洞TBM掘进微震实时监测与特征分析

 针对深埋硬岩隧洞TBM掘进过程中开展微震实时监测存在的困难与不足,对现有微震监测技术进行优化与改进,并在锦屏II级水电站3#引水隧洞TBM施工洞段开展微震实时监测。监测结果表明：(1) TBM施工环境噪音复杂,但主要噪音特征明显,可通过建议的滤波方法有效滤除。(2) 围岩的微震活动和TBM掘进及掘进速率具有明显的关系,TBM掘进速率增加,围岩微震明显活跃;TBM掘进速率降低,围岩的微震活动明显降低;微震平静期发生在TBM检修期间,最活跃期发生在TBM检修后掘进4～6 h。(3) 一些岩爆发生前,微震事件和能量释放在空间上由随机离散状态变得相对集中,在时间上微震事件的数量和能量有一个迅速增加的趋势;视体积有突增趋势,能量指数有突然下降迹象。(4) 在深埋隧洞TBM掘进过程中进行微震实时监测,可以获得岩爆发生前的有效微震信息,获得岩爆发生前微震活动的演化特征与规律,为岩爆的发生提供较为准确的预警信息。因此,通过微震监测预测预报深埋隧洞TBM掘进过程中岩爆的发生是可行的。     

引黄工程南干线TBM施工探讨

埋深大、线路长的隧洞采用TBM施工,已成为国际上快速开挖隧洞的主流.引黄工程南干线4#～7#隧洞总长90 km,除部分进、出口土洞段外,全部按TBM施工.沿线水文地质条件复杂、埋深大、单条隧洞长达43 km.结合工程施工实践,对TBM施工要点地质洞段的施工对策进行了探讨.     

高地应力区大直径TBM掘进岩爆风险控制

锦屏二级水电站1#,3#引水隧洞采用TBM掘进,中部深埋洞段岩爆风险突出。为制定合理可行的掘进方案与岩爆防治措施,在前人研究基础上,结合工程实际情况,采用多种数值分析手段,评价不同形式导洞开掘,对降低岩爆风险的影响。3种导洞开挖方式均可以显著地降低TBM掘进的岩爆风险,选择何种形式的导洞主要从设备和经济效益角度进行决策。据此提出高地应力区大直径TBM掘进岩爆风险控制措施,施工中结合钻爆法导洞预处理、应力解除爆破并辅以及时、系统、高质量的支护,降低岩爆风险,确保施工及结构安全。     

引汉济渭秦岭输水隧洞施工技术初探

引汉济渭秦岭输水隧洞全长81．625km,最大埋深2000m,具有地质条件复杂、埋深大、地应力高、地温高、施工通风及运输距离长、反坡排水困难等特点,隧洞施工难度堪称世界之最。该工程39．13km拟采用2台TBM施工,42．495km采用钻爆施工。本文针对引汉济渭秦岭输水隧洞工程的地质风险,提出了TBM施工的适应性设计及相应施工措施。     

TBM在引黄一期工程隧洞施工中的应用

介绍了TBM在引黄一期工程长隧洞施工中的应用情况和施工技术。通过与传统钻爆法施工的比较,总结了TBM施工的优点。对管片衬砌设计和施工工艺进行不同程度的改进,使TBM掘进和六边形管片衬砌的快速成洞技术逐步趋于完善,实现了高速度与高质量的统一。     

锦屏二级水电站深埋长隧洞群的建设和工程中的挑战性问题

锦屏二级水电站大型深埋隧洞群由4条引水隧洞、2条辅助洞及1条施工排水洞组成,隧洞群总长约118 km,具有埋深大、洞线长、洞径大、地应力水平高、工程地质条件极其复杂、施工布置困难等特点,是目前世界上己建、在建总体规模最大、综合难度最大的水工隧洞群工程。隧洞群建设中面临地下水预报与处理、岩爆防治等关键技术问题。通过对锦屏二级水电站深埋隧洞群建设中遇到岩爆及突涌水工程治理等工程应用实例进行研究总结,提出下一步工程中所面临的挑战及应对措施。锦屏二级水电站工程深埋长隧洞的建设所取得的经验,可为类似工程提供有益的借鉴。     

台灣水利隧道工程TBM開挖首次貫通案例

新武界隧道及栗栖溪引水工程之隧道總長約16.5km,興建完成後將為台灣最長之水利隧道。其中,中游段之引水隧道艮約7.8km,因推估地質均質尚佳且無明顯之剪裂帶或斷層带存在,並為考慮縮短工期、降低對環境之衝擊、減少勞工需求及提昇台灣隧道工程施工技術等因素,決定採用安全且一貫連續快速作業之隧道鑽掘機(TBM)開挖施工。施工期間,於2001年11月份創下659.3m／月之台灣最快鑽掘紀錄,其後雖曾遭遇局部岩盤破碎或異常擠壓等不良地質,以及遭受桃芝颱風之暴雨肆虐成災,然於採取適當應變措施及處理得宜下,TBM終於克服困難並持續順利鑽掘,且於2002年6月7日成功貫通,完成鑽掘工作,為台灣隧道工程首次以TBM貫通案例,且達到最佳平均月進度(315m/月)及最大鑽掘長度(6523m)之新里程碑。     

Effect of adverse geological condition on TBM operation in Ghomroud tunnel conveyance project

With the planned length of 36 km, Ghomroud tunnel is one of the longest tunnels under construction in central Iran. About half or 18 km of this tunnel was excavated by a double shield TBM. Several adverse geological conditions encountered, consisting of ground squeezing and face collapse, hindering TBM performance, and caused several TBM stoppages and jamming. This paper presents the impact of ground conditions on machine performance based on the information obtained from field observations and geotechnical site investigations. As built geological conditions are described while the method and results of tunnel convergence measurements and their impacts on tunneling operation is examined. Based on the detail study of the available geological information and tunnel convergence measurements, it was evident that the existence of weak structures in rock mass resulted in high rate of the convergence, which was the dominant factor in the TBM jamming. Since it was not possible to make observation and measurements of geological parameters when working in a lined tunnel built by a shielded machine, an attempt was made to correlate TBM operational parameters and ground convergence. The preliminary result of the analysis has indicated a good correlation among machine’s operational parameters and tunnel convergence. If the system is fully developed, these parameters can be used as an indicator of the potential for high rates of convergence. An early warning on ground convergence is essential for taking precautionary measures to avoid TBM from getting jammed by squeezing ground.     

高地应力区双护盾TBM隧道围岩性态即时判示分析

青藏高原及其东缘高山区的交通建设和能源开发,需要修建众多的深埋长大隧道,采用TBM掘进具有显著优势.依托西藏雅鲁藏布大峡谷DXL隧道双护盾TBM掘进施工,就隧址区工程地质环境、基于尾渣的围岩特征信息的即时获取方法以及围岩性态判别等进行了研究.结果表明:(1)高地应力环境下,隧址区裂隙性硬质围岩微细观破裂,造成宏观大变形...     

锦屏二级水电站引水隧洞TBM施工工法研究

 锦屏二级水电站引水隧洞是我国目前规模最大的水工隧洞群,特点是洞线长、埋深大、技术难度大,且沿线突水、岩爆、塌方各种地质灾害十分突出,为确保工程施工的安全与按期顺利发电,有必要选择安全快速的掘进方式,为此针对TBM工法,进行大量的调查研究与分析论证,研究结果表明：无论是从岩石的可钻性、耐磨性,还是从岩石的变形、破坏特性,TBM施工都是可行的,对可能遇到的地下水、岩爆、围岩大变形等不良地质条件的处理,较传统的钻爆法有一定的优势,对人员设备的安全具有更好的保护作用。结合地质超前预报和施工中不断改进的施工工艺和支护手段,可以较好地解决施工过程中可能遇到的一些工程难题。     

Case studies of TBM tunneling performance in rock–soil interface mixed ground

This paper investigates the performance of tunnel boring machines (TBMs) in rock–soil mixed-face ground based on TBM tunneling projects in Singapore. Currently several methods are available to estimate TBM tunneling performance in homogenous rock or soil. However, the existing models cannot be effectively applied to predict TBM penetration rate in mixed ground. The tunnels in this study were excavated in adverse mixed-face ground conditions. The geological profiles and the TBM operational parameters are compiled and analyzed. The influence of different geological face compositions on the performance of the TBMs is studied. The statistical analysis shows that there is a possible correlation between the mixed-face ground characteristics and the TBM advancement. Different approaches are used to find a reliable model. Finally, a method is proposed to predict the TBM performance in mixed-face ground for project planning and optimization.     

員山子分洪隧道重點課題探討

員山子分洪隧道位於基隆河上游瑞芳鎮境内,主要功能為洪峰時將基隆河上游多餘洪水量排放入東海,以降低河道下游水位1.5m。針對該分洪隧道之斷面形狀、支撐與襯砌、施工中地質探查、高強度混凝土水化熱防治及混凝土磨耗對策提出探討。     

Design features of the Sophia Rail Tunnel in the Betuweroute

This paper outlines the design phase of the longest of three bored tunnels in the Betuweroute: the twin bored Sophia Railway Tunnel, with a total length of 8.1 km. A project overview and general information is given first. The paper then highlights the design concept of the tunnel and the risk analysis regarding the crossing of the main polder dikes. In addition, characteristic design features of several elements of the tunnel construction are described in more detail. Finally the construction activities, which started at the end of 1998, and the TBM concept are described.     

供水长隧洞TBM施工方案论证

结合地质条件,通过工程设计、施工组织设计与经济分析,本文对某供水隧洞采用钻爆法及TBM全断面掘进机施工方案进行了论证。