陡倾不良地质条件下大型调压竖井开挖支护施工

巴基斯坦N-J水电站引水调压竖井深、直径大,在世界水电行业位居前列,其施工面临陡倾角软硬岩互层的复杂地质条件。通过对不同施工方案进行合理筹划和优选,最终采用大型反井钻机在全深度范围一次完成开挖支护的施工方案,虽该方案的施工技术难度极大且国内很少采用,但具有安全、高效和低成本的优势。详细介绍了施工过程及机械配置。巴基斯坦后续大型水电项目较多,其地质条件多与N-J水电站类似,积累的经验对后续项目具有较高的借鉴和参考价值。     

一种基于TBM掘进参数的现场岩石强度快速估算模型

基于隧道掘进机(tunnel boring machine, TBM)现场实际掘进参数与岩石强度的相关性,提出一种现场岩石强度快速估算模型。该模型详细分析了开敞式TBM现场实际掘进参数的趋势,建立了其与岩石单轴抗压强度(uniaxial compressive strength, UCS)的拟合关系式;根据回归系数R²排序:0.761 2(贯入度指数)> 0.759 5(推力)> 0.691 5(掘进比能)>0.598 6(扭矩)> 0.561 5(贯入度),确定采用贯入度指数(field penetration index, FPI)快速估算岩石强度UCS。与以往岩石强度经验模型对比,该估算模型更具针对性和适用性。研究成果为TBM工程岩石强度的快速估算提供了一种新的切实可行的思路。     

高地应力条件下隧道TBM施工岩爆分析

高应力条件下,地下工程在脆性岩体中施工很容易导致岩爆的发生。以N-J水电站大埋深引水隧洞为研究对象,首先采用应力解除法进行现场地应力测试,发现引水隧洞的地应力以构造应力为主,最大主应力达到了107 MPa,较高的地应力水平是导致现场岩爆发生的主要原因。为进一步分析引水隧洞岩爆规律,将地应力场转换至隧道局部坐标,在考虑地应力场剪应力影响的情况下,采用能量判据,通过数值方法计算得到了岩爆的分布范围。     

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。     

N-J水电站地下厂房开挖支护施工技术

巴基斯坦N-J水电站地下厂房区域围岩差,地质条件复杂,而厂房开挖跨度大、高度高、贯入四周高边墙的洞室多,致使厂房在开挖过程中产生了较大的围岩收敛变形,最大变形值达302 mm。以地下厂房超前地质勘探和变形监测成果为依据,从开挖施工程序、方法以及永久支护设计调整和优化等角度,详细介绍和总结了大变形条件下的地下厂房开挖施工技术及其技术要点。可供类似工程借鉴参考。     

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。     

工程重大设计变更后混凝土施工方法改进——以N-J水电站首部工程为例

巴基斯坦N-J水电站首部工程在施工阶段发生了重大设计变更,变更方案中混凝土结构具有体型复杂、配筋率高、多级配混凝土混合浇筑等特点;施工上具有混凝土仓位分散、月浇筑强度高、浇筑难度大等特点。通过对变更后的首部工程设计资料和现场施工条件反复研究,并对多套施工方案进行对比论证,最终形成了较优化的施工方案。工程实践表明,变更方案不仅保证了混凝土施工能够安全、顺利、高强度地连续进行,确保了工程工期;而且实现了混凝土施工质量和成本的有效控制,值得类似工程借鉴和参考。     

超长引水隧洞施工期通风措施研究——以巴基斯坦N-J水电工程为例

在水电工程的隧洞开挖中,通风技术方案是否合理对工程的顺利实施至关重要。在分析N-J水电工程引水隧洞施工通风技术难点的基础上,分别以独头掘进段、继续掘进段及TBM段施工通风为例,介绍了该工程通风设备选型及技术方案设计方面的经验。工程实践表明,对长距离隧洞采用大功率轴流风机进行压入式通风,具有系统布设简单、效率高的特点,而且能节约施工成本与工期,对类似工程具有借鉴意义。     

巴基斯坦N-J水电工程引水隧洞开挖关键技术

巴基斯坦N-J水电站4台机组总装机容量为963MW,是一座大型国际水电工程,也是巴基斯坦目前在建和已建的最大水电工程。工程主要以地下洞室群为主,其总里程近70km,规模位居世界前列,因此,开挖具有线路长,工程量大,地质条件极其复杂,施工干扰大,施工技术难度大,工期紧迫等特点。结合N-J工程引水隧洞开挖支护的实际条件及其施工实践,提出了开挖支护施工中的关键技术和技术要点,以供其他类似工程借鉴和参考。     

官地水电站不良地质条件隧洞进出口成洞方式

隧洞施工中,由于洞口地质条件各异,进洞所采取的工程措施有很大差别,能否安全、快速进洞是隧洞工程施工的关键.官地水电站交通隧洞进出口在几种典型地质条件下,采取了不同的进洞方式,实践证明是成功的.不良地质条件下洞口成洞必须坚持采用"短进尺、弱爆破;快封闭、强支护;稳扎稳打、步步为营"的进洞原则.官地水电站几种典型地质条件下洞口段的不同进洞方式,可供其它类似条件的隧洞施工时参考.