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。     

降低大直径双护盾TBM在不良地质洞段卡机风险的对策研究

双护盾TBM在穿越断层、高地应力以及软弱地层等不良地质洞段时,围岩快速、较大的变形容易挤压护盾而导致双护盾TBM卡机,影响TBM的正常掘进,进而影响工程的工期。对西藏某公路隧洞双护盾TBM掘进期间四次卡机事故进行了分析,针对不良地质洞段的具体情况,从TBM设备选型、超前地质预报、策划地质缺陷处理措施及施工单位专业地质工程师培养等方面提出了解决措施并予以实施,降低了大直径双护盾TBM不良地质洞段卡机风险,使双护盾TBM施工的优点得到了更好的发挥。     

西藏某隧道施工超前地质预报ISP系统的应用研究

由于TBM隧道空间限制、电磁环境复杂等原因,TBM隧道超前地质预报,特别是双护盾TBM隧道超前地质预报工作一直是一个世界性的难题。本文在西藏某公路隧道引入了新型的与TBM一体化的机载ISP系统,尚属在国内首次运用。文中深入分析了ISP系统创新的RSSR原理,就机载ISP系统在双护盾TBM中的应用进行深入研究。ISP系统在双护盾TBM施工隧道超前地质预报工作中的成功应用,能够切实指导TBM掘进施工,降低TBM卡机风险,为隧道安全顺利贯通保驾护航。     

兰州市水源地建设工程输水隧洞双护盾TBM破碎带受阻处理经验

遭遇破碎带是TBM掘进中的重大风险。掘进受阻处理是施工处理技术难点。本文以兰州市水源地建设工程为例,详细记述了采取"化灌止浆墙+超前灌浆"处理措施,双护盾TBM成功通过破碎带的施工过程,并提出了地质勘察及预报、破碎带处理准备及实施、双护盾TBM设计改进三个方面的建议,可为此类工程提供借鉴。     

厄瓜多尔CCS项目双护盾TBM不良地质段施工

双护盾TBM在应用过程中,经常会因多种不良地质条件所约束。阐述了双护盾隧洞掘进机在不良地质条件下施工所遇到的典型问题,并以厄瓜多尔引水隧洞双护盾TBM施工为例,对涌水、断层破碎带、塌方等影响双护盾TBM的不良地质条件进行了分析研究,从宏观和微观的角度出发,提出了TBM通过不良地质洞段的方案和措施,可为今后双护盾硬岩掘进机施工提供借鉴。     

控制双护盾全断面掘进机施工质量的几个问题

引黄工程总干８＃隧洞应用的双护盾全断面掘进机，是利用盾构的启示增设双护盾，在隧洞施工中可以边开挖边衬砌，具有高速度、施工安全、优良的劳动环境及减少材料投入等优点。提高双护盾掘进机施工质量应注意的几个问题：（１）针对不同的岩石性质采用不同的掘进速度；（２）揭高混凝土瓦块制作水平；（３）把好豆砾砂充填和水泥回填灌浆关；（４）加强地质预报。对于复杂的地质条件，有些问题尚待研究。     

复杂地质条件下双护盾TBM掘进性能研究

针对复杂地质条件下双护盾TBM的掘进性能问题,以兰州市水源地建设工程输水隧洞双护盾TBM施工为背景,采用现场实测数据统计分析的方法,研究不同地质条件下双护盾TBM利用率、滚刀损耗及掘进速度。研究结果表明：(1)对于Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类围岩,TBM利用率随着围岩类别的降低而提高,但Ⅴ类围岩由于易发生涌水及卡机等事故,因此TBM利用率一般低于10%。(2)硬岩对TBM滚刀损耗明显高于软岩,硬岩随着围岩类别的降低,滚刀的损耗明显降低。(3)对于Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类围岩,随着围岩类别的降低,净掘进速度明显提高,TBM的平均掘进速度受净掘进速度和设备利用率两方面的影响;Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类围岩的平均掘进速度随着围岩类别的降低而提高,但Ⅴ类围岩受设备利用率极低的影响,其平均掘进速度最低。     

菲律宾卡利瓦大坝项目TBM选型研究

为选择菲律宾卡利瓦大坝项目输水隧洞施工合适的TBM类型,笔者从地质条件、工期、施工安全与环境和经济性等方面对敞开式TBM和双护盾式TBM进行比较研究,最终选择双护盾式TBM作为输水隧洞TBM洞段的施工设备。研究成果可为具有施工隧洞长、洞径小、地质条件较差等特点的隧洞施工如何进行TBM选型提供参考。     

盾构掘进参数优化研究

盾构机目前已广泛应用于各种土建工程领域,城市地铁的修建多使用盾构法,盾构法隧道施工具有安全、快速、地表沉降小等优点。盾构掘进参数包括刀盘转速,扭矩,刀盘压力等,在掘进过程中需要根据地质情况选择合适的掘进参数。本文依托深圳地铁5号线长龙-布吉盾构区间为工程背景,统计和分析了盾构掘进的各项参数,并总结了参数之间的相互关系。     

城市地铁双护盾ＴＢＭ穿越碎裂石断层加固范围及施工关键技术研究

为解决城市地铁双护盾ＴＢＭ穿越断层破碎带时掌子面坍塌、卡机等施工难题,利用数值模拟软件模拟碎裂石断层加固与否及管片和围岩位移变化规律,确定隧道纵径向断层加固范围,研究了双护盾ＴＢＭ穿越碎裂石断层注浆加固技术。研究结果表明:双护盾ＴＢＭ施工中碎裂石断层影响范围主要为隧道纵向为１．１５Ｄ范围,径向为２．３Ｄ范围,因此建议双护盾ＴＢＭ穿越碎裂石断层时应在该影响范围内进行注浆加固;断层注浆加固时,利用超前钻机进行钻孔,调整优化注浆压力进行水泥－水玻璃双浆液注浆,同时提出ＴＢＭ掘进参数建议值,形成了双护盾ＴＢＭ穿越碎裂石断层施工技术;该施工技术效果显著,注浆加固后碎裂石混合物加固体强度提高了２．６２倍,抵抗变形的能力得到了加强,确保了双护盾ＴＢＭ顺利通过碎裂石断层,提前实现了雅区间隧道贯通。     

关埠引水隧洞超高强度岩石TBM刀具选型及布置

榕江关埠引水工程输水隧洞采用双护盾TBM掘进机施工,隧洞围岩大部分为弱风化—微风化花岗岩,围岩坚硬完整、岩石强度高(最高强度达190～230MPa)。刀盘是TBM重要部件,刀盘设计的合理性对提高TBM掘进效率,降低施工成本起着决定性的作用。通过对隧洞岩石强度以及滚刀破岩机理综合分析,初步确定刀具形式、滚刀间距、滚刀直径等刀盘参数,为硬岩掘进创造基本条件;通过对滚刀启动扭矩及单刀承载力等的分析,对刀盘初期设计参数进一步优化,适当增加滚刀数量,提高了TBM的掘进效率。     

中部引黄工程双护盾TBM掘进隧洞堵水施工实践

双护盾TBM掘进隧洞发生涌(突)水后,封堵涌(突)水相当困难,主要原因是涌(突)水点位于预制混凝土管片后面,无法针对涌(突)水点进行封堵,同时管片与岩壁间空腔虽然被豆砾石、水泥浆回填,但回填灌浆密实度很难达到堵水要求,导致涌水沿空腔流动,难以将涌水全部封堵。通过TBM掘进隧洞涌水部位、涌水量大小、涌水压力等不同情况下的堵水施工,介绍了双护盾TBM掘进隧洞涌(突)水施工所用材料、工具及具体施工方法,为其他相似类型隧洞涌(突)水堵水施工提供借鉴。     

TBM掘进技术在软岩隧洞中的应用

通过单护盾、双护盾TBM掘进技术在甘肃引洮供水工程总干渠7^#、9^#隧洞中的应用,证明了TBM掘进设备的选型依据,说明了超前地质预报、合理选择注浆技术的重要性,提出了对设备改进的建议。     

浅谈双护盾TBM施工隧洞有毒有害气体的监测及防治

双护盾TBM硬岩掘进机掘进速度较快,效率较高,参与操作和施工的人员也较多,受地质等条件影响,地下洞室在开挖过程中遇到的不可预见因素也较多,有毒有害气体就是其中之一,一旦对有毒有害气体监测不及时或采取防治措施不当,就会给施工生产和人员生命安全造成极大危害,因此对有毒有害气体的监测和防治显得尤为重要。     

新疆大阪输水隧洞TBM滑行缓慢原因分析

隧洞掘进机(TBM)组装完成后,一般均需要滑行一段距离后才能开始掘进施工。国内使用双护盾TBM施工的工程经验较少。文章通过对新疆大阪输水隧洞TBM滑行缓慢原因的分析,以期为国内同行及其他类似工程提供借鉴。     

双护盾TBM建造技术在派墨公路多雄拉隧道中的应用

多雄拉隧道是世界上首条在高海拔地区采用双护盾TBM法建造的公路隧道,隧道在建设过程中可借鉴经验少,为保障隧道的成功修建,依托多雄拉隧道开展了双护盾TBM公路隧道超前地质预报与信息采集技术、豆砾石影响的双护盾TBM管片设计技术、双护盾TBM施工临灾预警方法和防控措施等建造关键技术研究,取得的一系列成果直接应用在隧道的建设过程中,使工程提前计划工期5个月贯通,施工过程零伤亡。     

TBM不良地质地段施工技术

某饮水隧道工程,采用开敞式TMB施工,根据招标文件、钻孔补勘报告、CSAMT和TEM物探报告等的分析,确定区域存在不良地质地段。文章针对不良地质地段TBM掘进施工,提出合理匹配掘进参数,包括适当降低推进速度、推力和刀盘转速等参数．以减少对围岩的扰动,减轻或防止围岩出现坍塌。并且针对各种不良地质体的性质、类型和可能发生的施工地质灾害,采取相应处理措施。     

浅谈温度控制对管片质量的影响

预制管片衬砌是双护盾TBM掘进中的重要施工环节。为了确保TBM的正常掘进,应有足量、合格的预制管片储备,介绍了在管片生产过程中温度对管片质量的影响,从所需要的设施布置、蒸养室内温度的控制和管片成型后堆放静养等方面阐述了温度对管片质量的影响以及所采取的相应的质量保障措施,使管片生产日产量最大化。     

科卡科多水电站TBM卡机处理方法探讨

科卡科多水电站引水隧洞施工过程中发生双护盾TBM卡机现象,根据TBM掘进记录和地质情况分析是受断层破碎带的影响。为使TBM脱困,采取开挖TBM上方岩体,钻设超前小导管、挂钢筋网、喷混凝土、支钢拱架等方法使围岩保持稳定,再清理TBM护盾上方散落的岩石,终使TBM脱困并通过断层破碎带。     

基于数量化理论I的双护盾TBM掘进速度预测研究

以甘肃引洮一期工程9#隧洞为例,引入数量化理论I的建模原理和方法,建立了定性数据包括围岩类别和地下水情况2个解释变量,定量数据包括单轴抗压强度、抗拉强度、泊松比和变形模量4个解释变量的预测模型,研究了双护盾TBM施工掘进速度的影响因素,并从理论上证实了该预测模型的可靠性。结果表明：在同等围岩力学参数条件下,围岩稳定性越好越有利于TBM的施工,反之则会阻碍施工进度,且阻碍效应会随着地下水的增多而增强;岩石的泊松比、抗拉强度对TBM掘进速度呈显著正效应,而单轴抗压强度和变形模量呈负效应。通过对实测值和预测值的比较发现,二者掘进速度的相对误差绝对值为0.23%~5.38%,平均值为0.39%,说明预测模型用于双护盾TBM掘进速度的预测是可靠的,并可用于同类工程施工进度的预测和工程进度的控制管理。