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。     

TBM隧洞前方不良地质精细化探测方法及应用

TBM对不良地质条件适应能力差,因此需要对TBM隧洞前方地质条件具有较高准确性和可靠度的超前地质预报方法。本文以新疆某TBM隧洞施工现场为例,采用三维地震波法对掌子面前方的不良地质进行探查,其围岩揭露状况与探测结果一致,证明在三维地震波法是一种适合TBM隧洞前方不良地质探查的高效手段,可为TBM隧洞工程施工提供参考和指导。     

深埋长距离引水隧洞敞开式TBM施工不良地质灾害处置措施研究

为降低敞开式TBM穿越不良地质段时的施工灾害风险,文章依托新疆某深埋长距离引水隧洞,针对富水软弱破碎带、软弱围岩、高地应力和断层破碎带等不良地质条件引发的施工灾害问题,采用多种施工处置措施进行了现场治理,保证了TBM顺利通过不良地质段,减少了TBM施工灾害的发生。研究发现采用综合超前预报方法并制定相应的施工预案可有效降低施工灾害的影响。灵活组合复合灌浆、钢拱架支护、系统锚杆、换填混凝土、空腔回填等措施可增强围岩整体性。施作超前注浆锚杆以及超前注浆的方法加固围岩,或采用扩挖小导洞方式,可有效实现TBM卡机脱困。研究结果可为类似TBM隧洞工程提供施工指导。     

超前灌浆开挖技术在上盖水电站引水隧洞施工中的应用

广西那坡县上盖水电站扩建工程引水隧洞围岩工程地质条件差,通过施工方案比较,采用超前灌浆开挖方案施工,结果表明:超前灌浆开挖技术用于软弱地层隧洞开挖,能稳固围岩,达到安全施工降低成本的目的,且成洞好。     

引水隧洞地质雷达超前预报应用研究

在引水隧洞开挖施工过程中,难免会遇到断层、围岩破碎、涌水等不良地质情况,为避免事故发生,不能贸然继续开挖,需要在探测清楚掌子面前方的地质条件后,再制定下一步计划。地质雷达(GPR)探测具有轻便、无损、效率高、速度快、精度准等特点,适合作为超前预报的手段之一。本文介绍了SIR-30E地质雷达超前预报在辽宁省某引水隧洞中的应用情况,对探测图像进行了分析,探测结果表明前方完整性较前段有所提升,岩体较完整。爆破开挖后发现实际围岩情况与预报结论相符。     

超前地质预报在隧洞开挖中的应用

夹岩水利枢纽工程隧洞开挖需穿越地层,面临着各种复杂、不良地质条件与水文条件,对隧洞安全开挖产生不良的影响。需在隧洞开挖过程中,采用超前地质预报措施,对隧洞开挖前方地质和水文进行探测,为后续的开挖施工提供指导。文章以某地夹岩水利枢纽工程长石板隧洞开挖工程为实例,明确了地质超前预报的目的、方案与内容,同时进行了超前预报方法的选用,最终确定使用“TSP203地震波反射法+加深炮孔法”进行实践探测,实现对隧洞开挖前方地质的准确、全面预报。     

乐滩水库引水灌区窑瓦-六浪隧洞TBM施工段工程地质勘察与研究

通过对乐滩水库引水灌区工程区域地质发育史、地层岩性、地形地貌、地质构造、水文地质条件、岩溶水动力条件、勘探试验资料、隧洞开挖涌水量预测、TBM施工隧洞围岩分类等进行了全面系统的分析评价,得出了陈村-北四段属浅埋隧洞,绝大部分洞段岩溶不发育,北四-六浪段隧洞埋深一般150-300 m,绝大部分洞段位于地下分水岭之下,地下水位季节变化带埋深约70 m左右,隧洞围岩岩溶一般为弱发育-不发育,仅局部洞段岩溶较发育的结论。因此,只要对局部岩溶发育段做好超前地质预报,发现溶洞及时处理,采用TBM施工是可行的。     

TBM施工深埋水工长隧洞围岩综合分类研究

目前常用的水工隧洞围岩分类方法主要是在浅埋隧洞和钻爆法施工的基础上建立的,在隧道掘进机(TBM)施工的深埋水工长隧洞应用中存在不足。在对国内外常用的围岩分级和分类方法进行统计的基础上,结合深埋水工长隧洞的特点以及TBM施工中可能遇到的主要地质问题进行分析,选取了围岩稳定性、高地应力风险、地下水风险和TBM施工围岩可掘性等作为评价隧洞围岩性质的主要因素,提出了一种既能描述隧洞围岩稳定性,又能描述地质风险类型及等级的TBM施工深埋水工长隧洞围岩综合分类方案。该方法已在新疆某输水工程中进行实践应用,取得了良好的应用效果。研究成果可为深埋水工隧洞开挖和支护设计提供技术支撑,为TBM选型及施工中可能遭遇的地质风险采取处理针对性措施提供依据。     

TST技术在TBM掘进隧洞超前地质预报中的应用

以巴基斯坦某深埋长隧洞TBM施工超前地质预报为例,系统介绍了TST超前地质预报技术的基本原理、观测系统、现场测试参数设置、数据处理方法及其处理过程,最终获得隧洞掌子面前方100~150m范围内待开挖岩体的地震波偏移图像和地震波速度曲线图像。结合地质分析成果综合解释和判断地震波偏移图像和地震波速度曲线图像中所反映掌子面前方岩体的地质特征及不良地质现象等信息,达到隧洞施工超前地质预报的目的。通过对比分析隧洞桩号9+678-9+578段TST技术预报成果,说明其与超前水平钻探结果、TBM推力与贯入度参数大小、开挖后地质编录成果等吻合较好,完全符合客观地质实际,为工程设计与施工提供了科学依据,满足了隧洞安全施工的需要。由此表明TST超前地质预报技术可适用于TBM施工的深埋长水工隧洞的预报工作,还可获得良好的应用效果,为类似工程提供了很好的借鉴范例。     

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。     

敞开式TBM穿越高浓度瓦斯煤层破碎带施工技术探析

通过对新疆某输水工程隧洞TBM施工过程中,穿越高浓度瓦斯煤层断层破碎带施工方案的研究、总结,首次提出瓦斯气体超前探测、瓦斯气体排放处理、多方式组合的加强初期支护,以及施工过程防爆管控等TBM穿越高浓度瓦斯气体煤层断裂破碎带的施工关键技术.鉴于国内采用TBM施工的隧洞工程没有遇到过此种极端不利的地质情况,因而文中总结的施工技术方法和施工经验,对今后类似地质条件的TBM施工具有一定的借鉴意义.     

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。     

滇中引水工程香炉山隧洞TBM开挖围岩卸荷响应特征

针对滇中引水工程香炉山隧洞TBM掘进洞段地质条件复杂、施工技术难度大等特点,采用现场监测和三维数值仿真2种手段,对典型洞段围岩开挖卸荷响应特征进行了分析。通过对TBM掘进洞段围岩变形和钢拱架受力监测数据分析可知,围岩类别和隧洞埋深均是影响围岩变形量值和收敛时间的重要因素,TBM上的撑靴结构对钢拱架受力影响显著。根据香炉山隧洞敞开式TBM施工特点,提出了敞开式TBM开挖施工的仿真模拟技术,获得了典型断面围岩变形及支护结构受力随掌子面推进的变化规律,可为TBM洞段支护设计优化及掘进过程中卡机问题的预测和判断提供参考。     

格鲁吉亚卡杜里水电站引水隧洞TBM的施工及对围岩的处理

介绍了卡杜里水电站二条引水线路之一的萨河引水隧洞采用TBM施工的情况,包括隧洞的地质条件、不良地质洞段的施工、对各类围岩的工程处理,以及采用TBM施工的优缺点等。     

综合超前地质预报在玉瓦水电站引水隧洞施工中的应用

本文通过玉瓦水电站引水隧洞施工实践,探索了隧洞综合超前地质预报方法,制定了综合超前地质预报流程。综合超前地质预报工作在玉瓦水电站引水隧洞施工中的应用,为施工进度安排、施工资源调配提供了可靠的地质资料,同时有效保障了施工安全,取得了较好的应用效果。TRT测试的地震波纵波波速成果与声波测试波速相关性值得进一步研究,对比实际开挖后揭示的围岩条件,可为超前地质预报围岩类别划分提供参考。     

深埋TBM隧洞地下水控制措施实践

针对超特长深埋开敞式TBM隧洞地下水控制问题，东疆引水工程提出了“预报为先、以堵为主，限量排放”的隧洞渗、涌水处理原则。实践证明，采用超前地质预报或超前钻探的方法能够较好地获取未开挖区域围岩质量及地下水发育情况，并结合已揭露围岩条件，针对不同地下水类型采用相应的处理措施完成地下水控制，该控制措施多次在工程中取得良好的应用效果。     

三维地震波法超前地质预报在引汉济渭工程TBM施工中的应用

秦岭隧洞横穿秦岭底部,工程地质条件极其复杂多变,具有大埋深、高应力、高水压、大流量的突出特点,修建过程将会遇到大塌方、岩爆、突涌水、大埋深条件下的软弱围岩大变形等多种特殊地质问题,准确预报施工前方的不良地质体,采取有效的防治对策,对保证工程的顺利实施及施工人员、设备的安全至关重要。TBM因其空间狭窄、设备仪器耐用性差、电磁干扰等因素限制,常规的超前地质预报方法无法适用于其施工段的地质预报工作,在引汉济渭工程隧洞工程中引入三维地震波法进行了两次探索与尝试。研究结果表明,三维地震波法对隧洞前方不良地质体预报预测有较好的正相关响应,是适用于TBM施工的超前地质预报的高效手段之一。该技术在引汉济渭工程秦岭隧道TBM岭北施工段掘进中预报了前方地质信息、动态评价围岩质量,尤其为K51+597.6位置TBM卡机脱困方案的制定及时准确地提供了前方地质情况,对TBM施工段的超前地质预报具一定参考价值。     

引汉济渭工程隧洞施工若干技术问题探讨

基于引汉济渭工程隧洞施工实际,结合我国现有技术规范要求,对比分析了引汉济渭工程隧洞动态设计、超前地质预报、隧洞开挖方式、隧洞支护时效及衬砌与掌子面距离等五个方面的问题,得到了适宜引汉济渭工程隧洞施工特点的动态施工技术方法。针对不同围岩条件实施隧洞动态设计,采用了不同的开挖和支护方式。对物探发现的异常区进行钻探验证,以提高地质超前预报及涌水预测精度。地质复杂区段按照"物探先行,钻探验证,有掘必探,先探后掘"的原则组织施工。在实际施工中,应提倡利用围岩在无支护条件下的允许暴露时间也就是围岩的自稳时间实现短距离的掘进与支护分离。对硬岩(Ⅰ—Ⅲ)围岩采用"钻爆设计、光爆施工、工序组织、快速施工"的思路,对软岩(Ⅳ—Ⅴ)围岩采用"围岩量测、确保安全、遵守设计、按部就班"的思路。     

超前地质预报在夹岩水利枢纽工程长石板隧洞开挖中的应用

夹岩水利枢纽工程深埋长隧洞穿越强岩溶地层,地下岩溶管道、暗河发育,水文地质条件复杂,施工安全隐患较大。该工程长石板隧洞果木洼地浅埋段地下水丰富,在施工过程中选择了TSP203地震反射波+加深炮孔法进行超前地质预报。介绍该方法在输水隧洞浅埋段的使用情况及取得的效果。结果表明:采用上述超前地质预报方法,安全完成了该段的开挖工作,实际开挖的地质条件与超前地质预报结果相吻合。该方法耗时短、费用低,适合在围岩地质条件差、地下水丰富地区的隧洞开挖中使用。     

复杂地质区TBM卡机成因分析及脱困技术

N-J水电站工程地处喜马拉雅山南麓,电站引水隧洞埋深大、地质条件复杂。其引水隧洞的某双线洞段采用2台开敞式TBM掘进,因遭遇剪切破碎带、软弱围岩、地下渗水的共同作用,在掘进过程中围岩发生较大规模塌方,出现卡机事故。通过对该洞段地质条件的综合分析,有针对性地提出了在护盾顶部人工开挖小导洞的脱困方案,最终使TBM顺利脱困。为TBM在类似不良地质围岩洞段的施工提供了宝贵经验。