狭窄空间内TBM设备撑靴油缸更换技术研究

穿越秦岭腹地的引汉济渭引水隧洞工程具有大埋深、高地应力、高强度硬岩等不良地质条件,因此TBM设备长期处于高负荷状态工作,设备关键部位零部件的损伤极为严重,出现了TBM设备撑靴油缸漏油现象.通过分析研究TBM设备撑靴油缸的损坏情况及影响,拟定了撑靴油缸更换方案和具体操作方法,并对更换过程的重难点进行了分析,在狭窄空间内快...     

TBM开挖隧洞微震监测系统构建及方案优化

针对TBM开挖工作面实施微震监测过程中存在的空间狭窄、钻孔不便、线缆易损等诸多困难,为了实现微震监测系统的稳定运行,确保数据采集的连续性、完整性和数据传输的实时性,在引汉济渭工程秦岭输水隧洞越岭段3号支洞的TBM开挖工作面,经过多次数据比对、优化改进,摸索出一套更适合TBM开挖工作面开展移动式微震监测的系统构建方案。通过6个月的连续监测表明:使用该方案,监测系统与TBM彻底分离,互不影响,正常供电时数据连续采集率为100%;数据传输稳定可靠,外部网络正常时仅有1 d因路由器供电故障而导致数据无法传输,故障率为0.55%;传感器线缆没有出现意外损坏,故障率为0,为岩爆风险预测提供了充分的数据保障。     

狭窄空间内TBM设备顶护盾修复技术研究

引汉济渭调水工程秦岭输水隧洞岭南TBM设备掘进段是整个秦岭隧洞埋深最大、岩爆最频繁、围岩强度最高的施工地段,在多种不良地质叠加下,TBM设备各关键零部件长期处于极限负荷的运行状态,施工过程中常态化产生的轻微至强烈岩爆导致顶护盾被冲击损坏.通过对顶护盾的损坏情况及改造更换必要性进行分析,拟定了顶护盾优化改造、更换安装的具...     

引汉济渭秦岭输水隧洞硬岩TBM掘进施工技术

以陕西省引汉济渭调水工程秦岭隧洞TBM施工段岭南工程为依托,为克服TBM在长距离大埋深隧洞施工中遭遇的高磨蚀性硬岩、强烈岩爆和突涌水等施工难点,研究了掘进参数,优化了刀盘刀具,对岩爆预测并进行分类防治,采取了超前探水及堵排结合等多种措施、监测技术和施工工法。针对TBM在高磨蚀性硬岩掘进期间刀具磨损大、掘进效率低、施工成本高等问题,总结得出掘进参数选取宜遵循刀盘高转速、低贯入度,掘进高推力、低扭矩的掘进原则,通过加强刀具与围岩适应性研究,合理选择刀具,采用调整刀盘刮板座结构、易损件改用耐磨材料、优化刀盘喷水结构等刀盘升级措施可有效增加刀盘刀具使用寿命。针对岩爆给现场带来的施工难题,借助微震监测系统预判岩爆等级,分别就轻微、中等岩爆提出了防治措施,提出了"柔性结合刚性,辅以新材料"的组合工法。针对隧洞开挖出现的突涌水问题,根据"以堵为主、堵排结合、加强抽排"施工指导思路,总结出超前探水技术。这些措施大幅提高了TBM在高腐蚀硬岩洞段的掘进效率,有效吸收了岩爆发生时释放的能量,及时解除了突涌水淹没设备的风险。     

堵水注浆在引汉济渭工程岭南TBM施工段的应用研究

引汉济渭工程岭南(秦岭南部)TBM施工段为反坡施工,隧洞突涌水全部通过大功率水泵逐级抽排至洞外。受排水设施布设、隧洞空间、电力供应、工程投资等因素影响,以及TBM掘进段和施工支洞长度均较长的客观条件,突涌水对施工的干扰、影响尤为巨大,特别是较大集中突涌水,对人员、设备安全会造成极大威胁。为保证施工安全的同时TBM掘进正常进行,针对该施工段突涌水处理制定了"以堵为主、堵排结合"的原则,采取常规双液浆堵水注浆和特殊材料堵水注浆相结合的方式,对集中涌水点进行封堵。结果表明,在8个涌水量大、涌水点集中的段落进行堵水注浆,涌水段落实际封堵率超过了99%,满足事先制定的封堵标准。该方法可为同类工程TBM施工提供借鉴。     

特大断面TBM组装洞室爆破施工技术研究

为确保TBM组装洞室施工安全,对已建成的陕西省引汉济渭工程秦岭隧洞TBM施工段岭南工程TBM组装洞室在施工过程中的爆破施工技术进行剖析、研究和优化。通过光面爆破,采用分层分步开挖的方式,在开挖前对爆破孔位的布置、装药参数以及爆破顺序等进行周密的设计,再根据围岩情况和实际爆破效果进行及时的优化,使最终的开挖断面满足设计及规范要求,保证施工安全和质量。结果表明:各断面平均每次爆破开挖进尺为2.73~4.10 m,无欠挖,爆出石渣块度为15~40 cm,适合装渣、运输要求;周边炮眼痕迹保存完整,残孔率为77%~82%,在开挖轮廓面呈均匀分布,爆破衔接台阶平均4~7 cm。需要根据岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况修正眼距、用药量,尤其是在Ⅳ类围岩以上且节理裂隙较为发育的洞段,要做到每排炮调整。研究成果为类似特大断面的TBM组装洞室爆破开挖施工提供借鉴。     

引汉济渭工程秦岭隧洞TBM的刀具选型试验

引汉济渭工程秦岭输水隧洞TBM施工遭遇超硬岩石,在试掘进阶段进度严重滞后于合同计划指标。为了减少刀具更换时间、促进施工进度,将刀具选型试验作为突破口。通过利用各厂家提供的刀具进行TBM试掘进,将每家2把刀具交叉安装在相应刀位上,在试验过程中进行磨损量测试、岩石抗压强度测试。从这两项指标定量分析刀具选型,结合过渡区域刀具磨损量及速率、面刀区域刀具磨损情况、整刀使用寿命、极限磨损情况、2 km试掘进阶段刀具消耗情况,综合评价各类型刀具性能。结果表明,受掌子面平整度、岩石强度及石英含量影响,不同部位的磨损量、变形都存在较大差异,尤其不同处理工艺的刀具,其耐磨值和稳定性决定着TBM的掘进速度。研究成果对超硬岩隧洞TBM刀具的选取具有一定的参考价值,也对刀具材料的研究提供了基础数据。     

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。     

高磨蚀性硬岩地段敞开式TBM掘进参数优化和适应性研究

通过论述敞开式TBM的施工特点,结合敞开式TBM在引汉济渭工程秦岭隧洞高磨蚀性硬岩地段施工的具体情况,详细陈述敞开式TBM在隧洞掘进过程中遇到的典型问题及现场采取的施工措施,对TBM在高磨蚀性硬岩地段掘进中掘进速度的影响因素和敞开式TBM适应能力进行分析。结果表明,在高磨蚀性硬岩地段,TBM掘进参数拟定宜采用高转速、低贯入度、高推力、低扭矩的"两高两低"模式。研究成果为引汉济渭工程秦岭隧洞TBM施工段岭南工程后续掘进施工提供了掘进施工依据,且对实现TBM快速掘进提出了具体建议。     

大洞径有压引水隧洞施工技术研究

介绍了四川福堂水电站有压引水隧洞8号洞段的总体施工方案、施工工艺、掘进方法,穿越复杂地质条件下对地质状况及地下水超前预报的方法、特殊地质条件下各种辅助施工方法的应用,以及圆型洞室钢筋混凝土衬砌的施工方法、工艺,钻孔与灌浆施工方法、工艺等。     

TBM施工隧洞防渗止水研究

分析了TBM施工隧洞中管片衬砌的渗漏水机理,总结了TBM施工隧洞管片衬砌防水的技术方法,主要包括管片接缝防水、管片自防水、管片二次衬砌防水。重点介绍了管片接缝止水的功能要求、材料种类及断面形式。并结合万家寨引黄工程南干洞段工程提出了防渗止水的具体措施。     

大直径钻孔灌注桩施工技术

钻孔灌注桩基因其承载能力大、造价较低、节省钢材等优点,被广泛采用.南水北调中线京石段供水工程生产桥SCQ-1标段由31座生产桥组成,生产桥全部采用钻孔灌注桩基础,共计278棵,桩径分1.2 m、1.4m和2.0 m三种,桩长15～40 m不等.针对钻孔灌注桩的施工特点,详细阐述钻孔灌注桩的施工工艺和质量控制方法,为生产桥后序工序的施工奠定了基础,确保了成桩质量和工期.     

抽水蓄能电站引水系统采用可变径TBM施工的布置研究

应用TBM技术进行隧洞施工,在安全、质量、进度等方面有诸多优势.国内抽水蓄能项目正针对TBM施工进行了大量的应用研究工作.基于TBM可变径、可变坡技术思路,对可变径TBM施工下的引水系统布置方案进行了对比分析,并给出推荐的布置形式.研究表明,适应可变径TBM施工的引水系统布置形式为两级斜井布置,且可变径TBM在施工布置...     

超大口径PCCP管道结构安全与质量控制研究

简要介绍了国家＂十一五＂科技支撑计划项目＂南水北调中线工程关键技术研究与应用＂课题之一＂超大口径PC-CP管道结构安全与质量控制研究＂课题研究成果,包括PCCP结构安全性关键技术、超大口径PCCP制造关键技术及质量控制标准、安装关键技术及质量控制标准、PCCP阴极保护成套技术、PCCP管道水力特性参数等。研究工作紧密结合PCCP工程的实际情况,课题取得的成果可应用于PCCP工程建设、管理,对我国PCCP相关规范的制定具有指导意义,对PCCP在我国的应用起到推导作用。     

高水头弧形闸门伸缩式水封之我见

本文对高水头弧形闸门伸缩式水封的改进作了一些探讨。作者提出了高水头弧形闸门伸缩式水封先以压缩空气作为充压介质（从理论上分析,是完全可行的）。这样,止水闸门有三大好处,可供同行们参考借鉴。     

小导洞迂回反向支护在TBM卡机脱困中的应用

引汉济渭水利工程岭北段TBM掘进通过断层破碎带时,受流渣状变质千枚岩、糜棱岩及夹杂断层泥砾影响,刀盘和护盾段被坍塌碎屑体卡死受困。为实现TBM脱困,在掘进面右侧围岩较好段,通过设置爬坡孔并采用风镐人工开挖纵向超前导洞,导洞迂回通过塌腔并开挖至刀盘前12 m后横向扩挖形成管棚工作室。在工作室反向大管棚支护条件下,开挖至受困刀盘处并实现TBM顺利脱困。小导洞迂回反向支护技术在TBM卡机脱困中的应用表明:①为防止坍塌体进一步碎胀挤压盾体,TBM脱困处理前需采用套拱完成盾尾急剧收敛段加固;②爬坡孔和纵向导洞需设置在围岩较好段,采用Φ32自进式锚管结合H150门型钢架支护,循环进尺控制在0.5 m以内;③按照"分区分段、由上及下、管前严注、短挖强支"原则,由纵向超前导洞向盾体两侧开挖横向小导洞处理坍塌体并设内外两层环形钢拱架,在拱架间灌注C30混凝土形成型钢混凝土结构,以此保护盾体并释压脱困。     

引黄工程TBM通过高外水洞段的设计与施工

１工程概况引黄工程高外水洞段位于南干线＃７隧洞（国际标），＃７隧洞总长４２．５km，其中上游段约１０．０km隧无外水，下游段约３２．５km隧洞洞线在地下水位以下最大外水头达３２５m．南干线＃７隧洞采用２台全断隧洞掘进机（TBM）分别从隧洞进口和出口相向掘进两台TBM独头掘进长度分别为２１．３km和１９．４km，隧洞进口开始掘进的TBM有长约１２．７km洞段有水，另一台TBM施工洞段全部有外水．２台TBM的开直径均为４．８８m，隧洞净直径４．２m，预制管片宽１．４厚２５cm．＃７隧洞已于２００１年４月贯通．２高外水洞段设计…     

TBM连续遭遇超大突涌水施工技术措施探讨

由于地质条件的不确定性和复杂性,TBM掘进中多次出现大型裂隙,连续遭遇超大突涌水,掘进受阻并存在极大风险。根据地质、涌水量、涌水部位不同,采取针对性的多种注浆方式相结合,通过案例对不良地质处理技术措施进行了总结和分析,快速完成堵水,加强TBM掘进对断层破碎带、突涌水等地质环境的应对能力,保证设备的安全性和可靠性,为类似施工提供借鉴。