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。     

引水隧洞不良地质段中空潜孔钻杆施工技术

引水隧洞施工环境较为复杂,需全面考虑施工地形、水文地质、工程地质等条件,如施工遭遇不良地段,必须科学合理的选择处理方案,确保安全和质量。本文针对某引水隧不良地质段处理的具体情况,分析中空潜孔钻杆在有泥质填充物及孤石的溶洞处理中的施工技术。     

青海引大济湟调水总干渠工程引水隧洞TBM

1工程概况引大济湟工程是青海省内引大通河水穿越大坂山补给水资源紧缺的湟水河的长距离调水工程,由石头峡水库、调水总干渠、黑泉水库、湟水北干渠、西干渠等工程组成。引水隧洞是调水总干渠工程中最关键的工程,全长24.17km,隧洞进口段3025m采用钻爆法施工;出口段先采用钻爆法施工1200m,然后采用TBM施工19.94km。TBM施工洞段采用预制钢筋混凝土管片衬砌,每环6块,管片外径5.7m,内径5m,宽1.5m,采用错缝拼装。管片与围岩之间的空隙用豆砾石充填并进行豆砾石回填灌浆。引水隧洞穿越的地质主要为:泥岩夹砂岩、煤线及含碳泥砂岩、砂砾岩、泥质…     

滇中引水工程香炉山隧洞地应力特征及其活动构造响应

滇中引水工程香炉山隧洞埋深大、距离长且处于复杂的构造地质环境中.为查明其地应力分布特征,统计分析了隧洞沿线10个钻孔的水压致裂法地应力测试成果.3个主应力关系主要表现为H V hS>S>S,反映了隧洞沿线以走滑性质为主的构造特征.工程区浅部地层的应力大小主要受地层岩性与断裂带影响.一方面坚硬岩体的水平主应力明显大于软质...     

某深埋特长隧洞线路比选方案研究

滇中引水工程香炉山隧洞为特长深埋隧洞,起点位于冲江河右岸石鼓镇,终点位于洱海边的长育村,此前已对该段进行东、中、西等多方向的较大范围线路比选[1]。通过已有地质资料进行线路对比,提出了8条比选线路,从各线路长度和形态,存在的主要工程地质问题,隧洞地质、施工条件等进行比较、分析、研究,最终选定中4线为推荐方案。论文简要介绍了隧洞线路选线方案、比选的思路和方法,以期为相关工程的规划设计提供参考。     

某深埋特长隧洞线路比选方案研究

滇中引水工程香炉山隧洞为特长深埋隧洞,起点位于冲江河右岸石鼓镇,终点位于洱海边的长育村,此前已对该段进行东、中、西等多方向的较大范围线路比选[1]。通过已有地质资料进行线路对比,提出了8条比选线路,从各线路长度和形态,存在的主要工程地质问题,隧洞地质、施工条件等进行比较、分析、研究,最终选定中4线为推荐方案。论文简要介绍了隧洞线路选线方案、比选的思路和方法,以期为相关工程的规划设计提供参考。     

拱桥施工技术在天生桥二级水电站Ⅲ号引水隧洞中的应用

天生桥二级水电站Ⅲ号引水隧洞K2＋050－K2＋105洞段为一大跨度、深软基充填半充填型大溶洞，为解决隧洞施工技术问题，经过多种方案比较及专家技术讨论会论证，最终采用净跨62m,宽9m的大型拱桥跨越溶洞，成功地解决了长大地下引水隧洞工程大溶洞、深软基施工技术的难题。     

滇中引水工程香炉山隧洞地应力特征及其活动构造响应

滇中引水工程香炉山隧洞埋深大、距离长且处于复杂的构造地质环境中。为查明其地应力分布特征,统计分析了隧洞沿线10个钻孔的水压致裂法地应力测试成果。3个主应力关系主要表现为SH>SV>Sh,反映了隧洞沿线以走滑性质为主的构造特征。工程区浅部地层的应力大小主要受地层岩性与断裂带影响。一方面坚硬岩体的水平主应力明显大于软质岩体;另一方面断裂带的发育致使隧洞沿线的应力水平相对较低,同时断裂带局部区间力学性质的差异导致浅部地层水平主应力呈现出较大离散性。香炉山隧洞最大水平主应力的测试方向主要分布在NNE-NEE向,与隧洞沿线一系列全新世活动断裂走向及区域构造主压应力方向趋于一致,响应了研究区震源机制解特征和楔形块体的运动特征。基于实测应力数据和断层滑动理论,隧洞沿线活动断裂目前处于相对稳定状态,而鹤庆-洱源断裂更为接近断层滑动的临界条件,随着应力的不断积累其稳定性情况值得进一步关注。     

走滑断层错动下山岭隧道关键断面变形及损伤演化

山岭隧道受选线制约大多要穿越活动断裂带,而活动断裂带的运动会对与之相交的隧道结构的安全产生影响。为此,对穿越走滑断层的隧道在地震中所遭受的破坏展开调研具有现实意义。以滇中引水工程香炉山隧洞为背景,建立隧道-断层三维有限元分析模型,研究走滑断层错动下隧道关键断面的变形特征。基于所建立的有限元模型,采用相对位移法对断层错动量、断层破碎带宽度和穿越角度的影响进行参数分析。研究结果表明：穿越角度为45°时,截面的变形模式为水平椭圆,而穿越角度为135°时,截面的变形模式为直立椭圆;随着断层破碎带宽度的增加,位于断层中间位置处的隧道截面的变形程度减小;走滑断层错动下,隧道截面变形最为严重的区域出现在拱顶和拱底,在进行山岭隧道的设计时需要重点关注。     

TBM与钻爆法在并行长大引水隧洞施工中的适用性研究

在某水电站并行长大引水隧洞中,通过对隧洞规模、沿线工程地质条件、施工工期及开挖渣料再利用等进行综合对比分析,研究钻爆法与TBM施工方法的适用性.TBM施工方法在难以增加施工支洞的长隧洞工程中具有较明显优势,而钻爆法在大断面、复杂地质条件隧洞开挖施工中的适用性更强.通过布置合适的施工支洞,可有效增加该引水隧洞施工断面,从...     

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。     

雅砻江锦屏二级水电站引水隧洞TBM组装洞开挖

详细介绍了锦屏二级水电站东端3号引水隧洞工程TBM组装洞的开挖实践，着重阐述了TBM组装洞高边墙特大断面分四层十部的开挖方法与各层间施工的指导原则，对于国内同等类型的工程具有十分重要的指导意义。     

沙湾水电站引水隧洞穿越赋水砂砾石地层设计和工程实践

以沙湾水电站引水隧洞穿越八棱沟工程为例,设计阶段采用了工程类、理论计算等方法,在赋水砂砾石地层下,分析了确保引水隧洞穿越八棱沟施工安全和运行期安全,调整隧洞开挖断面、初期支护和施工工艺,加强现场安全监测与信息反馈,对设计和施工进行动态调整。     

滇中引水工程隧洞施工地下水特征预测与保持技术

为了减小隧洞施工对周围生态环境的影响,依托滇中引水工程的施工段昆玉隧洞,对隧洞施工过程掌子面前方地下水特征预测技术、长隧洞地下水保持的施工工法及处理利用技术进行了研究.总结了隧洞工程的施工经验,针对施工过程中的技术缺陷提出了解决办法,以期为以后类似的隧洞工程提供参考.     

双护盾TBM与断层破碎带地层相互作用分析

文章依托尼泊尔巴瑞巴贝引水隧洞工程,通过ABAQUS有限元分析软件,建立穿越断层破碎带双护盾TBM掘进模型,基于围岩LDP曲线、接触面状态、接触应力三个指标分析地层与护盾的相互作用机制,得到掘进过程中护盾与围岩接触规律,进而分析卡机的产生与判据,结果显示依托工程掘进过程中卡机的发生是必然的。     

小直径TBM在大贝鲁特引水工程中的应用

针对黎巴嫩大贝鲁特引水工程隧洞长距离、开挖直径小、曲率半径小(R300m)、岩石强度高、穿越软弱破碎地层和断裂等工程特点,采用两台国产小直径"凯式"TBM,采取"一字"中心刀布置、主驱动后置、在L1区和L2区布置锚杆钻机等针对性设计。工程实践中,两台开挖直径为3530mm的小直径凯式TBM,在列车编组出渣条件下,创造了最高日进尺94.67m、最高月进尺1244m的成绩;且其中1台TBM停机超过1年后再次顺利始发至全线贯通,证明了国产TBM设备掘进的高效率和高可靠性。     

引汉济渭工程TBM掘进机通过富水带施工技术与措施

采用TBM掘进机施工是目前长大隧道施工的首选方案,引汉济渭工程秦岭输水隧洞是目前我国采用TBM掘进机施工的最长的隧洞。岭北TBM施工段地质较差,并且穿越的富水区断层带较多,针对此特点,笔者讨论了TBM掘进机施工过程中遇到富水带地质情况时所采取的主要施工技术与措施。     

浅析N-J工程不良地质条件下敞开式TBM掘进施工

为解决不良地质条件对TBM掘进施工造成的极大困难,结合N-J水电站工程引水隧洞敞开式TBM掘进段试掘进期间的施工实践,首先总结了敞开式TBM隧洞围岩分级方法;然后根据收敛变形、多点位移计等监测结果,通过不断调整、优化,总结了对应于TBM隧洞围岩分级的支护结构参数;最后将该支护结构参数与钻爆法的支护参数进行比较,给出了围岩破碎带敞开式TBM施工的技术措施,确保TBM能在安全、稳妥的条件下施工。     

TBM综合支护系统在中部引黄引水隧洞不良地质段的应用

文章以中部引黄引水隧洞工程为例,在不良地质段TBM施工中,通过使用挂网、布设永久性锚杆、喷射混凝土等措施,对隧洞围岩进行支护,可以有效缩短支护作业时间,提高TBM支护作业效率和设备掘进效率,并且施工过程中无塌方,取得了良好的支护效果,对类似工程有借鉴意义。     

复杂地质条件下大埋深隧洞衬砌与围岩协同作用#br# 物理模型试验研究

围岩-支护协同作用是地下工程支护结构设计的核心问题,关乎着地下工程建设的成败。为揭示深埋隧洞围岩与支护结构协同作用机理,以滇中引水最大埋深约1512m的香炉山隧洞为研究背景工程,首次开展复杂地质条件下深埋隧洞衬砌与围岩协同作用真三维地质力学模型试验,真实再现隧洞开挖与支护的施工全过程。模型试验研究表明：1）不同地质条件下隧洞围岩的应力释放过程不同,硬岩隧洞围岩应力释放速率先慢后快,软岩隧洞应力释放速率先快后慢;2）不同地质条件下隧洞衬砌与围岩接触压力的分布形式不同,硬岩隧洞最大接触压力位于拱肩,软岩隧洞最大接触压力位于拱顶;3）衬砌与围岩协同作用包括两种应力释放机制、3个施工阶段和4种承载状态;4）不同地质条件下隧洞衬砌施作后围岩和衬砌承担的荷载比例不同,硬岩隧洞围岩平均承担约85%的荷载,衬砌约承担15%的荷载,软岩隧洞围岩平均承担约25%的荷载,衬砌承担约75%的荷载。