深埋超特长输水隧洞TBM集群施工关键技术探析

北疆供水二期工程中的西二、喀—双、双—三隧洞总长516.19 km,设计采用18台TBM分段掘进,其中喀—双隧洞单洞长283.27 km,是目前世界在建最长的输水隧洞。深埋、超特长、TBM集群施工是该隧洞工程建设的显著特点,结合区域地质构造特征、工程地质条件和大量地质勘探成果,分析了存在的主要工程地质问题,提出了TBM结合钻爆法联合分段掘进的施工组织方案。并围绕深埋隧洞施工支洞及TBM进入通道型式的选择布局、超特长隧洞分段施工及TBM掘进方案优化设计、TBM集群施工及配套系统高效运行管理、地质灾害预测预报及风险防范控制、软岩变形控制及断裂破碎带安全掘进等工程建设中的重点、难点及关键技术问题,开展了分析讨论。可供TBM设计制造和长隧洞工程建设借鉴参考。     

单护盾TBM在Ⅳ和Ⅴ类砂岩地质结构中的适用性研究

通过对单护盾TBM(Single shield TBM)在甘肃省引洮工程总干7号隧洞进口、出口的掘进过程、受困情况、脱困措施、方案变更等方面的分析、总结,提出单护盾TBM在Ⅳ、Ⅴ类软岩地质结构中施工的适用性、条件性。     

引洮工程红层软岩隧洞TBM施工预留变形量分析

引洮工程属大型跨流域自流引水工程。工程区广泛分布新近系红层软岩,工程地质条件复杂,存在红层软岩隧洞大变形和TBM卡机等工程地质问题。依托引洮工程7#试验洞,采用原位剪切试验、现场变形试验室内流变试验等方法,获取了新近系红层软岩的物理力学参数。采用理论计算和数值计算方法(Burgers mode),对不同埋深条件下红层软岩隧洞的变形特征和最大变形值进行分析。重点研究了TBM掘进预留变形量的问题,提出引洮工程7#红层软岩隧洞TBM掘进预留变形量建议值为9～13cm。研究成果直接服务于引洮工程,为优化设计提供直接的地质支持,也可为同类工程提供借鉴。     

敞开式-土压式双模式TBM模式转换分析

敞开式-土压式双模式TBM拥有敞开和土压两种掘进模式,具有较强的地质适应性,既能在硬岩地质下高速掘进,又能适应软岩地层保压掘进,而复合式TBM模式转换技术是双模式TBM能否实现其双模功能的关键,在遇到地质条件变化时通过对掘进模式的转换,改变掘进模式以保证施工安全、提高施工效率。该文以重庆轨道交通环线使用的双模式TBM为例,简要阐述了双模式TBM从敞开模式转换为土压模式的施工步骤,为双模式TBM模式转换提出有益建议。     

单护盾TBM通过不良地质段施工技术

单护盾TBM在岩性单一的中硬岩地质条件下具有快速掘进且同步衬砌、一次成型等显著特点,但在高地应力、断层破碎及无自稳能力的软岩不良地质段,特别是在地基承载力较差的软弱含水疏松砂岩中掘进极易出现刀盘及盾体被卡、栽头等问题,严重影响TBM的正常掘进。本文以甘肃省引洮供水一期工程总干渠7#隧洞单护盾TBM在不良地质段掘进发生的围岩收敛、变形、坍塌、涌水、流沙等地质灾害导致卡机的原因进行系统分析,重点介绍并提出了该工程TBM在不良地质段掘进时存在的部分问题及应对措施,为类似工程提供经验参考。     

TBM掘进挤压变形洞段加固支护技术探讨

为了避免不利地质条件造成TBM(隧道掘进机)施工风险，开展了TBM施工水工隧洞安全监测与预警技术研究。针对TBM施工中主梁部位难以通视和极软岩洞段造孔易坍孔、卡钻等问题，提出了埋设钢板计等设备，以及采用监测三色预警等创新技术，实行连续监测，发现险情及时超前和后加固围岩，确保洞室稳定和人员、设备安全。敞开式TBM掘进蚀变岩等极软岩挤压变形洞段，采用钢板计的监测方案，有效进行工程安全预警；并提出超前、盾尾、撑靴部位不满足洞室稳定要求，进行加固围岩等预处理技术，减少TBM卡机次数和避免埋机等风险，确保了洞室稳定和人员、设备安全。     

TBM技术在输水隧洞工程中的应用研究

输水隧洞工程是众多水利工程中的一个重要环节,其存在施工场地地质条件复杂、施工量大、施工效率低、风险系数较高等施工难点。TBM技术一种十分高效的隧洞掘进技术,机械化程度和自动化程度都很高,具有安全、高效、优质、快速等施工特点。本文对输水隧洞施工做了简单介绍,简要探析了TBM技术的基本工作原理,深入分析了TBM技术在输水隧洞工程中的应用,以期提升输水隧洞工程施工效率和质量。     

TBM法隧洞不良地质问题处理措施应用分析

通过研究TBM隧洞开挖过程中一些不良地质引起的问题为该技术规避风险,而对出现的地质条件不符合要求的问题应制定一系列的预测方案,坚持安全施工,提高对TBM不良地质条件下施工的整体效率。同时通过对TBM掘进机进行研究,突出TBM在该工程进行过程中所面临的人机安全的问题,解决TBM在不良地质地段掘进时出现的问题。     

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。     

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。     

TBM洞内拆卸技术应用

随着全断面硬岩掘进机(TBM)技术的快速发展,越来越多的隧洞工程开始采用TBM施工.多数情况下,TBM掘进贯通后均需要在洞内完成拆机.文章以某建设工程TBM洞内拆机为例,着重介绍了TBM拆机洞室布置、洞内拆机流程、方法及安全注意事项等.     

深埋隧洞TBM掘进微震实时监测与特征分析

 针对深埋硬岩隧洞TBM掘进过程中开展微震实时监测存在的困难与不足,对现有微震监测技术进行优化与改进,并在锦屏II级水电站3#引水隧洞TBM施工洞段开展微震实时监测。监测结果表明：(1) TBM施工环境噪音复杂,但主要噪音特征明显,可通过建议的滤波方法有效滤除。(2) 围岩的微震活动和TBM掘进及掘进速率具有明显的关系,TBM掘进速率增加,围岩微震明显活跃;TBM掘进速率降低,围岩的微震活动明显降低;微震平静期发生在TBM检修期间,最活跃期发生在TBM检修后掘进4～6 h。(3) 一些岩爆发生前,微震事件和能量释放在空间上由随机离散状态变得相对集中,在时间上微震事件的数量和能量有一个迅速增加的趋势;视体积有突增趋势,能量指数有突然下降迹象。(4) 在深埋隧洞TBM掘进过程中进行微震实时监测,可以获得岩爆发生前的有效微震信息,获得岩爆发生前微震活动的演化特征与规律,为岩爆的发生提供较为准确的预警信息。因此,通过微震监测预测预报深埋隧洞TBM掘进过程中岩爆的发生是可行的。     

复杂地层小断面小转弯半径TBM设计关键技术研究

为了解决复杂地层小断面小转弯半径隧洞全断面硬岩隧道掘进机（以下简称TBM）应用受限的问题，以衢江抽水蓄能电站的排水管廊施工为工程背景，结合小半径转弯隧洞TBM施工难点，对TBM的针对性设计展开研究，主要得到以下结论：刀盘边刀及滚刀尺寸及布置方式均针对性调整，更适用于小半径区间掘进；在TBM掘进过程中，加强对推进轴线的控制，曲线推进时TBM实际上应处于曲线的切线上；严格控制掘进速度和纠偏量，降低因掘进推力过大而引起的向外分离的增发，保证掘进形程差的前提下缩小纠偏量。     

TBM通过软岩破碎段塌方的预防及处理关键技术

依托西秦岭隧道工程,针对TBM施工中通过的软岩破碎段、断层带、节理密集带、富水段及高地应力等围岩,提出防止塌方的技术保障措施,保证了TBM掘进顺利通过软岩地段,并提出TBM软岩塌方处理建议措施以供参考。     

TBM隧洞掘进机施工中的紧急处理

在TBM隧洞掘进机掘进开挖进程中,可以预料到会遇到一些地质意外事故的情况,这将在一定程度上干扰预期的隧洞掘进开挖进度.当遇见地质缺陷时,应及时、正确地探测地质缺陷情况,采取相应的紧急处理施工措施.针对不同的地质缺陷,将采取相应的应急施工措施.本文结合工程施工建设先前的施工经验和该工程施工实际情况,简要地介绍当TBM遇见这些地质缺陷时的探测方法和及应采取的应急措施,以使TBM顺利安全地通过该地质缺陷区域,以达到尽量减小应急时间和对工程施工所带来的负面影响.     

锦屏二级水电站1#,3#引水隧洞TBM施工预测与施工效果对比分析

TBM施工预测在隧道施工方法选择、项目规划、施工规划、施工管理中发挥了很大的作用.针对锦屏二级水电站引水隧洞TBM施工,在获得隧洞沿线岩体参数及岩体所处环境参数的基础上,对TBM施工段的岩体进行分区分段,应用挪威科技大学(NTNU)TBM施工预测模型、岩体特性TBM施工预测模型对各段TBM掘进速度进行预测,应用NTNU...     

抽水蓄能隧洞TBM隧洞智能掘进系统技术研究

抽蓄工程TBM隧洞施工具有超小开挖断面、地质条件复杂多变、多断层破碎带及围岩变形、高地应力、岩爆、超小的转弯半径、区间坡度大长度长、机械作业密集。针对在排水廊道隧洞、探洞、交通中导洞等洞室掘进时，对复杂地质预报、隧道支护、针对不同地层的掘进参数调整等难点，设计TBM关键参数智能掘进系统技术框架，采用低无代码模式降低开发门槛，通过模块化开发实现了系统较低的耦合度。在此基础上，以算法模型与系统软件分属不同服务的方式，集成来自不同算法开发人员的模型，实现了系统软件与算法模型的快速集成，用于TBM智能掘进过程中关键参数的预测及控制。对TBM隧洞智能施工流程进行研究分析，形成一套抽蓄工程TBM智能化掘进系统技术，并成功应用于浙江衢江抽水蓄能项目、浙江永嘉抽水蓄能项目，形成了一套符合抽蓄项目TBM施工的智能化施工方法。     

浅谈硬岩双护盾掘进机（TBM）隧洞施工

结合TBM掘进技术在山西省万家寨引黄工程总干线施工实践,对TBM双盾掘进施工技术进行了讨论,并对施工过程中的测量控制、衬砌施工以及遭遇不良地质情况下的施工技术进行了论述,以进一步推广TBM掘进技术的应用。     

锦屏二级水电站长引水隧洞高地应力下开敞式硬岩隧道掘进机安全快速掘进技术研究

 对开敞式硬岩掘进机在锦屏二级引水隧洞群中的应用经验进行总结和梳理,首先针对锦屏二级水电站高地应力下开敞式硬岩隧道掘进机(TBM)设备选型及掘进参数的优化进行研究,合理确定设备结构及掘进参数;采用BEAM,TSP,地质雷达等手段综合开展掌子面前方超前地质预报,取得良好的预报效果,并制定相应的预处理措施。首次在国内水电工程中开展微震监测系统试验及应用,进行高地应力下岩爆风险预测预警研究,较为准确地预测了岩爆发生的大致范围,并开展一系列防岩爆支护措施的试验研究工作,取得较好的效果,有效降低岩爆风险和危害。最后,对如何实现TBM安全快速掘进进行综合分析研究,对今后开敞式TBM的选型和使用提供参考意见。     

大伙房水库引水工程TBM 1标段施工影响因素分析

根据辽宁大伙房引水隧洞的TBM1-1标段的施工经验进行总结并分析了影响TBM掘进的主要因素,对后期以及其它标段的TBM施工有一定的指导意义和实际应用价值.