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。     

引汉济渭工程大坝温控防裂与施工质量控制研究

本文结合引汉济渭工程两个重要的水利枢纽施工温控防裂与施工管理实际,综合分析论证了引汉济渭工程碾压混凝土重力坝或拱坝,碾压混凝土坝施工期的温控防裂与施工质量控制系统,提出了工程大坝温控防裂与施工质量控制的基本途径,为引汉济渭工程水利枢纽施工探索了新的途径。     

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。     

引嘉济汉对引汉济渭工程不均匀供水过程改善研究

引汉济渭工程是陕西省重点水利工程,从长江最大的支流汉江调水到黄河最大的支流渭河,将从根本上改变陕西水资源配置格局,促进陕南关中水资源互连互通,如何解决引汉济渭不均匀供水过程一直是工程的关键技术问题之一。在分析引汉济渭不均匀供水过程的基础上,对比引嘉济汉在无调节及有支线双庙崖水库调节下补水引汉济渭对不均匀供水过程的改善情况,结果表明,引嘉济汉补水引汉济渭后不均匀供水过程有显著改善。     

引汉济渭工程运行与调度关键技术研究

本文针对引汉济渭工程运行与调度这一复杂的科学问题,通过理论研究、技术攻关,试图在解决水资源优化配置的理论和方法上有所突破,形成更加成熟、准确和有效的工程运行与调度的思路和方法,为引汉济渭工程的顺利实施奠定了坚实的基础.     

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。     

关于引汉济渭工程可行性的探讨

引汉济渭工程是为解决陕西渭河地区水资源紧缺而提出的区域性调水工程。现阶段,渭河存在着诸如水量不足、污染严重、下游淤积严重等一系列问题。该工程对于渭河的治理,关中地区缺水问题以及陕西社会经济发展具有重要意义。但是工程的实施面临着一些问题,如工程施工技术问题和汉江中下游用水及水资源保护问题。针对问题,引江济汉补偿性工程不仅可以有效解决因调水而引起的汉江水量缺乏的问题,远期对于南水北调中线工程也具有重大意义。     

引汉济渭隧洞TBM施工环境热害扩散规律研究

引汉济渭工程是解决关中、陕北缺水的重要工程,其将穿越秦岭主脊段,主要采用TBM法施工。理清TBM掘进段的施工环境热害扩散规律,用以指导TBM掘进隧道内的现场施工。以引汉济渭隧洞工程为依托,主要采用数值计算方法对不同围岩级别和不同通风条件下TBM掘进段的施工环境热害扩散规律进行计算研究。研究结果表明:在Ⅳ级围岩中施工时,掘进机段环境空气温度小于28℃,满足规范要求。随着围岩级别提高,掘进面附近区域温度和高温区范围逐渐扩大,最高温度达到50℃,最大热害扩散范围达到165m,最小的通风有效降温距离仅为45m;随着风管出风口风速的增大和送风温度的降低,热害扩散范围逐渐减小,但仍难以使掘进面附近环境温度满足规范要求,建议在掘进面附近区域采用局部降温措施。     

引汉济渭工程越岭段隧洞工程贯通控制测量研究

引汉济渭工程是一项跨区域调水的重大民生工程,该工程穿越秦岭山脉,主要由隧洞组成,分黄三段和越岭段。引汉济渭工程越岭段为长隧洞施工段,本文分析了越岭段3#-5#洞施工控制测量的具体方法:洞外平面控制网采用二等GNSS观测、洞外高程控制网采用二等水准越岭观测、洞内平面控制网采用交叉双导线观测、洞内高程控制网采用二等水准的方式观测。根据各观测方法的观测精度估算引汉济渭工程越岭段3#～5#洞之间贯通误差,论证了施工控制网测量方法的可行性。     

引江济汉工程水量调度方案初步研究

以南水北调中线一期工程建成通水,引汉济渭工程、鄂北水资源配置工程开工建设为背景和边界条件,以引江济汉工程设计功能为目标,研究了引江济汉工程水量调度方案。根据引江济汉工程、汉江中下游河道内外用水实际情况,建立了引江济汉工程水量调度模拟模型。以不同规划对汉江中下游河道外需水预测、不同丹江口工程下泄流量为方案变量,初步提出了引江济汉工程水量调度的规则。     

引江济汉工程膨胀土处理研究与实践

在大量试验研究的基础上,建立了适合工程区域地质特点的膨胀土判别与分类方法。借鉴其他工程成果,按照样本数量1/3的方法划分渠道膨胀土的膨胀潜势等级。针对不同类型渠段,制定了相应的工程处理措施,对工程后续设计与施工具有重要的指导作用,取得了良好经济效益与社会效益。     

引汉济渭工程黄三隧洞地下水渗流同位素综合示踪探测分析研究

引汉济渭工程黄三段深埋长输水隧洞岩性复杂多变,水文地质条件极其复杂。为深入分析黄三段水文地质条件,采用地下水同位素综合示踪探测手段,对黄三隧洞沿线钻孔、大坪隧道、良心河、沙坪河等区域进行现场测试及取样室内分析。通过对温度、电导、水化学及环境同位素、地下水流速等方面的综合分析,结合水文地质测绘、试验等基础性工作,对地下水补给、径流、排泄条件,水力联系及连通性等方面进行了评价。研究结果表明:黄三隧洞南部和中部存在富水带,地下水主要受大气降水补给;围岩可划分为中等富水区、弱富水区、贫水区,分别占隧洞全长的7.9%、15.4%、76.7%;实际揭露涌水量与原设计预测情况一致,验证了同位素综合示踪探测方法的有效性。研究成果对同类工程具有一定的工程实际应用参考价值。     

引江济汉工程干渠地基降水设计

引江济汉工程干渠地基涌水涌沙问题是施工的关键技术问题之一。为保证工程施工期的安全,根据其地层特点选择了合适的降排水方案。本文主要介绍干渠及交叉建筑物施工期深井降水与盲沟排水处理方案。该方案已成功地在15.124 km长的干渠及15座交叉建筑物等工程施工中应用,可供同类工程借鉴。     

引江补汉工程引江规模初步分析

引江补汉工程是南水北调中线工程的后续工程,其引水规模的确定涉及到长江三峡水库水源区、汉江流域以及中线工程受水区等,具有分析范围广、影响因素多、边界条件复杂等特点。在预测中线工程受水区2030年水平年需水量的基础上,构建了长江三峡水库、丹江口水库以及中线工程受水区的水资源联合调度模型,通过长系列水资源联合调节计算的方式来确定引江补汉工程的引水规模,并对各个方案的引水效果进行初步分析。分析过程中所采用的方法和思路可为其他调水工程的规模论证提供参考。     

引江济汉工程施工风险控制与管理

根据南水北调中线一期引江济汉工程荆州段施工风险控制与管理的现状,对施工风险的类型与辨识、施工风险分析与等级判定的准则、施工风险控制与管理的主要措施作了较为详细的分析。并对施工现场可能出现的风险项目进行评价,结果表明,该工程风险等级主要为中等或轻微水平,但必须引起高度重视。     

引江济汉工程施工监理质量控制体系及评价

依据南水北调中线一期引江济汉工程施工监理二标质量控制与管理的实际情况,采用AHP方法建立了工程质量评价指标体系和评价阈值,分析了监理机构设置、质量控制体系建立与质量控制效果等敏感指标,并用实际资料对质量控制情况进行了综合评价。评价结论为:该工程质量控制综合评价为优良;监理机构设置评价为良好;质量控制体系建立评价为优良;质量控制效果评价为优良。评价结果与实际情况基本吻合。     

引汉济渭工程选址及总体布置研究

引汉济渭工程是陕西省解决水资源问题的骨干项目,工程规划了两个泵站、两个电站和一条输水干线将汉江水调入关中。工程总体布置是该工程重大技术问题,在工程总体规划的基础上,根据关中受水区对工程的需要,研究了引汉济渭工程各组成部分的相互关系,以达到优化工程布置、协调工程各部分的衔接、形成合理有效的调水系统的目的。综合考虑了多种因素对工程选址和布置的影响,将相关选择方案纳入总体方案进行考虑,并根据工程的具体特点,进行多方案的经济、技术比选,完成了工程选点的论证、输水线路选择和工程衔接关系的协调。同时,对输水隧洞的比降也运用工程经济学方法进行了论证。最后分析了工程选址和总体布置方案预计可以达到的效果,并提出了工程实施过程中应注意的问题。     

引江济汉(项目区)设计洪水计算分析

由于引江济汉工程区域内河流缺乏径流资料,采用暴雨资料来计算设计洪水。经合理性论证后认为,设计暴雨与设计洪水成果合理可靠,满足本阶段引江济汉干渠设计需要。