引汉济渭秦岭隧洞4号支洞开挖爆破技术浅析

引汉济渭秦岭隧洞4号支洞是为解决引汉济渭秦岭输水隧洞TBM长距离掘进出渣和通风问题而在中段设置的施工支洞,采用全断面钻爆法开挖。4号支洞施工开挖中以硬岩为主,高埋深产生高地应力,引发岩体脆性变形发生局部坍塌,在完整围岩洞段应力集中易产生岩爆,施工难度高。针对引汉济渭秦岭隧洞4号支洞地质条件设计爆破开挖方式、优化钻爆参数,获得高埋深、硬岩、岩爆地段的钻爆开挖参数,通过实践达到支洞安全、快速开挖的目的。     

基于隧洞围岩参数反演与地质判释的快速动态设计研究

本文针对引汉济渭秦岭隧洞地质环境复杂、不确定性影响因素多、施工风险高等特点,在试验洞施工过程中,通过监测围岩收敛变形、反演围岩地质参数、施工地质等手段,迅速对设计进行动态调整、修正和优化,进行了基于隧洞施工围岩参数反演及地质判释的动态设计的研究,初步探索了一条适合引汉济渭工程秦岭隧洞工程的动态设计方法及途径,以期为其他类似工程设计及施工提供参考。     

周家垸电站软岩引水隧洞施工支护与地质预报

在软岩中开挖大跨度长引水隧洞,由于围岩自稳性差,需及时进行初期锚喷支护,缩短围岩应力松弛时间,有效控制围岩变形。为使支护形式经济、合理和有效,在隧洞施工中应根据围岩情况及其动态来选用合适的支护形式及支护参数。对局部断层破碎带、涌水、煤层等地质缺陷地段应做好地质预报,研究超前支护处理措施。详细介绍了周家垸电站软岩引水隧洞的施工支护与超前地质预报情况。     

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。     

输水隧洞穿越石沟河断层段的施工方案研究

结合引红济石工程输水隧洞的地质条件,提出了超前预报查明断层倾角、走向、破碎带宽度及地下水活动等情况,据以选择切实可行的处理方法和措施.建议针对不同围岩采取不同的支护措施,再根据变形监测的结果,及时修正支护参数,确保隧洞安全施工.对类似工程的施工有借鉴意义.     

地下洞室采空区涌水段开挖施工方法

采空区涌水段开挖施工前先进行深孔超前探排水孔钻探,探明掌子面前方及洞顶的水量大小,排水后再进行掘进施工。以"先探后掘"、"管超前、短进尺、弱爆破、少扰动、强支护"为原则,进行隧洞的开挖支护施工。     

深埋输水隧洞硬岩岩爆防控技术研究

硬岩岩爆是输水工程深埋隧洞设计和施工难点。文章例举了引汉济渭和锦屏二级的岩爆危害,分析了岩爆发生以高地应力和高抗压强度为基础的特征,总结了岩爆分级、发生范围、发生时间、表现形式等基本特点。提出了理论预判法、现场监测预报、综合预判和经验判别等的岩爆风险识别和预警的常用方法。研究提出了岩爆防控的主动措施和被动措施,包括高压喷水、超前应力释放孔、拱架支撑等。建议在深埋硬岩隧洞施工过程中加强监测和预报预警,制定TBM掘进岩爆防控专项方案,加强应力释放和支护措施,优化施工工序,加强施工作业安全管理。     

引汉济渭工程秦岭隧洞围岩稳定性有限元分析

对引汉济渭工程秦岭引水隧洞开挖的初期支护施工过程围岩结构的塑性变形分布规律进行分析研究,结合计算结果,为初期支护过程围岩的稳定性提供分析依据,以便对现场施工提供合理化建议。采用非线性弹塑性有限元法,依据地下结构设计理论及岩石的Drucker-Prager屈服准则,考虑围岩和初期支护衬砌结构的整体性,对秦岭引水隧洞的Ⅲ、Ⅳ类围岩开挖和初期支护结构的施工过程进行了模拟,计算了开挖施工过程三种不同工况下围岩顶拱及侧向的塑性变形。结果表明:秦岭隧洞初期支护施工过程的三种工况下围岩结构的塑性变形主要集中在顶拱120°范围内及两侧边墙,隧洞围岩结构整体处于安全状态。     

浅谈引汉济渭工程秦岭隧洞设计及施工的关键技术

引汉济渭工程难度大、技术复杂,工程的设计、施工均面临诸多风险。本文针对引汉济渭秦岭隧洞深埋超长的技术特点,分析了秦岭隧洞设计及施工技术中几个关键技术研究难题,提出了设计及施工难点的研究方向。     

秦岭隧洞下穿椒溪河段涌水处理措施探讨

涌水是秦岭隧洞施工中常见的地质灾害。根据引汉济渭工程秦岭隧洞下穿椒溪河段工程设计地质情况,通过对两次较大的涌水,采取确保排水能力、止浆墙封堵、帷幕灌浆处理、超前地质钻孔探水、超前小导管注浆等对策及措施,制定下一步施工的具体方案和措施,有效的预防了椒溪河隧洞施工涌水,保证了施工安全和工程的正常开展,可为秦岭隧洞施工工程涌水预防处理提供参考。     

综合超前地质预报在大秦岭隧道中的应用

高风险隧道由于其穿越地区的地质条件比较复杂,在施工中容易遭遇断层、褶皱、高地应力、岩溶含水层等不良地质体的破坏,造成围岩失稳、突涌水、岩爆等地质灾害,因此在隧道施工前查明隧道前方的不良地质体,采取合理的支护措施,对保障隧道安全施工十分重要。西成客运专线大秦岭险隧道由于穿越的地区地质条件极其复杂,断层、褶皱、富水带等不良地质体发育,为全线设计、建设的难点和重点区域,被划为高风险隧道。为了保障隧道施工能顺利通过不良地质体区域,大秦岭隧道超前地质预报采用地质编录与物探法(TSP、地质雷达)相结合的综合预报技术,成功地预测了前方的不良地质体,为隧道施工提供了有效指导。     

长潭河水利枢纽导流隧洞进口段开挖及支护设计

长潭河水利水电枢纽工程导流隧洞进口段岩石风化,层间错动及节理裂隙发育,岩体结构松散,开挖时存在围岩稳定问题。为保证隧洞及早进洞和施工期安全,对该段采取先开挖导洞再进行扩挖并采用管棚法施工。介绍了隧洞进口段开挖与支护的设计。     

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。     

综合超前地质预报技术在ＴＢＭ法超特长隧洞的应用

文章依托北疆供水二期工程某标段工程,采用地质分析法、地震波物探法和激发极化探水法相结合的超前地质预报技术,对超特长隧洞地质多变地段进行了综合性、连续性超前预报,得到了较好的预报结果,其中对围岩性状的探测准确率可达８０％以上,对地下水的探测准确率可达７０％以上,形成了较为完善的超前预报及支护作业的掘进施工体系。另外,还将超前预报技术与施工工序紧密结合,纳入常规施工工序进行管理,有效避免了不良地质引发的坍塌、卡机等灾害损失,大大提升了ＴＢＭ掘进施工效率,对ＴＢＭ在类似工程中安全快速掘进提供一定的借鉴。     

某沉管工程水下基槽开挖施工方案比选探讨

某沉管隧道基槽设计断面复杂、工期紧、验评标准高,微风化岩质上开挖施工难度大。根据沉管工程规模、基槽地质特点及周边环境,进行优缺点分析和主要指标比较,提出可行的水下基槽施工方法及应用注意事项,可为同类工程提供借鉴。     

糯扎渡水电站大直径尾水隧洞穿越断层施工技术

糯扎渡水电站尾水隧洞位于厂区地质最差的地区,岩体蚀变严重,高岭土化、泥化强烈。针对断层和影响带的地质特性以及尾水隧洞开挖断面直径大的特点,开挖施工中合理划分了开挖分层,采取了超前支护、钢支撑、锚杆和锚筋桩、喷钢纤维混凝土等综合支护手段,重视监测工作,成功穿越了F3断层,且施工过程中未发生任何塌方事故。施工完成后的监测结果显示,尾水洞变形主要发生在开挖初期,支护完成后,围岩变形逐步稳定。     

隧洞穿越高应力压密散体施工对策及其适应性分析

滇中引水工程狮子山隧洞处于F_Ⅲ-102和F₁₆断裂构造夹持带,地应力高,其D₁^l钙质页岩、炭质页岩呈散体压密结构。地质分析表明,区域地质挤压构造残余高地应力是隧洞大变形的主要动力源,低抗载性劣化破碎结构是隧洞产生失稳变形主要内因。现场揭示隧洞破坏形式主要表现为开挖卸荷失稳坍塌、掌子面挤出、支护严重挤压变形。针对高地应力条件下散体压密结构的围岩特性和典型破坏特征,提出施工应遵循“预支护、快掘进、快支护、快闭合”的原则,并总结了适用于该地质条件的针对性施工对策:选用ST-20管棚钻机进行长15 m的Φ108 mm大管棚超前预支护施作与周边和掌子面围岩注浆加固;采取“及时强支护”并设置让压锚杆和长锁脚锚管抑制变形措施;施工期间加强围岩监控量测和围岩内部变形监测,实施动态控制,信息化施工。实践证明,隧洞穿越高地应力挤压破碎带时,采取对浅部围岩进行加固、主动支护与被动支护相结合的施工措施,能有效抑制围岩松动圈向深部发展与变形,有力保障隧洞安全顺利施工。     

敞开式TBM环形钢构支护施工工法及设备配套

TBM掘进法本是一种高度机械化、精细、先进的施工技术,但当敞开式TBM面对破碎带等不良地质条件时,无法完全发挥TBM快速掘进的优势。在充分吸收"新奥法"隧洞支护理念的基础上,提出当遭遇不利地质条件时,采用主动封闭围岩的方式。即在TBM护盾保护下,将工厂标准化批量加工的环形钢构片段,利用专用安装设备快速拼装成能够立即发挥作用的隧洞支撑结构,在TBM继续向前掘进后替代护盾支撑处于临空状态的围岩,进而在环形钢构的保护下完成喷锚支护。工程实践表明,新的施工方法不仅使作业过程安全、可控,而且掘进速度可从原来的每天5~10 m提升至15~25 m。     

长大深埋水工隧洞设计关键技术研究与实践

在分析我国长大深埋隧洞发展历程及研究现状的基础上,阐述了长大深埋隧洞工程遇到的主要工程地质问题,并结合多年积累的调水工程设计、施工、管理等经验,总结已完工及在建的高埋深长隧洞遇到的实际情况,针对突涌水、突泥和涌砂、岩爆、围岩大变形、高地温、高地应力、高外水等多种极为复杂的工程地质问题进行了分析和探讨。结果表明:在长大深埋隧洞设计前期,结合工程主要地质问题进行TBM设备选型至关重要;设计及施工过程中采用数值模拟、试验研究、超前地质预报、现场监测等手段,对高外水、软岩大变形、岩爆、高地温等不良地质洞段进行分析研究并动态调整设计;不良地质条件掘进易采用三低(低推力、低转速、低贯入度)、一快(快速掘进)、一连续(掘进)、宁慢勿停的掘进原则,可以避免国内外类似工程灾难性的后果发生。     

大伙房输水工程隧洞出口段偏压应力分析及施工对策

辽宁省大伙房水库输水工程隧洞出口段属于强风化的浅埋、偏压不良地质洞段。为保证安全进洞,掌握浅埋偏压隧洞围岩受力情况及变形规律,本文运用非线性有限元法模拟隧洞开挖过程,分析了偏压隧洞开挖后的应力分布状态、围岩变形及稳定性,并据此采取相应的施工对策,顺利地通过了浅埋、偏压的洞口段,确保施工安全的同时保证了工程质量。