特长深埋TBM施工隧洞反坡排水施工技术

陕西省引汉济渭工程是陕西省省内跨流域调水工程。是针对关中地区缺水问题提出的陕西省内南水北调工程的骨干线路。工程秦岭隧洞‘TBM施工段岭南工程存在地下突涌水多、独头排水距离长、反坡排水等问题。本文着重介绍了陕西省引汉济渭工程秦岭隧洞。TBM施工段岭南工程反坡排水分级水仓、逐级抽排的施工方法,为类似TBM施工工程提供参考。     

引汉济渭秦岭隧洞TBM施工段突涌水涌泥施工技术探讨

引汉济渭工程秦岭隧洞从工程量和技术难度方面均可谓是水利史上里程碑式的工程。本文通过对TBM工法施工段施工过程中面临的突涌水、突泥段情况介绍分析,提出应对措施,以期为今后同类工程施工提供参考。     

引汉济渭二期工程11~#勘探试验洞涌水情况分析

对引汉济渭二期工程11#勘探试验洞施工期涌水特征情况进行分析,对比勘察阶段隧洞涌水估算成果,得出降水入渗法估算结果更接近隧洞实际正常涌水量,可为同类型隧洞涌水预测提供重要的参考依据。     

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。     

地下隧洞开挖施工中突涌水的预防与处理

在地下隧洞开挖施工中,常常会遇到突然产生大量涌水的情况,给施工带来很大的困难,甚至严重影响工期,亦存在较大安全隐患.本文通过对引汉济渭椒溪河勘探试验洞工程在施工过程中连续出现较大涌水的施工总结以及有关资料认真分析,总结出了地下隧洞开挖施工中预防和处理涌水的具体方法和措施,特别指出了预防涌水方案在地下隧洞开挖施工中的重要性.     

傍山浅埋长距离引水隧道成洞条件分析

:“引汉济渭”二期工程承担着渭河两岸２１个县市的输配水任务,对于实现引汉济渭工程总体效 益至关重要。“引汉济渭”二期南干线引水骨干线路工程黄池沟至西安子午水厂段,引水隧洞长６８．９３ ｋｍ,主要穿越秦岭北麓中低山。通过勘查发现影响引水隧道成洞的主要工程地质条件为秦岭北缘断裂 带发育,隧洞分布较多的Ⅴ类及Ⅳ类洞室围岩。并且引水隧洞与断裂相遇地段易发生集中突水问题,预 测涌水量达１２６０．６ｍ３／ｄ～１８１６６．５ｍ３／ｄ。为确保“引汉济渭”二期工程引水隧洞工程的质量,需采取 必要措施,使引水隧洞傍山浅埋地质条件基本实现隧洞成洞要求。     

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。     

引汉济渭秦岭输水隧洞出口段施工技术研究

引汉济渭工程秦岭隧洞全长98.3 km,隧洞最大埋深2012 m。结合工程特点,选择了施工用电、通风、用水以及会车洞等辅助施工措施;提出以开挖工法、减少软岩塌方措施、大变形处理以及涌水处理为核心的不良地质条件下的快速施工技术;针对隧洞污水提出专门的处理方法。通过辅助工法的比选以及快速施工方法,可在取得良好的经济效益的同时确保隧洞正常施工。     

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。     

引汉济渭工程:秦岭输水隧洞黄三段Ⅰ标贯通

正经过700多个日夜的艰苦奋战,陕西汉中洋县连通引汉济渭黄金峡和三河口两大水利枢纽的秦岭黄三段Ⅰ标隧洞不久前顺利贯通。国家172项节水供水重大项目引汉济渭工程秦岭输水隧洞黄三段Ⅰ标是从黄金峡水库调水到主洞的咽喉控导性工程。隧洞总长7929m,占黄金峡至三河口水库16.5km隧洞总长的     

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。     

秦岭特长隧洞超埋深强构造应力大变形处理技术研究

引汉济渭秦岭特长输水隧洞全长81.779 km,隧洞穿越秦岭岭南中低山区,地质条件极其复杂,断裂构造极为发育,且具有强构造应力。受复杂地质条件和地质构造的影响,秦岭隧洞1~#勘探试验洞主洞段施工中发生了不同程度的大变形,原设计围岩类别为Ⅲ类,实际施工过程中已经达到Ⅳ类和Ⅴ类,初期支护完成后变形严重。多处变形量超过10 mm/d,局部最大变形量达到了69 cm,给施工带来了极大的困难。对发生大变形段采取了二次套拱、加长锚杆、径向注浆、初支拆换、二次衬砌加强等措施进行控制。今后大变形段设计施工过程中,应通过加强超前地质预报与监控量测、提高支护设计参数、加大预留变形量来预防大变形的发生。     

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。     

引汉济渭秦岭隧洞突涌水原因及涌水量预测

针对隧洞开挖施工中常见的隧洞突涌水等地质灾害问题,在分析隧洞涌水区域水文地质条件、有限元渗流计算和达西定律的基础上,研究秦岭隧洞椒溪河段开挖涌水原因并预测涌水量。研究表明:在涌水发生的初期,涌水集中渗漏通道由断层泥及断层角砾填充,发生的流动为渗流,通过有限差分软件数值计算求得的隧洞开挖初期涌水量与实际隧洞开挖涌水初始阶段的涌水量非常接近;在涌水稳定阶段,涌水集中渗流通道发生类管涌的水力破坏,通过集中渗漏通道流入隧洞内的流量为1 671.55 m3/h,与现场实测隧洞涌水稳定时的最大涌水量1 700 m3/h接近。研究成果可应用于水文地质条件类似的隧洞工程涌水量计算。     

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。     

基于信号时频特征的微震波形识别在岩爆预测中的应用

在深埋地下工程施工中,需要通过监测采集微震信号分析施工过程中的岩爆风险,由于现场干扰因素多,数据中混入了大量冗余信号,大大影响了岩爆预测的效率。为有效识别出岩石的破裂信号,本文采用快速傅里叶变换,对比分析了微震/岩爆信号与其它无效信号的频率特征,采用多输入的卷积神经网络方法,建立了基于信号时频特征的微震波形识别模型,实现了对微震/岩爆信号的有效识别。基于引汉济渭秦岭输水隧洞的微震监测资料,采用3770个波形对模型进行了测试,模型识别精度可达96.1%。模型对比了不同输入方式对预测结果的影响,针对随机挑选的100次微震事件和100次无效事件,结果表明：采用信号的时频特征作为输入,模型比单纯采用时域或频域特征具有更高的精度。     

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。     

气候变化对南水北调中线工程可调水量的影响

气候变化将改变全球水循环的现状，导致水资源的时空分布的重新分配，并将对水文水资源及其应用产生重大影响，对气温与汉水流域蒸攻发的关系，气候变化对汉水流域水文水资源及南水北调中线可调水量的影响以及对气候变化情景的敏感性及气候变化影响评价的不确定性进行了估算与分析，结果表明，气候变化对汉水流域水文水资源及南水北调中线可调水量的影响较小。