敞開式TBM施工鐵路隧道仰拱預(yù)制塊關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)研究

隧道仰拱開挖施工不慎引起塌方失穩(wěn)是隧道建設(shè)過程中時常發(fā)生的安全問題。從隧道施工過程力學(xué)角度分析了仰拱開挖易發(fā)生失穩(wěn)塌方的力學(xué)機(jī)理,分析了隧道仰拱塌方失穩(wěn)原因,指出了當(dāng)前隧道仰拱設(shè)計施工應(yīng)重視巖體時間空間作用相關(guān)特征,提出了鐵路隧道仰拱設(shè)計施工應(yīng)采取的加強(qiáng)措施。所得結(jié)論可為隧道設(shè)計施工安全控制管理提供參考。

高黎貢山隧道全長34.538km,具有\(zhòng)"三高四活躍\"的地質(zhì)特點。采用鉆爆法結(jié)合正洞9.03mtbm與平導(dǎo)6.36mtbm的方法進(jìn)行施工,其中tbm通過巖溶及軟巖大變形洞段是本工程控制的重點,也是難點。為解決tbm在該類地層中掘進(jìn)時偏機(jī)、栽頭、刀盤被卡、收斂變形引起整機(jī)被卡等施工風(fēng)險,通過查閱資料、調(diào)研國內(nèi)外現(xiàn)有敞開式tbm施工案例、專家咨詢研討、高適應(yīng)性的tbm設(shè)計以及結(jié)合工程目前施工狀況等多種方案,提出tbm超前地質(zhì)預(yù)報、鋼筋排、鋼拱架和噴射混凝土聯(lián)合及時支護(hù)等一系列確保tbm連續(xù)施工的方案與措施。該方案與措施的順利實施能夠很好的保證tbm在巖溶及軟巖大變形洞段的連續(xù)掘進(jìn),為工程順利實施奠定堅實的基礎(chǔ),且能為今后類似的工程提供參考。

以敞開式隧道掘進(jìn)機(jī)(tbm)施工隧道為研究對象,基于熱力學(xué)原理,分析掘進(jìn)段熱害影響因素,建立敞開式tbm掘進(jìn)段空氣溫度的計算模型,對不同圍巖級別、不同巖溫下掘進(jìn)段內(nèi)空氣溫度進(jìn)行計算研究。結(jié)果表明:自掘進(jìn)開始,tbm掘進(jìn)段內(nèi)空氣溫度迅速升高,在掘進(jìn)20min時升高至接近最大值并保持基本穩(wěn)定,停機(jī)后空氣溫度迅速下降；掘進(jìn)段空氣溫度隨圍巖溫度的升高和圍巖級別的提高顯著上升；通風(fēng)對掘進(jìn)段內(nèi)空氣有明顯的降溫效果；圍巖溫度為18℃,ⅱ級圍巖無通風(fēng)時掘進(jìn)段空氣溫度為39.9℃,通風(fēng)量為60m3·s-1時下降至27.9℃,通風(fēng)控制空氣溫度低于28℃規(guī)范限值；圍巖級別ⅱ級,60℃巖溫?zé)o通風(fēng)時掘進(jìn)段空氣溫度為81.9℃,通風(fēng)量為60m3·s-1時下降至46.9℃,但空氣溫度仍然較高,可采用在正常施工通風(fēng)基礎(chǔ)上增加洞內(nèi)局部降溫措施。

在tbm超長隧道施工過程中,保證tbm通風(fēng)散煙、散熱,是施工的關(guān)鍵之一,通過選取漏風(fēng)系數(shù)、摩阻系數(shù)等特征參數(shù),計算風(fēng)量、風(fēng)壓和通風(fēng)功率,選定通風(fēng)設(shè)備,滿足了該工程最大獨頭通風(fēng)長度11.4km通風(fēng)系統(tǒng)運行要求。

高黎貢山隧道地質(zhì)條件極其復(fù)雜,可總結(jié)為\"三高四活躍\"。其中,高地?zé)?、高地?yīng)力、多斷層破碎帶、高壓突涌水是制約tbm施工質(zhì)量和安全的主要地質(zhì)因素,將給tbm施工帶來不可預(yù)估的風(fēng)險。為了減少以上地質(zhì)問題帶來的tbm施工風(fēng)險,通過資料查閱、調(diào)研國內(nèi)外現(xiàn)有的tbm施工案例、專家咨詢研討、設(shè)計高適應(yīng)性的tbm,并結(jié)合工程目前的施工狀況,提出了tbm超前地質(zhì)預(yù)報、鋼筋排和鋼拱架聯(lián)合噴射混凝土及時支護(hù)、合理調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)等一系列確保tbm連續(xù)施工的方案與措施。研究結(jié)果可為即將進(jìn)場施工的tbm提供理論參考。

敞開式tbm是集掘進(jìn)、出渣、初期支護(hù)、通風(fēng)除塵于一體的隧道洞室開挖施工設(shè)備，適用于巖石整體較完整，具有較好的自穩(wěn)性的巖石段洞室開挖。文章通過對不良地段運用tbm開挖過程中對不良地質(zhì)地段出現(xiàn)前的預(yù)判和對不良地段的超前地質(zhì)預(yù)報與支護(hù)，并對不良地段的塌方的處理方法及注意事項進(jìn)行了詳細(xì)分析，旨在為該類工程建設(shè)提供參考和借鑒作用。

引松供水工程四標(biāo)段隧洞tbm法施工長度約17km,其中7332m主要穿越灰?guī)r(巖溶)、炭質(zhì)板巖、斷層等軟弱破碎地層。為解決tbm在該類地層中掘進(jìn)時tbm偏機(jī)、栽頭、刀盤被糊、被卡、涌泥涌水、收斂變形引起設(shè)備被卡等難題,通過資料查閱、調(diào)研國內(nèi)外現(xiàn)有tbm施工案例、專家咨詢研討等,對比研究多種方案;結(jié)合工程實踐,提出tbm超前地質(zhì)預(yù)報、鋼拱架、鋼筋排和噴射混凝土聯(lián)合及時支護(hù)等一系列確保tbm連續(xù)施工的方案與措施。經(jīng)工程驗證,該方案與措施能夠很好地保證tbm在巖溶及軟弱破碎地層的連續(xù)掘進(jìn),為工程的順利實施奠定了堅實的基礎(chǔ)。本文研究得出了一系列理論及參數(shù),可為類似工程提供借鑒和參考。

為滿足tbm快速掘進(jìn)和長大距離步進(jìn)對預(yù)制塊生產(chǎn)進(jìn)度以及后期襯砌、整體道床對預(yù)制塊生產(chǎn)質(zhì)量的雙重要求,以蘭渝鐵路西秦嶺隧道仰拱預(yù)制塊生產(chǎn)為例,在既有施工工藝和質(zhì)量控制措施的基礎(chǔ)上,應(yīng)用預(yù)埋道釘技術(shù)、仰拱預(yù)制塊空中翻轉(zhuǎn)技術(shù)、數(shù)字傳感式溫度控制技術(shù),并采取常見病害防治措施,實現(xiàn)了低投入、高質(zhì)量、快節(jié)奏連續(xù)生產(chǎn)施工。

本文通過對京滬高鐵羅而莊隧道仰拱施工特點、適用范圍、施工工藝以及施工中應(yīng)注意的問題進(jìn)行了闡述,對長、特長隧道中采用棧橋施工抑拱,能夠取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

京滬高速鐵路隧道仰拱施工工法

國內(nèi)外tbm施工供電均采用10kv線路進(jìn)洞供電,由于該工程埋深大、隧洞長,為避免因電壓降低影響tbm正常啟動,結(jié)合大伙房隧洞工程經(jīng)驗采用20kv高壓線路進(jìn)洞,為tbm供電。

-1- 仰拱及仰拱填充施工作業(yè)技術(shù)交底 工程名稱隧道工程工程項目 仰拱及仰拱填充施工作業(yè)技術(shù)交底 編制依據(jù)《隧道設(shè)計圖》《隧道復(fù)合式襯砌斷面參考圖》 1工程概況及適用范圍 土建4標(biāo)xxx~xxx。正線長度xxxkm，其中隧道x座，總延長32.646km，占線路總 長的89.5%；橋梁xx座長2377.3m，占線路總長的7.3％；新設(shè)車站3個，xx車站為中 間站，xx、xx車站為會讓站。本標(biāo)段隧道工程主要包括： 隧道 工程 ＞4km的隧道 xxxx隧道m(xù)/ xxxx隧道m(xù)/ xxxx隧道m(xù)/ 2km＜l≤3km的 隧道 xxxx隧道 m / xxxx隧道m(xù)/ l≤1km的隧道 xxxx隧道m(xù)/ xxxx隧道m(xù)/ 正線鋪道床隧道地段無碴道床公里/ 本標(biāo)段特長隧道共計x座，設(shè)置橫洞8

采用tbm掘進(jìn)施工是未來長大隧道施工的首選方案,實現(xiàn)tbm掘進(jìn)與襯砌同步施工能有效利用時間、縮短工期。針對中天山隧道特點,確定了中天山隧道敞開式tbm施工組織,為未來tbm在長大隧道施工積累了寶貴的施工經(jīng)驗,更為未來的施工組織管理提供了新的模式。

卷煙生產(chǎn)的技術(shù)運用過程中,各種故障的出現(xiàn)嚴(yán)重降低了生產(chǎn)的效率,并造成一定的機(jī)械操作和技術(shù)應(yīng)用上的一系列問題,尤其是空壓機(jī)敞開式冷卻塔保養(yǎng)成為了一個重要的課題,全面探討空壓機(jī)敞開式冷卻塔保養(yǎng)研究具有深厚的指導(dǎo)性意義.本文在進(jìn)一步闡述卷煙生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的各種機(jī)械技術(shù)故障的基礎(chǔ)上,剖析敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)普遍存在的問題,并全面探討空壓機(jī)敞開式冷卻塔保養(yǎng)的處理方法,形成具體的方案研究,以求達(dá)到更好地效果和目標(biāo).

大瑞鐵路高黎貢山隧道開敞式TBM施工適應(yīng)性研究

立式敞開式制冷陳列柜主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的合理選擇——在理論和實驗研究立式敞開式制冷陳列柜工作特性的基礎(chǔ)上，討論了合理選擇陳列柜送風(fēng)速度、蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)和融霜周期等結(jié)構(gòu)參數(shù)的途徑。

在長大敞開式tbm隧洞施工中,根據(jù)隧洞功能設(shè)計要求,由于永久襯砌段不連續(xù)、襯砌結(jié)構(gòu)厚度差異,考慮過渡、延伸和通襯等復(fù)雜多樣的襯砌型式,隧洞襯砌難度大。為解決長大隧洞各支洞控制段多工作面、多工序交叉不均衡施工,緩解施工通道通行壓力,在tbm組裝前就要提前規(guī)劃確定襯砌方案,并在施工過程中對局部的襯砌方案作出動態(tài)調(diào)整,以滿足主洞襯砌施工。

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無帷幕降水是空曠場地上基坑工程常采取的工程措施,許多基坑平面形狀和抽水井分布都可以近似為圓形,將以上工程問題模型化為圓形基坑無帷幕降水,研究其引起的地面沉降,既是基礎(chǔ)性理論研究,又具有工程應(yīng)用價值?；谪Q向分層、水平微分的思想,選取柱坐標(biāo)應(yīng)用土體一維壓縮變形本構(gòu)關(guān)系,建立單層偏微分控制方程和多層偏微分方程組,通過研究確定了圓坑井流降深函數(shù),經(jīng)求解獲得上述方程組的理論解析解,解析解顯示地面沉降值與井距的對數(shù)值呈線性關(guān)系。選取經(jīng)典理論解和公開文獻(xiàn)中相關(guān)實測數(shù)據(jù)驗證了以上研究成果。所揭示的圓形基坑無帷幕降水引起的地面沉降值與井距值的半對數(shù)線性關(guān)系規(guī)律,可近似用于接近圓形的不規(guī)則基坑情況,具有廣泛的工程應(yīng)用價值。

敞開式地下車站空調(diào)通風(fēng)設(shè)計——以上海市軌道交通6號線車站為實例，介紹對于敞開式地下車站的空調(diào)通風(fēng)設(shè)計，供同類工程設(shè)計參考。

建設(shè)周期短、安全風(fēng)險大的高速鐵路隧道雙線隧道開挖面積達(dá)140～170m2,要解決隧道仰拱施工過程中運輸與施工相互干擾的問題,加快施工進(jìn)度,降低勞動強(qiáng)度,提高勞動生產(chǎn)率,則需使用移動棧橋施工技術(shù),并解決仰拱棧橋安全、快捷移動、承載力大、跨度大的難題,移動棧橋施工技術(shù)有效解決了這一難題。

單線鐵路隧道仰拱、矮邊墻施工,由于受限于隧道的狹窄空間,沒有理想的配套設(shè)備和施工工藝,其施工的質(zhì)量和進(jìn)度難以保障,成本也較高。為了加快隧道仰拱、矮邊墻及填充混凝土施工進(jìn)度,保證安全、提高質(zhì)量,降低工程成本,在高黎貢山隧道試點推廣應(yīng)用單線鐵路隧道仰拱、矮邊墻快速施工技術(shù),改變了當(dāng)前鐵路單線的隧道仰拱施工現(xiàn)狀,加快了進(jìn)度,提高了施工質(zhì)量,降低了成本,取得了較大的成效,為隧道仰拱機(jī)械化施工提供借鑒。