敞開式TBM特長隧洞施工供電技術(shù)

敞開式tbm是集掘進、出渣、初期支護、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，并對不良地段的塌方的處理方法及注意事項進行了詳細(xì)分析，旨在為該類工程建設(shè)提供參考和借鑒作用。

深埋特長隧洞的施工一直是工程技術(shù)人員關(guān)注的難點。本文著眼于tbm技術(shù)的迅速發(fā)展現(xiàn)狀及國內(nèi)外應(yīng)用實例,對深埋特長隧洞施工的tbm選型、物料供應(yīng)、出渣方式等進行了初步探索,并提出了對不良地質(zhì)洞段、巖爆、有害氣體、突涌水等的對策,同時闡述了tbm施工的安全性。

大伙房輸水工程特長隧洞,由于工程地質(zhì)條件、技術(shù)經(jīng)濟和環(huán)境指標(biāo)的影響,為更好地發(fā)揮tbm的效率,工程施工之前就tbm的類型特征和對地層的適應(yīng)性以及經(jīng)濟因素等的影響進行了深入研究。工程實踐表明,該項工程正確的tbm選型,取得了較好的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益,可供復(fù)雜山區(qū)同類工程參考。

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在該類地層中掘進時偏機、栽頭、刀盤被卡、收斂變形引起整機被卡等施工風(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,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。

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在該類地層中掘進時tbm偏機、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,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。

第一部分施工方案與技術(shù)措施 一、工程概況 （一）、道路現(xiàn)狀 （1）、紫橋小區(qū)始建于1992年，由華達房產(chǎn)公司為主開發(fā)， 直至2004年建成，屬于舊城區(qū)中規(guī)模較大的敞開式小區(qū)，人口 達眾多，商業(yè)店鋪較多，社區(qū)內(nèi)建有小學(xué)、幼兒園、超市、農(nóng)貿(mào) 市場、社區(qū)醫(yī)療站等，小區(qū)內(nèi)交通量較大，部分路面破損及積水 嚴(yán)重，對居民的出行起居造成很大的影響，區(qū)間個別道路無法滿 足消防通道的需求；小區(qū)內(nèi)現(xiàn)設(shè)停車位無法滿足當(dāng)前的需要，較 多車輛停放于行道板及綠化位臵，對行道板及綠化造成嚴(yán)重的損 毀； （2）、紫橋小區(qū)商業(yè)店鋪多，臨濱湖路有一個農(nóng)貿(mào)市場，餐 飲店鋪集中在紫橋中路和紫橋北路的街道兩邊，燒烤店鋪集中在 豪園路街道兩邊，在現(xiàn)場勘查地下排水管線時，小區(qū)內(nèi)大部分排 水檢查井被污泥、浮泥和油污堵塞，并且雨水、污水未分流。 （3）、臨街道邊的商業(yè)店鋪排水管改建、亂排情況嚴(yán)重，餐 飲的污水沒有設(shè)臵隔油池。 （二

文章對tb880e型敞開式全斷面掘進機(簡稱tbm)在新建鐵路西安至南京線磨溝嶺隧道施工中的超前導(dǎo)管注漿和管棚支護技術(shù)進行了研究并提出了相應(yīng)的施工方案和技術(shù)措施,可為掘進機快速通過類似的軟弱圍巖提供參考和借鑒

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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。

以敞開式tbm施工特長鐵路隧道仰拱預(yù)制塊結(jié)構(gòu)為研究背景,基于荷載結(jié)構(gòu)設(shè)計理論,采用有限元軟件ansys構(gòu)建二維平面分析模型,研究了仰拱預(yù)制塊圓心角、中心水溝溝槽深度、寬度等參數(shù)對襯砌結(jié)構(gòu)變形、受力特性的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明：圓心角對仰拱預(yù)制塊變形、內(nèi)力影響較小,設(shè)計中應(yīng)根據(jù)仰拱預(yù)制塊拼裝技術(shù)及軌道結(jié)構(gòu)要求來確定;中心水溝溝槽底至仰拱預(yù)制塊底部間距h對仰拱預(yù)制塊變形、內(nèi)力影響較大,設(shè)計中間距h應(yīng)大于復(fù)合式襯砌厚度;擴大中心水溝寬度,可有效降低集中應(yīng)力值,在滿足軌上結(jié)構(gòu)承載能力的前提下,設(shè)計中可適當(dāng)擴大中心水溝寬度來增大隧道排水能力。

以敞開式隧道掘進機(tbm)施工隧道為研究對象,基于熱力學(xué)原理,分析掘進段熱害影響因素,建立敞開式tbm掘進段空氣溫度的計算模型,對不同圍巖級別、不同巖溫下掘進段內(nèi)空氣溫度進行計算研究。結(jié)果表明:自掘進開始,tbm掘進段內(nèi)空氣溫度迅速升高,在掘進20min時升高至接近最大值并保持基本穩(wěn)定,停機后空氣溫度迅速下降；掘進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隧道施工領(lǐng)域,隧道工程不具備建設(shè)規(guī)模化的污水處理廠條件,tbm隧道工程tbm修刀車間、加工車間、備品備件倉庫等輔助設(shè)施規(guī)劃建設(shè)占用了大量的施工用地,在狹窄的施工場區(qū)規(guī)劃一體化污水處理系統(tǒng)就工程本身而言更經(jīng)濟合理,采取“一級沉淀＋絮凝＋斜管沉淀＋污泥脫水”污水處理工藝,修建調(diào)節(jié)池、干化床、污泥池,配置反應(yīng)隔油池、高效斜板快速澄清器、污泥脫水系統(tǒng)等,實現(xiàn)了tbm隧道施工污水物理化學(xué)二級處理技術(shù)的成功應(yīng)用,降低了施工成本,使處理后的污水滿足飲用水源地二級保護區(qū)地表水ⅲ類地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),并做到了施工污水循環(huán)利用.

采用tbm掘進施工是未來長大隧道施工的首選方案,實現(xiàn)tbm掘進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。

小長隧洞的通風(fēng)一直都是困擾隧洞施工的關(guān)鍵性難題.文中以引紅濟石引水隧洞tbm施工通風(fēng)為例,通過獨頭壓入式通風(fēng)方式的分析與選擇,合理計算風(fēng)量和風(fēng)壓,科學(xué)配置gia風(fēng)機和風(fēng)管,有效解決了長隧洞獨頭壓入式通風(fēng)風(fēng)量大、風(fēng)壓高的制約,取得了明顯的經(jīng)濟效益,值得類似施工工況下隧洞通風(fēng)的推廣應(yīng)用.

以遼寧大伙房水庫輸水隧洞工程為背景,詳細(xì)設(shè)計了tbm2標(biāo)段獨頭掘進9km的施工通風(fēng)系統(tǒng),選取了漏風(fēng)系數(shù)、摩阻系數(shù)等特征參數(shù),計算了風(fēng)量、風(fēng)壓和通風(fēng)功率,并對通風(fēng)設(shè)備及其布置進行了優(yōu)化匹配。在世界上首次采用了每段長度為300m的2.2m通風(fēng)軟管,取得了很好的通風(fēng)效果。

以錦屏二級水電站引水系統(tǒng)中引水隧洞洞群所采用的通風(fēng)系統(tǒng)為例,詳細(xì)闡述了隧洞施工通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計流程及原則,以及通風(fēng)方式的選擇和通風(fēng)風(fēng)量的計算。對長大隧洞施工中合理布置通風(fēng)系統(tǒng)積累了經(jīng)驗。

本文以錦屏二級水電站引水系統(tǒng)中引水隧洞洞群所采用的通風(fēng)系統(tǒng)為例,詳細(xì)闡述了隧洞施工通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計流程及原則,以及通風(fēng)方式的選擇及通風(fēng)風(fēng)量的計算。對長大隧洞施工中合理布置通風(fēng)系統(tǒng)留下了可貴的參考經(jīng)驗。

以一條隧洞施工通風(fēng)為例,在計入隧洞回風(fēng)阻力及損失的條件下,重點從施工通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)、通風(fēng)量、通風(fēng)阻力及風(fēng)管安裝等方面探析了長距離隧洞通風(fēng)施工技術(shù)。

拉潭水電站廠房位于山谷之間,開關(guān)站布置在廠房附近比較困難,通過采用敞開式組合電器將設(shè)備布置在主廠房屋頂上,解決了開關(guān)站布置困難的問題.

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,并造成一定的機械操作和技術(shù)應(yīng)用上的一系列問題,尤其是空壓機敞開式冷卻塔保養(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.本文在進一步闡述卷煙生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的各種機械技術(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,以求達到更好地效果和目標(biāo).

研究目的:通過對特長隧洞襯砌結(jié)構(gòu)的選擇、支護參數(shù)設(shè)計、不良地質(zhì)段支護技術(shù)等方面的研究,為特長隧洞的優(yōu)化設(shè)計和tbm的結(jié)構(gòu)安全和快速施工提供技術(shù)支持,工程經(jīng)驗可供今后類似工程參考。研究結(jié)論:大伙房輸水工程特長隧洞根據(jù)圍巖條件選擇了開敞式tbm+錨噴支護復(fù)合襯砌施工方案,并且獲得成功。實現(xiàn)的采用錨噴支護+二次襯砌復(fù)合襯砌替代管片襯砌既符合現(xiàn)代支護系統(tǒng)的natm設(shè)計理念,解決了tbm施工的止水與排水難題,又節(jié)約了大量土地和大量資金。

以大伙房特長隧洞樁號8+538前方的地質(zhì)為例,利用tsp203對其進行地質(zhì)解譯。tbm開挖后所暴露的地質(zhì)條件表明,tsp203利用泊松比以及波速的變化能夠準(zhǔn)確預(yù)報地質(zhì)情況。