大伙房輸水工程特長(zhǎng)隧洞TBM選型及施工關(guān)鍵技術(shù)

介紹了大伙房水庫(kù)輸水工程特長(zhǎng)隧洞設(shè)計(jì)要點(diǎn)。根據(jù)工程地質(zhì)、地形條件,選擇隧洞的施工方法和tbm型式,并對(duì)tbm地下組裝洞室、隧洞施工通風(fēng)、連續(xù)皮帶機(jī)出渣、不良地質(zhì)段施工對(duì)策等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了論述。

tbm的選型對(duì)于tbm隧道工程具有重要的意義。本文以大伙房輸水工程tbm1標(biāo)為背景,探討研究了該隧道工程的tbm選型。從tbm的形式到主要參數(shù)的選取及裝備的模塊等,希望能對(duì)類似工程提供參考。

依據(jù)tbn法在大伙房輸水工程施工中的應(yīng)用實(shí)踐，探尋該施工方法在隧洞施工設(shè)備選型適用性、單機(jī)掘進(jìn)深度參數(shù)、支洞布設(shè)等方面應(yīng)遵循的原則，同時(shí)針對(duì)性地提出tbm法施工的組織管理對(duì)策，研究可為同類型隧洞工程的施工與管理提供有益借鑒。

遼寧大伙房水庫(kù)輸水工程的輸水方式,是通過(guò)引水隧洞放入天然河道蘇子河進(jìn)入大伙房水庫(kù)。輸水隧洞為無(wú)壓自流式引水,tbm施工段掘進(jìn)的總長(zhǎng)度為18.6km,此地段地質(zhì)條件比較復(fù)雜。主要以tbm施工段掘進(jìn)時(shí),通過(guò)查梁子不良地質(zhì)段時(shí)采取的主要技術(shù)措施進(jìn)行研究和探討。

遼寧省大伙房輸水隧洞tbm2標(biāo)段獨(dú)頭開(kāi)挖長(zhǎng)度超過(guò)8km,貫通精度的控制是工程施工的難點(diǎn)之一.本文對(duì)貫通誤差、控制測(cè)量實(shí)施方案進(jìn)行了詳細(xì)研究,通過(guò)控制測(cè)量措施和方案的有效實(shí)施,實(shí)現(xiàn)了該標(biāo)段隧洞的高精度貫通.大伙房tbm2標(biāo)輸水隧洞高精度貫通為我國(guó)以后做好長(zhǎng)大隧洞控制測(cè)量方面積累了經(jīng)驗(yàn).

大伙房輸水工程，無(wú)壓隧洞采用馬蹄形結(jié)構(gòu)，在隧洞襯砌過(guò)程中，襯砌混凝土出現(xiàn)多條裂縫，為了分析裂縫產(chǎn)生的成因，采用了觀測(cè)儀器對(duì)襯砌混凝土進(jìn)行觀測(cè)，觀測(cè)成果顯示了襯砌混凝土內(nèi)部應(yīng)力的變化，為裂縫成因分析提供了理論依據(jù)。

本文論述了tbm在大伙房水庫(kù)輸水隧洞工程中的施工設(shè)計(jì)和襯砌方案,對(duì)tbm施工中的主要技術(shù)措施作了介紹,旨在為今后類似工程采用tbm施工提供技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。

以大伙房特長(zhǎng)隧洞樁號(hào)8+538前方的地質(zhì)為例,利用tsp203對(duì)其進(jìn)行地質(zhì)解譯。tbm開(kāi)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(bào)地質(zhì)情況。

遼寧省大伙房水庫(kù)輸水工程tbm3標(biāo)段主洞地質(zhì)條件較差,通過(guò)方案研究擬采用雙護(hù)盾tbm進(jìn)行開(kāi)挖,采用預(yù)制管片進(jìn)行襯砌,降低了施工成本和安全風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)節(jié)省了工期.

tbm設(shè)備是目前隧洞施工比較先進(jìn)的設(shè)備,其系統(tǒng)復(fù)雜、造價(jià)昂貴,因此對(duì)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)極其重要.對(duì)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè),使故障在萌芽狀態(tài)時(shí)就能夠進(jìn)行有效的維護(hù),從而使設(shè)備發(fā)揮最大潛能.文章結(jié)合大伙房輸水工程tbm2標(biāo)段設(shè)備狀態(tài)檢測(cè),對(duì)設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)意義、內(nèi)容等進(jìn)行了詳細(xì)分析,希望對(duì)類似工程起到參考作用.

遼寧省大伙房水庫(kù)輸水一期工程,是解決水資源不均衡的調(diào)水工程,遼寧省大伙房水庫(kù)輸水一期工程主體隧洞開(kāi)挖棄渣的處理和利用,采取了切實(shí)可行的防護(hù)技術(shù)措施,保證了渣場(chǎng)的穩(wěn)定,同時(shí)將符合規(guī)范要求的石料用于不同的用途,變廢為寶。

大伙房水庫(kù)輸水工程tbm3施工段查梁子段,地質(zhì)條件較為復(fù)雜,tbm能否順利通過(guò)存在較大的風(fēng)險(xiǎn),為此對(duì)工程提前進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和施工預(yù)案準(zhǔn)備。結(jié)果表明,在對(duì)圍巖軟弱破碎帶、斷層及含水地帶采取相應(yīng)的處理措施后,采用tbm施工比鉆爆法更能適應(yīng)不良地質(zhì)條件下不同圍巖的掘進(jìn)要求。

水利水電技術(shù)　第37卷　2006年第8期 waterresourcesandhydropowerengineeringvol137no18 淺談tbm施工輸水長(zhǎng)隧洞的關(guān)鍵技術(shù) 樊安順 (山西省萬(wàn)家寨引黃工程管理局,山西太原　030012) 　地下工程;引黃入晉;隧洞;tbm 中圖分類號(hào):tv54412　　　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:b　　　　文章編號(hào):100020860(2006)0820037203 　　　　　　　　　　 收稿日期:2006206202 作者簡(jiǎn)介:樊安順(1962—),男,高級(jí)工程師,副局長(zhǎng)。 1　概　述 山西省萬(wàn)家寨引黃工程是從黃河萬(wàn)家寨水利樞紐 取水,貫穿山西省北中部地區(qū),解決太原、朔州和大 同3個(gè)主要工業(yè)城市水資源緊缺問(wèn)題的一項(xiàng)大型跨流 域引水工程。引黃工程一期工程共開(kāi)鑿2

北疆供水二期工程中的西二、喀—雙、雙—三隧洞總長(zhǎng)516.19km,設(shè)計(jì)采用18臺(tái)tbm分段掘進(jìn),其中喀—雙隧洞單洞長(zhǎng)283.27km,是目前世界在建最長(zhǎng)的輸水隧洞。深埋、超特長(zhǎng)、tbm集群施工是該隧洞工程建設(shè)的顯著特點(diǎn),結(jié)合區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征、工程地質(zhì)條件和大量地質(zhì)勘探成果,分析了存在的主要工程地質(zhì)問(wèn)題,提出了tbm結(jié)合鉆爆法聯(lián)合分段掘進(jìn)的施工組織方案。并圍繞深埋隧洞施工支洞及tbm進(jìn)入通道型式的選擇布局、超特長(zhǎng)隧洞分段施工及tbm掘進(jìn)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)、tbm集群施工及配套系統(tǒng)高效運(yùn)行管理、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)及風(fēng)險(xiǎn)防范控制、軟巖變形控制及斷裂破碎帶安全掘進(jìn)等工程建設(shè)中的重點(diǎn)、難點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題,開(kāi)展了分析討論?？晒﹖bm設(shè)計(jì)制造和長(zhǎng)隧洞工程建設(shè)借鑒參考。

由于歷史原因,目前我國(guó)現(xiàn)行的工程水價(jià)均較低,新建項(xiàng)目按現(xiàn)行水價(jià)均無(wú)法正常運(yùn)行,只能根據(jù)項(xiàng)目的投資運(yùn)轉(zhuǎn)情況測(cè)算水價(jià),而測(cè)算的水價(jià)還必須與用戶的承受能力相適應(yīng),水價(jià)才可能得到實(shí)施。為了使大伙房輸水工程實(shí)施的供水價(jià)格既符合理論要求,又具有實(shí)際可操作性,在滿足工程投資回收和正常運(yùn)轉(zhuǎn)的前提下測(cè)算了供方水價(jià);按當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度分析了工業(yè)和居民對(duì)測(cè)算水價(jià)的承受能力;兼顧供需雙方利益,應(yīng)用ahp測(cè)算了綜合水價(jià),并提出水價(jià)合理性建議。

大伙房輸水工程9號(hào)洞上游洞段巖石條件是最差的,在施工中合理、及時(shí)地采取了各種有效的開(kāi)挖支護(hù)及相關(guān)處理措施,安全優(yōu)質(zhì)地保證了施工的順利進(jìn)行,為今后同類工程施工積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

遼寧省大伙房輸水工程為長(zhǎng)距離封閉式管道有壓輸水,在國(guó)內(nèi)尚屬首次,為目前國(guó)內(nèi)管道輸水距離最長(zhǎng)、輸水量最大、供水方式最復(fù)雜的工程。工程主要提供遼寧中南部7城市居民生活與工業(yè)用水。視頻監(jiān)控系統(tǒng)為推動(dòng)大伙房水庫(kù)輸水工程信息化起到了非常重要的作用,而大伙房輸水工程應(yīng)用的視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)本地存儲(chǔ)和遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)共享。再加上整個(gè)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理,更是可以及時(shí)準(zhǔn)確地為領(lǐng)導(dǎo)決策提供直觀的圖像信息。然而隨著時(shí)間的推移,早期搭建的視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備繁雜致使故障高,運(yùn)行不穩(wěn)定,令目前維護(hù)起來(lái)相當(dāng)困難,另外加上圖像清晰度偏低等因素都必須通過(guò)改造升級(jí)才能有效解決。同時(shí)也可降低故障率,節(jié)約后期維護(hù)成本。

隨著我國(guó)大規(guī)模基礎(chǔ)建設(shè)的開(kāi)展,隧洞工程已成為水利水電、鐵路和公路等大型項(xiàng)目中的重要工程,而隧洞塌方也成為常見(jiàn)的典型事故。文章闡述了大伙房輸水工程引水隧洞某支洞施工塌方的原因,以及相應(yīng)處理措施,可為以后類似工程塌方治理提供借鑒。

針對(duì)大伙房輸水(二期)工程兩段隧洞之間的連接型式,采用典型斷面進(jìn)行設(shè)計(jì),并對(duì)設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力混凝土管涵進(jìn)行了三維有限元分析,分析結(jié)果表明,預(yù)應(yīng)力管涵方案滿足設(shè)計(jì)要求,說(shuō)明采用的連接結(jié)構(gòu)型式安全合理,可供類似工程參考。

“引黃入晉”隧洞工程作為大規(guī)模集中采用tbm施工的大型引水工程,創(chuàng)造了tbm累計(jì)掘進(jìn)124km的新紀(jì)錄,開(kāi)創(chuàng)了tbm施工技術(shù)在我國(guó)廣泛應(yīng)用的先河。文章以此工程為范例,介紹了tbm用于超長(zhǎng)深埋巖石隧洞施工的若干關(guān)鍵技術(shù),并就tbm適用條件、隧洞襯砌理論、掘進(jìn)參數(shù)確定等進(jìn)行了分析和研究,可為其它類似工程提供借鑒與參考。

我國(guó)目前的tbm施工技術(shù)無(wú)論是設(shè)計(jì)還是施工方面都正處于形成過(guò)程，尚屬起步階段。本文以“引黃入晉”工程為例,研究和分析了tbm適用條件、掘進(jìn)參數(shù)確定和隧洞襯砌理論等，同時(shí)也對(duì)超長(zhǎng)深埋巖石隧洞施工中采用tbm技術(shù)的一些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了介紹,可提供參考和借鑒給其它類似工程。

主要針對(duì)大伙房水庫(kù)輸水工程,根據(jù)其設(shè)計(jì)階段的地質(zhì)勘察成果,同時(shí)結(jié)合施工中已開(kāi)挖揭露的實(shí)際地質(zhì)情況,對(duì)地形地貌、區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、主要工程地質(zhì)問(wèn)題等進(jìn)行了綜合評(píng)述,以期關(guān)心本工程的人士能對(duì)隧洞的工程地質(zhì)條件有初步了解和認(rèn)識(shí)。