超长隧洞TBM施工关键技术分析
长隧洞施工关键技术
水利水电技术! 第 "# 卷! $%%& 年第 # 期
!" 引" 言
随着我国经济和科学技术的不断进步发展和西 部大开发战略的实施,西电东送、南水北调、西气 东输等重 大 工 程 的 启 动,我 国 中 长 期 铁 路 网 规 划、 公路网 发 展 规 划 的 逐 步 实 施,城 市 地 铁 的 加 快 修 建,在这些工程建设中将遇到大量的长大隧道。长 大隧洞一般洞径十米左右,长度在几公里乃至几十 公里,埋深在几十米到数千米,国内已经建成的有天 生桥二级水电站引水隧洞,单洞 平 均 长 度 TC , SF; 万家寨引黄一期工程南干线 - 号隧洞长达 U#C " SF; 秦岭隧道单洞长 *&C U" SF;乌鞘岭隧道长 %$C $" SF 等。在建拟建的有锦屏二级水电站引水隧洞,单洞 长约 *,C - SF ;南水北调西线中最长的引水隧洞长 约 -# SF ;琼州海峡隧道长约 #$ SF ;渤海海峡隧道 长约 "- SF ;大伙房水库输水隧洞长 &"C #% SF 等。 因此,长大隧洞的施工方法与研究越来越受到国人 的关注。
水利水电技术! 第 "# 卷! $%%& 年第 # 期
万方数据
黄锦波, 等#长隧洞施工关键技术
配套拖车组工作平台,作装渣、调车、设置变压器及 待接风管等之用。 掘进机刀盘上装有 !" 把滚刀,切削下来的岩块 由刀盘上的 #$ 只铲斗铲起卸入料槽通过 #% &’ ( ( )$ 英寸) 宽转料皮带机,装入平架上的转料皮带末端漏 斗,卸 入 平 台 上 的 出 渣 矿 车 运 出。每 辆 矿 车 容 积 #"% ! ( ,每列车由 ! + , 部出渣车组成。由日本富士 重工产 *- . 柴油机车牵引出洞。在支洞口设翻车机, 矿车进入翻车机 ( 可同时卸二辆) 翻转 #,&/ 将石渣卸 入渣坑,由 *% # (* 装载机装 $& 0 自卸汽车运至弃渣 场。 !" !" #$ 掘进机通过不良地质洞段 掘进机通过软弱地层、断层破碎带、岩溶等比较 困难地段对施工速度有较大影响。 (# ) 掘进机通过溶洞的施工技术。 掘进机在! 隧洞的施工中遇到一个天然大溶洞, 溶洞下宽 上 窄,与 隧 洞 轴 线 交 角 约 #-/ ,横 向 宽 约 - + ’ (,纵向宽约 #* + #- (,顶部比掘进机头高约 *& (,溶洞底部为松散大块石,能看到的部分比掘进 基础低约 - + , (。处理方案是:先对溶洞底部松散 岩体进行回填封堵和灌浆,再用素混凝土回填至隧洞 底以下 &% - (,用钢筋混凝土做掘进通过的基础,同 时用素混凝土将溶洞回填至掘进以上 - (,以解决侧 向支护,使掘进机顺利通过此溶洞。 ($) 掘进机通过软弱地基的施工技术。 掘进机在! 隧洞工程的施工中遇一溶洞横穿隧 洞,沿洞线方向长 $& 余 (,高 *& 余 (,洞内堆积有 泥夹石及泥砂质壤土,溶洞两端洞壁的上半部是泥加 石混合物,下半部则是较完整的岩体。治理措施是: 钢支撑加浇、喷混凝土构成联合支护。利用下半部岩 体打入楔缝式锚杆作根基,用 #) 号槽钢对焊成箱形 梁固定在锚杆上作为支座,在此支座上焊接 $& 号工 字钢构成环向支撑,在环向支撑顶部焊接桁架并补喷 混凝土。待混凝土达到一定强度,能承受的起掘进机 的横向支撑时,掘进机再通过。 (* ) 掘进机通过岩石破碎带时的施工技术。 进机在! 、" 主洞掘进时多次遇到区域性大断 层,因破碎带范围过大而被迫停机。对于这种情况, 采用掌子面超前固结灌浆法对岩层进行加固,然后通 过。 !" !" %$ 掘进机施工中应注重的问题 (#) 超前地质探测。 由于长隧道在施工前的地质勘查不可能做得十分 详尽,因此常常在施工中出现一些不可预见的地质灾
长大隧道开敞式TBM同步衬砌施工技术
总502期2019年第16期(6月 上)0 引言在隧道工程施工中和隧道掘进完成后,需要进行初期支护施工以及混凝土浇筑,施工工序烦琐,工期比较长。
对此,对于长大隧道工程,可采用TBM (tunnel boring machine )掘进施工,且与衬砌同步施工,可充分利用施工时间,进而缩短工期。
因此对长大隧道施工中的开敞式TBM 同步衬砌施工技术要点进行深入研究迫在眉睫。
1 TBM 同步衬砌施工方案1.1 整体式方案整体式施工方案指的是在常规的TBM 后增加部分台车,同时安装二次衬砌施工所需模板,进而将TBM 后台车与衬砌台车连接为同一个整体。
整体式施工方案的优势主要体现在以下两点:①能够有效减少隧道工程掌子面与二次衬砌之间的距离;②能够有效避免大直径通风软管穿越台车。
但是整体式方案在实际应用中也有一定的缺陷:在实际施工中,容易受到空间的限制,对于TBM 掘进施工所需材料以及二次衬砌施工所需材料,运输难度较大。
要求TBM 掘进与二次衬砌的施工速度保持一致,如果二者施工速度无法保持一致,就会影响整个工程施工工期。
在二次衬砌施工中,只能够选用单套模板,因此二次衬砌施工速度比较慢,很难实现TBM 掘进与二次衬砌的同步进行。
如果选用滑模台车,综合考虑施工速度以及混凝土养护因素,要求模板具有较大长度,这样才能够适应TBM 掘进施工速度要求,施工难度较大。
如果选用液压钢模台车,要求模板保持固定位置,而同步衬砌台车需运动,因此要求增加后配套长度,此时模板与台架之间的运动形成也比较大,台车设计难度比较高。
1.2 分离式方案分离式施工方案指的是首先进行TBM 掘进施工,然后再进行二次衬砌施工,二者要求平行作业并保持一定的距离,要求衬砌台车的施工效率应与TBM 掘进速度相匹配,结合工程实际情况确定模板的长度以及台车的数量。
在对衬砌台车的结构形式进行设计时,要求综合考虑皮带机、水管、通信电缆、运输车辆等诸多因素,同时还应该注意保持施工材料运输的连续性以及施工现场的排水条件、供电稳定性、照明条件等等。
公路长隧洞TBM岩石隧洞掘进机开挖施工技术分析与探讨
科技信息2008年第27期SCIENCE &TECHNO LO GY INFORMATION ●本文详细阐述了公路长隧洞T BM 掘进机的工作原理,探讨T BM 施工组织的原则,分析其施工组织管理的主要环节,并对T BM 施工进度及影响因素进行分析,为实际工程提供借鉴。
1.TBM 掘进机工作原理TBM 是通过掘进行程和复位行程来完成掘进工作循环的。
在隧洞开挖时,通过刀盘的旋转,盘形滚刀在主推进油缸推力的作用下向前回转滚动成圆,破碎岩石,所开挖的掌子面为同心圆轨迹,断面轮廓线规则,岩面平整。
开挖出来的岩渣由周边式铲斗不断地铲起,通过漏斗和溜槽卸到皮带运输机上,最终装到岩渣车中.岩渣车通过有轨或无轨方式将弃渣运到洞外,卸渣,然后返回洞内;与此同时,另一渣车接替上一渣车的位置,运动到T BM 后配套设备后,承担出渣的任务。
TBM 在完成一个循环作业过程中,主要可以分为两个工作阶段:第一阶段为掘进行程阶段。
此阶段在电动机和主推进缸的作用下,刀盘旋转破岩,切削围岩。
此时,后护盾通过支撑油缸的夹紧装置平稳而牢固地固定在隧洞围岩面上。
后配套设施一系列轨道站台亦在其后固定地停留在洞内。
与此同时,岩渣列车由皮带机装渣,在后盾内侧安装混凝土管片。
在管片衬砌圈的壁后充填豆砾石和回填灌浆。
在掘进的前进行程中,可通过控制油缸的油量来实现TBM 的转向。
第二阶段,复位行程阶段。
当掘进机的大刀盘与前盾向前掘进一个进尺深度后,刀盘暂停工作。
此时,前护盾借助于辅助夹紧装置托住固定在洞壁围岩上,后护盾的夹紧装置松开,并通过支撑在管片上的推力油压缸的反作用力向前推进,主推进油压缸缩回复位。
后配套装置由固定在刀盘支架上的一组特殊牵引油缸向前推进,在后配套装置向前移动时,通过相应的装置,便自动延伸风筒、电缆和水管。
即完成一个循环的破岩、装运岩渣、管片衬砌与回填灌浆,延伸管线等作业工序。
2.TBM 施工组织的原则TBM 施工是以掘进、支护、排运三项工作为基础进行的,它在形式上类似工厂生产,采用定量、定位的流水线式施工方式,在时间、产量、进度、消耗及保障系统之间存在精密关系和组织。
隧道工程tbm技术方案
隧道工程tbm技术方案一、项目概况隧道是一种地下道路工程,是连接两个地点,穿越山脉、水域等地下地形的通道。
在现代城市建设和交通运输中,隧道工程起着重要的作用。
而盾构机(TBM)技术是当今最先进的隧道施工技术之一,其应用范围越来越广泛。
本文将结合实际情况,对某隧道工程中应用TBM技术的技术方案进行详细分析和介绍。
二、隧道工程TBM技术方案1. 项目背景该隧道工程位于某大城市的市区,是连接两个交通要道的重要通道。
由于地表交通拥堵,为了缓解交通压力,项目部决定采用TBM技术进行隧道施工,以便快速、高效地完成工程。
2. 项目技术特点该项目的技术特点主要包括以下几个方面:(1)地质条件复杂:隧道穿越的地质条件较为复杂,包括岩石、砂土、泥岩等多种地层。
(2)隧道长度较长:隧道全长约5公里,需要穿越多个地形。
(3)环保要求高:作为城市重要交通通道,对环境保护要求较高。
3. 技术方案(1)盾构机选型考虑到地质条件复杂、隧道长度较长等因素,决定选择直径6米的大型盾构机进行施工,以保证施工质量和效率。
(2)隧道路线设计根据地质勘察和设计要求,确定了隧道的最佳路线,并进行了全面的设计和布局方案。
(3)施工工艺流程采用封闭式盾构机施工工艺,具体分为切削系统、传输系统、混凝土浇筑系统等多个子系统,确保隧道施工质量。
(4)环保措施在隧道施工中,将采取降尘、降噪、污水处理等多项环保措施,保护周边环境。
(5)安全管理隧道施工过程中,将加强安全管理,严格落实安全生产措施,确保工程施工过程的安全。
三、方案实施1. 前期准备在正式进行隧道施工前,项目部将组织开展各项准备工作,包括设备调试、材料准备、人员培训等。
2. 施工实施根据技术方案,实施TBM盾构机施工工程,确保施工质量和进度。
3. 环境保护在施工过程中,严格执行环保措施,防止施工对环境造成不良影响。
4. 安全管理加强安全管理,定期进行安全检查和隐患排查,确保施工现场的安全。
四、技术方案优势1. 高效快速:TBM技术施工速度快,可以大大节省工期。
隧道掘进机TBM施工技术
隧道掘进机(TBM)施工技术开挖机制开挖岩层所使用的刀具,不是用于开挖软弱土层的锯齿形刀具,而是所谓的滚刀(回转式刀具)。
滚刀以一定的间距安设在刀盘上,掘进时,滚刀向岩层挤压,把岩层压碎,进行开挖。
滚刀滚刀是由回转的刀体和装备有刀具的刀头环构成。
刀头环具有能够更换的结构。
最新的刀头环采用了算盘状的刀圈,材质也改为银铭铝合金钢系。
掘进性能与刀具的性能密切相关。
在高速施工的条件下,开发长寿命,大型化的刀具是极为必要的。
滚刀的构造刀盘构造TBM与在软土中掘进的盾构不同,是以围岩的自稳为前提的。
有各种各样的构造。
但其最主要的是刀盘和支撑靴。
刀头轮廓反力支承靴部TBM推进时所需的反力(推进力、刀盘转矩)。
为提供充分的反力和不损伤隧道壁面,应该加大其接触面积,以减小接地压力。
通常,接地压力取为3.0~5.0MPa o如把上述支承靴称为主支承靴,则还有所谓的以控制震动,控制方向等为目的的各种辅助支承靴。
盾构形TBM支承靴在盾构型TBM中z设有提供推进反力的主支承靴(尾部)和掌子面支承靴(前部)。
主支承靴一般是水平的在左右设置一对,但对大口径的TBM,有时在周边上要设置4〜5个支撑靴。
敞开式TBM支承靴有单支承靴方式和双支承靴方式两种。
单支承靴:是在主梁上左右设一对支承靴。
该支撑靴对应推进时主梁的方位变化。
双支承靴:是前后各有一对支承靴。
前面的支承靴有4个(X形)、2个(I形)、3个(T形)的布置形式。
方向修正:不管支撑靴是何种方式,都应在设置支承靴前进行,但对于单支承靴方式,开挖过程中也能改变方向。
而双支承靴方式,在开挖进程中不能改变方向,受地质变化的影响小,直进性能好。
敞开式TBM支撑靴构造推进部主要使用推进千斤顶,推进按下述动作反复进行。
(1)扩张支撑靴,固定机体在隧道壁上;(2)回转刀盘,开动千斤顶前进;(3)推进一个行程后,缩回支撑靴,把支撑靴移置到前方,返回(1)的状态。
排土方式皮带运输机使用较多、运量大,可实现高速化,有涌水时,排土困难。
TBM长隧洞施工质量控制的关键技术
次 成洞 快速 施工 方法 的重 要技术 支 撑之一 是
管片装配而成 ,双护盾 T M掘进 、出渣、管片安 B 装 、豆砾石充填灌浆等工序平行作业 ,隧洞一次成
型 。其 成 洞 速 度 大 大 快 于 前 者 ,从 而 带 来 了 隧洞
解决好衬砌体 的稳定问题。衬砌体稳定包含初期稳
定 和后期 稳定 两个 方 面 :一 是在 掘进 的 同时进行 的 预制 管 片环要 保持 稳定 ;二是此 后充 填灌 浆使 衬砌
2 输水长 隧洞关键技术
2 1 完 善 T M 一次成 洞快速 施 工的 系统 方 法 . B 我们 知道 ,按 照 T M 刀 盘 上 盘 形 滚 刀破 岩 速 B
保持围岩 的稳定 ;掘进速度快 , 以长隧洞升挖最 尤 为突 出 ,通常 情况 下为传 统钻 爆法 的 几倍甚 至更
快 ;断面 成型 好 ,开挖 面平整 ,围岩较好 的条件下
度计算 ,每天可掘进 4 8 m,因此 ,掘进并不是 0~ 0 成洞速度的制约因素,其关键在于衬砌。预制混凝
土管片的型式多样 ,比较常见的是螺栓紧固连成整
即使不衬砌其糙 率也 可满足水 力学要 求。如果衬 砌 ,可 节省混凝 土量 ;开 挖安 全有 保 障 ,可 避免 和
减少粉 污染等 ;虽然 T程开始前 购置 T M掘进 B
洞 4k ( 台 T M 对打) 2i 两 n B ,增 加 到 辽 宁火 伙 房 调
量也达到了引黄工程同类 隧洞 的较好水平 。
水隧洞的 8 k ( 0 i 多人 几分段施 _) n l ,
利 用掘进 机进 行 隧洞开 挖 比常规 钻爆法 具有 突 出的优 点 :没有爆 破震 动 ,对岩体 扰 动小 ,有利 于
浅谈TBM施工输水长隧洞的关键技术
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
溶 岩 、煤层 等复杂 地质 条件 带来 的诸多 困难 ,特 别是
有效解决了长输水隧洞的一系列关键技术问题 ,本文
就这 些 问题进 行 总结 和讨 论 。
修 ,以使其保持 良好状态也极为重要。 T M 用 电量 很 大 ,电源 通 常 为 1 V高 压 。输 B 0k
2 2 长 隧洞 施工 配套 的技 术供 应 系统 .
域引水工程。引黄工程一 期工程共 开凿 2 5条隧洞 , 总 长约 12k 6 m。使 用 T M 开挖 衬 砌 的 8条 隧洞 ,总 B
长 12k 2 m,其 中长 度 1 m 以 上 的 有 5条 ,最 长 的 0k 4. m。先后 采用 了 6台 双 护盾 式全 断面 岩 石 掘 进 28k
隧 洞环 向使 用 4块六 边 形 预制 混 凝 土 管 片 装 配 而 成 ,
隧洞施 工 中渣料 运输 量 非常 大 。 当采 用单 轨运 输 方 式 时 ,如何设 置错 车 道及 其 调 度 管 理 就 非 常 重 要 。 为 了避免可 能 出 现 的 安全 问 题 ,联接 段 7 隧 洞 施 工 采用 了加 长 T M 后 配 套 使之 可 以 同时 停 靠 2列 车 的 B 方法 ,实 现 了车辆 全程单 轨 运行 。 隧洞运输 的机 车 动力往 往 达数 百千 瓦 ,是计 算 新 风供 应量 的大头 。如 能采 用皮 带机 连续 出渣系统 ,不
通风 对于 地下 工程 施工 非 常重 要 。引黄 工程 长 隧 洞施 工 中 ,通 过 风机 串联 和设 中 间 出 口的方 法使 之 得 到解 决 。在 联 接 段 7 隧 洞施 工 中 ,采 用 洞 口 3台 风 机 串 联 、中 间 加 一 台 接 力 风 机 的 方 法 ,满 足 了 长
TBM在水工隧洞中的应用及施工要点分析
TBM在水工隧洞中的应用及施工要点分析发布时间:2023-02-03T02:58:05.511Z 来源:《中国建设信息化》2022年第9月第18期作者:张龙平[导读] 现阶段社会的发展过程中,出于交通事业的发展需要,隧道的开设已经成为建筑事业发展的重要环节,而在水工隧洞的挖掘环节,由于隧洞的规模一般较大而且很容易受到外界因素的影响,施工难度较大,所以TBM就成为隧洞挖掘的主要设备,可以在保证隧洞挖掘质量的基础上加快作业效率。
张龙平曲靖市阿岗水库工程建设管理局曲靖市655000摘要:现阶段社会的发展过程中,出于交通事业的发展需要,隧道的开设已经成为建筑事业发展的重要环节,而在水工隧洞的挖掘环节,由于隧洞的规模一般较大而且很容易受到外界因素的影响,施工难度较大,所以TBM就成为隧洞挖掘的主要设备,可以在保证隧洞挖掘质量的基础上加快作业效率。
然而TBM使用具有一定的要求,再加上水工隧洞施工环境较为复杂,要想保证工程质量就需要工作人员加强对TBM设备的研究,对其应用以及施工要点进行掌握。
本文就结合云南省曲靖市阿岗水库配套的笔墨小河周边煤矿中水截流外排工程中的大横山隧洞施工,从TBM技术入手,浅谈其在水工隧洞中的应用以及施工要点。
关键词:TBM;水工隧洞;应用优势;施工要点建筑事业的发展过程中,隧洞作为建筑工程的一种,需要穿过山体或者是地面等各种设施,所以施工难度就较大,水工隧洞作为承担给排水等作业的隧洞工程,在现阶段社会建筑事业的发展过程中十分重要,就需要相关人员加强对其施工技术的重视。
TBM是隧道掘进机的英文简称,也是现阶段隧洞作业中常见的设备,能够在保证工程质量的基础上加快作业效率,也就成为水工隧洞的施工选择。
然而实际作业环节,隧道掘进机对于施工环境以及条件有一定的需求,再加上水工隧洞的施工环境较为复杂,所以TBM的应用就还存在一些问题,一定程度上制约施工技术的发挥。
所以实际的作业环节,就需要相关人员加强对水工隧洞施工状况的调查,然后科学合理地将TBM设备应用到施工中,以保证隧道掘进机功能的发挥。
大断面超深竖井与超长TBM隧洞贯通技术
大断面超深竖井与超长TBM隧洞贯通技术摘要:本文主要阐述大断面超深竖井开挖与超长TBM隧洞施工贯通的技术方案,在地质构造复杂情况下,既要保证竖井安全贯通,同时也保证TBM掘进不造成较大影响,制定一套科学、合理、高效的施工技术方案,并得到高效实施。
0 引言随着我国国力不断增强,为解决水资源分配不均匀的情况,我国逐步兴建大规模调水工程。
超长输水隧洞工程,埋深大、地质结构复杂多变,施工空间狭小、工作面少,为保证施工总进度目标实现,需要增加竖井以满足施工工作面和运输通道的需求,从而提高施工工效,破解施工中存在的难度,与此同时,竖井施工也面临较大技术挑战。
在引汉济渭工程(斜井)、滇中引水工程、溪洛渡水电站、锦屏二级水电站、白鹤滩水电站等水利水电工程中,竖井施工都得到了广泛应用。
超大超深竖井开挖施工在水电、煤矿、铁路及公路工程中技术较成熟,随着水利工程项目不断开工建设,超长TBM隧洞和超深竖井相结合施工越来越多,应用将越来越广泛,本文阐述的大断面超深竖井与超长TBM隧洞贯通技术将为后续施工提供参考借鉴。
1.工程简介1.1概述新疆YEGS二期工程KS段单条隧洞全长283.39Km,采用11台TBM开挖掘进211.64Km,隧洞直径7.0m,采用钻爆开挖71.75Km,马蹄形断面6.7*6.69m。
S3-1竖井位于KS隧洞KS256+900桩号处,井口EL.1207.500m,与TBM主洞交点EL.545.066m(HW150圆形拱圈上部高程),竖井底部开挖EL.537.551m,井深EL.669.949m,开挖直径8.6m,净直径7.6m。
TBM掘进已通过竖井约3.0Km。
S3-1竖井纵断面图地质描述:EL.582~EL670m段岩性为片理化凝灰岩,部分岩石呈灰黑色,岩体多为完整,部分岩体受裂隙影响,呈块状,节理多发育,岩芯多顺节理面端开,以倾角60~70°、80~85°为主。
EL.582.5~EL.592m段为断层影响带,岩性为片理化的凝灰岩,部分岩石呈灰黑色,部分岩体受断层影响,较破碎呈块状,裂面粗糙,平直,多见铁锈色,节理多发育,岩体多顺节理面断开,以倾角60~70°为主。
浅谈长大隧道TBM拆卸洞施工技术
浅谈长大隧道TBM拆卸洞施工技术摘要:某长大隧道TBM拆卸洞设在Ⅱ级围岩地段,对拆卸洞分三部四区段开挖完成。
鉴于该隧道特点,本文对的特大断面II类围岩对TBM拆卸洞室施工进行探讨,总结出该工程所采用的成功经验,为今后类似工程提供借鉴及管理成功的实例。
关键词:隧道施工拆卸洞TBM施工隧洞开挖1 工程概况某隧道TBM拆卸洞设在Ⅱ级围岩地段,拆卸洞全长60 m,边墙为直墙,拱部为曲墙,下部开挖宽度为13.1 m,上部最大开挖宽度为16.12 m,开挖总高度为18.81 m。
托梁及下部直墙衬砌采用C30钢筋砼,拱部段衬砌均采用C30素砼。
2 拆卸洞开挖施工技术拆卸洞分三部四区段开挖完成,第一步:到达拆卸洞前15 m施作预留平台,利用现有开挖台架在分界断面处开始向上挑挖,向上挑挖15 m后到达TBM拆卸洞顶部(见图1),之后分三台阶开挖上部Ⅰ、Ⅱ区、Ⅲ区,台阶长度3~5 m,每循环进尺为2.5 m,拱部Ⅰ区采用搭设临时活动支架进行作业,开挖一段支护一段。
水平向前直至挖出上部断面。
第二步:当至TBM端上部Ⅰ、Ⅱ区、Ⅲ区段开挖完成后反向施工钻爆端的上部断面,直至所有上部断面全部开挖成型,上部反向开挖时在台架上可加设临时平台确保台架的高度满足开挖要求。
第三步:最后开挖底部Ⅳ区段。
后段拱部初支:上挑洞顶须进行临时支护措施,根据围岩情况在拱部局部可设φ22砂浆锚杆,锚杆长2.0 m,喷射C25砼,厚度3~5 cm。
拆卸洞初支:托梁上2米范围、以下3 m 范围内边墙锚杆间距0.5×0.5 m,L=4 m,梅花型布置;其余部位锚杆间距1.0×1.0 m,L=3.5 m,梅花型布置,锚杆均采用R32N自进式锚杆并径向注浆,浆液采用水泥浆。
边墙及拱部用C25喷射砼,砼喷射厚度为13~15 cm(见图2)。
TBM拆卸洞出碴采用ZL50C装载机及CAT330挖掘机装碴,斯太尔自卸汽车运输。
3 拆卸洞砼衬砌本工程砼衬砌施工作业顺序采取如下:铺底→下部边墙→托梁→上部直墙段→拱墙段砼。
TBM施工方法解析2024
引言概述:TBM(盾构机)施工是一种高效、安全、经济的地下工程施工方法,被广泛应用于城市地下交通设施建设。
本文将深入解析TBM施工方法,探讨其在不同条件下的适用性和优势。
正文内容:一、TBM施工方法的基本原理1.地质勘探和预测:通过地质勘探和勘查,了解地下工程施工中可能遇到的地质条件,为TBM施工的顺利进行提供依据。
2.盾构机的结构和工作原理:介绍盾构机的主要部件和工作原理,包括刀盘、螺旋输送机、土压平衡等,为后续的施工过程提供背景知识。
二、TBM施工方法的适用条件1.地下水位和地下水压力:解析地下水位和地下水压力对盾构机施工的影响,讲述在各种条件下盾构机的应对策略。
2.岩土工程特性:探讨土壤和岩石的不同特性对盾构机施工的影响,分析TBM在不同地质条件下的适用性和限制。
三、TBM施工过程的关键步骤1.准备工作:介绍盾构机施工前的准备工作,包括场地平整、现场设备准备等内容。
2.推进施工:详细阐述盾构机的推进施工过程,包括开挖、土壤处理、蓄水和沉管等步骤,解析每个步骤的作用和操作要点。
3.补偿措施:探讨在TBM施工过程中可能遇到的问题和风险,如地下水突泉、地层变动等,提供相应的补偿措施。
4.管片安装:介绍盾构机施工中管片的安装过程,包括制备和安装步骤,突出安全和质量控制。
四、TBM施工方法的优势和不足1.优势:分析TBM施工方法相比传统施工方法的优势,包括施工速度快、安全性高、对周围环境影响小等。
2.不足:指出TBM施工方法的不足之处,如高成本、维护困难等,为其在实际应用中的考量提供参考。
五、TBM施工方法的发展趋势1.技术改进:介绍TBM施工技术的最新改进,如智能化控制、自动化监测等,展望未来盾构技术的发展方向。
2.项目案例:国内外典型的TBM施工项目案例,包括地铁隧道、水利隧道等,展示TBM施工方法在实际工程中的应用效果与成就。
总结:通过对TBM施工方法的深度解析,我们可以得出结论,TBM施工方法是一种具有较高效率、安全可靠性的地下工程施工方法。
长距离大坡度隧洞开敞式掘进机(TBM)全断面施工工法(2)
长距离大坡度隧洞开敞式掘进机(TBM)全断面施工工法长距离大坡度隧洞开敞式掘进机(TBM)全断面施工工法一、前言长距离大坡度隧洞开敞式掘进机(TBM)全断面施工工法是一种用于隧洞开挖的高效、安全、环保的施工方法。
随着城市地铁、道路交通等基础设施的快速发展,对于高质量和高速度的隧道开挖需求也越来越大。
该工法旨在满足这一需求,并在实际工程中得到了广泛应用与验证。
二、工法特点1. 高效快速:该工法采用机械化施工,能够保证高速度的开挖和进度的快速推进,大大缩短了施工周期。
2. 施工质量高:TBM开挖过程可以减少地下水位的变化,能够保证隧洞面的平整度和垂直度,降低地层变形和稳定隧洞结构。
3. 安全环保:TBM开挖过程中,不会产生过多的噪音和颗粒物,可以有效减少对周边环境的影响,并保障人员的安全。
三、适应范围该工法适用于长距离大坡度隧洞的开挖,如地铁隧道、高速公路隧道等。
尤其适用于地质条件较好,岩石坚硬的地区。
四、工艺原理该工法依靠TBM设备进行施工,机身长度可根据实际需要进行选择。
在施工过程中,TBM以连续的方式进行掘进,通过钢拱架来支撑已开挖的地层,并采用钻爆法将岩石破碎。
采用全断面开挖方式可以保持隧道的整体稳定,降低地下水位的变化。
五、施工工艺1. 施工前准备:包括场地平整、道路清理和设备调试等。
2. 施工洞口控制:通过设置合理的洞口尺寸和控制洞口进水来保证施工的顺利进行。
3. TBM设备配置:根据隧洞的实际情况,选择合适的TBM设备,并对设备进行调试和检测。
4. 施工开挖:TBM进行连续开挖,同时进行岩石破碎和排土,通过传输带将土方运出隧道。
5. 支护加固:在TBM掘进的同时,设置临时支护结构来保证隧洞的稳定性和安全性。
6. 排水处理:根据地下水位情况,采取合适的排水措施来保证隧道的干燥。
7. 清洁维护:定期对TBM设备进行清洁和维护保养,确保设备正常运行。
六、劳动组织在施工中需要建立合理的劳动组织,包括工地管理、人员调配和队伍培训等。
浅析硬岩隧道掘进机(TBM)空推施工技术要点
浅析硬岩隧道掘进机(TBM)空推施工技术要点摘要:广东省深圳市城市轨道交通六号线二期TBM段始发井位于翰林站北端头大里程段终于梅林关站,隧道区间处于中、微风化花岗岩中。
硬岩TBM适用于山岭隧道硬岩掘进,代替传统的钻爆法,在相同的条件下,其掘进速度约为常规钻爆法的4~10倍,最佳日进尺可达40m;具有快速、优质、安全、经济、有利于环境保护和劳动力保护等优点。
特别是高效快速可使工程提前完工,提前创造价值,对我国的现代化建设有很重要的意义。
关键词:硬岩;TBM;掘进TBM也称全断面隧道掘进机,它具有掘进、支护、出渣等施工工序并行连续作业,是机、电、液、光、气等系统集成的工厂化流水线隧道施工装备,具有掘进速度快、利于环保、综合效益高等优点,可实现传统钻爆法难以实现的复杂地理地貌深埋长隧洞的施工。
深圳市城市轨道交通六号线二期TBM段在缓和曲线始发,纵断面处于2.8%上坡曲线,隧道埋深12-137m,隧道主要穿越微风化岩层,采用1.5m厚400mm管片。
1、工程基本概况梅~翰区间全长约2311m,其中矿山段193.906m,TBM工作段1965m,TBM空推段153.229m。
梅林关站~翰林站区间TBM始发井位于翰林站北端头大里程段,先以单洞单线断面下穿2000×2000mm雨水管、梅东四路、皇岗彩田立交桩基后,上跨深圳地铁10号线孖雅区间、侧穿新彩隧道、下穿厦深铁路、上跨东江饮水干道、下穿南坪快速路,之后与出入线以单洞双线穿行小山包后到达梅林关。
区间平面线路最小曲线半径为450m;纵断面为一字坡,最大纵坡为28‰。
2、TBM基本特征2.1工作原理双护盾TBM,又称为伸缩式TBM。
具有主推和辅推两套推进系统,可实现掘进的同时完成拼装管片作业,大大提高施工效率。
此外,因为具备两套推进系统,该机型即可适用软岩地层(单护盾模式),又可适用硬岩地层(双护盾模式),具有广泛的地质适应性。
TBM是利用旋转刀盘上的滚刀挤压剪切破岩,通过旋转刀盘上的铲斗齿拾起石渣,落入主机皮带上向后输送,再通过牵引矿渣车或隧洞连续皮带机运渣到洞外。
超长隧洞TBM施工关键技术分析
超长隧洞TBM施工关键技术分析摘要:我国目前的TBM施工技术无论是设计还是施工方面都正处于形成过程,尚属起步阶段。
本文以“引黄入晋”工程为例, 研究和分析了TBM适用条件、掘进参数确定和隧洞衬砌理论等,同时也对超长深埋岩石隧洞施工中采用TBM 技术的一些关键技术进行了介绍,可提供参考和借鉴给其它类似工程。
关键词:超长隧洞TBM施工关键技术1. TBM工程的建设条件对TBM进行拟采用施工的各类隧洞工程应根据TBM施工作业的特点,对影响布置TBM的使用寿命、围岩、排水和现场地形等基本条件进行考虑。
若存在富水洞段情况,应逆坡布置TBM、逆坡掘进,防止TBM设备在出现断电现象时被淹没以及其他人身事故;每台TBM在一般情况下的平均使用寿命约为20-25km,所以对TBM进行使用时,对其掘进长度应该留有余地;若局部洞段存在软土填充情况,应针对性的采取施工措施或预案;应尽量使进出口场地平坦和开阔, 具备对混凝土预制管片厂和生产生活营地进行布置的条件,同时也要满足TBM设备交通、出碴、进料、拆卸、安装的需要;对包括特殊地质和不可抗拒等其他因素进行考虑。
2.TBM施工的若干关键技术分析2.1 TBM掘进参数围岩强度和类型决定了TBM的掘进速度,如在引黄入晋工程强度适中的灰岩洞段,掘进速度可达 2.4-3.2 m/h,而在红粘土洞段,其掘进速度最多才达到仅5m/d。
因为TBM掘进时会遇到各种异性特征的岩石,所以掘进参数就呈动态变化。
故而在实际工程中若要采用TBM,就需对TBM的原始掘进纪录和管片类型、出碴性状、围岩特征与该岩石隧洞TBM掘进参数之间的相互关系进行查阅和归纳。
对TBM围岩特征、碴石性状、规范分类、围岩分级等指标的相互对应关系进行逐一的建立。
大致确定在不同围岩条件下TBM的掘进参数,当然在实际中,还要结合TBM对围岩和不同工程的具体反应,进一步完善和细化TBM掘进参数。
2.2 TBM在膨胀岩带的施工技术TBM施工受膨胀岩的影响主要体现在2方面: 第一, 衬砌管片受膨胀岩不均匀分布,围岩局部偏压、受力大的影响,容易破坏、失稳和变形;第二, TBM护盾和刀具被膨胀岩的缩径效应挤压,严重时会出现“卡钻”现象。
隧道TBM施工关键技术应用
隧道TBM施工关键技术应用摘要:TBM具有快速、安全、高效的显著特点。
掘进机在我国隧洞工程中相继应用,虽然技术先进,但是,只有完全掌握这项技术,对隧洞施工全过程中的每一个环节进行严格把关,才能真正保证掘进机隧洞施工质量。
本文对隧道TBM施工的几点关键技术进行了分析。
关键词:TBM;施工关键技术;涌水;超前预报TBM隧道掘进机,是利用回转刀具开挖,同时破碎洞内围岩及掘进,形成整个隧道断面的一种新型、先进的隧道施工机械。
相对于传统的隧道开挖方法,尤其是在长达隧道方面,TBM隧道施工有无可比拟的优势,它集钻入、掘进、支护于一体,通过采用先进的电子信息、遥测遥控等先进技术对整个施工作业全过程进行制导和监控,使隧道施工过程始终处于可控状态,在国际上现已广泛应用于水利水电、铁路公路、市政交通等隧道工程中。
施工企业,特别是国有大中型施工企业要在隧道施工市场立于不败之地,获取市场竞争中的技术优势、品牌优势和成本优势,那么科学运用TBM隧道掘进机加强质量控制势在必行。
一、超前地质探测技术由于长隧道在施工前的地质勘查不可能做得十分详尽,因此常常在施工中出现一些不可预见的地质灾害,例如涌水、岩溶、瓦斯、断层、膨胀岩、高地应力、围岩大变形等。
因此,TBM在掘进过程中,必须有超前地质探测的保证。
超前地质预报为TBM掘进施工中隧洞地质监测的重要组成部分,它包括隧洞围岩描述、水文地质监测、施工地质测绘、围岩变形监测、围岩类别判别、仪器现场量测、不良地质体预报及相应的地质、测试资料分析和成果整理等工作,并及时提供超前地质预报成果资料。
超前地质预报工作主要是对围岩及水文地质条件进行监测、对不良地质体进行预报,及时获取现场第一手地质资料和仪器测试数据,是地质预报工作成败的关键,同时现场地质工作和仪器测试与隧洞TBM掘进施工相互干扰、又相辅相成。
因此,进行超前地质预报的地质工程师要在充分了解前期地质工作的基础上,对隧洞的工程及水文地质条件进行认真的调查,时时跟进TBM施工,在TBM 检修维护的空隙时间里及时的进行仪器测试,保证采集的资料、数据准确无误,并尽快提供分析成果,为围岩支护和不良地质体的超前处理提供依据。
输水隧洞工程中TBM_掘进施工技术要点分析
工程技术
输水隧洞工程中TBM掘进施工技术
要点分析
张茂勇 (广东水电二局股份有限公司,广东 广州 510000)
摘 要 :该文以某工程为实践案例,分析双盾式 TBM 施工中的技术要点。通过实践研究 :始发掘进时应重点关注刀
盘状态并控制出渣量 ;掘进与换步环节需要对 TBM 设备进行动态纠偏且调整刀盘速度为30mm/min,为控制掘进速
55~60
45±5
遇水膨胀率(%)
>200
拉伸强度(MPa)
>8
>5
使用环境温度-30℃
不发脆
扯断伸长率(%)
≥300
≥500
反复60次膨胀收缩后膨胀倍率下降(%)
<10
热空气老化(70℃下72h)硬度变化(邵氏A) ≤+8度
≤+8度
热空气老化(70℃下72h)扯断伸长率(降低) ≤20%
≤20%
灌浆固结后,进行管片接缝内燕尾槽的砂浆勾缝,并将
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刀盘中心输送机,经主机和后方配套皮带机送至渣车,管片 安装与豆砾石填充在盾尾防护下同步进行,直至刀盘前进至 该环结束处。该循环掘进结束后安排下一循环施工 [1]。掘进 时,刀盘的速度应保持约 30mm/min,主推进油缸的推力保持 在 900t~1000t,掘进机缓慢推进,并适时调整参数。控制掘 进机刀盘以低贯入度切入,当刀盘与掌子面相距约 10cm 时启 动,刀盘初始转速控制在 3r/min,待掌子面平整后转速调整 为 6r/min,扭矩≤ 2000kN·m。
管片拼装接缝防水采用“M”形槽孔的复合橡胶止水条。
管片壁后环形间隙先用豆砾石充填,再用水泥浆回填灌浆豆 砾石作为隧洞防水的加强层 [5]。隧洞管片接缝复合止水条的基
特长隧道TBM掘进施工特点和对策
特长隧道TBM掘进施工特点和对策摘要:本文首先说明了特长隧道TBM掘进施工特点,然后TBM掘进施工中存在的问题,最后详细阐述了特长隧道TBM掘进施工的对策。
关键词:特长隧道;TBM;掘进施工;直径一、特长隧道TBM掘进施工特点TBM具有全断面开挖、出渣、支护以及灌浆等工艺同步进行,一次成洞,连续施工,施工效率高,掘进速度快等优势。
根据国外实践经验:当隧道长度与直径之比大于 600 时,采用 TBM 施工是经济的,其一般速率是常规钻爆法的 3~10倍。
同时,深部地层水平应力与垂直应力大小趋近,TBM施工形成的圆形断面受力状态良好,有效避免了开挖后局部围岩应力集中,最有利于围岩稳定。
同时,工作人员劳动强度低,施工安全,事故发生概率比钻爆法小。
TBM 的缺点主要是对地质条件的适应性差,针对性强,对于不同地质条件需要设计不同的掘进机;同时,TBM 主机重量大,前期订购 TBM 费用较多,要求施工人员技术水平和管理水平高,对短隧道不能发挥其优势。
二、TBM掘进施工中存在的问题(一)连接螺栓断裂在固定刀盘后部主轴承系统当中,刀盘连接螺栓是非常关键的,刀盘连接螺栓往往在机头架上安装,这个部位在TBM掘进施工的时候由于震动的原因会导致脆性断裂,如果螺栓断裂,就会造成周围的刀盘连接螺栓出现断裂,造成刀头架和刀盘之间出现一定的间隙,在掘进的时候由于洞壁有水和粉尘的出现,会直接造成主轴承系统出现一些设备故障。
对于设备的连接螺栓,特别是一些关键部位的连接螺栓一定要加强处理,安排专门的人员进行日常维护,通过液压扳手等对其进行紧固,对螺栓松动的情况进行及时处理,提前将有缺陷的螺栓更换掉。
(二)刀具异常磨损及对策如果在装刀的过程中遇到预紧力比较大,可能会导致刀具转动的过程中出现性能下降的情况,刀具很多时候会产生多边形偏磨等情况,如果装刀的过程中,预紧力比较小,无法达到比较高的破岩效果。
在进行装配刀具的时候,一定要依照TBM施工项目围岩的特点,对装刀预紧力进行合理选择。
超特长隧洞集群TBM试掘进阶段存在的问题与施工技术发展方向
Engineering Equipment and Materials | 工程设备与材料 |·113·2020年第14期作者简介:韩伟亮,男,本科,工程师,研究方向:隧道TBM 施工。
超特长隧洞集群TBM 试掘进阶段存在的问题与施工技术发展方向韩伟亮(中铁隧道股份有限公司,河南 郑州 450000)摘 要:目前,我国对超特长隧道的需求增大,对于超特长隧道而言,常规钻爆法工期较长,隧道掘进机(TBM)则比较适合超特长隧道施工的需要,因而被广泛应用于隧洞工程施工中。
文章以TBM 设备及其施工技术的发展历史为切入点,介绍了TBM 设备在超特长隧洞集群试掘进阶段存在的问题,详细论述了TBM 施工技术的发展方向,以期促进TBM 行业的快速发展。
关键词:超特长隧洞集群;TBM;试掘进;施工技术中图分类号:U455.3 文献标志码:A 文章编号:2096-2789(2020)14-0113-02 随着我国社会经济的发展,国家基础建设迈入了高速发展阶段,隧洞工程逐渐朝超特长方向发展。
在超特长隧洞掘进中,TBM 施工技术占据主要地位。
TBM 设备及其施工技术经过多年的发展已经非常成熟,被广泛应用于国内外的隧洞工程施工中。
在其应用过程中,同时也促进了TBM 施工技术的创新和完善,使得我国的TBM 设备及施工技术从开始的跟随国外脚步发展逐渐变为领跑世界,为其发展创造了良好的机遇。
但是在超特长隧洞集群TBM 试掘进阶段,仍然存在一些问题以待研究和改进,在TBM 设备研制、施工技术等方面还需进一步提升。
1 TBM 及其施工技术概述1.1 TBM 概述TBM 是全断面隧道掘进机的英文简称,主要分为敞开式隧道掘进机和护盾式隧道掘进机,其原理是利用旋转刀片在推力的作用下挤压剪切碎岩,并通过铲斗收集石渣后利用皮带输送至洞外的过程,多应用在硬质岩石施工中。
TBM 是机械、液压、电子、激光、控制等前沿科技技术于一体的具高度自动化、机械化的大型流水线隧道施工设备,具有掘进速度快、自动化程度高、安全可靠、环保、不受气候环境影响、综合效益高等特点,主要应用于铁道、水电、交通、矿山、市政等隧洞工程中。
深埋长隧道TBM施工关键点分析
深埋长隧道 TBM施工关键点分析摘要:对现阶段的施工实践进行分析会发现,深埋长隧道的开挖会受各种因素的影响,比如水文状况、温度情况以及地形因素等,所以在施工实践中需要基于多种因素的综合考虑做技术选择和应用。
就当前的施工实践来看,在综合考虑各要素的基础上,具有先进性和应用推广价值的技术是TBM技术,所以对TBM技术的施工利用做分析讨论有突出的现实意义。
总的来讲,任何施工技术的使用都有关键内容和需要注意的事项,因此文章对深埋长隧道TBM施工的关键点做分析,旨在指导施工技术的具体利用。
关键词:深埋长隧道;TBM施工;关键点在工程实践中,要准确的把握深埋长隧道的特点才能够做好施工分析与规划,这样,长隧道的整体施工实效才会更加的突出。
从目前的分析研究来看,深埋隧道和浅埋隧道的区别在多个方面有所体现,其中最为显著的便是进行开挖后,两者存在着不同的力学特点。
其中浅埋隧道的力学特点是完成建造之后隧道会承受所有的覆盖在隧道上的土层压力,而深埋隧道的力学特点是并不承受所有土层压力,只是会承受其中一部分土的压力。
力学特点的差异会影响具体施工的方式方法以及技术,所以在深埋长隧道力学特点认知的基础上总结并应用科学的施工技术于施工质量提高帮助巨大。
1.TBM技术概述在深埋长隧道的具体施工中要使用TBM技术,并实现该技术关键点的分析与控制,必须要对该技术有全面的分析与了解。
就目前的分析来看,TBM是Tunnel Boring Machine的首字母缩写,其指的是全断面隧道掘进制机[1]。
就施工实践来看,这种机械在目前隧道施工中的应用具有广泛性,其能够实现掘进、支护、出渣等施工工序并行连续作业,而且此种设备是机、电、液、光、气等系统集成的工厂化流水线隧道施工装备,具有掘进速度快、利于环保、综合效益高等优点,可实现传统钻爆法难以实现的复杂地理地貌深埋长隧洞的施工[2]。
现阶段,我国交通工程中的大型深埋隧道施工,利用的都是此种机械。
输水隧洞TBM长距离步进方案优化及关键技术
输水隧洞TBM长距离步进方案优化及关键技术摘要结合浙江省重点水利项目台州市朱溪水库工程输水隧洞TBM贯通后,长距离步进经过钻爆段的问题,通过多种出洞方案对比分析,提出改变TBM先出洞后施工混凝土二衬的常规模式,基于混凝土二衬的设计和施工方案调整,提高了TBM步进的安全性,可靠性,步进速度,去掉了顺序施工的等待时间。
使合同工期缩短了385天,减少了该项目参与方的成本投入,为项目提前投产使用提供保障。
关键词方案选择;优化;关键技术1 、引言penetration随着我国近些年基础建设的高速发展,在水利水电工程建设、市政管廊工程建设、公路工程建设、地铁、轻轨、高铁工程建设的过程中,逢山开路的地下隧道工程施工方法,逐步由以矿山新奥法为基础的各种钻爆开挖及支护施工方法,向以TBM岩石隧道掘进机为代表的全断面机械化开挖方法转化。
TBM经厉70多年的自主研发制造和施工取得了斐然的成绩,施工工艺已基本成熟。
但受不同施工环境、地质条件和其他客观因素条件的限制,必然存在传统钻爆法施工与先进的TBM掘进相互交集融合的现象。
因此TBM在传统钻爆法施工段落穿越方式(步进方式)和行走的速度(步进速度)也必将成为影响施工总体进度的关键工作。
2、工程概况朱溪水库工程位于灵江上游朱溪镇,是国家重点水利水电工程建设项目。
水库设计库容1.26亿m3。
以满足供应台州市南部山区用水、防止仙居县洪涝灾害发生,解决电力不足而兴建。
主要包括水库工程和输水工程,输水隧洞(全长28.32km,采用敞开式TBM掘进施工和传统钻爆法施工),其中钻爆法施工入口步进段长0.50km,钻爆法施工出口步进段长3.52km。
截断面为圆拱直墙型,开挖洞底宽5.3m,洞高4.95m。
TBM掘进施工输水隧洞长度为24.30km,截断面为圆形直径Ф4.0m。
使用铁建重工生产的直径Ф4.0m开敞式TBM掘进机设备施工。
3、TBM步进方式调查研究通过实际调查和考察国内主要相关使用TBM施工的项目,总结出TBM掘进施工与传统钻爆法施工贯通后步进出洞主要有7种方式:3.1反力架式依据现场施工条件情况定制能为TBM步进提供支撑动力的反力架,将其固定在主机的尾部,TBM主机的推进油缸作用在反力架上,依靠反作用力提供动力使TBM主机向前移动。
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超长隧洞TBM施工关键技术分析摘要:我国目前的tbm施工技术无论是设计还是施工方面都正处于形成过程,尚属起步阶段。
本文以“引黄入晋”工程为例, 研究和分析了tbm适用条件、掘进参数确定和隧洞衬砌理论等,同时也对超长深埋岩石隧洞施工中采用tbm技术的一些关键技术进行了介绍,可提供参考和借鉴给其它类似工程。
关键词:超长隧洞tbm施工关键技术
1. tbm工程的建设条件
对tbm进行拟采用施工的各类隧洞工程应根据tbm施工作业的特点,对影响布置tbm的使用寿命、围岩、排水和现场地形等基本条件进行考虑。
若存在富水洞段情况,应逆坡布置tbm、逆坡掘进,防止tbm设备在出现断电现象时被淹没以及其他人身事故;每台tbm 在一般情况下的平均使用寿命约为20-25km,所以对tbm进行使用时,对其掘进长度应该留有余地;若局部洞段存在软土填充情况,应针对性的采取施工措施或预案;应尽量使进出口场地平坦和开阔, 具备对混凝土预制管片厂和生产生活营地进行布置的条件,同时也要满足tbm设备交通、出碴、进料、拆卸、安装的需要;对包括特殊地质和不可抗拒等其他因素进行考虑。
2.tbm施工的若干关键技术分析
2.1 tbm掘进参数
围岩强度和类型决定了tbm的掘进速度,如在引黄入晋工程强
度适中的灰岩洞段,掘进速度可达2.4-3.2 m/h,而在红粘土洞段,其掘进速度最多才达到仅5m/d。
因为tbm掘进时会遇到各种异性特征的岩石,所以掘进参数就呈动态变化。
故而在实际工程中若要采用tbm,就需对tbm的原始掘进纪录和管片类型、出碴性状、围岩特征与该岩石隧洞tbm掘进参数之间的相互关系进行查阅和归纳。
对tbm围岩特征、碴石性状、规范分类、围岩分级等指标的相互对应关系进行逐一的建立。
大致确定在不同围岩条件下tbm的掘进参数,当然在实际中,还要结合tbm对围岩和不同工程的具体反应,进一步完善和细化tbm掘进参数。
2.2 tbm在膨胀岩带的施工技术
tbm施工受膨胀岩的影响主要体现在2方面: 第一, 衬砌管片受膨胀岩不均匀分布,围岩局部偏压、受力大的影响,容易破坏、失稳和变形;第二, tbm护盾和刀具被膨胀岩的缩径效应挤压,严重时会出现“卡钻”现象。
为了最大限度的对隧洞衬砌的受力状况进行改善,应采取圆形隧洞断面。
包括:运行期进行安全监测;对衬砌管片的配筋进行加强;对围岩含水量和施工用水的变化进行控制;开挖中预留变形量;尽早封闭围岩,施工期快速通过等主要施工措施另外,限制施工用水是tbm施工控制的关键,所以应尽量避免施工段长期积水。
2.3 tbm在有害气体和煤层段的施工技术
tbm施工技术主要包括施工操作技术和安全预防技术两个方面。
收回前后支撑, 推进tbm前行可以依靠辅助推力缸来抵住已安装好
的管片环,减少掘进推力,降低刀盘转速,是tbm施工的主要操作技术;①运行期检测洞内水质;②避免突发事件,预防好岩体滑动和塌方以及煤岩粉尘爆炸;③采用防爆设备,对施工期安全用电进行控制和确保;④施工期进行气体含量监测、瓦斯引排和通风。
⑤对岩体完整性和前方煤层含量、成份、分布等,根据前期勘察资料进行分析, 为了防止瓦斯泄漏,必要时要进行超前预注浆堵塞岩石裂隙,这些是主要的安全预防技术。
2.4 tbm在高外水段的施工技术
tbm掘进在高外水洞段进行施工时,由于多方面原因容易造成安全隐患。
因此, 在高外水洞段施工中,主要采取以下施工措施:①在地下水呈股状或线状溢出的洞段,对围岩进行控制排水和固结灌浆,防止生态环境和区域水文地质由于隧洞长期排水而受到不利影响;②地下水在管片接缝处呈线流、滴渗状态溢出时, 为了达到排水减压效果,可以在围岩上通过管片布设排水孔;③为了提高衬砌管片抵抗外水压力的能力,需要对管片接缝的耦合度和管片结构进行改善。
另外,在该洞段施工前,主要采取以下施工措施: ①对洞周孔隙水压力在运行期间实施动态监测以及进行安全监测;②尽量对因大量排水而使得当地的水文生态环境恶化进行避免,排水可设于固结灌浆圈内, 兼顾排水, 以堵水为主降低地下水位。
③施工期间排水减压。
④进行超前探测,探明地下水水质、涌水量、水头等,必要时还要进行超前预注浆堵水。
2.5 tbm在岩溶带的施工技术
溶洞填充物的物理力学性质由于在隧洞通水运行期长期渗水,
可能会恶化, 洞周土体甚至会被掏空,管片衬砌为拼装结构,所以对偏压受力、局部不均匀沉陷、基础沉降等现象较为敏感,整体性差。
因此,通常以适量的超前探测辅助tbm掘进在溶洞发育地段的进行,结合探测到的掌子面前方情况,有针对性的采取施工对策;因无法使得tbm在掘进过程中正常通过无充填物溶洞(空洞),所以就需要采取绕避、架设桥梁、打支洞、回填等主要措施进行预处理。
2.6 tbm在断层带的施工技术
tbm在断层洞段的施工中,应对产状、规模和断层特点的影响进行考虑。
对于走向近乎平行于洞线或宽度较大的断层,应降低tbm
推力和刀盘转速、减少刀具单位时间出碴量和喷水量,快速不停机的通过,若不奏效,采取超前灌浆加固围岩。
对于和隧洞斜交或正交、延伸范围有限的中小断层,需在涌水洞段进行排水。
某些情况下还需使用加强配筋的重型管片衬砌对该洞段进行固结灌浆,因为围岩在断层破碎带超前灌浆后仍会有较大的山体压力,若再有外水作用,围岩的稳定条件就会很差。
另外,在施工中也可结合前期勘察资料,利用工作间隙,适量的进行超前探测和超前预报。
3.结语
我们可以从“引黄入晋”工程对tbm技术的的成功应用中总结出如下结论:对施工方案进行制定时,应坚持“避重就轻,以岩为主”的处理原则;为了对管片的受力条件和管片的拼装效率进行有效的改善和提高,可以采用六边形蜂窝状管片做衬砌,管片之间没有任
何连接件,以马赛克结构型式进行拼装,以球窝面接触为管片纵缝;tbm具有贯通隧洞的精度高、施工安全、支护费用低、效率高、施
工速度快等优点。
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