浅埋河谷段TBM施工应用与适宜性评价

TBM施工技术应用于隧洞开挖,技术上已经成熟,并广泛应用于深埋长大隧洞施工中。影响隧洞TBM施工的因素基本清楚,一般认为穿越浅埋河谷段隧洞采用TBM施工容易发生围岩塌方、涌水事故,不适宜采用TBM施工。为了研究浅埋河谷段TBM施工适宜性,通过两个典型的穿越浅埋河谷段隧洞TBM施工的工程实例,对比详细的工程地质条件,分析塌方的原因,进行TBM施工适宜性分析,结果表明,隧洞上覆弱风化岩体大于1倍洞径段进行适当的工程处理后,采用TBM施工是适宜性的。

TBM施工技术在金属矿山长距离运输巷掘进的应用

金属矿山长距离运输巷采用钻爆法施工时出渣运输困难、安全管理难度大、施工进度慢,采用TBM施工能有效克服以上不利因素。以某金属矿山长距离运输巷施工为例,结合项目自身特点,确定TBM设备从辅助斜坡道运输至施工中段进行地下组装,然后开始中段运输巷道施工;TBM施工完成一个中段巷道后,再向上施工措施巷道至上部中段,施工完成后拆机经斜坡道运出至地表。采用TBM施工后巷道断面为规整的圆形,围岩未受到爆破震动影响,工作面安全状况较好。TBM施工每月进尺450~500 m,施工进度大幅度提高;同时,采用铺轨电瓶车牵引梭车出渣,不使用铲车、无轨出渣车等燃油设备,工作面环境得到极大的改善。

大直径轨道TBM施工质量控制关键技术研究

隧道掘进机(TBM)施工是现代轨道交通隧道工程中被广泛应用的一种技术,为保证隧道施工的安全性、可靠性和经济性,需要对TBM施工进行全面的质量控制。文章依托重庆轨道交通十五号线二期工程礼学路站—金山寺站区间施工,主要围绕TBM掘进、管片拼装、壁后填充注浆等方面进行研究,提出运用气压掘进模式、管片拼装、同步注浆、二次注浆等控制技术,经实践运用,试掘进期间管片错台、上浮等问题得到有效解决,保证施工质量安全。

超前探测技术在TBM施工隧洞中的应用研究

TBM施工时常会遇到复杂的地质环境,为了将地质灾害影响的程度降到最低,在TBM施工过程中,对隧道开挖工作面前方的地质条件进行超前预报变得尤为重要。以新疆某引水隧洞工程为实践背景,介绍地震波法超前探测技术和激发极化法超前探测技术的基本原理及其特点,分析TBM施工隧洞掌面前方的断层破碎带的超前探测应用的可行性,阐述地下水的发育状况。研究结果表明:在TBM施工隧洞中,地震波法超前探测技术和激发极化法超前探测技术的综合应用具有可行性和实用性,可为类似工程中的TBM安全快速掘进提供参考。

城市深埋隧洞TBM施工超前地质预报体系及应用

针对城市深埋隧洞TBM施工的特点,分析了施工中超前地质预报环境、各预报方法的适应性,研究提出了以地质分析为核心,物探为主,长短预报距离相结合、定性定量相结合、多种物性参数相结合、多种方法相互应证的综合预报体系。将该体系应用于深圳罗田水库—铁岗水库输水隧洞工程,为该工程的超前地质预报提供了有力的技术支撑。研究成果可供粤港澳大湾区类似的城市TBM施工超前地质预报参考。

深埋长引水隧洞TBM施工通风方案与装备研究

为降低长引水隧洞TBM施工通风安全风险,依托新疆某长引水隧洞,针对存在的施工通风难题,在总体通风布置的基础上,进行施工通风风量计算与设备选取研究,并对通风设备、防漏降阻及施工通风安全措施进行探讨。实践表明:该施工通风方案与装备有效保证了TBM在长隧洞中的顺利掘进,供排风系统使洞内作业环境得到很大改善,避免了TBM设备及人员因有害气体等的不利影响。研究成果可为类似长大隧洞工程TBM施工安全通风提供参考。

基于熵权和灰色关联的TBM施工成本风险管理研究

TBM引水隧洞地层条件复杂,施工过程中极易发生岩爆、卡机、坍塌等风险事故,造成机械设备损坏、人员伤亡和经济损失。为了充分发挥TBM在硬岩地层中的技术优势,降低风险事故发生的可能性,文章运用鱼骨图分析法对造成TBM施工成本风险的不确定性因素进行全面、有效识别,并采用熵权法赋予风险指标权重,降低赋予权重的主观性,进一步运用灰色关联度评价各风险因素对TBM施工的影响程度。基于风险评价结果,构建风险应对策略选择矩阵为不同风险因素选取合理的风险应对策略。为了验证模型的合理性和适用性,将构建的风险评价模型应用到珠三角TBM引水隧洞工程中,结果表明,设备或系统故障维修、刀具磨损与高压换刀、施工环境安全性是风险管理者应着重关注的风险因素,且与工程实际情况相符,以期为TBM引水隧洞施工的风险管理者提供一定的借鉴。

长大隧洞TBM施工通风技术方案与装备研究

为有效解决长大隧道施工期通风难题,以新疆某水利工程引水隧洞掘进为背景依托,基于对TBM1、TBM2两个施工段的风量、风压计算,选取相适宜的风机与风管,并确定隧道施工时的通风方案:风机选用SWEDFAN/瑞典品牌,风管选用柯迪发品牌,TBM施工通风采用洞口一站压入式通风系统,在1#支洞洞口附近布置2套轴流风机,其中,TBM1掘进段布置1台型号3×AVH-R140.132.4.8风机,TBM2掘进段布置1台型号3×AVH-R140.160.4.8风机,软风管直径均2.2m。风机与风管通过排烟、排气、通风作用,将外面的新鲜空气送入隧道内,同时将隧道内气体从洞口排出,形成畅通的循环呼吸系统。结论可为隧道安全通风提供技术支撑和宝贵施工经验。

水利工程隧洞钻爆法施工与TBM施工造价核算比较及其实践探索

本文综合梳理了水利工程隧洞的钻爆法施工与隧道掘进机(TBM)施工技术,对比分析了两者在造价核算上的差异。通过精选案例,分析了施工方案的优化路径及造价控制策略,并评估了施工效果。研究结果表明,虽然钻爆法成本较低,但效率低于TBM;而TBM施工虽然初期投资高,但长远来看具有成本效益。文中还提出了成本控制与施工效率提升的建议。

某TBM施工引水隧洞塌方特征与施工方案

TBM(Tunnel Boring Machine,全断面掘进机)施工进入Ⅴ类围岩洞段,极易发生塌方灾害,进一步引起TBM卡机,严重影响施工进度。某引水隧洞采用敞开式TBM施工,刀盘及护盾上方发生塌方,本文采用地质调查与地质超前探测分析了塌方段地质及地下水情况,揭示地质与地下水对塌方的影响作用,建立了“护盾后方加固、化学注浆、固结灌浆、塌腔回填”的处理思路,并对塌方段掘进方案进行了优化。现场TBM安全、高效地通过塌方段,为今后类似塌方灾害的处理提供了参考。

长距离TBM施工物料无轨运输机械配套适应性研究

分析某长距离隧道TBM施工物料运输需求,得出长距离隧道TBM施工在单位时间内对物料的需求量。对无轨运输需要的电动双头车型号、数量,及相关设备的配置进行了调查研究。重点对物料有轨运输与无轨运输的施工组织、设备效率、经济性的对比阐述。认为长距离隧道TBM施工物料无轨运输机械化配套的应用解决了施工组织的臃肿,提高了隧道施工效率,节约了施工成本。

TBM施工在引水隧洞工程中的应用探析

近年来,合理开发利用地下水,优化水资源配置,改善河流、湖泊、水系的互联互通,引起了社会各界的广泛关注。隧道作为供水系统建设中水系连接的重要组成部分,它具有较强的专业知识,由于地质环境复杂,需要研究隧道工程技术,施工技术在很大程度上决定了工程的安全性和投资效果。因此,有必要总结主要施工工艺,积极引进新工艺,以保证工程的整体质量。

引水隧道敞开式TBM施工软岩大变形预防及治理措施

软岩强度低且自稳能力差,在隧道施工中,出现大变形的概率高,致使支护侵限,甚至出现二衬开裂等问题,导致隧道结构的稳定性和安全性下降,需要采取合理的方式解决。鉴于此,结合引水隧道施工要求,深入分析软岩大变形出现的原因,并根据敞开式TBM施工特点,从多角度出发,制定切实可行的敞开式TBM施工软岩大变形预防及治理措施,保证隧道施工作业顺利推进。

缓坡副斜井TBM施工方案可行性分析——以东坪煤矿为例

本文主要围绕东坪煤矿缓坡副斜井TBM施工方案可行性分析展开研究。首先对煤矿工程中的重难点进行了分析,并提出相应的应对措施,包括岩石偏软、围岩破碎、局部泥岩糊刀以及瓦斯监测和皮带出渣系统等。还对TBM的类型进行了分析,包括主梁敞开式TBM和新型敞开式TBM。然后,对TBM施工方案的可行性进行了分析,包括施工方法适用性、施工地质条件分析以及施工环境和安全风险评估等方面。嘴周重点讨论了缓坡副斜井TBM施工的关键技术,包括设备选型及布置、隧道支护技术、岩石掘进与破岩技术以及物料运输与通风系统等。通过对这些关键技术的分析,可以为东坪煤矿缓坡副斜井TBM施工方案的制定提供参考和指导。

乐滩水库引水灌区窑瓦——六浪隧洞TBM施工关键技术

以乐滩水库引水灌区窑瓦-六浪隧洞TBM施工为例,根据工程特点和复杂地质条件,着重阐述了施工关键技术:(1)TBM施工排水系统布置;(2)长距离连续皮带机出渣技术;(3)采用TST、三维电阻率法、水平取芯钻探相结合的综合超前地质预报方法;(4)针对溶洞、涌水、大断层破碎带等不良地质采取的施工措施。实践表明所采取的施工技术效果良好,确保了TBM施工顺利贯通。

TBM施工岩巷掘探一体化技术研究进展与思考

煤矿岩巷全断面掘进机(TBM)施工,是满足集约化、现代化、智能化大型矿井深部高强度开发采掘平衡与高效建设生产的重要方法之一。但是,TBM掘进对于不良地质条件适应性较差,尤其是破碎带、断层、软弱岩层及富水区等复杂地质条件会造成坍塌、卡机、卡盾、涌水等问题,从而限制了其发展。为充分发挥TBM快速掘进效率,将超前探测仪器与TBM机械进行一体化设计,开展随掘探测是煤矿岩巷TBM掘进发展亟需突破的关键技术。从TBM施工岩巷的掘探一体化技术研究出发,回顾了近年来隧道、煤矿岩巷随掘探测技术新进展,介绍了包括随掘地震、随掘电法、随掘瞬变电磁等掘探一体化技术;围绕提高随掘超前探测精度,实现高精度异常体成像,论述了岩巷TBM掘探一体化技术的发展方向,包括超前探测数据采集系统、信号处理方法、巷道界面成像新方法新技术等。认为掘探一体化设备要向自动化、信息化、智能化方向发展,要形成以智能化控制系统为核心的掘进、探测、预报集成化管理平台,实现掘进参数的智能选取、超前探测数据的实时处理与叠加成像,形成掘探一体智能控制与地质条件融合判识系统,为深部煤炭资源的精准开发利用与煤矿智能化建设提供透明地质条件支撑。

基于复杂地质环境条件下的TBM施工数据挖掘与云计算综合管理平台搭建

针对目前大型地下工程在复杂地质环境条件下硬岩隧道掘进机(tunnel boring machine,TBM)施工的安全保障工作存在“缺数据、缺平台、缺分析”以及海量数据难以挖掘与计算分析的问题,提出了TBM施工数据“Born by digit,Born in format,Born to the cloud”的理念,研究构建了基于云计算和大数据挖掘技术的复杂地质环境状态TBM施工信息综合管理平台,该平台通过环境地质分析以及数据采集、存储和计算分析,建立基于TBM锚杆钻机随钻测量系统和岩体渣片图像识别系统实时采集岩体数字化信息,并实时采集TBM施工过程中PLC(可编程逻辑控制器)数据,建立Mongo DB TMB多源施工信息大数据仓库,同时基于Openstack技术搭建私有云计算平台以及在SaaS层部署算法组件开展TBM大数据挖掘。该平台的搭建不仅能提供基础信息,帮助提升安全管控水平,更重要的是可为TBM在复杂地质环境条件下对于各类瓶颈问题的研究解决提供数据挖掘和计算分析的支撑,并通过其所建立的知识库和规则库指导TBM设计、选型、控制。该研究成果在中国吉林引松供水工程项目上得到应用,并取得了较好的效益。

某供水隧洞TBM施工塌方特征及处治措施研究

针对某供水隧洞TBM施工过程中穿越蚀变岩段出现的塌方问题,分析塌方段的地质条件和塌方体特征,揭示隧洞塌方段的形成原因。隧洞塌方段拟采用双拼拱架+锁脚锚杆+喷射混凝土封闭围岩+分层注浆回填的综合控制技术进行处治,并在上述塌方体特征和塌方原因分析的基础上,采用塌方发生—处治过程综合数值模拟的方法验证了塌方处治措施的可行性和可靠性。处治效果表明,该综合处治技术可行,可使TBM施工快速、稳定通过塌方段,可供类似工况的TBM施工塌方段处治技术参考。

抽水蓄能电站TBM施工方案研究

某抽水蓄能电站地质复杂,TBM掘进线路最小转弯半径R=90m,且弯段较多,掘进过程中存在姿态控制困难、胶带跑偏、轨行式结构脱轨等风险,不利于TBM的标准化和适用性。因此,根据TBM对施工环境以及地质条件因素的适用性要求,提出一种适用于抽水蓄能平洞TBM施工的布置方案。对比分析TBM与钻爆法施工经济指标,得出结论:TBM施工费用合理,施工效率是人工钻爆法的4倍以上,同时降低了安全风险,减少了石方洞挖过程中的超欠挖工程量,提高了现场施工质量,为同行从业者在同类或类似工程的设计、施工提供参考。

长大引水隧洞TBM施工通风方案设计探讨

本文以某工程项目为例,对于常用TBM施工通风方案进行分析,内容包括压入式通风方案、吸出式通风方案、混合式通风方案等,通过研究明确隧洞通风标准、隧洞通风参数计算、通风设备选型、通风系统安装、系统降尘处理、通风系统使用维护等设计要点,其目的在于积累TBM施工通风设计经验,提高风机工作状态的稳定性。保证长大引水隧洞通风环境的安全性。