开敞式TBM在大伙房输水隧洞工程中的应用

文中分别从设计和施工角度,全面论述开敞式TBM在大伙房输水隧洞工程中的成功应用,介绍了3台TBM完整的施工过程,不同工况条件下的施工措施以及针对不良地质洞段涌水、塌方、更换主轴承和卡机等事故采用的处理方式。此外,还介绍了与TBM相匹配的连续皮带机的成功应用,全环内通式衬砌台车和仰拱衬砌台车的研制与应用,所有这些均展示了未来地下工程施工技术发展的美好前景。

全孔一次高压注(HSC)浆技术研究与应用

在大伙房输水隧洞工程施工中成功拓展的"全孔一次高压注(HSC)浆技术",从工艺上吸纳了"常规分段注(水泥)浆技术"和非常规的"纯压式全孔一次高压注浆技术"的优点,采用了HSC特种注浆材料,是一种新的超前预注浆技术,施工效率高,可控性、可灌性优异,注浆效果显著,具有明显的经济性。

碾压混凝土筑坝技术的发展

近２０年来，碾压混凝土坝以其高度机械化快速施工和工程造价低等优势，正在成为当今最具竞争力的一种新的筑坝技术。碾压混凝土坝在世界各地蓬勃发展，积累了丰富的经验。然而，筑坝技术仍处在深入发展阶段。采用碾压混凝土筑坝，务必认真研究本工程的具体情况，切勿不加分析地照搬其它工程的成功经验，确保碾压混凝土筑坝稳步、健康的发展。

搅动循环灌浆技术在观音阁水库工程施工中的应用

搅动循环灌浆是通过搅动循环灌浆孔口封闭器在灌浆过程中产生强制搅动作用，使孔内浆液形咸一定流速的紊流，保证恒定的设计压力，避免浆液沉淀、凝固和析水现象，确保孔内浆液的均一性、流动性、增加可灌性，杜绝回浆变浓和固管现象，节省灌浆时间．搅动循环灌浆技术在1995年9月开始用于现音阁水库帷幕灌浆工程，完成55890m，与前期循环灌浆相比节省工期20％，节约水泥280t，节约钻杆损失4919m，避免因固管重新钻孔4568m，一年产生直接经济效益496．5万元．

观音阁水库坝基防渗处理设计

观音阁系在岩溶地区建坝，关键在于坝基防渗的可靠性．坝基防渗包括溶洞处理、断层处理和坝基帷幕灌浆．坝基溶洞一般进行开挖、回填或灌浆处理．Ｆ８与Ｆ２６断层交会区，采取开挖防渗井、回填混凝土及高压团结灌浆进行处理．＃５４坝段以左坝基以“１０ｍ页岩”为隔水层，采用高压灌浆法，形成封闭式帷幕；以右采用悬挂式帷幕，防止坝基和绕坝渗漏。

超长隧洞TBM单机掘进长度的确定

随着全断面硬岩隧洞掘进机TBM在我国隧洞工程建设中的成功应用和大断面深埋超长隧洞工程的日益增多,TBM在中国隧洞工程建设中的应用有着美好的前景.大断面深埋超长隧洞工程的地质条件复杂多变.为了规避TBM卡机受困、被埋、被淹的风险,本文论述了大断面深埋超长隧洞工程选择施工方案的原则;影响TBM单机掘进长度的关键因素;通过技术经济综合比较论证确定TBM单机掘进长度并据以选定TBM台数;在每台TBM施工段中间增设1～2条施工支洞以确保单机掘进长度的措施.

大伙房水库输水隧洞施工中TBM作业方案的论证与实践

大伙房水库输水隧洞工程的施工,曾推荐采用以4台TBM为主、钻爆法为辅的联合施工方案。鉴于原TBM1施工段工程、水文地质条件极为复杂,如果采用TBM施工,将遭受地质灾害的风险。经深入论证后,决定减少1台TBM,将采用4台TBM的联合施工方案改为采用3台TBM的联合施工方案。工程建设过程中揭示的地质条件证明,将原施工方案中的TBM1施工段改用钻爆法施工,充分发挥了钻爆法在不良地质条件洞段施工的优越性,规避了昂贵的TBM设备可能面临的施工风险,保证了工程建设的顺利进行。

开敞式TBM施工隧洞断面设计

文中阐述了开敞式TBM施工特点、隧洞断面尺寸表达式及其设计原则。对于采用开敞式TBM施工的隧洞,其断面设计必须预留允许的周边收敛位移量;贯穿施工全过程实行动态设计;如采用一般加固处理措施不足以遏制周边位移的持续发展,应果断进行仰拱封闭。

TBM采用大直径滚刀掘进的优越性

扼要地介绍了挪威硬岩TBM掘进速度与刀具磨损的研究成果及大直径滚刀在大伙房水库输水工程中的应用情况。研究和实践都表明,采用大直径滚刀掘进的优越性在于:大直径滚刀推力大,破岩能力强,掘进速度快;降低刀具损耗,进而降低工程成本;延长刀圈寿命,减少掘进过程中的换刀频次,从而提高TBM的利用率。采用大直径滚刀是大断面硬岩TBM的发展方向。

变更TBM设备选型和支护衬砌方式的比较论证

大伙房输水隧洞TBM施工段,在初步设计阶段推荐采用双护盾TBM和预制混凝土管片衬砌。在招标设计阶段经深入比较论证后,决定改用开敞式TBM和锚喷支护、模筑混凝土衬砌。本文根据双护盾和开敞式TBM的结构特点及其适用性,从本工程的工程地质条件、现代隧洞工程支护系统的设计理念、衬砌结构设计对施工质量的影响及技术经济等方面,对两种TBM型式及支护衬砌方式进行了比较论证。开敞式TBM和锚喷支护、模筑混凝土衬砌,是本工程最优的选择。

大伙房输水隧洞六河段涌水的处理与分析

文章叙述了六河施工段在顺利实现贯通和完成边顶拱衬砌后,突发涌水涌沙的情况。分析了产生突发涌水涌沙的原因,提出了类似灾害性地质洞段隧洞工程设计和施工的注意事项。

TBM施工隧洞混凝土衬砌轴线的确定

根据TBM施工的特点,论述了TBM掘进轴线与设计洞轴线的关系。在全面满足结构设计、过水能力及质量控制标准的前提下,TBM施工隧洞二次混凝土衬砌轴线采用TBM掘进轴线是合适的。

浆液扩散半径与最优布孔

基于浆液扩散半径的概念,推导了方格形和梅花形两种布孔形式最优布孔的通用公式。方格形最优布孔为正方形,其孔、排距均为2^(1/2)R。梅花形最优布孔的α角随排数的增加而减小,作为特例,单排的α角为45°,多排的α角趋于下限值30°。从最优布孔的概念出发,提出了通过灌浆试验确定浆液扩散半径的方法。

开敞式TBM取消预制混凝土仰拱的施工

在采用开敞式TBM进行硬岩隧洞工程施工中,铺设预制混凝土仰拱,是隧洞永久衬砌的一部分,施工期间则可形成排水系统并作为运输轨道的基础。在国内的开敞式TBM施工中,大伙房水库输水工程首次取消了预制混凝土仰拱,代之以型钢轨枕铺设轨道,施工方便快捷,节省投资,为充分发挥TBM快速掘进的优越性创造了条件。实践证明,这是一个成功的经验。

隧洞工程涌水处理的对策和措施

涌水是隧洞工程施工中最为常见的地质灾害.对于深埋长大隧洞工程,要尽可能准确、详尽地获取隧洞沿线的水文地质资料,以指导设计和施工.对可能产生的涌水问题,可视建设阶段和具体情况,分别采取“报、避、排、堵”的对策.在隧洞工程施工过程中,对于可能产生涌水的洞段,要充分利用速度快、费用低廉、直观可靠的超前勘探预报手段,以便及时作出判断.凡对查明可能发生涌水的洞段,要分别具体情况采取相应的超前处理措施.切莫打穿渗漏通道酿成灾害.后处理难度极大、技术复杂、代价高昂.

开敞式TBM在塑性变形洞段的施工

从设计和施工的角度,总结了开敞式TBM在塑性变形洞段施工的经验和教训。主要是:(1)塑性变形洞段的TBM施工,更适合于采用开敞式TBM;(2)及时进行仰拱封闭,可以有效地阻止围岩塑性变形的大幅度增长;(3)采用开敞式TBM施工隧洞的断面尺寸设计,应预留允许的收敛变形量;(4)采用开敞式TBM施工,应适当配备超前加固、初期支护的辅助设施,保证施工安全、顺利地进行。

大断面超长输水隧洞的施工特点

文中扼要地介绍了大伙房水库输水工程的地质条件、工程本身及其设计上的一些特点,即:输水隧洞长85.32 km,开挖洞径8.00 m,是目前世界在建同等规模最长的隧洞;具有十分优越的输水条件;隧洞施工采用以TBM为主、钻爆法为辅的联合施工方案施工;并根据具体条件,分别采用逆坡掘进和顺坡掘进、洞外组装TBM直接进洞和洞内组装TBM方式;在国内首次采用了连续皮带机出渣方案;选择与地质条件相适应的开敞式隧洞掘进机;单机连续掘进长度按20 km左右控制;而且在TBM施工段中间设置了施工支洞,从而确保了TBM单机掘进长度等。

超长隧洞TBM施工段设置中间施工支洞的必要性

超长隧洞TBM施工段设置中间施工支洞,是确保TBM单机连续掘进20km的重要措施,此措施可以缩短供电距离、出渣皮带长度、料物运输距离和通风距离,降低工程造价;也为采取各种有效措施争取工期创造了条件。实践证明,在大断面超长隧洞TBM施工段设置中间施工支洞,是一个成功的经验。

严寒地区碾压混凝土重力坝的温度裂缝及其防治

在严寒地区采用碾压混凝土筑坝面临着严寒的气候条件和长间歇通仓浇筑的特点．如何防止或减少坝体的温度裂缝是在严寒地区修建碾压混凝土重力坝面临的严峻课题，也是近年坝工界关注、研究的新课题．通过总结已成工程经验和理论研究成果，结合白石坝采取的一套完整有效的温控、防裂措施，在分析了几种具有代表性的温度裂缝的成因的基础上，提出了相应的防裂措施．

投料竖井在超长隧洞工程施工中的应用

本文介绍了在大伙房输水隧洞工程施工中设置投料竖井的必要性、竖井场地选择原则、成井方式与投料管结构、竖井出料口缓冲装置、井管管壁洗刷装置及竖井投料的还原试验等。投料竖井在大伙房输水隧洞工程施工中的成功应用表明:采用钻爆法或开敞式 TBM 施工的超长隧洞工程适当布设竖井投料并辅助施工通风是必要的;采用机械钻孔成井要比人工开挖成井更安全、更高效;通过竖井投放混凝土拌和物对其原材料及混凝土性能无大影响;直接投放粗骨料会使其级配、含泥量、超逊径等超标,需要通过调整混凝土施工配合比予以解决。