花岗岩地层双护盾TBM卡机原因分析及处理措施

兰州市水源地建设工程输水隧洞双护盾TBM在花岗岩地层中掘进时,由于软弱破碎围岩的挤压变形作用,造成了TBM前盾被卡的卡机事件。在工程地质条件分析的基础上,结合开挖洞径、管片衬砌、围岩变形及TBM设备特征,采用了在前盾上方开挖导洞,解除围岩对护盾上的压力,使TBM脱困的处理方法,该方法可为类似工程的卡机脱困提供参考。

小浪底水利枢纽左坝肩4^#排水洞渗漏问题分析

小浪底水利枢纽左坝肩4#排水洞是地下发电厂房上游的主要排水帷幕,通过对其排水量长期观测资料与渗压计监测资料以及库水位之间的线性特征进行了综合分析,合理解释了4#排水洞的水量变化与渗漏来源和途径之间的关系,确定了洞水遵循未饱和岩体渗水规律,水量主要来自绕坝渗漏,初步判定了库水渗漏点位置.为绕坝渗漏治理方案提供了切实可靠的依据.

黄河小浪底水库库区环境内重点地段黄土塌岸分析预测

黄土塌岸是小浪底库区重要的工程地质问题之一,它直接影响着水库的正常运用及周边人民的生命财产安全。本文分析研究了小浪底水库库区黄土塌岸的主要影响因素,并运用计算方法分析预测了水库在正常高水位(275m高程)运用期间,库区重点地段古城~南村一带黄土岸坡的塌岸宽度。

无梗五加茎叶化学成分的研究

目的为了扩大药用资源 ,研究无梗五加 [Acanthopanaxsessiliflorus(Rupr.etMaxim .)Seem .]的化学成分。方法无梗五加茎叶的水提取物依次经氯仿、乙酸乙酯、正丁醇萃取 ,硅胶柱色谱分离得到 6个化合物 ,通过波谱 ( 1H NMR ,13 C NMR ,EI MS)分析和化学方法进行结构鉴定。结果 6个化合物分别被鉴定为香草酸 (vanillicacid ,Ⅰ )、丁香酸 (syringicacid ,Ⅱ )、咖啡酸 (caffeicacid ,Ⅲ )、壬二酸 (azelaicacid,Ⅳ )、异秦皮啶 (isofraxidin ,Ⅴ )以及β 谷甾醇 ( β sitosterol,Ⅵ )。 结论壬二酸为首次从五加属中分离得到 ,首次通过HMBC二维核磁共振技术指认了异秦皮啶的核磁共振信号 ,并订正了文献中13 C NMR谱信号的指认错误。

基于模糊综合评判的护盾式TBM施工围岩稳定性分类

针对传统分类方法难以对围岩稳定性进行评价的问题,以护盾式全断面隧掘进机(TBM)施工隧洞的围岩稳定性评价为目标,在研究护盾式TBM施工特点的基础上,参照国内、外常用的围岩分类方法,选择了岩石的回弹值、刀盘推力、刀盘扭矩、片状岩渣含量、地下水渗流量和最大主应力与洞轴线的夹角作为围岩稳定性评判因素。采用模糊综合评判方法,建立围岩稳定性多因素评判模型,通过确定评判因素的权重向量选取隶属函数,进而对围岩稳定性进行定量评判,并将之应用到某工程双护盾TBM施工的围岩稳定性评判中。结果表明:序号1、2、3和4洞段对应的较稳定、较稳定、局部稳定性差和不稳定的最大隶属度分别为0.494、0.403、0.388、0.442,分别对应Ⅱ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ类围岩;模糊综合评判方法合理,评判结果较为可靠。研究成果对护盾式TBM施工的围岩稳定性评价、围岩分类及支护方式选择等具有参考价值。

厄瓜多尔CCS水电站TBM法施工引水隧洞工程地质条件及问题初步研究

TBM法隧洞施工具有快速、高效、安全和环保的技术特点,但TBM施工地质适应性差,往往由于工程地质条件原因影响TBM的掘进效率,在TBM施工之前非常有必要对工程地质条件进行研究。以厄瓜多尔CCS水电站引水隧洞为例,分析岩石单轴抗压强度、岩石耐磨性和岩体的完整性等指标,得出该隧洞的地质条件适合TBM施工的结论。并根据工程区域的工程地质条件,分析施工可能遇到的工程地质问题,主要包括岩爆、断层破碎带塌方、软岩大变形、涌水、高地温及有害气体5个方面,并针对性地提出在各种不良地质条件下的预防措施和施工对策。

厄瓜多尔CCS水电站超深竖井反井钻机法施工关键问题研究

厄瓜多尔CCS水电站为引水式电站,布置有2条深达537.9 m的超深竖井。经过方案比选,选择了新型RHINO 1088DC反井钻机进行竖井施工。反井钻机法施工分为正钻导孔、反扩导井及人工扩挖3个阶段。针对正钻导孔时的埋钻、导孔偏斜问题,反扩导井时的塌井及刀具损坏问题,人工扩挖过程中塌方、涌水及堵井问题,文章在分析其成因的基础上提出了相应的预防及处理措施,取得了良好的施工效果。CCS水电站超深引水竖井反井钻机的成功实施对国内水利水电工程深竖井施工水平的提高具有重要的借鉴意义,相关研究内容可为类似工程的竖井施工提供参考。

CCS水电站引水隧洞双护盾TBM施工围岩分类研究

为了对双护盾TBM隧洞施工中的围岩进行分类,以厄瓜多尔CCS水电站引水隧洞为例,参考RMR围岩分类方法,通过伸缩护盾的间隙和刀盘的空隙对洞壁和掌子面围岩进行观测,结合岩渣及掘进参数,获取岩石的质量指标RQD、节理间距和节理性状等信息。通过综合分析,选取岩石的回弹值、围岩的完整性、岩石的质量指标RQD、刀盘推力、刀盘扭矩、片状岩渣含量和地下水渗流量作为围岩分类的指标,然后对7个指标分别赋值,建立围岩的分类标准,并通过求和的方法进行综合围岩分类。分类结果表明:选取的7个指标可以克服双护盾TBM施工时无法对围岩进行全面地质素描的困难,可以满足TBM快速施工的需要,并且能较真实地反映围岩的情况,分类结果可靠。

修正RMR法在地下洞室围岩分类中的应用研究

RMR法是当前常用的围岩分类方法之一,但当围岩中存在多组不同性状的节理时,节理间距、性状及方向修正系数3项指标的评分会出现标准不统一的问题。通过综合考虑多组节理的影响,对此3项指标的评分进行了修正,提出了加权平均的评分计算方法,对每组节理赋于不同的权重,由此获得了符合实际情况的修正RMR围岩分类方法,并成功应用到了厄瓜多尔CCS水电站地下厂房围岩分类中。相关研究方法可以为类似工程围岩分类提供参考。

考虑地质适宜性和滚刀直径的TBM刀具消耗预测

刀具消耗是TBM施工成本管理的重要研究内容。将影响刀具消耗的主要因素归纳为地质条件、机械因素和掘进参数3个方面,在此基础上讨论了刀具消耗与围岩等级、TBM工作条件等级之间的关系。在总结和分析利用TBM工作条件等级进行刀具消耗预测研究的基础上,对拟合函数进行优化,并引入滚刀直径影响因子,构建同时考虑地质适宜性和滚刀直径的TBM刀具消耗预测方法。通过对兰州水源地建设工程输水隧洞TBM1掘进段的刀具消耗分析,验证提出的TBM刀具消耗预测方法的合理性。研究结果表明:1)TBM工作条件等级可以反映TBM掘进性能和地质适宜性特点;2)拟合函数ln(x-1)和ln x更适合描述和预测刀具消耗规律;3)滚刀直径对刀具消耗具有一定影响,滚刀直径越大,刀具消耗越小;4)同时考虑地质适宜性和滚刀直径的TBM刀具消耗预测模型的计算结果更接近实际耗刀率;5)刀具消耗与岩体完整性密切相关,与实际耗刀率相比,Ⅱ类围岩的预测计算结果略高,而Ⅲ类围岩的预测计算结果略低。

CCS水电站地下厂房围岩分类方法研究

以厄瓜多尔CCS水电站地下厂房为研究对象,在综合分析RMR法、Q系统法及水电HC法3种围岩分类的特点及适用范围的基础上,采用3种分类方法对CCS水电站地下厂房洞群围岩进行了分类,并对分类结果进行了对比分析,以RMR法、Q系统法和水电HC法分类结果为基础,采用专家经验对地下厂房围岩进行综合评判,得出各洞段的最终围岩等级。研究结果表明:3种方法分类结果相差较小,分类结果较为可靠;水电HC法以往在国内应用较多,同样适用于国外工程,值得进一步向国际工程推广应用。

最小二乘支持向量机-粒子群算法在地下厂房围岩参数反分析中的应用

为准确确定地下厂房围岩的弹性模量、泊松比、黏聚力、内摩擦角、侧压力系数等参数,以正交设计、最小二乘支持向量机和粒子群算法等现代数学方法为基本手段,建立基于位移增量的围岩参数反分析方法。以CCS水电站大型地下厂房为研究背景,通过工程地质条件研究选取8#机组剖面作为分析对象,采用二维弹塑性有限元方法建立地质结构分析模型。以地下厂房洞室群分层开挖多点位移计实测位移增量为依据,对CCS水电站地下厂房区域围岩力学特性及地应力场特征进行反分析。研究结果表明:主厂房第Ⅵ层与第Ⅰ层开挖和主变室第4层与第1层开挖所产生的位移增量计算值与多点位移计实测值吻合较好,最大相对误差小于10%,说明采用最小二乘支持向量机和粒子群算法相结合的反分析方法在工程上是可行的,且效果较为显著。

基于可拓学理论的TBM掘进效率地质影响因素研究

为研究地质因素对TBM掘进效率的影响,基于可拓学理论,选择了岩石单轴抗压强度、岩石耐磨性、岩体完整性系数、结构面走向与掘进方向夹角及地下水渗流量5个指标作为TBM掘进效率地质影响因素的评价指标,将TBM掘进效率分为5个等级,进而建立TBM掘进效率地质影响因素物元模型。采用层次分析法对评价指标进行重要性排序,确定各指标的权重系数。通过对在建的厄瓜多尔CCS水电站引水隧洞待评物元关于TBM掘进效率等级的关联度计算,并与实际掘进参数和掘进情况进行对比,得出与工程实际相吻合的结论。研究结果表明:可拓学理论能较好地评价TBM掘进效率等级,并且采用层次分析法确定评价指标的权重系数是合理的。相关研究内容和方法可为TBM设备选型、工期进度安排及工程成本预算提供借鉴。

黄河洪水资源化的途径与措施

围绕黄河洪水资源化问题,分析了有效利用洪水资源的思路与原则,提出了继续进行防洪工程建设、落实蓄滞洪区风险补偿机制、做好洪水预报和防洪调度工作、适当抬高水库汛限水位等途径与措施。实践表明,只要加强对河流的科学管理,就一定能利用好洪水资源,确保流域经济社会的可持续发展。

COCA CODO SINCLAIR水电站TBM1卡机事故剖析与处理

TBM尤其是双护盾TBM对地质条件适应性差,在遇到较大的断层破碎带时掘进将面临较大困难。在对COCA CODO SINCLAIR水电站TBM1卡机事故现场的详细调查基础上,结合岩体物理力学性质、地应力测试结果、超前钻探资料及结构构造发育特征,探明断层影响范围,建立卡机段工程地质模型,发现围岩极破碎,软硬相间,地应力大,空间分布不均,围岩局部大变形是发生盾体被卡的主要原因,而隧洞施工对围岩扰动,加剧相对隔水层破坏,最终导致突泥涌水。据此,决定拆除掌子面后方27m处部分管片,人工开挖清渣洞清除、加固松散岩体,增设排水洞超前探放水,并通过清渣洞绕至刀盘前方对断层破碎带影响区域的主洞顶拱扩挖加固,最终使TBM1成功脱困并顺利穿越断层破碎带。

基于UNWEDGE程序的地下洞室块体稳定性分析

UNWEDGE程序是根据块体理论开发的一种在坚硬岩体中开挖所形成块体稳定性的应用分析软件,具有界面友好、操作简便、功能强大的特点。对该程序的基本原理作了介绍,并将其应用到CCS水电的地下厂房的块体稳定性分析中。研究表明,该程序具有较好的实际应用价值。

反井钻机法导井施工中的风险分析及应对措施研究

反井钻机法在竖井开挖中具有效率高、安全性好的优点,其导井开挖是关键也是难点。以CCS水电站竖井导井施工为背景,研究导井施工可能面临的风险、容易遇到的问题和应对措施,并结合自身实践总结一些竖井导井开挖中的若干经验,以期为今后的竖井导井开挖提供一些借鉴。

对西北内陆河地区可持续发展问题的思考

水资源是维持荒漠绿洲生态系统的决定因素,随着西北内陆河地区水土资源开发利用规模的扩展,多数河流水量锐减,水质恶化,植被退化,给该地区可持续发展带来了严重的影响。从内陆河地区水资源的条件入手,分析了水资源与人口、经济、生态环境、产业结构等方面的协调发展关系,指出应通过行政、经济、技术和法律等手段,处理好生态环境、经济发展与水资源条件的相互关系,提高水资源利用的整体效益。

厄瓜多尔CCS水电站引水隧洞TBM选型及工程地质问题与对策

厄瓜多尔CCS水电站引水隧洞全长24.8 km,开挖洞径9.11 m,隧洞开挖拟采用TBM法。隧洞沿线地质构造较复杂,断层发育,水文地质条件不良。对开敞式、单护盾及双护盾3种类型TBM技术特点和地质适应范围进行了细致分析,同时结合CCS水电站引水隧洞的工程地质条件和存在的工程地质问题,并参照国内外已有的TBM工程实践,决定CCS水电站引水隧洞施工选用双护盾TBM。围岩分类和超前地质预报是CCS水电站引水隧洞TBM施工过程的两项重要地质工作。通过岩石现场回弹测试、掌子面及洞壁围岩局部观测、岩渣分析、掘进参数分析、地下水流量观测及测试等方法获取围岩分类指标,建立围岩分类标准,并确定合适的管片支护。通过地质分析、物探法、超前钻探的综合预报方法,查明掌子面前方的不良地质条件,为TBM的顺利掘进提供保证。针对施工过程中出现的断层破碎带塌方、涌水、砂岩砂化等工程地质问题,提出有效的处理措施。施工实践表明:CCS水电站引水隧洞选用双护盾TBM是成功的。

小浪底工程消力塘边坡稳定分析及加固措施

小浪底水利枢纽消力塘边坡，特别是上游侧边坡是９条泄水洞和正常溢洪道的集中出口，不但边坡较高，而且地质条件复杂，其稳定性对于枢纽施工期和运行期的安全具有十分重要的意义。根据施工开挖揭露的地质情况分析了边坡的稳定性，并采取相应的支护加固措施。经过截流以来３年多的运行实践，证明对边坡的认识是科学的，所采取的措施是行之有效的。