大直径大坡度连续超小半径转弯TBM关键技术研究及应用

为解决抽水蓄能电站交通洞、通风洞开挖断面大、水平转弯半径小、纵坡坡度大且变化频繁,常规TBM无法施工的难题,以抚宁抽水蓄能电站交通洞和通风洞为背景,分析大直径、超小半径转弯、大坡度隧洞采用TBM施工的重难点,从整机方案选型、关键部件设计、出渣方式创新等方面入手,设计一种大直径大坡度超小半径转弯TBM。实践证明:1)在抽水蓄能电站进厂交通洞和通风洞采用大直径超小半径转弯TBM施工切实可行,且具有施工效率高、环境破坏小、绿色低碳等优点;2)采用双护盾主机并结合锚喷支护形式创新集成设计的TBM能够适应大直径超小半径转弯工况;3)在双护盾TBM的支撑盾上集成设计钢筋排存储系统方案可行;4)“旋转栈台+胶轮自卸车”的出渣运输体系能够解决大坡度、连续多次超小半径转弯工况下TBM出渣及物料运输难题,且施工成本相对较低,故障率相对较少,但其影响TBM掘进速度,出渣时阻碍物料运输及人员通行,不利于文明施工;5)在连续超小半径转弯、大坡度工况下采用组合式皮带机出渣的方案是可行的,且组合式皮带机出渣方案在提高TBM掘进速度方面具有突出的优势,但其皮带跑偏调整技术和“多级控制、顺序启停”的控制系统有待进一步研究。

狭窄场地超小半径泥浓式推盾工法关键技术

220KV永福电力隧道工程北段存在周边环境复杂、场地狭窄、线路转弯半径小、地质条件差、施工风险大等技术难题,采用传统工法难以克服以上困难。本论文提出采用泥浓式推盾工法取代传统工法,采用双主动铰接辅助仿形刀、微型固定技术、注浆、导向系统等技术克服了超小半径连续转弯技术难题;采用顶管盾构转换技术、先顶管后盾构法施工、分体始发等技术解决了始发场地狭窄等技术难题;通过向刀盘前端面喷浓泥浆、向管节喷加塑剂等技术措施以减少对周围土体的扰动,减少地面沉降,确保隧道结构自身及周边建筑物的安全。目前本段隧道已顺利贯通并投入运营,实践证明,本论文提出的设计方案及技术措施合理、安全、可行。