复杂地质条件下隧洞无爆破掘进技术研究

针对特殊、复杂不良地质条件下小断面隧洞掘进问题,以张掖市甘州区酥油口下库工程引水隧洞为例,对隧洞无爆破掘进技术展开研究。根据工程地质条件确定支护措施,在Ⅲ、Ⅳ、V类围岩变化不确定状态下,采用悬臂式掘进机作为施工坚硬岩层的无爆破破岩方法。研究结果表明,对于Ⅲ、Ⅳ、V类围岩,悬臂式掘进机利用率随着围岩类别降低,净掘进速度明显提高;对V类砂卵砾石围岩,悬臂式掘进机单循环掘进及一衬速率达到约7.0 m/d;施工效果较好。

正交转换通道暗挖隧道群快速施工技术研究

地铁区间共建段道岔区正交转换通道隧道群正交隧道断面多、断面大、隧道之间小净距岩柱薄,地铁隧道埋深一般较浅,地表建筑密集,合理的施工工法能提高施工效率确保施工安全。依托重庆轨道交通10号线兰南区间大里程区间共建段道岔区正交转换通道隧道群施工,进行了隧道群施工工法的优化研究。工程实践表明:隧道群施工需提前做好各作业面施工顺序及施工方法研究,科学合理的施工顺序及施工方法能在确保施工安全的前提下提高施工效率;大断面双侧壁导坑核心土不同拆除工法对施工安全及施工效率影响较大;隧道群小净距采用合理的开挖顺序及开挖方式、优化支护措施能保证施工安全。

黄土区大跨度隧道开挖技术探讨

临洮(安家咀)至临夏一级公路百和隧道均为Ⅴ级围岩,主要有黄土浅埋段、岩质地段、黄土深埋段、小净距段以及黄土深埋段等情况,针对不同的围岩情况和地质条件,有针对性的采用CD法、上下台阶留核心土法及三台阶分步法进行开挖。

抽水蓄能电站勘探平洞掏槽爆破方法研究

为解决抽水蓄能电站勘探平洞钻爆掘进单循环进尺低问题,加快抽水蓄能电站工程地质勘察施工进度,提出了“大直径空孔环+桶式多阶段”新型掏槽方法,并分析了其参数合理性和破岩机理。工程实例应用表明,掏槽方法可将抽蓄勘探平洞(小断面)单循环平均进尺、月平均进尺分别提高并稳定在3.12 m和280 m水平,在抽蓄勘探平洞(小断面)钻爆法快速施工中具有显著适用性和优越性,同时,在抽蓄勘探平洞、矿山岩巷、抽蓄排水廊道等有快速掘进需求的小断面隧洞中具有极高的推广应用价值。

我国隧道钻爆法施工技术回顾与展望

随着经济的持续发展、综合国力的不断提升及高新技术的不断应用,我国钻爆法隧道施工技术得到前所未有的快速发展。首先,回顾我国隧道钻爆法施工技术的发展历程,并依次阐述湿式凿眼的采用、多臂凿岩台车的引进、乳化炸药的应用、导爆管雷管起爆系统的广泛应用、工业数码电子雷管的应用与推广等5大技术突破;然后,分别介绍钻爆法建造理念与方法(新奥法)、机械化施工配套设备、超长隧道与超长距离通风技术、超大埋深与极端复杂地质隧道施工技术、超长高水压水下隧道施工技术、特大断面隧道与洞群施工技术、隧道超前地质预测预报技术的现状及发展趋势;最后,对隧道智能化建造技术、绿色低碳建造技术等未来建设和发展中亟待解决的问题进行思考,并提出,钻爆法在复杂地质长大隧道施工中具有显著优势,一定时期内仍将是隧道施工的主要方法,今后应着重发展机械化、智能化及绿色低碳建造技术,进一步提升钻爆法的施工效益和建造水平。

新建公路与铁路隧道小净距交叉段施工方案研究

为探明公路与铁路小净距交叉段近接施工的相互影响及合理施工方案,依托甬舟公铁路隧道大交角小净距交叉段与小交角小净距交叉段,通过数值计算分析小净距隧道施工扰动、施工顺序、二衬施作时机、施工工法等影响,确定小净距交叉段的合理施工方案。研究得出以下结论:针对大交角极小净距交叉隧道,塑性区发生贯通,初支应力出现在交叉隧道连线;为减小塑性区、初支受力与二衬受拉,并避免铁路隧道拱顶隆起及公路隧道拱腰收敛过快增长,选择先铁路后公路的顺序;为减小支护受拉、横通道锚杆受力与铁路隧道初支受压并避免应力偏移选择全断面施工;针对小交角小净距交叉隧道,塑性区集中于隧道上下侧及交叉隧道中夹岩,交叉隧道水平变形连通并在公路隧道拱顶发生较大初支变形。先开挖铁路隧道塑性区分布及围岩隧道受力变形更优,在公路隧道开挖后再施作二衬会增大铁路隧道四周及拱底塑性区并造成围岩隧道受力变形增大,全断面在锚杆受力及隧道变形上最优因而被选用。

地表突发渗流对长距离大断面通道冻结壁影响分析

国内外对于超浅埋、大断面、地质条件复杂等情况下的冻结工程,实践经验仍明显不足,长距离大断面冻结工程所面临的风险尤其多,在冻结施工过程中应做好冻结壁状态监测工作。广州地铁11号线云大区间1号横通道冻结工程积极冻结期间曾发生一起地表突发渗流事件,详细介绍了该事件发生经过、研判分析过程及所采取的处理方案,研究了地表突发渗流对长距离大断面通道冻结工程冻结壁的影响,可为类似工程提供借鉴。

复杂环境超长超大顶管工程成套施工装备与技术研发及应用

项目紧扣城市基础设施建设和高质量发展需求,通过产、学、研、用联动模式,聚焦复杂环境超长超大顶管工程关键技术核心要素开展了重点攻关,分别从超长距离圆形顶管和超大断面矩形顶管工程施工力学特性及设计方法、成套装备与集成控制系统、关键施工工艺等方面进行研究。创新建立了基于管土水共同作用、阵列推进和环境安全的顶管分析方法和设计技术;开发了适应复杂地层、超长距离和特大断面的顶管掘进设备体系;研发了智能控制、精准顶进和静默穿越的顶管系列施工工艺。项目取得了大量原创性技术成果,有效解决了复杂环境超长超大顶管工程中的系列技术难题,保障工程与环境安全,引领了顶管技术的发展,推动了行业的科技进步,社会经济效益显著。

邻近既有线新云居山隧道群施工设计

在既有杭深铁路福州南—福清区间并行建设福厦铁路正线、福州南动走1线和动走2线。这三条线路穿越云居山共修建五座隧道(新云居山隧道和1#—4#隧道),存在新建隧道小净距上跨既有清凉山隧道施工和新建隧道相互影响的问题。本文针对新云居山隧道与1#隧道、3#隧道直立边坡进洞并行段、新云居山隧道小净距上跨既有隧道影响段、新云居山隧道与3#隧道小净距立体交叉段三个关键区段的施工方案进行设计,提出在进洞并行段对直立边坡采用锚固桩加固,对新云居山隧道采用加强型衬砌,在上跨影响段对既有隧道施作加强型衬砌,在立体交叉段对3#隧道及中夹岩采取加强型技术参数。经数值模拟,所提设计方案能有效降低隧道开挖对围岩的扰动,明显减小衬砌结构隆起量。现场监测结果表明,进洞并行段地表、上跨影响段衬砌加强后的清凉山隧道和立体交叉段3#隧道位移均较小,结构受力状态良好,说明设计参数和施工方法合理可靠。

长距离卵石地层盾构穿越既有隧道工程措施和变形规律研究

为了研究盾构在卵石地层、无换刀条件下连续掘进1.2 km并近距离穿越风险源的工程难题,依托北京市地铁19号线盾构下穿既有4号线隧道的工程实例,提出了一系列工程应对措施,并采用数值模拟方法对盾构下穿过程中既有线变形进行了计算,确保了施工方案的有效性;结合实测数据分析了既有线变形规律;对刀具布置进行了特殊设计,将撕裂刀分3层布置,增强了刀具耐磨性和抗冲击性,延长了刀具使用寿命;正式下穿前设置了试验掘进段,验证了掘进参数和渣土改良方案的合理性;通过对数值模拟结果与实测数据分析,发现了既有线竖向变形最大位置。该研究结果可为类似工程提供借鉴。

小断面水利隧洞高瓦斯段施工控制分析

以都江堰灌区“十四五”续建配套与现代化改造井研白井干渠项目一标段水井湾隧洞为例,针对小断面水利隧洞高瓦斯段施工控制问题,结合该区域的瓦斯地质条件,分析了施工中存在的重难点及相应的施工控制措施和应用效果。结果表明,小断面水利隧洞高瓦斯段施工难度比较大,安全要求高。采用自动监测与人工监测相结合的方式加强隧洞瓦斯监控,通过“一作业面一风机一管道”配置轴流风机压入式通风,并在瓦斯段每隔1000 m设置一处通风竖井的施工方法,可确保隧洞工区的瓦斯浓度快速达到安全范围要求,进而保证施工的安全性,确保施工人员能够安全、高效、有序地完成施工任务,可为类似工程施工提供借鉴。

列车通过变截面长大海底隧道时的隧道内瞬变压力和列车风研究

在建造长大海底隧道时,为了加固隧道结构并节省成本,通常会改变隧道部分区段的截面面积,这将导致隧道内的空气动力学特性发生变化。本文通过对比变截面(VCS)隧道和常规(CCS)隧道,研究了突变截面对长隧道内压力瞬变和列车风的影响。数值模拟采用RNG k-ε湍流模型,通过动模型试验进行了验证。结果表明,越接近突变截面VCS隧道和CCS隧道内的正峰值压力之间的差异越大,在5.43 km处达到最大值7.63%。在两种隧道之间纵向列车风的差异最高达18.7%,但在其他两个方向上几乎相同。此外,突变截面对隧道不同区域的影响不相同。本研究对长大变截面隧道的参数设计和隧道内附属设施的布置具有参考价值。

硬岩泄水洞“取芯+劈裂”非爆法施工技术及改进

为解决复杂环境下(不允许爆破)硬岩(如Ⅱ、Ⅲ级围岩)小断面隧洞非爆掘进工法选择难题,基于非爆工法适用性比选,采用“周边取芯+中部劈裂”非爆开挖进行现场施工,分别对其环境影响及施工效果进行分析。研究及试验结果表明:“周边取芯+中部劈裂”非爆开挖技术较适用于复杂环境条件下整体性良好的硬岩或中硬岩(Ⅱ、Ⅲ级围岩)隧洞掘进;小型“周边取芯+中部劈裂”机具施工时,其劳动强度大,施工效率不高,安全性亦不佳,日进尺在1 m左右。为提高非爆条件下大断面硬岩或中硬岩(Ⅱ、Ⅲ级围岩)隧道安全快速掘进,研制或应用大型钻劈一体机及其施工工艺势在必行。

长距离低压电力电缆截面积的选择与优化

对民用建筑领域低压电缆截面积的选择方法进行介绍。依据允许温升、经济电流、热稳定性、允许电压降、机械强度和接地故障保护灵敏度校验,确定低压电缆截面积。结合实际工程项目,对长距离低压配电电缆的截面积进行选择,利用改变电缆的敷设方式,减少电缆的截面积,并通过校验电压降,验证减小电缆截面积的可行性。通过优化敷设路径,缩短电缆长度,减少有色金属的使用,达到降低建设成本的目的。

小断面浅埋软岩隧洞悬臂掘进机施工成本管理

四川省向家坝灌区北总干渠一期一步工程内江供水管道工程自贡段石塔村隧洞为小断面浅埋软岩长引水隧洞,采用悬臂掘进机进行开挖施工,通过提高设备完好率、合理确定运转时间、合理配备出渣设备、不同围堰类别洞段采取不同时段进行锚喷支护、优化临时设施、降低消耗等精细化管理措施,在进度、断面控制、对围岩的扰动、降低通风排烟等方面取得了一定成效,达到了缩短工期、降低成本的目的,可供类似隧洞开挖借鉴。

小断面长隧洞球墨铸铁承插引水管道快速安装

为提高小断面隧洞内安装承插管道的功效,结合多个小断面隧洞球磨铸铁管道安装遇到的各种意外状况,总结实践经验,并通过改造部分安装机械等综合措施,形成了一套适合在特小断面隧洞内快速精准安全的管道安装办法。

岩溶区地铁盾构隧道下穿水源地综合勘探技术

为解决贵阳市轨道交通3号线一期工程农学院站—花溪公园站区间盾构法施工需下穿地质条件复杂的花溪河,而花溪河为水源保护区,不允许实施水上勘探孔的难题,通过研制生产低频电磁波跨孔CT的发射、接收探头,将常用的8~64 MHz工作频率降低至2~4 MHz,声波跨孔CT发射探头的电火花震源功率由2500 J提升到5000 J,实现最远距离54 m的跨孔CT测试,且达到电磁波跨孔CT和声波跨孔CT成果相互验证;结合勘探孔成果,确保综合勘探成果的可靠性。通过采用超远距离的电磁波跨孔CT和声波跨孔CT技术及勘探孔互相验证的综合勘探技术,成功解决花溪河水源地无法实施勘探孔的难题,查明盾构隧道下穿水源地的薄弱岩土层分布情况,并给设计和施工提供合理的建议,最终使盾构顺利地下穿花溪河。

富水特长小断面引水隧洞快速施工技术研究

研究依托内蒙古“引绰济辽”输水工程七标,对机械设备配套选型、隧洞爆破方式、洞渣装运系统设置、通风排水设计等关键技术进行研究。研制轮载式移动凿岩台车、进行爆破试验优化光爆参数控制、爆破粒径以配合挖掘式装载机装碴,采用长压短抽通风系统配合反坡接力站多级联动排水系统等多项关键技术相结合实现了引水隧洞快速施工。

小直径超长距离隧道内现浇混凝土平台高效施工技术

以某小直径超长距离盾构隧道内现浇混凝土平台施工为例,从运输轨道、隧道内混凝土搅拌运输车、施工段划分、混凝土垂直运输、混凝土供应等方面开展深入研究和探索,提出了切实可行的小直径超长距离隧道内现浇混凝土平台高效施工技术。工程实例表明,该施工技术合理可行,操作性强,比原计划工期提前完成了现浇混凝土平台施工作业,可为今后类似工程提供指导和借鉴。

小直径超长距离天然气管道隧道建设若干关键技术要点

以崇明岛—长兴岛—浦东新区5号沟LNG站管道工程为背景,分析了小直径超长距离天然气管道隧道难点及建设意义,介绍了天然气管道隧道中盾构机选型及针对性配置、管片快速接头、隧道安全高效施工、通风及焊接烟尘处理、管道防腐及应力分析、管道变形监测及预警、隧道充排水等若干关键技术要点。