适用于超小转弯半径的紧凑型TBM设计关键技术研究及应用——以山东文登抽水蓄能电站排水廊道隧洞工程为例

为解决全断面硬岩掘进机(TBM)在抽水蓄能电站应用受限的难题,研究设计一种可实现超小转弯半径的紧凑型TBM。首先,结合抽水蓄能电站排水廊道隧洞工程的地质条件和特点,对紧凑型TBM设计特点进行分析,提出紧凑型TBM应用于抽水蓄能电站排水廊道隧洞工程时需要考虑和解决的关键问题,例如刀盘破岩能力、小半径曲线掘进及过站施工工艺等,以提高紧凑型TBM的适应性及成洞效率;然后,对紧凑型TBM小半径转弯掘进、快速过站和高效破岩等针对性设计和优化改进措施进行研究,包括新型推进系统设计、超小转弯半径自动导向系统设计、一体化皮带机设计、一字布置单片式TBM中心刀、偏刃滚刀结构设计等;最后,通过自主研制的紧凑型TBM在文登抽水蓄能电站排水廊道隧洞工程的实际应用证明,紧凑型TBM具有良好的地质适应性和高效的机械化施工优势。

抽水蓄能电站地下洞室开挖设备选型及TBM技术研究

抽水蓄能电站地下洞室开挖装备和技术的发展直接关系到电站运营的安全和投产效率。其开挖机械设备也经历了风动钻机、多臂台车等阶段,传统机械设备无法满足重大工程对施工效率、社会效益、安全性等方面的要求。基于此,在对抽水蓄能电站地质和施工条件研究的基础上,提出抽水蓄能电站用TBM开发关键技术,针对交通洞&通风安全洞、排水廊道、引水斜井等工程,从TBM设备选型、小半径转弯技术、大坡度斜井安全措施、大坡度出渣技术等方面开展了针对性设计技术研究。通过山东文登抽水蓄能电站新型TBM工法的成功应用,新型TBM工法可以提高地下洞室开挖的效率和安全性,具备推广应用前景。

全断面掘进机绿色管理与维修保养

全面、协调、绿色、开放与共享已成为新的发展理念,对经济社会的发展影响深远。全断面掘进机(TBM)在管理与维修上体现出的绿色内涵是符合社会发展基本趋势与要求的。基于此,以某隧洞工程为背景,阐述了TBM绿色管理中包含的内容及TBM绿色维修保养在该工程中的应用,最终提高了工程的整体质量。

大坡度斜井TBM溜渣试验研究及TBM优化设计

对山东文登抽蓄电站TBM渣片粒径、含水率、溜渣临界倾角等因素进行分析,对山东文登抽蓄电站TBM渣片粒径重新级配,开展利于出渣的渣片最优级配研究。基于试验结果,对斜井TBM刀盘、刀具布置、喷水及掘进参数进行优化,使斜井TBM出渣的粒径分布与含水率满足斜井自溜出渣的要求。研究结果对斜井TBM优化设计及掘进管理具有参考意义。