乐滩水库引水灌区窑瓦——六浪隧洞TBM施工关键技术_王松茂.pdf
《乐滩水库引水灌区窑瓦——六浪隧洞TBM施工关键技术_王松茂.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《乐滩水库引水灌区窑瓦——六浪隧洞TBM施工关键技术_王松茂.pdf(5页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、广西水利水电 GUANGXI WATER RESOURCES&HYDROPOWER ENGINEERING 2023(2)0引言近年来,随着国家多项重大引水工程的兴建,长距离输水隧洞工程修建日益增多,在施工方法的选择上,TBM有较大优势,其机械化程度高,掘进速度为钻爆法的36倍,独头掘进距离可达20 km以上,但TBM对地质的适应性相对较差,对于复杂地质长隧洞采用TBM施工,需根据隧洞地质条件和结构特点,对TBM设备选型以及排水、出渣、不良地质处理等关键技术问题进行研究,提出解决方案,达到安全施工、工期缩短和节省成本的目的。对于TBM施工关键技术问题,国内有专家、学者开展了相关研究,杜立杰1总
2、结了TBM穿越断层破碎带、软弱变形、涌水等不良地质洞段取得的施工新技术;刘飞香等2总结了针对不良地质进行TBM研制和采用超前注浆、管棚支护等处置措施。但不同工程因隧洞结构、功能和地质条件的差异,施工技术措施也有所不同。本文以桂中治旱乐滩水库引水灌区窑瓦六浪隧洞TBM施工段为工程背景,针对高地下水位、岩溶发育洞段、大断层破碎带等复杂地质条件,对长距离出渣运输、大流量施工排水、超前地质预报方法、岩溶涌水处理和断层破碎带掘进等关键技术问题进行分析研究,提出应对措施,确保TBM高效安全掘进。1工程概况1.1隧洞设计方案桂中治旱乐滩水库引水灌区一期工程北干渠标段窑瓦六浪输水隧洞总长23.746 km,为
3、无压隧洞,采用TBM和钻爆法联合施工,TBM施工段长11.898 km,隧洞开挖直径5.94 m,纵坡i=0.025%,锚喷支护作为隧洞永久支护结构,局部不良地质洞段增加二次混凝土衬砌。TBM采用上坡掘进,从六浪隧洞出口(B26+194.283)组装始发,首先空推步进通过1.038 km钻爆法导洞,然后掘进11.898 km(B13+264.5B25+155.55),最后空推步进通过北泗钻爆法洞段1.545 km(B11+720B13+264.5),到达北泗拆卸竖井吊出。TBM施工段布置示意图见图1。图1TBM施工段布置示意图1.2工程地质条件TBM施工段地形地貌为峰丛洼地山区,横穿1乐滩水库
4、引水灌区窑瓦六浪隧洞TBM施工关键技术王松茂,甘宇程(广东水电二局股份有限公司,广州511340)摘要以乐滩水库引水灌区窑瓦-六浪隧洞TBM施工为例,根据工程特点和复杂地质条件,着重阐述了施工关键技术:TBM施工排水系统布置;长距离连续皮带机出渣技术;采用TST、三维电阻率法、水平取芯钻探相结合的综合超前地质预报方法;针对溶洞、涌水、大断层破碎带等不良地质采取的施工措施。实践表明所采取的施工技术效果良好,确保了TBM施工顺利贯通。关键词TBM施工;关键技术;排水;连续皮带机;超前地质预报;不良地质;乐滩水库引水灌区中图分类号TV554.2文献标识码A文章编号1003-1510(2023)02-
5、0063-05收稿日期2022-07-26作者简介王松茂(1972-),男,湖南双峰人,广东水电二局股份有限公司高级工程师,学士,主要从事水利水电工程施工管理工作。施工技术 63DOI:10.16014/ki.1003-1510.2023.02.006王松茂,甘宇程:乐滩水库引水灌区窑瓦六浪隧洞TBM施工关键技术条宽度近14 km的南北走向的山梁,距红水河1520 km,地面高程160470 m之间,地面岩溶洼地较发育,并在洼地内发育有较多的落水洞,隧洞埋深为150400 m。沿线主要地层有石炭系、二迭系、三迭系及第四系,基岩以灰岩、泥质条带灰岩、含燧石灰岩、白云质灰岩等可溶岩层为主(占 80
6、%90),其余为砂岩、硅质岩、泥岩类地层,在合山组(P2 h)地层中夹多层煤;岩层受构造影响强烈,褶皱、断裂及节理裂隙比较发育;岩层走向以N2040E为主,以倾向北西或南东为主,倾角以2030为主,构造挤压强烈处可达6080。弱微风化岩石平均单轴饱和抗压强度在5080 MPa之间,、类围岩约占 81%,、类围岩分别约占18.0%、1.0%。沿线部分岩溶发育,溶洞涌水(泥)可能出现洞段主要在下丹洼地段(桩号18+30019+100和桩号24+00024+200洞段)。主要不良地质条件为岩溶涌水、断层破碎带等。1.3TBM设备选型TBM施工段主要位于地下分水岭以下非岩溶化或弱岩溶化地带,根据隧洞衬
7、砌设计,选用一台敞开主梁式TBM施工,敞开式TBM护盾短,刀盘附近有足够的空间来实施临时支护,可应用新奥法原理对不稳定围岩及时有效地支护,具有较强的地质适应性。TBM主机长25 m,整机长190 m,主机重300 t,整机重750 t,后配套台车共10节,关键技术参数如表1所示。表1TBM设备主要技术参数参数名称开挖直径/mm滚刀尺寸/cm滚刀数量/把主机功率/kW刀盘转速/(r/min)刀盘转矩/(kNm)脱困扭矩/(kNm)刀盘最大推力/kN掘进行程/mm最大推进速度(mm/min)油缸总推力/kN撑靴最大支撑力/kN参数值5970/5940(新刀/磨损后)43.1848.26(1719英
8、寸)4(17英寸)+34(19英寸)198005.4410.835011200(4300)11 837180015017 34036 4842TBM施工排水系统布置2.1隧洞涌水量分析根据设计地勘资料,TBM施工段涌水或渗水以滴水、渗水以及线状流水为主,可能发生较大涌水为断层破碎带、褶皱轴部、裂隙密集带以及岩溶发育部位,预测洞内常规涌水量为0.030.05 m3/(skm),单点涌水量为0.20.5 m3/s,洞内最大可能涌水量约为1.0 m3/s。2.2排水系统布置按照“确保出现1.0 m3/s涌水量时设备安全和尽可能增加正常掘进排水能力”的原则布置:(1)TBM后配套电气设备布置高度不低于
9、1.5m,当洞内涌水量达到1.0 m3/s(对应水位高1.2 m)时,TBM电气系统不会被淹受损。(2)充分利用TBM上坡掘进的有利条件,以自流排水为主,抬高洞内运输轨道,增加隧洞底部过流断面,当洞内水位达到轨面时,隧洞过流断面为1.68 m2,经计算自流排水量为0.29 m3/s。洞内排水断面示意图见图2。图2洞内排水断面示意图(3)强制排水辅助措施。布置2台76 kW离心泵(16.3 m3/min)接力往外排水,排水钢管300 mm,一台安装在TBM后配套台车上,另一台布置在隧洞中间,经计算强制排水量为0.06 m3/s。按以上排水措施,当洞内涌水量不大于 0.35m3/s时,TBM能正常
10、掘进;当洞内涌水量在0.351.0 m3/s范围内仍能确保TBM设备安全,但须停机对涌水进行封堵处理,达到正常掘进条件后再恢复掘进。2.3应用效果TBM掘进至桩号B22+671处突遇地下暗河支管涌水,单点最大涌水量为0.13 m3/s,洞内总涌水量为0.21 m3/s,洞内水位高度0.9 m,TBM掘进没有受到水淹的影响,在其他洞段掘进时,轨枕以下过流断面能满足正常排水。3长距离连续皮带机出渣技术64广西水利水电 GUANGXI WATER RESOURCES&HYDROPOWER ENGINEERING 2023(2)3.1出渣方式选择目前工程上TBM施工出渣方式主要有内燃机车有轨列车运输和
11、连续皮带机运输两种,本工程利用隧洞出口明渠基坑扩挖作为TBM装组、掘进施工场地,基坑深13.1 m,坡比1 1.5,原设计方案采用窄轨内燃机车、出渣车及液压翻车机联合出渣方式,缺点有:隧洞距离长、洞径较小,列车编组运输强度大、效率低、故障率高,TBM掘进慢;出口明渠基坑地势低,不适合布置卸料平台,渣料需二次转运,运输成本高;隧洞内高频使用大功率内燃机车废气排放污染大。经比较,选择连续皮带机出渣方式,优势更加明显:出渣连续,运输距离远,TBM利用率高,掘进快;维护管理简单,故障率低,维护人员少,劳动强度低;没有大功率内燃机车尾气对隧洞空气的污染;渣料直接通过洞口转接皮带运至弃渣场,无须二次转运。
12、3.2连续皮带机主要参数TBM施工出渣距离为12.929 km,按TBM最大掘进速度150 mm/min、开挖洞径5.94 m、岩石密度2600 kg/m3计算,TBM最大出渣量为648 t/h,参考类似工程施工经验,选用的连续皮带机主要技术参数如表2所示。表2连续皮带机主要技术参数参数名称输送能力/(t/h)岩渣粒径/mm带速/(m/s)装机功率/kW皮带宽度/mm皮带储存仓/层储存能力/m数值65503503.05 m/s1200(4300)76286203.3连续皮带机布置连续皮带机由主驱动、首尾驱动、皮带储存仓、机架、皮带机移动尾部、胶带、控制装置、张紧装置、硫化台等组成,连续皮带机机
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 水库 引水 灌区 隧洞 TBM 施工 关键技术 王松茂
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。