双护持TBM施工中处理不良地质和设置止浆环的初探

万家寨引黄工程南干线隧洞,利用双护盾TBM施工隧洞,具有隧洞长,埋深大,地质条件复杂等特点,对效多不良地质构构造,对工程结构稳定不利,处理也困难,另外,隧洞内豆砾石灌浆时,如能设置止浆环,对提高灌浆质量有重要意义,为解决这些问题,提出了利用空腹管片衬砌技术方案,针对断层,裂隙处理设置混凝土塞的措施,对侧辟溶洞建立处理工作面的方法,用此方法还可以在I－II围岩中临时安装空腹管片,在完成对TBM的支撑作用后拆除管片,岩壁喷混凝土。     

谈新疆达坂隧洞工程管片裂缝处理技术

通过工程案例,对TBM法施工隧洞管片裂缝的原则作了介绍,探讨了裂缝处理方法、化学灌浆材料选择、施工技术及检查等技术,指出采用化学灌浆是管片裂缝处理行之有效的一种解决方法,处理后提高了隧洞整体结构的稳定性、整体性、耐久性和抗渗性。     

达坂隧洞双护盾TBM衬砌与围岩容固施工工法

介绍了达坂隧洞TBM施工管片组合与止水方法的工法特点,从管片组合、管片外侧限位块施工、封闭环与灌浆施工等方面,阐述了施工中的技术措施,通过对围岩容固工法的施工效益的分析,指出固结灌浆施工达到了预期的要求,可确保隧洞的安全与稳定运行。     

TBM隧洞管片衬砌封闭环与外侧限位器关键技术研究

结合达坂隧洞工程地质情况,针对双护盾TBM施工,大断面六边形(四块)管片衬砌豆砾石回填灌浆镶嵌式整体受力结构的特点,结合现场施工中管片错台等信息综合计算分析,提出了管片纵缝外侧限位器、豆砾回填灌浆封闭环、软弱围岩钢花管固结灌浆等创新技术,解决了一直困扰国内外TBM施工技术人员侧管片外移、豆砾石灌浆结石不密实、软弱围岩加固岩体等影响主洞衬砌结构施工安全的技术难题,对双护盾TBM应用于复杂地质条件积累了丰富经验。     

新疆大坂隧洞工程管片安装施工工艺

结合新疆大坂隧洞工程施工实例,针对采用全断面双护盾掘进机（简称TBM）施工的隧洞,阐述了洞内管片安装施工工艺,并提出了在管片安装过程中具体的处理措施,对保证成洞质量以及指导其他采用TBM施工的工程具有重要意义。     

双护盾TBM管片衬砌极限承载力分析

管片衬砌的极限承载力是高埋深引水隧洞能否采用双护盾TBM施工的关键难题之一。结合某电站引水隧洞,采用三维有限元法分析管片的极限承载力,并分析纵、环缝宽度、混凝土强度等级、管片厚度和围岩类别对其极限承载力的影响。管片能承担的最大外水压力与缝宽、混凝土强度等级和管片厚度基本呈线性关系,而与围岩变形模量基本呈二次曲线关系。在高内水压力条件下,缝宽、混凝土强度等级和管片厚度对管片纵缝张开量影响不大,而围岩变形模量对其影响较大。     

高海拔严寒地区交通隧洞盾构管片渗漏处理技术

某公路盾构隧洞位于高海拔严寒地区,盾构管片安装施工完成后发现较多部位存在漏水现象,给车辆通行带来较大安全风险。通过对隧洞管片接缝、螺栓孔及灌浆孔等部位渗水特征的统计分析,结合隧洞管片接缝漏水与山体断裂带分布的相关性,制定了管片接缝滴漏水部位埋管引排,管片接缝渗水及螺栓孔、灌浆孔漏水直接封堵的防渗处理方案,并据此开展了渗漏处理施工,取得了良好效果。     

TBM掘进混凝土预制管片衬砌缺陷及处理方法

介绍了硬岩掘进机TBM开挖输水隧洞并使用混凝土预制管片衬砌时，常见错台、裂缝、接缝渗水、孔洞四种缺陷．并就缺陷产生的原因、处理的材料和原则及方法进行了细致的探讨，为类似工程提供借鉴。     

管片衬砌承担高内水压力的可行性分析

 双护盾掘进机掘进与管片衬砌几乎同时进行,具有快速施工的特点,但管片衬砌能否承受电站引水隧洞高内水压力作用,是决定引水隧洞能否采用管片衬砌及TBM施工的关键之一。结合青松电站引水隧洞,对管片衬砌在承受高内水压力作用下的应力与变形特性进行三维有限元计算,对影响管片接缝张开的主要因素进行分析,获得在高内水压力作用下的管片应力、变形分布,深化对高内水压力作用下的管片衬砌特性的认识。计算发现在内水压力作用下,管片衬砌具有柔性变形特征,就青松电站而言,在现有的接缝止水技术条件下,管片衬砌可承受高水头内水压力作用,这对推动管片衬砌及TBM在引水隧洞中的应用具有重要意义。     

青海引大济湟调水总干渠工程引水隧洞TBM

1工程概况引大济湟工程是青海省内引大通河水穿越大坂山补给水资源紧缺的湟水河的长距离调水工程,由石头峡水库、调水总干渠、黑泉水库、湟水北干渠、西干渠等工程组成。引水隧洞是调水总干渠工程中最关键的工程,全长24.17km,隧洞进口段3025m采用钻爆法施工;出口段先采用钻爆法施工1200m,然后采用TBM施工19.94km。TBM施工洞段采用预制钢筋混凝土管片衬砌,每环6块,管片外径5.7m,内径5m,宽1.5m,采用错缝拼装。管片与围岩之间的空隙用豆砾石充填并进行豆砾石回填灌浆。引水隧洞穿越的地质主要为:泥岩夹砂岩、煤线及含碳泥砂岩、砂砾岩、泥质…     

TBM通过不良地质地段的施工技术

昆明上公山引水隧洞在采用TBM 开挖过程中,遇到了地质条件十分复杂、断层裂隙发育、地下裂隙水十分丰富以及掌子面大量涌水的不良地质地段,隧洞围岩大部分属于我国水电分类中的IV,V 级围岩。在TBM 通过这些不良地质地段时,采用了超前地质钻探、聚氨酯化学灌浆、增加污水水箱数量以及更换大管径排水管等技术措施,其中化学灌浆是最主要的技术措施,从而有效地解决了排水问题,防止了掌子面围岩的坍塌,保证了TBM安全通过不良地质地段,按时完成了开挖进度,取得了良好的施工效果。     

Tunneling in fault zones, Tuzla tunnel, Turkey

The Tuzla tunnel was excavated mainly in fault zones, shale and limestones using the conventional and shielded tunnel boring machine (TBM) methods. Fault zones in shales are brecciated and clayey, while those in limestones are of blocky structure. The rock mass rating, rock mass classification and support systems proposed for fault zones in Tuzla tunnel are insufficient for explaining the deformation and failure mechanisms encountered in the tunnel. In addition, dyke exposures, the fault-collapsed karstic system and groundwater also caused some problems during the excavation of the tunnel. The most important event relevant to fault zones in the Tuzla tunnel was the selection of a TBM. Before the excavation of the tunnel, the rock was determined to be of poor to fair quality. Therefore, tunneling with a TBM in rock of poor to fair quality was thought to be economic. However, during the excavation, fault zones with poor to very poor rock characteristics were encountered along an area comprising 70% of the tunnel length. The fault zones caused jamming of the TBM cutter and deviation from the tunnel alignment. In this respect, tunneling with the TBM method was quite problematic. Geotechnical problems encountered in the fault zones required special measures to be taken in the tunnel. With these measures, excavation and supporting of the tunnel were completed successfully by transforming heterogeneous conditions in the fault zones to homogeneous conditions in the tunnel impact area.     

锦屏二级水电站引水隧洞TBM开挖方案对岩爆风险影响研究

 为了提高施工效率,降低现场施工人员和设备的风险,锦屏二级水电站1#、3#引水隧洞采用大断面TBM进行施工。超大埋深TBM全断面施工,对于等级较强的岩爆,仍然可能会给TBM设备带来一定伤害。为此,通过微震实时监测和数值分析等手段,开展了TBM施工速度、导洞施工等TBM开挖方案对岩爆风险的影响研究。结果表明,降低TBM施工速率,有利于降低岩爆发生的风险;导洞施工+TBM联合施工对于极强岩爆风险的防范是十分有利的。研究成果可为TBM安全快速掘进提供重要的参考价值,也将为其他工程提供借鉴,具有重要的工程价值。     

Geotechnical risk assessment based approach for rock TBM selection in difficult ground conditions

There are many potential sources of geotechnical risk in mechanized rock tunnelling. Problems such as encountering fault zones with running and water bearing gouge, tunnel walls instabilities in running or blocky grounds, hard and abrasive rock sections and convergent tunnel sections are principal causes in geotechnical risk occurrence. On the other hand, the performance of each TBM encountering such conditions will be different. Therefore, using different TBMs will have variable risk levels. This paper is to discuss rock TBM selection based on geotechnical risk minimization. So, a new approach was proposed based on decision analysis using decision tree. Based on the newly proposed approach, the most appropriate TBM is one that has the minimum risk level either before or after hazards mitigation measures. To be able to check the performance of this approach in practice, selection of machine for Nosoud water transfer tunnel has been evaluated. A shielded TBM (either single or double shield one) was proposed for the tunnel based on the newly proposed method. However, a double shield TBM was selected because of its more flexibility in difficult ground conditions in comparison with single shield TBM and limitation of project construction duration. The machine performance during tunnelling period verifies the success of excavation using selected TBM.     

不同层厚层状岩体对TBM开挖的影响

 TBM的开挖效果在很大程度上受到节理间距的影响,TBM掘进速度随节理间距变小而增大,但节理间距过小,会造成掌子面岩体不稳,不利于TBM开挖。锦屏II级水电站引水隧洞洞段主要以层状大理岩为主,沿洞轴线方向大理岩层层厚变化较大,从几厘米到几米不等,层面是岩体中主要的不连续面,且层面与隧道轴线大角度相交。TBM的破岩过程主要受到高地应力条件和岩体层厚的影响。从TBM破岩机制角度,分析在高地应力条件下TBM在薄层面、中薄层面和厚层面大理岩层状岩体中的开挖表现,研究岩层厚度对TBM开挖的影响。     

上公山TBM施工2·22卡机事故工程地质分析

在上公山TBM的施工过程中,频繁的卡机成了制约和影响施工的主要因素。以2.22卡机事故为例,从主要的工程地质方面分析该卡机事故,以期获得卡机事故的一般规律及应对措施,为以后的类似事故做参考,提高施工效率。     

盘形滚刀切割岩碴粒径分布规律研究

 岩碴大小及粒径分布是联系机械掘进参数与岩石性质的重要指标。依据盘形滚刀切割岩碴形成机制,分析岩碴尺寸组成及形成特点。基于现场掘进试验,按不同岩性和掘进机不同推力水平,分组获取岩碴试样,对其进行尺寸量测与筛分试验,取得大量的岩碴尺寸数据,并运用概率统计理论对泥岩、砂岩的岩碴尺寸进行分布拟合检验;随后对实测岩碴粒径分布进行计算并与理论分布模型(对数正态分布函数和Rosin-Rammler分布函数)进行对比分析。在岩碴尺寸分布、粒径分布及其与机械参数的关系等方面取得一些有益的结论,对改进掘进机设计及提高掘进效能具有一定的参考意义     

TBM施工条件下隧道净空位移监测

 以辽宁大伙房输水工程为背景,介绍TBM施工条件下隧道净空位移监测技术。根据试验,提出一种激光准直TBM隧道净空位移监测方法,它利用开敞式掘进机与隧道周边之间的纵向通视空间,通过对拱顶和两侧边墙三点位应用激光准直法来实现,从而解决TBM施工中现有监测方法难以有效实施净空位移监测的难题。同时,研制出SWL–I型TBM隧道激光位移监测系统,具有满意的量测精度和简便的操作特性,已在该工程Robbins和Wirth两种开敞式掘进机施工环境中得到应用验证,并获得掘进机刀盘尾部拱顶和两侧边墙围岩净空位移的变化特性曲线,实现了TBM施工条件下的净空位移监测。     

深埋高地应力TBM隧道挤压大变形及其控制技术研究

深部岩体构造复杂、地应力高,对于挤压性地层开挖后容易产生挤压大变形,大量实践经验表明,若不及时合理处置应对将造成巨大的经济损失。关注TBM隧道,介绍围岩挤压大变形的机制、关于挤压性地层的提前预报方法和监测辨识指标,讨论预测围岩收敛变形的方法并详细介绍人工智能和非确定性分析方法,最后总结归纳常用的应对挤压性地层的处置手段。各种关于TBM隧道挤压大变形的辨识公式、预测方法以及处置手段都是依托相应的工程案例而建立,盲目的套用并不一定能起到预期的效果,建议具体工程问题应具体分析,综合比选,各取所长。