大伙房输水工程特长隧洞TBM选型及施工关键技术

介绍了大伙房水库输水工程特长隧洞设计要点。根据工程地质、地形条件,选择隧洞的施工方法和tbm型式,并对tbm地下组装洞室、隧洞施工通风、连续皮带机出渣、不良地质段施工对策等关键技术问题进行了论述。

tbm的选型对于tbm隧道工程具有重要的意义。本文以大伙房输水工程tbm1标为背景,探讨研究了该隧道工程的tbm选型。从tbm的形式到主要参数的选取及装备的模块等,希望能对类似工程提供参考。

依据tbn法在大伙房输水工程施工中的应用实践，探寻该施工方法在隧洞施工设备选型适用性、单机掘进深度参数、支洞布设等方面应遵循的原则，同时针对性地提出tbm法施工的组织管理对策，研究可为同类型隧洞工程的施工与管理提供有益借鉴。

辽宁大伙房水库输水工程的输水方式,是通过引水隧洞放入天然河道苏子河进入大伙房水库。输水隧洞为无压自流式引水,tbm施工段掘进的总长度为18.6km,此地段地质条件比较复杂。主要以tbm施工段掘进时,通过查梁子不良地质段时采取的主要技术措施进行研究和探讨。

辽宁省大伙房输水隧洞tbm2标段独头开挖长度超过8km,贯通精度的控制是工程施工的难点之一.本文对贯通误差、控制测量实施方案进行了详细研究,通过控制测量措施和方案的有效实施,实现了该标段隧洞的高精度贯通.大伙房tbm2标输水隧洞高精度贯通为我国以后做好长大隧洞控制测量方面积累了经验.

大伙房输水工程，无压隧洞采用马蹄形结构，在隧洞衬砌过程中，衬砌混凝土出现多条裂缝，为了分析裂缝产生的成因，采用了观测仪器对衬砌混凝土进行观测，观测成果显示了衬砌混凝土内部应力的变化，为裂缝成因分析提供了理论依据。

本文论述了tbm在大伙房水库输水隧洞工程中的施工设计和衬砌方案,对tbm施工中的主要技术措施作了介绍,旨在为今后类似工程采用tbm施工提供技术经验。

以大伙房特长隧洞桩号8+538前方的地质为例,利用tsp203对其进行地质解译。tbm开挖后所暴露的地质条件表明,tsp203利用泊松比以及波速的变化能够准确预报地质情况。

辽宁省大伙房水库输水工程tbm3标段主洞地质条件较差,通过方案研究拟采用双护盾tbm进行开挖,采用预制管片进行衬砌,降低了施工成本和安全风险,同时节省了工期.

tbm设备是目前隧洞施工比较先进的设备,其系统复杂、造价昂贵,因此对设备进行状态检测极其重要.对设备进行状态检测,使故障在萌芽状态时就能够进行有效的维护,从而使设备发挥最大潜能.文章结合大伙房输水工程tbm2标段设备状态检测,对设备状态检测意义、内容等进行了详细分析,希望对类似工程起到参考作用.

辽宁省大伙房水库输水一期工程,是解决水资源不均衡的调水工程,辽宁省大伙房水库输水一期工程主体隧洞开挖弃渣的处理和利用,采取了切实可行的防护技术措施,保证了渣场的稳定,同时将符合规范要求的石料用于不同的用途,变废为宝。

大伙房水库输水工程tbm3施工段查梁子段,地质条件较为复杂,tbm能否顺利通过存在较大的风险,为此对工程提前进行了风险评估和施工预案准备。结果表明,在对围岩软弱破碎带、断层及含水地带采取相应的处理措施后,采用tbm施工比钻爆法更能适应不良地质条件下不同围岩的掘进要求。

水利水电技术　第37卷　2006年第8期 waterresourcesandhydropowerengineeringvol137no18 浅谈tbm施工输水长隧洞的关键技术 樊安顺 (山西省万家寨引黄工程管理局,山西太原　030012) 　地下工程;引黄入晋;隧洞;tbm 中图分类号:tv54412　　　　文献标识码:b　　　　文章编号:100020860(2006)0820037203 　　　　　　　　　　 收稿日期:2006206202 作者简介:樊安顺(1962—),男,高级工程师,副局长。 1　概　述 山西省万家寨引黄工程是从黄河万家寨水利枢纽 取水,贯穿山西省北中部地区,解决太原、朔州和大 同3个主要工业城市水资源紧缺问题的一项大型跨流 域引水工程。引黄工程一期工程共开凿2

北疆供水二期工程中的西二、喀—双、双—三隧洞总长516.19km,设计采用18台tbm分段掘进,其中喀—双隧洞单洞长283.27km,是目前世界在建最长的输水隧洞。深埋、超特长、tbm集群施工是该隧洞工程建设的显著特点,结合区域地质构造特征、工程地质条件和大量地质勘探成果,分析了存在的主要工程地质问题,提出了tbm结合钻爆法联合分段掘进的施工组织方案。并围绕深埋隧洞施工支洞及tbm进入通道型式的选择布局、超特长隧洞分段施工及tbm掘进方案优化设计、tbm集群施工及配套系统高效运行管理、地质灾害预测预报及风险防范控制、软岩变形控制及断裂破碎带安全掘进等工程建设中的重点、难点及关键技术问题,开展了分析讨论。可供tbm设计制造和长隧洞工程建设借鉴参考。

由于历史原因,目前我国现行的工程水价均较低,新建项目按现行水价均无法正常运行,只能根据项目的投资运转情况测算水价,而测算的水价还必须与用户的承受能力相适应,水价才可能得到实施。为了使大伙房输水工程实施的供水价格既符合理论要求,又具有实际可操作性,在满足工程投资回收和正常运转的前提下测算了供方水价;按当前的经济发展速度分析了工业和居民对测算水价的承受能力;兼顾供需双方利益,应用ahp测算了综合水价,并提出水价合理性建议。

大伙房输水工程9号洞上游洞段岩石条件是最差的,在施工中合理、及时地采取了各种有效的开挖支护及相关处理措施,安全优质地保证了施工的顺利进行,为今后同类工程施工积累了宝贵经验。

辽宁省大伙房输水工程为长距离封闭式管道有压输水,在国内尚属首次,为目前国内管道输水距离最长、输水量最大、供水方式最复杂的工程。工程主要提供辽宁中南部7城市居民生活与工业用水。视频监控系统为推动大伙房水库输水工程信息化起到了非常重要的作用,而大伙房输水工程应用的视频监控系统可以实现本地存储和远端数据共享。再加上整个系统能实现统一管理,更是可以及时准确地为领导决策提供直观的图像信息。然而随着时间的推移,早期搭建的视频监控系统设备繁杂致使故障高,运行不稳定,令目前维护起来相当困难,另外加上图像清晰度偏低等因素都必须通过改造升级才能有效解决。同时也可降低故障率,节约后期维护成本。

随着我国大规模基础建设的开展,隧洞工程已成为水利水电、铁路和公路等大型项目中的重要工程,而隧洞塌方也成为常见的典型事故。文章阐述了大伙房输水工程引水隧洞某支洞施工塌方的原因,以及相应处理措施,可为以后类似工程塌方治理提供借鉴。

针对大伙房输水(二期)工程两段隧洞之间的连接型式,采用典型断面进行设计,并对设计的预应力混凝土管涵进行了三维有限元分析,分析结果表明,预应力管涵方案满足设计要求,说明采用的连接结构型式安全合理,可供类似工程参考。

近年来tbm作为常用的隧洞施工设备，为地下空间的开发与利用提供了先进的技术与装备支持，但是受勘探条件的限制，深埋长隧洞tbm施工中，经常遇到未能预料的不良地质条件，从而产生隧洞地质灾害，影响隧洞正常施工。结合深埋长隧洞tbm施工优势和施工难点，探讨了深埋长隧洞tbm施工关键技术，并针对性的提出了一些解决对策，相关成果可供国内外类似地质条件下的工程设计和施工参考。

“引黄入晋”隧洞工程作为大规模集中采用tbm施工的大型引水工程,创造了tbm累计掘进124km的新纪录,开创了tbm施工技术在我国广泛应用的先河。文章以此工程为范例,介绍了tbm用于超长深埋岩石隧洞施工的若干关键技术,并就tbm适用条件、隧洞衬砌理论、掘进参数确定等进行了分析和研究,可为其它类似工程提供借鉴与参考。

我国目前的tbm施工技术无论是设计还是施工方面都正处于形成过程，尚属起步阶段。本文以“引黄入晋”工程为例,研究和分析了tbm适用条件、掘进参数确定和隧洞衬砌理论等，同时也对超长深埋岩石隧洞施工中采用tbm技术的一些关键技术进行了介绍,可提供参考和借鉴给其它类似工程。