世界首台大直径超小转弯TBM“抚宁号”下线

正6月4日上午,由中铁工业旗下中铁装备制造的世界首台大直径(9.53 m)超小转弯TBM"抚宁号"在天津成功下线。该设备设计最小转弯半径90 m,最大设计纵坡9.02%,是目前世界大直径TBM中转弯半径最小且纵坡最大的设备。"抚宁号"TBM是中铁装备为河北抚宁抽水蓄能电站量身打造的大直径超小转弯TBM,整机总长85 m,总重1 700 t。针对该项目开挖隧洞围岩完整性好、岩石抗压强度高、石英含量高、转弯半径小等特点,中铁装备采用针对性的创新设计,搭载成熟的支护系统,实现高效破岩、稳定掘进、快速支护。     

兰州市水源地建设工程输水隧洞TBM1施工段关键技术研究

兰州市水源地建设工程输水隧洞TBM1施工段工程地质条件、工程设计和布置较为复杂,施工中面临连续皮带机出碴、变坡段排水、不良地质段处理、超前地质预报等关键技术问题。通过对上述问题的分析研究,文章提出了针对性的处理措施或方法:重点关注转弯段及上坡段连续皮带机的稳定运行,针对常见故障提出了相应处理方法;设计了TBM支洞下坡段及主洞上坡段掘进的排水系统;TBM掘进过程中采用地质分析、施工地质描述、物探方法相结合的综合超前地质预报方法对掌子面前方的地质条件进行预报,根据预报结果采取针对性的应对措施,避免或减轻地质灾害的发生。TBM1的掘进实践表明,所采取的措施效果良好,保障了TBM1快速、安全施工。     

大伙房输水工程特长隧洞TBM选型及施工关键技术研究

大伙房输水工程隧洞长85.32 km,开挖洞径8.03 m,属于深埋特长隧洞.隧洞施工采用以TBM为主、钻爆法为辅的联合施工方式.隧洞穿越区域水文地质条件复杂,开挖中面临的主要工程地质问题有围岩稳定性、隧洞涌水、石英砂岩的掘进效率及岩爆等三大关键技术难题.文章通过对大量文献资料和工程实例的研究,概述了TBM近一个世纪的发展及其在隧道建设中的应用现状和主要问题.通过对大伙房特长隧洞所穿越区域的地质条件以及主要工程地质问题进行分析,并结合国内外已有的TBM施工经验,以及对特长隧洞TBM选型进行分析,决定选用锚喷支护+模筑混凝土复合衬砌结构支护系统代替管片衬砌结构,采用连续皮带机高速度出碴、TBM掘进独头长距离施工通风以及TBM洞内组装和检修等技术,对大伙房输水工程特长隧洞高速度、高标准、高质量的建成发挥了重要的保证作用,也可为今后类似工程提供参考和借鉴.     

锦屏TBM组装洞特大断面空间交错施工技术

锦屏二级水电站3~#引水隧洞TBM组装洞,是作为直径12.4 m的TBM进行洞内组装而设计施工的、特大断面地下洞室。为克服断面特大、工期紧张等压力,研究了TBM组装洞特大断面分四层共十步的空间交错开挖方法及顺序,确定了适合于上述条件的各层间施工"顶层先行,导洞并举,多层平行,立体交叉"以及同层"部分前行,余部跟进,支护紧随"的方法和作业顺序。文章简述了特大断面空间交错施工技术在锦屏特大断面TBM组装洞的技术应用。     

极端复杂地质条件下TBM隧道施工关键技术研究及应用北大核心CSCD

大瑞铁路高黎贡山隧道、引汉济渭秦岭隧洞、滇中引水香炉山隧洞等工程的相继开工建设,使富水破碎极软地层带来的TBM卡机、高地应力极硬岩地层带来的岩爆等TBM施工问题日益凸显。文章首先对比阐述了国内TBM隧道工程建设过程中常遇到的软弱破碎、极硬花岗岩等典型不良地质及其对TBM掘进所带来的影响,在总结分析辽西北供水、引松供水、引洮供水等工程建设过程中出现的隧道局部塌方、TBM卡机等案例及其影响因素的基础上,以极端复杂地质条件TBM掘进关键技术为对象进行了系统研究论述,结果表明:(1)超前地质预报技术是TBM施工应对极端复杂地质的重要手段,但目前尚无法对前方中远距离地质状况进行准确量化预测;基于微震监测分析结果,根据可能发生的轻微、中等、强烈等不同等级的岩爆,制定对应处置措施;节理发育、炭质板岩、断层破碎带等不同软弱破碎地层,应采取针对性的防卡机措施,同时可根据不良地质段的长度来选择合适的脱困方案;(2)TBM推力、推进速度、刀盘转速及扭矩等掘进参数的异常波动,是表征掌子面前方地质条件状态的重要指标,TBM掘进前,根据前期预判的全断面硬岩、软弱破碎等围岩条件,分别选择合适的掘进参数;TBM掘进过程中,应基于掘进参数异常变化,纠正地质条件预判并采取对应的调控措施,进而确保TBM处于最佳掘进状态;(3)针对既有TBM难以适应现有地质条件的情况,以引洮供水隧洞、引红济石隧洞、引汉济渭隧洞等工程为例,对TBM改造技术进行了分析论述。最后,针对极端复杂地质条件下的TBM隧道工程建设新问题及其应对措施进行了展望与探讨。     

高速公路隧道地下风机房施工技术

高速公路隧道辅助通风巷道的地下风机房具有断面多、跨度大、结构复杂、洞室交叉多、群洞效应明显等特点,若再遇到水文工程地质条件差等不良影响因素,将进一步增加工程施工难度。文章以石忠高速公路方斗山隧道专用通风斜井井底地下风机房为例,介绍了该类型地下风机房的施工技术方案和关键施工技术,以期给类似条件下的地下工程设计和施工提供可借鉴的经验和参考。     

城市地下工程盾构施工风险分级管控平台研发与应用分析

为有效解决城市地下工程盾构施工风险事件高发、预警响应不及时等问题，基于风险分级管控理念，结合盾构掘进参数智能化预报警机制研究，研发了城市地下工程盾构施工风险分级管控系统平台，平台主要包括盾构掘进设备参数及监控数据全维度采集、综合信息集成、GIS图层展示、盾构掘进参数智能监控、监控量测数据智能采集、风险预测及预警管理、系统管理等模块，能够实现对盾构掘进数据超限智能预警、风险智能监控、施工风险动态管理以及成型隧道结构工后风险状态管控等功能。该平台的研发与应用，为有效解决当前盾构施工监管难度大、风险响应滞后等问题，以及对各类城市轨道交通及大型市政类工程盾构施工风险信息化智慧化管控平台建设提供参考样例。     

超大直径泥水平衡盾构断层破碎带掘进关键技术研究

为研究超大直径泥水平衡盾构穿越断层破碎带施工技术，以深圳某隧道工程为依托，对超大直径泥水平衡盾构穿越断层破碎带工程特点及难点进行分析，重点分析了泥水平衡盾构掘进过程中滞排、结泥饼、刀具磨损严重等问题产生的原因，并研究了泥水平衡盾构穿越断层破碎带的关键技术。针对滞排、结泥饼问题，在盾构机选型阶段优化刀盘结构设计，并采用大格栅+双破碎机排渣破碎系统、气垫直排式及主机段小循环模式等针对性措施，提高泥浆携渣能力、输送能力，降低渣土滞排和结泥饼的风险；针对刀具磨损严重问题，提出强化刀具状态监测及“逢红必检、有损必换”、杜绝刀具“带病作业”的刀具管理方针，确保刀具状态监测的可靠性和准确性，提高刀具使用寿命；最后，结合现场实践总结出“预防为主、防治结合、综合治理”的施工原则，采取辅助气压掘进模式穿越断层破碎带；通过对施工过程的研究分析，得到盾构掘进参数、泥水参数建议值以及各项针对性解决措施。     

富水弱胶结地层大断面隧道施工方案优化与工程应用研究北大核心CSCD

在富水弱胶结地层中,隧道施工极易诱发围岩坍塌或支护结构大变形。以兰渝客运专线桃树坪隧道3#斜井工区正洞段为研究背景,提出了一种适用于富水砂岩地层的“底部双导洞超前”施工工法。同时采用真空轻型井点+集水井的联合降水方案进行隧道内超前降水,以降低施工难度;采用数值分析和现场监测的方法对方案的合理性和有效性进行分析与评价。结果表明,隧道在采用“底部双导洞超前”施工工法时,拱顶沉降和净空收敛值分别为50 mm、32 mm;其支护结构上的最大接触压力为135.3 kPa;支护结构的变形和受力均在允许范围之内,隧道结构安全、稳定。“底部双导洞超前”的施工工法已成功应用于桃树坪隧道,可为后续富水弱胶结地层或软弱岩层中的超大断面隧道施工提供参考和借鉴。     

上海轨道交通12号线正式开工

2009年1月23日，上海外滩通道北段开始掘进。此后的半年时间里，它将要穿越将近1km的外滩万国建筑群，挑战前所未有的地下施工难题。外滩“通泰号”盾构直径14．27m，是目前国内直径最大的土压平衡盾构。外滩通道北段要从地下穿越22栋历史保护建筑，首先穿越的是浦江饭店和上海大厦。盾构离这两栋建筑桩基的最小距离分别只有1．7m和3m；然后，盾构将从外白渡桥的两侧新桥墩间钻过，最小距离也只有1．47m。     

深穗中跨珠江口通道选用盾构法隧道方案的风险及对策

长大深水底隧道面临着复杂地质、环境保护、港口产业、航道交通、空域交通、异常气象等风险,盾构法隧道作为一种环境友好型工法,具有自身独特的优势去克服以上风险。文章针对深圳、广州至中山跨珠江口通道工程的特点,基于广州地铁在类同复合地层盾构工程的大规模实践成果,同时结合国内外大直径、高水压、长距离推进等盾构施工关键技术的突破和经验,对施工方案进行了综合研究,认为盾构法三隧洞方案"功能齐备、质量保障、经济合理、风险可控等优势明显,为本工程最优方案,并进一步分析了本盾构隧道工程的风险及对策。     

共用围护相邻基坑“先浅后深”施工技术

地下空间开发中基坑群的施工面临着施工筹划和相互保护的技术难题，尤其是共用围护墙．“先浅后深”施工风险更大。通过轨交、隧道工程和房地产开发相结合的地下综合体的施工数值模拟和实施数据分析，总结出基坑群施工的关键技术和相互保护措施。     

新技术新工艺

矮寨悬索桥关键技术国际领先 日前，依托湖南湘西矮寨悬索桥开展的“矮寨悬索桥关键技术研究”顺利通过交通运输部科技司组织的专家鉴定。专家一致认为，项目成果达到了国际领先水平。湖南湘西矮寨悬索桥是吉茶高速公路的控制性工程，建设在矮寨镇上空330米处跨越德夯大峡谷。“矮寨悬索桥关键技术研究”是交通运输部重点科研项目，被列入2013年十大交通科技重点推进方向。     

铁路复线三线隧道双侧壁导洞法施工技术

在山岭地区修建铁路,因受地形限制,往往几条铁路穿越同一山脉,线路并行需要大断面隧道通过,例如在建的兰渝高铁(双线)就和遂渝二线(单线)穿越同一座山,形成三线大跨隧道.与其他双线铁路隧道相比,三线隧道具有跨度大、高度变化相对较小(即矢跨比变小)、结构形状更加扁平等特点.文章简要介绍了兰渝复线铁路唯一的一座三线隧道——新作坊隧道的“双侧壁导洞法”的施工工艺和关键技术,研究分析了施工方案优化及施工效果.     

中铁科研院西南院喜获“中国土木工程詹天佑奖”

近期,由西南院参建的“雅安至泸沽高速公路”项目喜获第十七届“中国土木工程詹天佑奖”。雅安至泸沽高速公路项目全长239.844 km,位于四川省西南部,由四川盆地边缘向横断山区高地爬升,被称作“云端上的高速公路”。是国家“十一五”重点公路建设项目,是交通运输部确定的“科技示范和勘察设计典型示范”双示范项目。西南院依托雅泸高速工程,参加完成了交通部重大科研项目“高速公路螺旋型曲线隧道运营安全控制技术研究”、四川省交通厅交通建设科技项目“小半径螺旋型曲线隧道施工通风与防灾技术研究”等项目、“大相岭泥巴山隧道施工组织设计研究”及“超高墩大跨预应力混凝土连续刚构桥梁设计与控制关键技术研究”。研究成果成功应用于雅泸高速公路干海子和铁寨子Ⅰ号两座小半径螺旋型曲线隧道工程、泥巴山隧道工程及腊八斤大桥和黑石沟大桥两座桥梁工程的设计及施工中。     

新技术新工艺

港珠澳大桥止水带研发填补国内空白 2011年11月8日，国家科技支撑计划“港珠澳大桥跨海集群工程建设关键技术研究与示范”项目领导小组主持召开了课题“外海厚软基大回淤超长沉管隧道设计与施工关键技术”第一阶段研究成果专家咨询会。与会专家肯定了由株洲时代新材料科技股份有限公司研发的止水带填补了国内空白，同时也要求有关单位考虑产品的可置换性，做好有关试验并制定施工工艺，加强市场推广和应用。     

铁路隧道钻爆法机械化修建设计关键技术北大核心CSCD

隧道钻爆法机械化修建方法是以全工序高效率大型机械配套为基础,用以解决复杂山区长大山岭隧道安全、优质、高效及经济等施工问题的一种技术方法。文章从隧道设计角度论述了钻爆法机械化修建面临的掌子面安全控制与洞身段变形控制两大关键挑战,并总结了以机械化全断面全地质型施工技术、掌子面稳定性评价方法、掌子面超前主动支护技术、掌子面超前支护“定量化”精准设计技术、低预应力锚杆主动支护技术、早高强喷混凝土主动支护技术、初期支护快速成环封闭技术、围岩形变压力计算方法等为核心的隧道钻爆法机械化修建设计关键技术,为推广应用隧道钻爆法机械化修建方法提供技术支撑。     

软土地层加固对盾构姿态调控及地层变形的影响研究

依托珠海市横琴杧洲软土地层大直径盾构隧道工程，建立未加固和预加固地层大直径盾构掘进数值仿真分析模型，通过改变推进系统荷载分布来施加偏转力矩，研究偏转力矩与盾构机俯仰角之间的关系以及盾构机姿态变化对地层变形的影响。结果表明，造成该工程盾构机初始“低头”状态的重力偏心矩为261 MN·m，地层预加固条件下，使姿态调至水平所需的偏转力矩约为21 MN·m，较未加固情况（111 MN·m）小81.1%；地层预加固条件下正偏转力矩每增加100 MN·m，盾构机俯仰角增加约0.015°，较未加固情况（0.095°）小84.2%；相同负偏转力矩条件下，预加固后俯仰角的绝对值较未加固情况小85.0%以上；地层预加固使地表最大隆起量和最大沉降量均减小95.0%以上。     

富水砂卵石地层盾构施工渣土改良研究

对于砂卵石地层盾构施工，由于土体内摩擦角大、流动性差、渗透系数大，导致进入压力舱的土体很难形成“塑性流动状态”，给施工带来困难，因此必须对渣土进行改良；本文基于砂卵石土物理力学指标分析进行渣土改良剂比选，最终确定使用泡沫作为渣土改良剂；试验得出泡沫剂的最佳配比为3％；下，改良后的渣土内摩擦角由42．56°降低到38．24°；渗透试验表明最佳配比下，改良后的渣土渗透系数由2．315×10^-2cm／s提高到5．328×10^-5cm／s；通过试验数据得出，经过现场盾构试掘进验证了泡沫剂改良砂卵石土层具有良好的效果。     

西部交通建设

贵州水盘高速公路全线通车将成黔连接川滇桂交通动脉 8月16日，六盘水至盘县高速公路（简称水盘高速公路）经过参建单位4年多的苦战，终于建成通车，进入通车试运行阶段，天堑最终变通途。水盘高速公路是贵州省最新规划的2008—2030年高速公路“6横7纵8联”网中，第7纵昭通至安龙高速公路的一段，同时也是国家高速公路网中杭瑞线与沪昆线之间的横向联系大通道。水盘高速公路项目部分控制性工程技术含量高，施工难度大，其中北盘江大桥290米斜腿连续钢构为目前亚洲有据可查的最大跨径；