兰渝铁路西秦岭特长隧道方案研究

西秦岭特长隧道是目前中国铁路建设史上采用TBM掘进最长的隧道,设计为两座单线隧道,采用钻爆法和TBM相结合的施工方案进行施工。文章结合该隧道的环境及工程、水文地质情况,对方案比选及其TBM施工特点及工程适应性、隧道衬砌断面及其支护参数设计、TBM掘进与同步衬砌、连续皮带机出碴等关键技术方案进行了分析论述,并介绍了TBM设备和隧道的施工概况。     

西康铁路秦岭特长隧道I线出口段TBM施工

秦岭特长隧道是在我国铁路隧道中首次采用掘进机法(TBM)施工的隧道.I线出口段从1998年2月16日至1999年8月26日,共完成掘进5720.118m,平均月进度301.06m,平均日进度10.307m,最高月进度508.96m,最高日进度35.254m.文章分析了秦岭特长隧道I线出口段TBM施工的掘进进度以及掘进速度与围岩类别的关系,并在此基础上介绍了TBM通过不良地质地段的施工对策,为敞开式TBM在我国隧道工程中的应用提供了宝贵经验.     

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.     

西秦岭隧道TBM掘进同步衬砌技术

新建兰渝铁路西秦岭隧道是全线咽喉控制性工程,为确保全线总体施工目标,要求采用在TBM掘进及连续皮带机出碴工况下同步衬砌的施工方法.文章重点介绍了通过全断面液压衬砌台车的特殊设计,为有轨运输、连续皮带机、通风管及其它管线穿越提供空间的关键技术;由于实施了同步衬砌的施工技术及科学的运输组织,达到了TBM掘进、衬砌真正意义上...     

城市轨道交通工程TBM选型分析研究

全断面岩石掘进机(TBM)可分为敞开式、护盾式(单护盾、双护盾)以及复合式等型式,城市轨道交通工程安全、优质、快速施工的关键是TBM设备的正确选型.文章对城市轨道交通工程TBM选型的原则进行了论述;并结合重庆轨道交通六号线工程,通过对其线路条件、沿线隧道埋深、工程地质和水文地质条件、隧道使用要求、支护与衬砌形式、工期及造价等的综合对比分析,确定出了最佳TBM选择型式,即在岩石地层城市轨道交通工程中首先应选择敞开式TBM,其次再选择复合式TBM.     

中天山隧道TBM掘进施工适应性研究

文章结合TBM在南疆铁路二线吐库段中天山隧道中的应用,根据该隧道的地形地质条件并借鉴西康铁路秦岭隧道的实践经验,分析了TBM的工程适应性;依据勘察设计施工中实测的地质参数和掘进速度,探讨了主要地质因素对TBM掘进效率的影响,对如何使TBM适应地质条件,以及如何采用针对性措施提高掘进速度进行了分析研究。结果表明,隧道围岩的工程地质对TBM掘进效率影响显著;采用高质量和耐磨性能的刀具、增大TBM总推力是提高TBM掘进效率的有效途径。     

支撑式TBM与双护盾式TBM在设计选型中的比较

如何对硬岩隧道(洞)施工中使用的TBM进行设计选型?相信这是每个工程业主和设计院都需要面对的问题.通过对硬岩隧道(洞)掘进中,支撑式和双护盾式TBM的施工方法及设备功能包括对地质的适应性以及初期支护与混凝土衬砌型式、不良地质地段处理方法、出碴运输方式、环境影响等进行比较,并结合辽宁省大伙房输水一期工程输水隧洞施工中TBM的工程实践,提出了弥补支撑式TBM开挖和衬砌不能平行作业的改进构想,提出了采用栈桥式仰拱模板台车和全环内通式模板台车的施工方法.通过改进,可实现一模养生、一模浇注、第三模移动框架梁的作业工序.     

敞开式TBM在软弱围岩地段施工对策探讨

文章通过对磨沟岭隧道软弱围岩地段采用敞开式TBM施工的工程实例,阐述了敞开式TBM软弱围岩地段施工对策,为以后类似工程的设计施工提供了经验.     

油气管道隧道衬砌台车设计、制造与应用

采用传统隧道衬砌台车施作小断面油气管道隧道衬砌时,存在下部净空不足,阻碍施工机械通行,致使隧道只能进行单一工序施工,施工进度缓慢等问题。文章通过采用模板与门架全贴合技术、滑动支座技术、台车整体顶升技术、自动化控制技术等对传统衬砌台车进行小型化、自动化改造,以使台车净空最大化,为施工机械穿行台车下部创造条件,实现小断面油气管道隧道掘进、初期支护和二次衬砌作业同步施工及台车半自动化支模施工。通过工程实际应用表明:采用改造的油气管道隧道衬砌台车,可大幅提升油气管道隧道施工的安全、质量和效率,节约隧道整体工期,为后续管道安装赢得宝贵时间。     

超长隧洞TBM施工关键技术研究

"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124 km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.     

复合式TBM在重庆地铁实践中的关键技术研究

文章通过复合式TBM在重庆轨道交通六号线工程中的应用实践,对复合式TBM的特点及其工程适应性进行了分析;对衬砌断面及其支护参数的设计、超深竖井及其支护参数的设计,以及复合式TBM穿越建筑物的施工微扰动控制设计等几大关键技术方案进行了详细阐述;明确了设计方案的合理性与先进性.     

TBM掘进数据标准化预处理方法研究北大核心CSCD

TBM信息化采集了海量数据,对TBM数据的标准化预处理是进行诸多研究的前提。基于此,提出了一种TBM掘进数据标准化处理方法,依托TBM现场施工掘进大数据,以破岩特征为依据选取基本掘进参数(刀盘转速、推进速度、刀盘推力及刀盘扭矩)分析掘进过程TBM数据特点,提出循环掘进过程空推段、上升段、稳定段及下降段起点的判别方法,对稳定段起点提出了标准差法判别方法、均值判别方法、直方图判别方法,满足实时和非实时的数据划分需求。最后对两个TBM工程的数据进行标准化预处理,实现施工大数据的标准化。结果表明,提出的标准化预处理方法可实现循环掘进过程数据的有效划分。研究成果可推广应用于众多TBM工程的数据标准化处理,有效实现机器学习数据库的建立。     

管片接缝防水工艺的应用与发展

我国自引进TBM掘进水工输水长隧洞的施工工艺以后,工程技术人员经过十多年不断的探索和研究,混凝土衬砌管片的接缝防渗止水工艺有了长足的发展,从根本上解决了TBM掘进水工输水长洞工艺的防渗止水技术。     

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。     

General Construction Technology Scheme of Tianshan Shengli Tunnel on Urumqi-Yuli Expressway北大核心CSCD

With a total length of about 22 km, Tianshan Shengli Tunnel on Urumqi-Yuli Expressway is currently the longest expressway tunnel under construction in the world. It adopts the construction scheme of "3 tunnels (2 D& B main tunnels and 1 TBM-driven middle pilot tunnel) + 4 shafts", which is characterized by great construction difficulty and high technical standard requirements. The tunnel construction is faced with technical challenges such as TBM passing through large fault fracture zones, long-distance construction ventilation in three tunnels, deep and large shaft construction and logistics organization in two-main tunnel construction assisted by middle pilot tunnel. In the parallel three-tunnel method design of Tianshan Shengli Tunnel, the TBM-driven middle pilot tunnel can not only play the role of advanced pilot tunnel, but also assist the construction of the two main tunnels and speed up the construction progress. For the middle pilot tunnel, the TBM excavation diameter is 8.4 m, and the initial support is designed as 100% force-bearing capacity in construction period, which can meet the requirements for two-way material transportation, ventilation and belt mucking in the pilot tunnel. Vault suspension scheme is adopted for the continuous belt conveyor, which can reduce the impact on the material flow organization in the cross passages. Multifunctional service vehicles (MSVs) independently developed by CCCC Group are used for the transportation of TBM materials and prefabricated inverted arch blocks, which can realize double-headed driving. TBM will pass through two large fault fracture zones F6 and F7. According to the stability of the surrounding rock at the tunnel face, the targeted treatment measures would be adopted. If necessary, the scheme of "steel segment + extruded concrete" shall be used for the initial support. In case of serious machine jamming or rock collapse, the heading expansion excavation method or bypass heading method shall be used. Tianshan Shengli Tunnel adopts phased forced ventilation option, and the ventilation mode is designed in stages with the change of tunnel construction stage. The fans and air pipes used are imported ones, and a ventilation management team is set up to strengthen ventilation management and ensure ventilation quality. Highly mechanized construction is used for the two D& B main tunnels, the application of equipment such as three-arm rock drilling jumbo and wet shotcrete machine is promoted, so as to reduce the number of workers and labor intensity, and improve work efficiency. The deep shafts of Tianshan Shengli Tunnel are constructed by short-section excavation and lining mixed operation method, and the initial support is lined by formwork pouring concrete, so as to realize safe and rapid excavation. According to the research results, the construction technology scheme for Tianshan Shengli Tunnel can meet the needs of tunnel construction. The research results can be directly used to guide the construction of Tianshan Shengli Tunnel, and provide reference for the construction of extra long highway tunnels in high-altitude areas. © 2022, Editorial Office of "Modern Tunnelling Technology". All right reserved.     

TBM盘形滚刀的质量控制及其检测维修技术

文章在消化引进技术的基础上,对盘形滚刀的损坏规律进行了深入的分析,对如何提高盘形滚刀的寿命、降低刀具消耗进行了深入的研究,实践中取得了很好的成果,提高了掘进速度,降低了掘进成本,形成了技术经济性能优良的盘形滚刀检测维修技术。其研究成果可供TBM施工单位参考。     

超前地质预报在TBM施工中的应用

TBM隧洞施工法与常规钻爆开挖方法相比具有高效、优质、安全、经济、环保和低劳动强度等优点。TBM施工对地质状况非常敏感,在深埋长大隧洞TBM施工中,经常遇到不良地质体,如大规模塌方、涌水,岩爆等,都会严重影响TBM正常的掘进施工。为保证TBM施工安全,需要实时对不良地质体进行超前地质探测和超前地质预报,判断可能发生施工地质灾害的相对位置、规模和严重程度等,以便提前做好技术准备,指导TBM施工。文章介绍了超前地质预报在东北某工程TBM施工中的应用技术。     

基于岩体指标和掘进参数的TBM净掘进速率预测模型

净掘进速率是TBM施工速度的主要评价指标,与围岩物理力学性质、TBM掘进参数之间存在一定相关性。文章以兰州水源地建设工程输水隧洞双护盾TBM施工为背景,基于现场实测数据,选择岩石单轴抗压强度、抗拉强度、变形模量、泊松比、岩石耐磨性CAI值等岩体指标,以及刀盘推力和刀盘转速等掘进参数,进行TBM净掘进速率与有关影响参数之间的单因素相关性分析,得到相应拟合公式;基于TBM净掘进速率与岩体指标、掘进参数之间的相关性,利用多元非线性回归方法建立了TBM净掘进速率预测模型。通过将兰州水源地建设工程输水隧洞实测TBM净掘进速率和预测结果进行对比,验证了TBM净掘进速率预测模型的合理性。研究结果表明:(1)在复杂的多种地质条件下,TBM净掘进速率与岩石单轴抗压强度、抗拉强度、变形模量、岩石耐磨性CAI值、刀盘推力以及刀盘转速呈负相关关系,与泊松比呈正相关关系;(2)干湿状态对岩石耐磨性CAI值有一定影响,饱和状态下岩石耐磨性CAI值与TBM净掘进速率之间的相关性更显著;(3)建立的多元非线性回归预测模型,预测精度较高,可为相似地质条件下TBM净掘进速率估算提供参考。     

郑万高铁重庆段隧道二次衬砌施工质量管理实践

隧道二次衬砌的施工质量关系着铁路运营安全。文章以郑万高铁重庆段隧道二次衬砌施工为背景,针对二次衬砌质量缺陷问题,对工装设备、施工工艺和管理措施进行了优化,特别是针对初期支护平整度、防水板铺设、台车布料、混凝土振捣、拱顶防脱空监控、施工缝处理、止水带安装等方面采取了一系列改进措施,实现了隧道二次衬砌施工横向到边、纵向到底的有效管理,规范了作业标准,提升了施工质量,取得了良好的施工效果。