兰渝铁路西秦岭隧道TBM步进技术

根据西秦岭隧道钻爆法与TBM掘进法施工相结合的实际情况,提出TBM经过钻爆施工段的步进方案。通过介绍油缸推进、弧形滑道步进与电机驱动、整体托架步进这2种步进方法的技术特点、控制重点和详细的施工方法并对各自的优缺点进行比较,最终选择油缸推进、弧形滑道步进施工方案。     

西秦岭隧道TBM掘进步进施工技术

为了解决二次步进中TBM就位、安装步进设备中遇到的一系列技术难题,以兰渝铁路西秦岭隧道TBM施工为例,通过采用TBM在钻爆加大断面内模拟正常掘进、材料运输车编组优化、仰拱安装机改造等手段,解决了TBM步进设备(滑行支撑架)位置确定、步进材料供应、仰拱拼装效率低等难题,顺利、高效地实现了TBM二次步进作业。     

开敞式TBM滑板式步进技术在引松工程的应用

以引松工程为背景,结合TBM施工前的基建要求,详细介绍开敞式TBM滑板式步进机构的组成、步进原理,并概述滑板式步进技术对步进洞、始发洞、不良地质预处理段步进洞、检修洞的建造要求。最后,根据实际应用情况对滑板式步进技术始发和接收的操作流程、步进过程中的注意事项、出现的问题及步进效果进行总结,并结合基建要求对该种步进机构的优缺点进行阐述,可为类似TBM工程的前期基建及步进作业提供参考。     

西秦岭特长隧道TBM步进段弧形基础的设计与施工

TBM施工前的步进工作顺利与否,直接关系到整座隧道的施工工期。弧形基础是保证TBM步进的关键性附属设施之一。在应用ANSYS软件对弧形基础设计验算基础上,对其施工组织、施工顺序、工艺流程、模板安装、混凝土浇注及养护等进行介绍。通过TBM步进效果信息反馈,施工方法能满足TBM步进安全通过预备洞段,取得了良好的技术和经济效益。     

开敞式TBM步进技术

我国采用硬岩掘进机施工的项目,有一个突出的特点是TBM法和钻爆法充分结合,因而开始掘进前、中间转场或贯通后TBM都需要步进,甚至是长距离步进,TBM步进速度对工期影响较为明显。本文系统地总结了现有的TBM步进技术,重点论述目前效率最高、迅速得以推广应用的滑板式步进技术,包括结构与原理、步进流程、技术要点、应用效果、适应性改进、辅助工程需要注意的事项等。开敞式TBM采用滑板式步进技术具有设备投入少、施工设施投资少、步进速度快、适用于长短距离步进的优点。     

高楼山特长公路隧道施工方案研究

针对高楼山隧道特殊的工程特点,本文展开施工方案研究。首先,从工程规模及设备配置、土建投资估算和土建工期等方面进行综合比较,推荐高楼山隧道采用一台小断面TBM小导洞结合钻爆方案和一台全断面TBM结合钻爆施工方案。其次从地质条件、施工管理等方面分析了高楼山隧道采用TBM施工的可行性,得出高楼山隧道采用TBM施工可行。     

地铁盾构支洞步进技术

在对以往盾构始发、盾构过站、盾构过钻爆段等施工方法及步进装置调查的基础上,结合重庆市会展中心交通工程礼嘉站-平场站区间和平场站-黄茅平站区间工程实际,对盾构小曲率半径、长距离步进方式及步进推力装置进行了较深入的研究,总结出一套安全、高效、适用于小曲率半径长距离盾构步进的施工新方法,有效减少了工程成本、缩短了盾构步进时间。     

基于TBM施工的抽水蓄能电站进厂交通洞断面研究

为能在抽水蓄能电站进厂交通洞施工中创造TBM应用条件,实现TBM在多座抽水蓄能电站进厂交通洞施工中的多站连打,以国内拟建的多个抽水蓄能电站进厂交通洞为研究对象,通过分析已建抽水蓄能电站进厂交通洞断面特性,确定其断面尺寸范围,优化钢岔管、机电设备、施工交通等控制断面设计的因素,找出基于TBM施工的设计断面控制因素为机电设备,并对一次开挖成型和二次扩挖底板仰拱的断面设计方案进行比较研究。研究结果表明:一次开挖成型或者二次扩挖底板仰拱均可满足进厂交通洞功能需要,其中通过二次扩挖底板仰拱形成的有效断面最大,所需的TBM设备直径最小,综合施工难度不大,风险可控,且工期满足抽水蓄能电站总体需要。     

重庆轨道交通6号线敞开式TBM过站技术研究

为解决TBM过站及区间车站同步施工这一问题,对TBM掘进过站和步进过站2种方式进行专题研究,通过采取在施工前制定专项的施工筹划,优化车站结构形式、利用中间车站进行地面及辅助设施转场等措施,实现了以下目标:1)确保TBM连续通过6座中间车站;2)较好地发挥TBM独头快速掘进的功效;3)较好地协调区间与沿线车站的交叉施工组织。     

TBM弧形步进的滑槽快速施工技术

为提高施工进度,以西秦岭隧道为工程实例,从施工进度、弧面质量、经济效益等方面进行方案比选,最终选择了TBM弧形步进滑槽的快速施工方法。事实证明此方案是可行的,达到了最高日进度160m的记录,保证了TBM组装和步进的开展。     

“一洞双机”TBM组装洞结构形式优化分析与探讨

北疆供水2期工程某标段采用“一洞双机”的TBM施工组织模式,即2台TBM的组装及掘进施工均通过同一个组装洞进行,这对组装洞的结构形式提出了新的要求。为便于TBM组装及快速掘进施工,采用工程类比与数值计算相结合的方法,首先,从2台TBM同时组装与快速掘进施工等需求出发,分析原组装洞设计形式的缺陷; 然后,提出优化方案,并对结构变化较大的部位（主支洞交叉口处）进行结构受力验算,确保结构稳定。按照优化方案修建的TBM组装洞完成了2台设备的同时组装任务,并在后期掘进施工中初步达到了连续、快速掘进的目标,缩短了工期。     

南平长大隧道钻爆设计技术

通过南平长大隧道的施工与实践,对不同围岩类别隧道钻爆开挖施工进行总结,阐述隧道钻爆的影响因素,钻爆参数确定方法,进行隧道钻爆设计研究,从而获得最佳进尺效果和洞身周边爆破效果。     

中国盾构和掘进机隧道技术现状、存在的问题及发展思路

简要分析我国盾构、掘进机隧道修建技术的现状,包括水下盾构隧道、地铁盾构、TBM隧道和山岭TBM隧道的技术现状。通过列举典型工程案例,分析总结我国盾构、掘进机隧道技术存在的问题:1)水底公路隧道盾构直径过大,2)单层管片衬砌的耐久性不足,3)护盾式TBM有很多局限性,4)土压平衡盾构不是万能的,5)隧道线路标高选择不合理,6)工程建设中存在4大不合理。针对这些问题提出解决建议:1)一般情况下,水底公路隧道盾构直径不宜超过12 m;2)增设二次模筑混凝土衬砌,形成复合衬砌结构;3)取消护盾式TBM,提倡采用开敞式TBM;4)盾构选型时,应同时考虑比选泥水盾构、土压盾构和开敞式无刀盘盾构;5)避开在岩层交界面上选线;6)工程建设一定要坚持科学发展观。为盾构、掘进机隧道的设计和施工提出新思路,包括:1)无刀盘的开敞式网格盾构,2)压缩混凝土衬砌,3)TBM导洞超前再钻爆法扩挖,4)风井始发盾构。最后,指出大直径盾构不是发展方向,长距离掘进(2 km)时,深埋盾构施工才是发展方向;并提出琼州海峡隧道采用盾构法施工(深埋优于浅埋),渤海湾海峡海底隧道采用直径为10 m的TBM+钻爆法施工,台湾海峡隧道采用深埋方案开敞式TBM+钻爆法施工的想法。     

对兴建渤海海峡跨海通道有关问题的思考

从我国长城关内外交通运输量增长的需求,交通运输便捷性,通道建成后的区域受益等方面讨论了建设渤海海峡跨海通道的必要性和迫切性。关于兴建渤海海峡跨海通道的时机,认为只要国家经济形势许可,条件基本具备,就应抓紧进行各项前期工作,促使工程早日开工建设。而对于沿渤海湾海边陆域另外新建沿海快速国道/高铁的建议,则提出了不同的观点。在施工风险方面,认为渤海海峡跨海通道的建设在地质问题处理上难度巨大,应进行严格、详尽的风险评估,并采取有效的安全避险、减险措施。简述渤海海峡跨海通道选用建隧方案的技术优势,并对建隧方案中若干有疑议的观点进行简要说明。重点对渤海海峡跨海通道的施工方案和工期估计进行详述。认为渤海海峡跨海通道施工应采用隧道硬岩掘进机(TBM)与钻爆法相配合,加建中间服务隧道,并给出4种横断面布设方案。以方案2,即:采用高铁,单线、双洞,主洞φ8. 0 m,服务隧道φ5. 5 m的方案为例,给出方案实施建议,并对工期进行预估。将该方案分为2种子方案(第1子方案:中间服务隧道(φ5. 5 m)先行,主洞大口径TBM(φ8 m)和后面拖车部分先拆卸成块后从服务隧道和平洞进入主隧道内,经洞内组装后再开挖掘进;第2子方案(备选):主洞起始段(约180 m)先用φ5. 5 m TBM开挖(经横洞时需拆卸,待进入主隧道后再在洞内重新组装),主洞先形成φ5. 5 m小洞,随后钻爆法扩挖成型,以容得φ8 m TBM掘进,也可改用先将横洞扩挖成弧形大空间,使φ5. 5 m的TBM在打弯进主洞时不需要先拆解),作比选后择优实施。以第1子方案为例,对长约125 km的跨海通道施工工期进行粗略估计,得出"完全成洞"的施工总工期约为19年(含海上详勘的5年)。     

中国TBM施工技术进展、挑战及对策

总结我国近30年来TBM设计与施工技术的发展历程,可归纳为以下5个阶段:1)研发探索和试用阶段;2)以国外施工承包商为主体,采用国外设计制造TBM施工我国隧道工程阶段;3)独立进行TBM招标采购和选型设计,并建立起自主的TBM施工队伍阶段;4)与国外厂家联合设计制造TBM,工程应用和自主施工快速发展阶段;5)实现TBM国产化,面向国内外TBM工程市场自主施工阶段。通过我国不同时期TBM施工的典型工程,介绍我国在复杂地质、大坡度、高海拔、不同直径、不同机型、超长隧洞TBM施工方面取得的经验、技术积累和业绩,展示我国TBM在穿越断层破碎带、软弱变形、岩爆、涌水等不良地质洞段取得的一系列施工新技术,以及最高月进尺1 868 m、平均月进尺超过600 m和掘进作业利用率超过40%的掘进技术水平。分析TBM在极硬岩、大断层破碎带、软弱大变形围岩、强岩爆围岩、涌水突泥洞段、高地热隧洞和超长隧洞工程中施工面临的风险和挑战,并提出一些相应的技术措施和对策,期望这些措施和对策在未来大量实际工程中进一步得到实践验证、优化和改进,不断积累和创新TBM设计与施工新技术。     

关角隧道设计方案比选

详细介绍了青藏线西格二线关角隧道的线路方案比选、施工方案的比选，主要进行了关角隧道钻爆法与TBM法施工的方案分析，以为国内其它长大隧道设计提供参考。     

采用小直径TBM进行长大隧道导洞施工的讨论

介绍采用小直径开敞式TBM进行超前平导施工的意义、目的和国外采用小直径TBM进行超前导洞施工的实例;分析国内采用小直径开敞式TBM进行超前导洞施工的可行性;总结进行超前导洞施工时选择开敞式TBM的考虑因素。得出以下结论：利用小直径开敞式TBM进行长大隧道超前导洞施工,符合国家对基本建设的环保和安全的要求;当前的综合国力和施工技术水平也具备了相应的条件;选择小直径TBM时应考虑其特点,并满足“快速掘进、探明地质、支持正洞”的要求。     

特长隧道“一洞双机”TBM高效掘进关键技术及应用

为降低特长隧道“一洞双机”模式下2台TBM同时施工的相互干扰，实现2台TBM协同、高效、快速施工，以北疆供水二期工程某标段为背景，针对TBM组装洞结构形式、皮带机出渣、有轨运输、隧洞施工排水等方面，基于“独立运行、统一管理”的思路，形成“一洞双机”TBM高效施工关键技术： 1）TBM组装洞结构优化关键技术； 2）双向多级皮带机出渣关键技术； 3）综合互通型有轨运输关键技术； 4）汇流式梯级抽排水关键技术。从应用效果来看，优化后组装洞结构形式合理，满足2台TBM同步组装的需要，并有助于实现皮带机、有轨运输、施工排水等关键技术系统的建立。在掘进施工阶段，各系统运行良好，有效应对了“一洞双机”模式下2台TBM施工干扰大、效率低等问题，实现了2台TBM的长期稳产、高产。     

高原铁路TBM预备洞浅埋软硬不均频变地层开挖与爆破关键技术

以某高原铁路隧道左右线进口2台开敞式TBM预备洞为例，针对钻爆法施工中所遇到的富水浅埋、软硬不均且频变的Ⅵ、Ⅴ、Ⅳ级围岩地层，以“岩变我变，主动应对，减震防坍”为原则，分别采取变换台阶高度动态光面爆破关键技术、三台阶预留核心土环形导坑松动爆破技术、爆破先掏槽与液压破碎锤后扩修边技术、悬臂掘进机（铣挖机）开挖上台阶与下台阶松动爆破技术、液压破碎锤开挖上台阶与反装松土器扩修边及拱脚弱爆破等开挖与爆破关键技术。采取了开挖与爆破关键技术后，施工安全、快速，顺利完成了预备洞施工。     

公路隧道施工要点的控制

针对公路隧道施工准备阶段的原材料及配比，测量控制、人员设备、施工方案的审查和确认，施工过程中洞口开挖、洞身钻爆、初期支护、二次衬砌等技术要点以及在此过程中遇到的地质断层、软弱围岩、小塌方、涌淋水等问题处理。