大直径双护盾硬岩掘进机在厄瓜多尔CCS水电站输水隧洞工程中的研究与应用

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1、万方数据第33卷第4期2014年8月四川水力发电SichuanWaterPowerV01．33，No．4Aug．，2014大直径双护盾硬岩掘进机在厄瓜多尔CCS水电站输水隧洞工程中的研究与应用张国，陈勇(中国水利水电第十工程局有限公司，四川成都610072)摘要：根据厄瓜多尔CCS水电站结构布置、工期要求等特点，经过前期充分对现场地质情况的掌握与经验判断，加之前期初步方案研究与基本论证而采用了正在施工的双护盾"IBM，该TBM在实际施工中的效果证实了其能确保输水隧洞的施工安全和工期要求。对该工程前期方案论证、双护盾"IBM实际应用效果进行了分析总结，可供同类工程借鉴。关

2、键词：双护盾硬岩掘进机；应用与总结；CCS水电站；厄瓜多尔中圈分类号：1。v7；TV554；TV554+．2；TV52文献标识码：B文章编号：1001-218412014)04-0001"061工程概述CocaCodoSinclair水电站(简称CCS)项目位于南美洲厄瓜多尔共和国Napo和Sucumbios省内，总装机容量为1500MW。主要建筑物包括首部枢纽、输水隧洞、调蓄水库、压力管道、地下厂房与发电系统等。CCS项目输水隧洞总长度24．8km，纵坡为0．173％，为无压明流洞，设计引用流量222m3／s。采用全衬砌结构形式。在钻爆开挖隧洞区段内，开挖直径为9．7

3、m，混凝土衬砌厚度为0．5m；在TBM掘进机施工的洞段中，开挖洞径为9．1m；混凝土管片衬砌采用左右环6+1形式(又称万能管片)，厚度为0．3m。输水隧洞以2撑支洞为界，采用2台TBM施工，1台由2#支洞向上游掘进至1撑支洞出洞，另外1台由输水隧洞出口工作面进入(调节水库库区内)至增设的2#一B支洞出洞。2隧洞沿线工程地质条件输水隧洞位于雷本塔尔多火山东南部，地形起伏较大，地势总体呈西高东低，最高处为北部的REVENTADOR火山，海拔3500m左右。隧洞沿线山体平缓，无大的地质构造发育，地表植被茂盛，多处发现溪流。河道左岸已开挖的进场道路揭露的边坡岩体为页岩，呈水平状

4、，为隔水层。在河道两边揭露的基岩呈水平状。河道两侧覆盖物均为火山灰坡积物，坡面平缓，不利于隧洞开挖。输水隧洞穿过的地层基本为侏罗纪一白垩纪迷萨华林(J—km)安山岩体，进口段600～700m收稿日期：2014-08-20为花岗岩侵人体，出口段约4000m为白垩纪下统浩林地层(Klh)砂页岩。根据对厂房和取水口已开挖的探洞及钻孔取芯资料进行分析得知，迷萨华林地层安山岩岩体完整，具有良好的工程地质特征，砂岩和页岩呈水平状。根据设计提供的资料得知，Ⅱ类围岩约占隧洞总长的60％，主要为隧洞中部迷萨华林地层的安山岩体：Ⅲ类围岩约占隧洞总长的20％，岩体以层状结构为主，质量中等，包

5、括进口段花岗侵人岩和浩林地层的砂岩、页岩；1V类围岩约占隧洞总长的20％，分布不连续，主要为断层及其影响带与岩层接触的部位。输水隧洞岩性分布情况为：(1)桩号0+000～0+600：隧洞埋深0—260m，岩性为花岗岩，为Ⅱ类围岩。(2)桩号0+600一3+000：隧洞埋深260～560m，围岩岩性为侏罗系一白垩系迷萨华林地层(J—km)，以火山岩构造为主，表现为安山岩、粗面岩和玄武岩等。能见厚度为200m，估测厚度大于650m。该段推测发育有断层8条，断层间距500～1000m，围岩为Ⅱ、Ⅲ类岩体，断层带为Ⅳ、V类围岩。(3)桩号3+000—11+500：隧洞埋深500

6、～560m，围岩岩性为侏罗系一白垩系迷萨华林地层(J—km)，山顶多有白垩系奥林地层(1(}1)砂岩和那波地层(Kn)石灰岩及泥灰岩分布。该段分布有9条断层。(4)桩号11+500～21+000：隧洞埋深200—500m，围岩岩性为侏罗系一白垩系迷萨华林地层$ichuanWaterPower■万方数据张国等：大直径双护盾硬岩掘进机在厄瓜多尔CCS水电站输水隧洞工程中的研究与应用2014年第4期(J—km)，山顶分布白垩系奥林地层(Kh)砂岩和那波地层(Kn)石灰岩及泥灰岩。该段发育有5条断层。(5)桩号21+000—24+779：隧洞埋深50～200m，围岩岩性为白垩系

7、奥林地层(Kh)砂岩，山顶有那波地层(Kn)石灰岩及泥灰岩分布。为Ⅲ、Ⅳ类岩体。该段发育有5条断层。3输水隧洞施工方案初步研究及论证通过现场实地航空考察及陆地徒步勘察后，对世界上现有的隧洞施工技术方法进行了经济、技术及工期的比较论证与研究。3．1钻爆法施工根据现场地形勘察，有条件且适宜钻爆作业的位置只有现有的2#施工支洞位置，根据初期设计资料得知，2#支洞所在的位置至主洞长度为2003m。根据实地路线勘察得知，仅在5．8km处有条件布置支洞，其长度最短亦大于2km，且为下坡洞，坡度约在1．5％左右；其它地方不具备条件或支洞更长，特别是因火