基于tbm水电站引水部分隧道施工技术探析

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1、基于TBM水电站引水部分隧道施工技术探析　　摘要：根据辅助洞的实际施工和大量的实地探测情况，引水部分隧道所洞穿地区水文地质条件较为复杂。隧道施工重点注意高地应力、防止岩爆、地下水的预测和处理等关键性的技术问题。通过大量的文献参考总结和工程施工实际状况，对水电站地区水文地质条件和重要的引水部分隧道施工技术进行分析探讨。运用结合国内成熟的TBM施工经验，对水电站引水部分隧道TBM选型和施工进程中遇到的突涌水问题、高地应力和岩爆问题、稳定围岩等在不良的地质条件的隧道施工技术的进行探讨，制定针对多种不良地质条件TBM施工技术方案。

2、关键字:引水隧道工程TBM施工高地应力地下突涌水中图分类号：U45文献标识码：A1概述7TBM技术自上世纪50年代以来就实行工业化生产，TBM开挖岩体一般具有一般地质条件下的隧道施工快、在长隧道施工方面经济效益良好、对周围岩层影响较小、施工劳动性降低且施工环境安全提升等多方面的优点。在上世纪的70、80年代，TBM开挖技术在外国的市场已经占有很大的一部分。通过TBM技术的不断发展，TBM的地质超前预测技术、支撑保护技术、岩爆滚刀技术都得到长足的发展。TBM的类型经过发展已呈多样化，针对的不同的工程地质条件可以运用不同类型的

3、TBM，也可以进行设计个性化的TBM。2基于水电站引水部分隧道TBM选型TBM施工是连续的施工过程，并且施工的机械化程度较高、劳动强度小、安全性好。但是，工程地质条件对TBM选型具有很大的影响，引水部分的隧道开挖断面尺寸在TBM选择固定的型号后就很难更改。TBM的挖掘进展就有一部分取决于岩体的裂隙等级程度、岩石的韧性和单轴抗压程度。例如敞开式TBM多应用于硬岩的隧道掘进，但选择敞开式的TBM必须考虑通过软弱围岩能力、特殊地质地段的超前支护设备的使用、遇到瓦斯浓度超标的地段应及时开启通风设备等情况。7TBM施工适用于直径为1

4、.5m~15m的圆形隧道，TBM掘进成型的圆形断面使输水隧道在断面积上得到充分的利用，特别是形成的光滑型岩面有利于减少输水通道的水头的大量流失。施工时对TBM主机型式的选择中，主要有敞开式、单护盾、双护盾、三护盾等多种类型的组合型式。并伴随着不断完善的TBM辅助功能，如锚杆设备的合理安装、高效的喷浆混凝土系统，挂网设置机构系统、拱架安装机型等迅速初等支护能力，并采用超前注浆和超前预报系统，TBM的渐渐具有了先进的技术性能和完善的功能系统。TBM是由数十台大型设备的同一的整体，TBM的高效运转取决于每一台设备的正常运，实时掌

5、握工程进展中的工程地质条件，施工人员应合理地对掘进参数和支护设置要求进行调整。3引水部分正常岩体条件下的TBM隧道施工技术探讨TBM和岩体的相互作用过程就是TBM开挖过程，即TBM在不同的地质岩体条件的破岩过程。TBM的四个工程指标表示了TBM的开挖功效，分别为滚刀磨损程度、利用率、掘进速度和掘进进度。刀盘净掘进过程的开挖速度即是掘进速度，属于平均开挖速度；滚刀磨损以单个的滚刀所挖进的岩石体积大小或单个滚刀挖进的距离来规定;TBM的开挖时间和同期的工程所需的时间之比就是利用率；TBM的破岩效果控制着掘进速度，主要由TBM工

6、程设计参数、岩体状况参数、施工运行参数所决定。在正常岩体地质条件下，可以相应合理的缩短岩体支护时间，以提高岩体支护的效率。通过计算，科学的安排进料以提高TBM的利用率。另外在不同岩石条件下的TBM开挖，须对TBM进行常态化的维护处理。4不良地质岩体条件下的TBM隧道施工技术探讨4.1超前的地质探测和技术处理7基于TBM的水电站引水部分隧道的前期探测和开挖分析辅助洞的情况表明，隧道的施工区域很大可能性存在高地应力和岩爆、地下突涌水问题、有害有毒气体排放问题等众多的不良地质问题。其中由于地下岩石间隙渗水造成的地下突涌水问题是T

7、BM隧道施工的主要不良地质问题。TBM施工作为高程度的机械化全断面的隧道施工技术，为避免发生事故引起工程搁置，在提高勘测精度的同时，合理运用各种先进的手段，准确的预测前方的地质条件，避免事故危险的发生，为TBM隧道的安全施工做准备。水电站的引水部分隧道所占的区域多为较为复杂的地质条件，当遇到地下高压涌水、高地应力引发的岩爆等问题时，可以合理充分的利用超前工程支护处理。例如，超前灌浆、超前锚杆等超前的处理措施。钻爆法超前处理也可应用于特殊不良的工程地质。4.2处理TBM隧道施工对地下突涌水问题的技术探讨施工突涌水的技术处理问

8、题是水电站引水部分隧道施工的关键性问题，地下突涌水具有压应力较高，流量达到一定的程度的特点。整个隧道施工的安全性、施工期缩短关键性在于地下水合理的技术处理方式。根据地质超前的探测结果，主要的办法就是超前对突涌水地段进行注浆封堵，达到在开挖前就已经封闭地下水通道的目的。面临意外导致的突发的地下水涌出，根据