大伙房水庫輸水工程匯報演示稿

大伙房水庫輸水工程

TBM2標TBM施工情況匯報一、工程概況

遼寧省大伙房水庫輸水工程是遼寧省十五期間的重點建設項目，也是國家和水利部南水北調中、西線項目的試驗工程，工程規(guī)模前所未有，隧洞建成后將是目前世界上最長的山嶺隧道。工程的主體為自流輸水隧洞，全長85.32km，隧洞底坡1/2380。隧洞施工采用以掘進機為主鉆爆法為輔的聯(lián)合施工方法，中間設輔助施工支洞。中鐵隧道集團

大伙房輸水工程TBM2標位于遼寧省新賓縣境內，主洞全長22.464公里，中間有13#、14#、15#三條輔助支洞，支洞總長4474米，主洞分三段進行TBM掘進施工，其中第一掘進段為長度為5859米，第二掘進段長度為7300米，第三掘進段長度為3270米，其余的主洞采用鉆爆法施工，為TBM通過段。本標段工程中標造價4.08億元，具有防寒要求高、施工難點多、工期緊等特點。

TBM施工主洞開挖斷面為圓形，開挖洞徑8.0m。其中Ⅱ類圍巖采用錨噴支護作為后期支護，并設C25現(xiàn)澆混凝土仰拱，斷面內凈空為7.84m；Ⅲa、Ⅲb類圍巖采用C25混凝土全圓襯砌作為后期支護，斷面內凈空為7.16m；Ⅳ、Ⅴ圍巖采用C25鋼筋混凝土全圓襯砌作為后期支護，斷面內凈空為7.16m。主洞TBM通過段為鬧鐘形斷面，開挖初支后斷面凈空為8.2米。支洞采用鉆爆法施工，13#、14#、15#三條施工支洞的斷面形式均為城門洞型，斷面尺寸：13#、14#支洞凈空為5.0m×5.0m（寬×高），15#支洞凈空為6.6m×6.0m（寬×高）。二、本標段TBM施工情況介紹1、總體施工方案本標段工程包括22464.25m的主洞和3條輔助施工支洞（13#、14#、15#）及其附屬工程。其中主洞施工采用TBM施工為主，鉆爆施工為輔的施工方案；3條支洞及與其相連的主洞鉆爆段采用鉆爆法施工，15#支洞為TBM設備進出通道，14#、13#支洞為TBM中間輔助施工支洞，當TBM推進至14#、3#支洞步進洞后，材料供應、出碴及風、水、電供應均分別改為從14#、13#支洞供給，12#支洞為TBM拆卸出洞支洞，3個支洞總長4474m，3條支洞將主洞TBM施工段分為三個階段。本標段TBM主洞施工采用一臺wirth生產(chǎn)的Φ8.0m敞開式硬巖掘進機獨頭掘進施工，連續(xù)皮帶機出碴方案，全斷面模筑襯砌段采用全圓模板臺車襯砌。15#支洞及與其相連的主洞鉆爆段施工采用人工打眼放炮、無軌運輸方案，14#、13#支洞及與其相連的主洞鉆爆段施工采用人工打眼放炮、無軌運輸方案。中鐵隧道集團2、總體施工順序開工后抓緊完成15#支洞施工，緊接著完成15#支洞交叉口處的TBM組裝洞、步進洞、出發(fā)洞和后配套安裝間的鉆爆施工后，即進行TBM設備組裝、調試，TBM從出發(fā)洞開始掘進，分三個階段完成15#～14#支洞之間、14#～13#支洞之間、13#～12#支洞之間的正洞掘進任務，14#、13#支洞及與其相連的主洞鉆爆段在TBM掘進期間完成。3、TBM施工情況

本標段工程從2003年6月6日正式簽訂合同開始，施工至現(xiàn)在主要分為以下幾個階段：第一階段從中標的2003年6月至2004年12月15日，期間完成三個支洞以及15＃主洞內TBM步進洞及始發(fā)洞的施工，TBM招標、采購、監(jiān)造、TBM拼裝試掘進，對TBM施工中可能存在的技術問題以及各種技術方案作好充分的論證和準備，為TBM掘進施工做好各種準備工作，其中TBM設備于2006年10月2日進場開始組裝，12月15日組裝調試完畢，于12月16日開始第一階段的掘進施工；第二階段從2004年12月16日至2005年12月30日，期間完成了TBM第一段5859米的掘進施工，達到均衡、快速、安全生產(chǎn)的目的。第三階段從2005年12月30日到2006年4月，期間共完成TBM的14＃主洞鉆爆段1414米的步進、TBM設備檢修、主支洞皮帶機的安裝及轉場等工作，并于2006年4月12日開始第二階段的TBM的掘進施工；第三階段從2006年4月12日至今，正在進行第二階段的掘進施工，TBM第二段已經(jīng)掘進約3100米，施工較為正常。本標段從2004年12月16日開始試掘進，到2005年12月30日完成第一階段貫通，2006年4月12日開始第二階段掘進至今，共計完成主洞TBM開挖9088米，期間掘進時間為18.4個月，除去試掘進時間一個月，正常情況平均月進度指標為522米，其中在2006年6月取得了月進尺750米的好成績。三、TBM施工技術及施工經(jīng)驗

長大隧道通常都采用多工作面鉆爆作業(yè)方法，從中間合適的地點打斜井（豎井），多開辟工作面來施工。但此法施工時間長、投資回收速度慢、征地多、不利于環(huán)保。采用TBM施工可以避免這一難題。1、TBM施工工藝特點⑴施工作業(yè)同步性掘進機運行時，各輔助設施系統(tǒng)都要同時動轉，其中任何一個環(huán)節(jié)不協(xié)調或某一設施運行失靈，都將影響全系統(tǒng)的正常運轉，迫使整個系統(tǒng)全部停工。⑵快速性TBM用其強有力的刀盤沖擊切割系統(tǒng)進行破巖，大大提高了掘進進度，速度快時每小時掘進3.6m，需要材料、配件的供給儲存需充分。⑶集中性基于前兩個特點，掘進機施工受諸多因素影響。掘進任務是在正常情況下集中在較短時間內完成的。當掘進機運轉時，要求各個系統(tǒng)都十分緊張，從數(shù)量和速度都必須滿足主機的需要。⑷連續(xù)性掘進機施工各工序，如破巖、出碴、運輸、轉運、支護等都是連續(xù)不斷運轉的，任何一個環(huán)節(jié)失去連續(xù)性，必將影響其它工序的連續(xù)運行，系統(tǒng)生產(chǎn)就立即停止。⑸安全性對于一般地質區(qū)域，圍巖出露后馬上進行初期支護以穩(wěn)定圍巖，減少了坍方的機率，其次開挖對圍巖擾動小。中鐵隧道集團2、施工工藝原理掘進機的核心部分是掘進系統(tǒng)，掌子面巖石開鑿都是借助于刀盤上的滾動刀具。強大的推力加在滾動的刀具上，當外力超過巖石強度時，巖石被破碎并引起周圍失效部分巖石破碎，在刀圈的推力作用下，切縫周圍的巖石破碎。掘進機施工是利用刀盤上的刀具在強大推力和扭矩作用下，驅動刀盤轉動，擠壓破碎巖石，刀盤上的鏟斗將破碎的石碴收集到內凱內的皮帶上，完成破巖和裝碴。同時掘進機與配套的支護設備，通風、除塵設備，出碴設備等聯(lián)合作業(yè)，完成隧道掘進，出碴，初期支護，軌道，風，水，電延伸。一個作業(yè)循環(huán)完畢換步調向進入下一循環(huán)。TBM開挖減少了對圍巖的擾動，加之圓形斷面作用力分配合理，減少了支護工作量，合理安排各作業(yè)工序，能保證快速、安全地掘進。3、TBM施工工藝

掘進機是集隧道開挖、支護、裝碴為一體的大型施工機械，掘進的同時完成出碴、初期支護、風水電延伸等根據(jù)其性能分四個部分：開挖系統(tǒng)、支護系統(tǒng)、出碴系統(tǒng)、鋪助作業(yè)系統(tǒng)。⑴開挖系統(tǒng)①破巖利用TBM主機的兩個X型支撐撐緊巖壁，使主機位置固定，在主機推進、驅動系統(tǒng)作用下，刀具擠壓、切割巖石，刀盤上的鏟斗在旋轉的刀盤作用下，鏟起已破碎的巖石裝入內凱內的1號皮帶機上運出。一個推進油缸行程為1.8m。②換步刀盤護盾縮回，刀盤下面的下護盾和主機尾部的后撐撐緊地面，將外凱全部撐靴收回，外凱向前移動1.8m，根據(jù)PPS導向系統(tǒng)將TBM方向調整到設計位置。⑵支護系統(tǒng)：①鋼拱架安裝地質差時一般要立環(huán)向全圓鋼拱架，由5片鋼拱架圓弧段組成，由材料車運至連接橋下，用材料吊機將它吊到升降平臺并升到頂層，再用頂層吊機和鋼拱架轉運鏈軌車到刀盤拱架安裝處，利用刀盤后面的環(huán)形安裝器及支頂裝置完成鋼拱架的預組裝和安裝。②錨桿安裝：錨桿鉆孔由護盾后配備的兩臺錨桿鉆機來完，人工安裝錨桿。③掛網(wǎng)：網(wǎng)片在洞外已經(jīng)加工成型，洞內網(wǎng)片焊接固定于錨桿尾部，網(wǎng)片與鋼拱架的連接采用焊接。④噴射砼：當?shù)刭|較好時，噴砼支護可以在刀盤后面60m的地方施作。噴砼作業(yè)為機械手噴砼。它可以前后移動10m，環(huán)向300°范圍進行砼噴射作業(yè)。當?shù)刭|較差時，由人工在刀盤后緊跟噴砼及時封閉，并用機械手噴砼進行二次加固。中鐵隧道集團⑶出碴系統(tǒng)在掘進的同時，掌子面巖碴經(jīng)鏟斗卸入內K內的1#皮帶機，由皮帶機卸至主機后面的皮帶橋輸送機（2#），再由皮帶機輸送機運石碴到后配套拖車上的3#主洞皮帶機。再由3#皮帶機上將石碴轉運到4＃支洞皮帶機上，再由洞外皮帶機的分流裝置將石碴卸至出碴車上，由汽車運至棄碴場。⑷附屬作業(yè)①軌道延伸TBM主運輸軌線每25米延伸一次，后配套運輸軌線每6.25米延伸一次。②供水管路延伸：TBM最大用水量60m3/h,TBM自帶50m軟水管，每掘進50m延伸一次供水干管。③供電電纜延伸：TBM自帶400m軟電纜，每掘進400m延伸一次主供電電纜。④施工通風TBM安裝有一套完善的通風系統(tǒng)，通過一個風管箱與隧道通風系統(tǒng)相接，風管箱貯存風管100m，每掘進100m換一次風管箱。⑤施工排水排水采用順坡排水，TBM的施工廢水由皮帶橋下的一臺抽水機抽到設備后面，排到洞外。⑥照明：TBM施工照明，由其機上自帶的照明設施解決。4、設備簡介及及掘進參數(shù)⑴設備簡介中鐵隧道股份份有限公司采采用了著名掘掘進機生產(chǎn)廠廠家——德國WIRTH公司出品的TB803E型敞開式硬巖巖掘進機。TBM集機、液、電電各專業(yè)為一一體，是一個個巖石開挖、、出碴、支護護的系統(tǒng)化的的現(xiàn)代化流水水線作業(yè)工廠廠，施工環(huán)境境好，作業(yè)安安全，效率高高，是現(xiàn)代隧隧道施工的發(fā)發(fā)展方向。TB803E型掘進機可分分為主機和后后配套兩部分分，全長約168m，重約2000余噸。其中主主機部分長約約22m，主要有刀盤盤部分、支撐撐部分、驅動動部分和錨桿桿鉆機、超前前鉆機、材料料轉運吊機、、鋼拱架安裝裝器、清碴系系統(tǒng)、激光導導向系統(tǒng)等輔輔助設備。后后配套上主要要為噴漿機械械手、輸送泵泵、空壓機、、除塵風機、、新風機、配配電柜、變頻頻柜、變壓器器、發(fā)電機、、皮帶機和閉閉路、通訊、、瓦斯監(jiān)測、、水系統(tǒng)等。。全機裝機容容量為4950kVA，刀盤功率3360kW，采用YJV22150mm---2×3，10KV高壓電纜供電電，次級電壓壓為690V和380V。掘進指標每每行程為1.8m，刀盤轉速0-7.4rpm無級調速，液液壓系統(tǒng)最大大壓力310bar，最大推進力力21000kN，脫困扭矩7150kNM；額定轉速6rpm時，推力14250kN，扭矩5083kNM，掘進速度可可達平均3m/h。中鐵隧道集團團TB803E掘進機刀盤開開挖直徑為8030mm，由1個中心塊和4個邊塊組成，，面板上共布布置有60把17英寸刀具(另外為更換邊邊刀設置擴孔孔刀1把)，平均刀間距距75mm，其中中心刀刀1組6把、正滾刀50把和邊刀3把和1把擴孔刀，刀刀具最大承載載力為25T。所有刀具均均為背裝式，，刀具檢查更更換可在刀盤盤里面進行，，刀盤上下左左右各有一塊塊護盾提供支支撐和保護。。皮帶機出碴系系統(tǒng)分為掘進進機、正洞、、支洞三部分分。掘進機部部分有主機、、后配套兩條條皮帶，主機機皮帶為25m×1000mm，帶速0－2.5m/s，輸送能力780m3/h，后配套皮帶帶為120m×800mm，帶速0－2.2m/s，輸送能力530m3/h；正洞與支洞洞皮帶均寬800mm，帶速0－4.25m/s，輸送能力755t/h，其中正洞皮皮帶機為4臺200kW變頻電機驅動動，支洞皮帶帶機為2臺315kW變頻電機驅動動，正洞皮帶帶儲存機構一一次儲存600m皮帶，可掘進進300m。⑵掘進參數(shù)本本標段的TBM設備掘進參數(shù)數(shù)統(tǒng)計表如下下：TBM掘進參數(shù)統(tǒng)計計序號項目參數(shù)1設備完好率90%2設備利用率45%3轉速rpm5.44推進壓力bar80～1905電流(A)160ˉ2006每循環(huán)時間(min)60ˉ2407推進速度15～45%5、TBM施工經(jīng)驗總結結中隧股份已經(jīng)經(jīng)成功運用TBM完成了西安--安康鐵路秦嶺嶺隧道和西安安—南京鐵路磨溝溝嶺隧道兩個個TBM施工項目，通通過以上兩個個項目以及正正在進行施工工的大伙房水水庫輸水工程程的施工，取取得了一定的的經(jīng)驗，主要要由以下幾方方面：⑴通過對斷斷層破碎帶帶提前處理理為TBM順利施工提提供保障TBM設備因其自自身的特點點在掘進施施工處理軟軟弱破碎帶帶有一定的的局限性，，在軟弱破破碎帶掘進進施工中風風險較大，，因此，為為保證TBM施工正常進進行，滿足足施工進度度要求，減減少施工風風險，我公公司對于本本標段設計計的斷層破破碎帶能采采用鉆爆開開挖處理的的提前采用用鉆爆法施施工，將其其處理掉。。實踐證明明，這種施施工方式是是非常合理理的，減小小了TBM掘進施工中中的風險。。⑵提高機械械設備的完完好率、利利用率，保保證施工進進度采用TBM施工若無法法保證設備備的完好率率和機時利利用率，將將很難保證證設備的掘掘進時間，，從而施工工進度也無無法保證。。在掘進施施工我公司司狠抓設備備的管、用用、養(yǎng)、修修的動態(tài)管管理，建立立檢測、大大修、技術術開發(fā)、配配件庫存、、人員培訓訓等信息庫庫，提高機機械管理水水平，保證證機時利用用率。中鐵隧道集集團⑶采取合理理的支護措措施，快速速通過不良良地質段在掘進施工工中作好支支護材料的的儲備，當當掘進中出出現(xiàn)的不良良地質情況況時，要迅迅速判定其其性質，貫貫徹“石變變我變”方方針，選用用合適的支支護型式并并及時施作作，使初期期支護有效效地發(fā)揮作作用，減少少停機支護護時間，確確保TBM安全、快速速通過。⑷采用超前前地質預報報，為施工工支護提供供指導作用用，避免在在施工中出出現(xiàn)坍方，，做到心中中有數(shù)。⑸充分利用用社會技術術力量，與與國內外有有關廠家及及科研單位位和院校建建立技術協(xié)協(xié)作關系，，為TBM掘進施工提提供強有力力的技術保保證。⑹盡可能的的國產(chǎn)化，，提高設備備配件采購購效率、降降低生產(chǎn)成成本。四、施工中中仍需解決決的技術難難題雖然中隧股股份已經(jīng)成成功運用TBM完成了西安安--安康鐵路秦秦嶺隧道和和西安—南京鐵路磨磨溝嶺隧道道兩個TBM施工項目，，在施工中中積累了不不少經(jīng)驗，，但大伙房房水庫輸水水工程項目目因其自身身的特點，，在后續(xù)施施工中還有有一下難點點需要解決決：⑴獨頭掘進進距離較長長，施工通通風難以解解決，材料料運輸難度度較大。⑵軟弱圍巖巖地質條件件下的掘進進方向控制制難以控制制。在軟弱圍巖巖地質條件件下施工，，由于設備備兩側撐靴靴受力不一一樣，很容容易發(fā)生設設備偏移現(xiàn)現(xiàn)象，掘進進方向難以以控制。⑶TBM設備洞內拆拆卸難度較較大由于我單位位也是第一一次的洞內內拆卸TBM，受洞內長長度和條件件的限制，，拆機難度度較大，同同時，在洞洞內大件運運輸難度也也較大。中鐵隧道集集團⑷工期緊張張，要求持持續(xù)高產(chǎn)時時間長本標段全隧隧TBM平均進尺561m/月，最高進進尺800m/月，純掘進進時間持續(xù)續(xù)36個月，施工工指標高、、要求持續(xù)續(xù)高產(chǎn)時間間長，對設設備的完好好率和利用用率要求較較高。⑸冬季施工工時間長，，防寒要求求高本工程區(qū)域域冬季嚴寒寒、干燥，，夏季溫熱熱