输水隧洞BM施工案例总结

TBM工程技术设计理念探讨

厄瓜多尔CCS水电站输水隧洞TBM施工案例总结1汇报内容21工程概况2隧洞工程地质及水文地质3隧洞施工环境条件4隧洞原设计方案5隧洞设计、施工方案优化6案例总结及体会厄瓜多尔CCS水电站总装机150万KW,中国电建总承包，黄河设计公司为设计分包商，总合同金额23亿美元。前言3概念设计基本设计详细设计现场施工2010年7月28日正式开工2016年11月18日8台机组发电从概念设计、基本设计、详细设计直至施工过程，根据工程合同和施工条件进行一系列优化。以CCS输水隧洞TBM施工设计优化过程，主要分享输水隧洞和体会汇报内容41工程概况2隧洞工程地质及水文地质3隧洞施工环境条件4隧洞原设计方案5隧洞设计、施工方案优化6案例总结及体会1工程概况5取水工程输水工程蓄水工程高压引水发电工程图1工程引水系统示意图6一、工程概况6图2工程平面布置图汇报内容71工程概况2隧洞工程地质及水文地质3隧洞施工环境条件4隧洞原设计方案5隧洞设计、施工方案优化6案例总结及体会输水隧洞穿越地层岩性主要：花岗闪长岩侵入体、安山岩、玄武岩、白垩系下统Hollin地层页岩、砂岩互层等。隧洞埋深50~800m，平均500m。82.1工程地质及水文地质二、工程地质及水文地质图3围岩分类饼状图图4隧洞地质纵剖面图9二、工程地质及水文地质图4隧洞地质纵剖面图10二、工程地质及水文地质11隧洞岩石物理力学指标建议值表二、工程地质及水文地质12岩爆埋深300m～600m之间，最大800m。岩体可能会发生岩爆等破坏现象。但是施工过程中几乎没有出现。卡机破碎带塌方、挤压变形，造成卡机事故，TBM1、TBM2分别掘进至2+201、16+127发生卡机事故。处理时间分别为8个月和6个月。涌水4次涌水，3处涌水量超过70L/s，1处最大涌水量2200L/s（合同规定的极端不利地质条件：掌子面后方15m范围内，涌水量超过70L/s时，属极端不利地质条件，需评估对工期影响）。主要工程地质及水文地质问题二、工程地质及水文地质汇报内容131工程概况2隧洞工程地质及水文地质3隧洞施工环境条件4隧洞原设计方案5隧洞设计、施工方案优化6案例总结及体会3.1TBM施工主要条件14满足TBM大件运输条件TBM施工场地布置条件（TBM工业广场、混凝土管片预制厂）TBM施工用电条件123三、隧洞施工环境条件153.2现场施工环境条件分析152010年开工后，才开始修建到调蓄水库道路，直接影响TBM运输及施工布置厄瓜多尔缺电，只能采用柴油自发电，TBM施工用电特点是负荷大、品质高合同总工期66个月，首批机组发电60个月3隧洞施工环境条件图5隧洞工区交通布置图汇报内容161工程概况2隧洞工程地质及水文地质3隧洞施工环境条件4隧洞原设计方案5隧洞设计、施工方案优化6案例总结及体会输水隧洞原设计方案隧洞输水方式隧洞衬砌设计隧洞施工布置隧洞平面布置四、输水隧洞原设计方案水库运行方式：日调节，水位日变幅为0m～13.5m，水位变化1229.5~1216.0。设计流量222.00m3/s，调蓄水库正常蓄水位1229.50m时，全洞为压力流状态；调蓄水库水位1216.00m，仅出口段局部范围内为压力流状态，其余洞段均为明流状态184.1隧洞输水方式水位变化时间（h）水库水位（m）水位变幅（m）输水方式41229.5～1216.00～13.5明满流151229.50压力流51216.0～1229.50～13.5明满流四、输水隧洞原设计方案表4-1调蓄水库水位变幅表（1）隧洞存在明满流交替和明满流过度流态，且明流流态下，进口段洞内水面线以上净空面积为隧洞断面积的7.6%，不满足规范的要求值15%；（2）隧洞运行约有一半的时间引水流量保持为222.00m3/s，从表4-1可知，一日之中明满流转换频繁，且转换点为隧洞长度范围的任意位置、不固定；（3）明满流过度流态复杂，会出现水流不稳定，出现振动、气蚀和脉动压力等现象，不仅对隧洞的过流能力有影响，而且对隧洞结构受力状态、隧洞相邻建筑物均产生不利影响，存在安全隐患。194.1隧洞输水方式四、输水隧洞原设计方案204.2隧洞叼布置束设计浓方案2条施工拖支洞，2个通气催竖井，2#支洞刚上游吉段桩勺号0+2庙00.蛙00～10溪+2点83送.3教2，长10捷.0浩8k良m，TB贝M1施工，10+论883找.32～24犬+8君25拜.4各3，长13丹.9惊4k依m，TBM恰2施工需；2个通森气井蛮，直拴径2m，深杠度50数0m。四、浸输水浴隧洞鲁原设虚计方熔案通气井通气井隧洞变居径设计管片变速厚度设佩计，三碰种25煌,3墨0,35授cm。TB甚M：开丹挖洞辞径8.7诊m，设拼计洞础径8.糊0,齿7.埋8,斗7.禽5m。钻爆段塑设计洞径7.屋5m。隧洞练出口2.5骆km采用兰双衬统，设率计洞烂经7.4蛋m。4.怨3隧洞断扭面设计期方案四、坦输水克隧洞抽原设誉计方血案224.4隧洞停施工帜布置惊方案四、犹输水闸隧洞以原设便计方窝案234.申5原方案冤分析输水方休式：明满厅流交此替，税流态铜转换亡频繁搅，且抄转换晒点为艘隧洞疗长度同范围萄的任胃意位班置、库，流脂态复壤杂，皇存在懂结构填安全嫩隐患判；2个竖井臂深度均呀超过50肠0m，施工餐难度相喂当大；出口胡段2.4示km二衬前段、依竖井潮施工挣受控赴制，捏不满码足工搞期要胁求；管片异变厚总度设呢计25住~3赴5c租m，设计仿方案理揭论上可栏行，节谨省衬砌羡量，但暗给管片钉生产、乔安装、燥施工管育理带来昆极大的吧不便和各资源浪火费。2台TBM均从2#支洞进议入主洞巧掘进，品满足2台TBM物料运毕输系统烦，相互耕干扰大伤。四、输醒水隧洞阴原设计备方案流态复境杂、结漫构安全效不利；从理鸭论“顶经济杠”角牙度出亏发，忌没有宫兼顾择工期亮及施提工技烛术抖要求愚。小浪结絮：汇肿报臣内烫容241工程概取况2隧洞厚工程法地质盐及水晓文地尼质3隧洞施强工环境霜条件4隧洞头原设非计方非案5隧洞设米计、施铺工方案溪优化6案例总雕结及体风会5.谣1方案醒优化后依据满足合同质量、工期要求原方案存在问题施工环境条件设计便利施工TBM技术特点地质水文地质五、筒隧洞冷设计艘、施前工方蚊案优衬化5.居2隧洞设计暑方案合优化26五、奏隧洞漆设计予、施竭工方稳案优盆化单一明流流态，等断面、等厚度设计；隧洞设计流量222m3/s，开挖洞径9.11m，设计洞径8.2m，纵坡0.173%，长度24.83km，平曲线500m，竖曲线半径1000m。取消竖井、二衬输水俗隧洞粘平面戚布置煌图27TBM近1、TBM淋2分别从2A、2B支洞殿进入孝主洞总逆坡峡、顺明坡掘赠进施蜓工。TBM立1掘进由1#支洞滑需行出洞良，TBM蛮2掘进垦至K22强+62躁9(D置&B4出洞2.绳4k圆m）,滑行沃衬砌肌管片后，博洞内聚拆卸吼由出堤口闸馒室段樱吊装渣出洞瘦。5.3阅TBM施工鸡布置哈方案讲优化方案圾一此方沟案施粒工条低件：2A、2B支洞处坚场地、双运输条华件好，限隧洞出欲口段无御进场路舰。不影轧响出口漆闸室段删施工，芝但是拆豆卸后大渣件起吊阶问题突绵出。五、若隧洞邀设计串、施沸工方秒案优茄化28与方组案一印比，蓄增设3#支洞事，TB丸M2洞内拆但卸由3#支洞出真洞。此方洁案施林工条杂件与核方案谎一相宜同，诵根据忙隧洞统出口土施工笼道路遭进度屈，安该排3#支洞施图工，不映影响出排口闸室客施工，风对保证共工期有掘利。五、隧酱洞设计船、施工阴方案优炼化5.塌3况TB始M施工都布置肯方案库优化方案妹二29与方案讲二比，馆取消2B支洞，TB倍M2由3#施工煤支洞辜进入稀主洞陡逆坡叹掘进屡至K11种+40鹅0,主洞内羡拆卸后由2A支洞滤运输贞出洞观。施工孔条件驼改变拘，进因调蓄圆水库巧路基盏本满纲足大嫂件运录输、7km处发妹现了叨天然走砂砾角石料夕场，萝为管剧片生倒产提寨供极婆大便亲利，景同时TB殊M2施工排抚水方便吓，对出辩口段施渠工工期逼有保证蜻。五、阁隧洞败设计枕、施桶工方砖案优冒化5.3沫TBM施工布难置方案驼优化方案刻三30与方法案三惨比，分增设2B支洞，TB索M2由3#施工表支洞诸进入割主洞夸逆坡蚀掘进碗至K12暖+10迟0,主洞内炉拆卸后由2B支洞借运输访出洞株。施工条麦件：进调蓄落水库路区基本满远足大件而运输、7km处发现磨了天然侄砂砾石掉料场，面为管片想生产提慰供极大撒便利，行同时TB戒M2施工排甩水方便拾，对TB件M1施工场段没钩影响卧，保据证工饲期。方案四五、隧夸洞设计搁、施工各方案优敢化5.3俩TBM施工布叶置方案斥优化31与方悦案四姻比醒，取疤消3#支洞墓，TB绑M2由隧洞筋出口进私入主洞倒逆坡掘雪进至K1装3+潮03右0,滑行进杠入2B支洞拆卸乐后运输读出洞唯。施工条善件与方姜案三、蜘四相同引，减少吗了3#支洞煤，影踢响隧昂洞出荷口闸模室施予工及乖库区裕开挖差，通斜过合惭理优沙化调坑蓄水潜库施足工分秋区及者进度抛安排梨，保典证了宽工期清。方案某五五、艇隧洞腰设计渡、施抓工方咬案优验化5.拘3芳TB蔬M施工坦布置蝇方案自优化322台双护爹盾TBM和&联合施工，管片遍为通查用型6+势1，厚都度0.3吸m，环宽1.丙8m，钻沫爆段环衬砌衰厚度0.5闸m～1.攀5m。2个TBM段，3个D&B，TBM鸡1：K0+旗295白m~K租9+8属78m、TB良M2：24+择745困m~K然11+衰032逼m;D&炕B1：0+0激00m哄~K0刷+29秒5mD&B轻2：K9+需878宰m~K鬼11+白032碗m；D&珠B3：K2架4+咳74懒5m植~K卡24匙+8俯07义mTBM段占94监.5吼%，D&B段占5.切55平%五、捏隧洞星设计纷、施谎工方佛案优第化5.3凶TBM施工素布置颈方案小优化输水隧辱洞施工稳平面布指置图335.4管片滥安装启类型糕优化衬砌管脂片分类模表管片豪拼装匀效果斜图管片类型ABCD围岩类型Ⅱ类Ⅲ类Ⅳ类V类与挤压破碎带之间管片混凝土强度等级C40C50C60C60钢筋含量(kg/m3)104.55112.66125.01285.47围岩类型I、IIIIIIVV管片类

型TBM1原设计ABCD施工优化BBDDTBM2原设计ABCD施工优化BBCD五、狡隧洞忌设计抚、施姨工方古案优另化汇炒报柔内使容341工程张概况2隧洞孟工程袭地质井及水杏文地致质3隧洞施冲工环境齿条件4隧洞原览设计方灰案5隧洞设港计、施败工方案尊优化6案例总述结及体情会356.1案例总由结六、案佛例总结怪及体会工程质量安全明满流优化为单一明流流态，结构安全2B支洞改建为永久检修通道，保证运行期安全工期保障取消2x500m通气竖井，2.4km二衬，管片三种优化为一种0.3m，施工中将四种安装类型优化为2、3种2B支洞多种功能，统合综效性TBM施工风险TBM2由顺坡改为逆坡，最大降低施工排水风险解除了深竖井施工风险节省投资取消竖井、二衬，TBM2排水费用降低，TBM2预制场转移至7km处，运距缩短近40kmB型管片配筋优化，节省投资445.2万美元便利施工，TBM高效性合同：满足质量、工期；EPC项目节省投资（1）TBM施工的眉长隧洞翼工程可拒以概括贷为TBM工程换技术责，包源括TBM设备拾、工眯程设劣计、职工程摄施工跑等，耽特点规：是跨行家业跨自、专毫业的潜三方面互为储关联凯、融撕合于场一体青的综立合性供技术减。完赶全打渗破了丙常规届钻爆咳法工训程技倦术中兔的专胃业划冤分，步这是TB挎M工程矿技术询的特券点。（2）TBM施工消环境估包括糟：合码同条滚件、粉现场舍条件爸、工惨程设枯计、TBM设备鞠、现浴场施绳工、喘监理校、业蚕主等英。这高些条自件和齿谐才划能发提挥TB拢M工程福技术壶优势弦。（3）工降程设丑计人着员应均转变超设计陡理念糖，将TB骑M设备特据性和TBM施工技仇术高度闯融合与排隧洞工伪程设计郊中，不抱仅考虑麻规范要坊求，更朵要与TB藏M工程技较术特点妥相适应圆，为TBM高效、时安全、鸽环保施乘工提供颂便利的剩设计施阳工方案忍。366.2体报会六、案娇例总结绿及体会（4）TBM施工翠方案曾应根浅据施杰工条佛件变姻化进驾行动借态优承化设涌计。TB位M