盾構(gòu)技術(shù)與南水北調(diào)中線穿黃隧洞工程——本文簡(jiǎn)要介紹了盾構(gòu)機(jī)技術(shù)和國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況，以及南水北調(diào)中線穿黃隧洞工程及其地質(zhì)情況。對(duì)泥水式盾構(gòu)機(jī)應(yīng)用于穿黃隧洞的施工進(jìn)行了探討。針對(duì)盾構(gòu)法穿黃隧洞施工應(yīng)開展的前期工作提出了建議。

2014年2月22日，南水北調(diào)中線穿越黃河工程兩條隧洞開始充水試驗(yàn)，將對(duì)穿黃工程隧洞結(jié)構(gòu)的安全性能、襯砌受力和防滲、排水情況及混凝土質(zhì)量等在充水狀態(tài)下進(jìn)行檢驗(yàn)。

穿黃隧洞工程是南水北調(diào)中線的關(guān)鍵性工程,該工程采用雙洞平行布置,盾構(gòu)機(jī)單向掘進(jìn)施工。介紹了穿黃隧洞工程地面控制網(wǎng)測(cè)量、豎井聯(lián)系測(cè)量、隧洞內(nèi)精密導(dǎo)線測(cè)量等施工控制測(cè)量方案,對(duì)貫通誤差進(jìn)行了分析研究,并在控制測(cè)量和檢測(cè)過程中采用了一系列有效措施,從而保證了掘進(jìn)精度在施工設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi),實(shí)際貫通誤差約2cm。

南水北調(diào)中線穿黃隧洞(長(zhǎng)度4.25km)工程地質(zhì)條件復(fù)雜,隧洞外側(cè)水土壓力大,采用加裝滾刀的泥水加壓式盾構(gòu)施工較為合適,施工技術(shù)難點(diǎn)多,難度大,對(duì)盾構(gòu)的性能要求高,盾構(gòu)必須在適應(yīng)性、主要設(shè)備系統(tǒng)性能及技術(shù)服務(wù)等方面滿足工程需要。

漳河洪水峰高量大水流湍急,穿漳工程河段灘地寬闊無堤防,為保證工程安全并減少工程對(duì)防洪及河勢(shì)影響,在河勢(shì)分析基礎(chǔ)上,進(jìn)行了定床模型方案試驗(yàn),研究比較了涵洞式渡槽和倒虹吸兩類5個(gè)方案,根據(jù)無工程河段水流特點(diǎn)以及工程的影響確定了工程控制點(diǎn),并通過倒虹吸工程壅水程度與跨度敏感性分析,對(duì)工程方案以及工程跨度提出了建議,試驗(yàn)結(jié)果表明,工程后斷面凈河寬達(dá)到470m以上時(shí),對(duì)設(shè)計(jì)洪水以及下游河勢(shì)影響有限。

南水北調(diào)中線穿黃退水洞工程實(shí)現(xiàn)安全貫通

南水北調(diào)中線穿黃隧道盾構(gòu)注漿漿材試驗(yàn)——為滿足南水北調(diào)中線工程穿黃隧洞盾構(gòu)施工工法要求，對(duì)研制開發(fā)的水泥一膨潤(rùn)土一水玻璃系雙液塑性壁后注漿材料，通過室內(nèi)模擬注漿試驗(yàn)，重點(diǎn)探討了材料組分對(duì)注漿材料流動(dòng)性、穩(wěn)定性、凝膠特性、強(qiáng)度等性能的影響?！?..

南水北調(diào)中線穿黃工程盾構(gòu)隧洞是整個(gè)項(xiàng)目的控制性工程,其施工進(jìn)度受地質(zhì)條件、盾構(gòu)機(jī)施工參數(shù)和工程組織管理的影響較大。本文根據(jù)穿黃工程盾構(gòu)隧洞的地質(zhì)條件、已定貨的盾構(gòu)機(jī)施工參數(shù)和初定的施工方案,建立了施工進(jìn)度仿真系統(tǒng)模型,在此基礎(chǔ)上研制出動(dòng)態(tài)仿真軟件,對(duì)盾構(gòu)隧洞的施工進(jìn)度進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真,并對(duì)仿真計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析。

穿黃隧洞作為南水北調(diào)中線最重要的控制性工程,一直備受矚目,其中安全監(jiān)測(cè)是穿黃隧洞的重要工作之一,也是觀測(cè)工程結(jié)構(gòu)安全的具體手段。文章通過對(duì)穿黃隧洞安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立以及對(duì)自正式通水后半年內(nèi)的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步分析,揭示了穿黃隧洞滲漏量、滲透水壓力、混凝土應(yīng)力應(yīng)變和接縫開和度的變化范圍和規(guī)律,為同類型輸水隧洞的安全監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)和實(shí)施提供一定的借鑒。從安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析,自南水北調(diào)中線通水運(yùn)行以來穿黃隧洞目前處于正常穩(wěn)定工作狀態(tài)。

討論了南水北調(diào)工程大型穿黃隧道砂基在施工期和運(yùn)行期產(chǎn)生液化的可能性及液化深度問題。砂土動(dòng)力試驗(yàn)采用了原狀樣和擾動(dòng)樣,從微觀結(jié)構(gòu)和動(dòng)力特性分析了兩種試樣成果的差別,并對(duì)7度地震下砂基液化的可能深度作了判定。對(duì)砂土加密后的抗液化性能的提高進(jìn)行了試驗(yàn),還對(duì)盾構(gòu)機(jī)施工時(shí)的振動(dòng)加速度進(jìn)行了實(shí)測(cè),并探討了施工時(shí)砂基液化的可能性

對(duì)南水北調(diào)工程穿黃隧洞襯砌施工期及運(yùn)行期有可能對(duì)襯砌墊層滲透性造成影響的幾個(gè)因素如壓力、混凝土澆筑、混凝土析出物、氣泡含量等進(jìn)行試驗(yàn)研究。認(rèn)為水中過高的氣泡含量是造成土工織物淤堵的主要因素。提出了可減少襯砌墊層淤堵的復(fù)合土工材料的結(jié)構(gòu)形式。該種新型的復(fù)合土工膜已在南水北調(diào)工程穿黃隧洞現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭械玫匠晒\(yùn)用和驗(yàn)證。

南水北調(diào)中線一期穿黃隧洞采用盾構(gòu)法施工,盾構(gòu)始發(fā)是整個(gè)盾構(gòu)施工過程中最關(guān)鍵、最重要的環(huán)節(jié),處理不慎極容易出現(xiàn)涌水、涌砂現(xiàn)象,對(duì)工程和機(jī)械設(shè)備造成毀滅性的后果。為確保盾構(gòu)始發(fā)安全,采用凍結(jié)法對(duì)高噴加固區(qū)與工作豎井地下連續(xù)墻之間進(jìn)行冷凍封水加固,取得了良好的效果。現(xiàn)總結(jié)了在該工程中冷凍封水措施的方案布置、關(guān)鍵技術(shù)問題和實(shí)際取得的效果。

9月23日起南水北調(diào)中線工程開始蓄水試驗(yàn),預(yù)計(jì)10月上旬水庫水位將達(dá)到164米.為此,丹江口大壩將實(shí)施全封閉管理,暫停所有旅游項(xiàng)目的接待.長(zhǎng)江水文網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示,23日8時(shí),丹江口水庫水位已經(jīng)達(dá)到161.99米,即將突破162米.而在2005年丹江口大壩加高工程實(shí)施以前,整個(gè)大壩的高度只有162米.今秋以來,丹江口水庫水位不斷刷新歷史紀(jì)錄.作為大壩主管單位,

南水北調(diào)中線穿黃隧洞工程盾構(gòu)施工技術(shù)探討——簡(jiǎn)要介紹穿黃工程概況及泥水盾構(gòu)施工主要作業(yè)模式。對(duì)泥水加壓平衡式盾構(gòu)應(yīng)用于穿黃隧洞的組裝、始發(fā)、掘進(jìn)、管片安裝、同步注漿以及盾構(gòu)到達(dá)南岸的二次始發(fā)等施工技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，針對(duì)穿黃工程特殊段的掘進(jìn)施...

通過對(duì)南水北調(diào)中線穿黃隧洞地層進(jìn)行的分析,結(jié)合泥水加壓盾構(gòu)的特點(diǎn),指出了穿黃隧洞工程盾構(gòu)施工可能遇到的施工問題,并提出了應(yīng)開展的具有針對(duì)性的研究課題,對(duì)隧洞施工及研究工作具有一定指導(dǎo)意義。

簡(jiǎn)要介紹穿黃工程概況及泥水盾構(gòu)施工主要作業(yè)模式。對(duì)泥水加壓平衡式盾構(gòu)應(yīng)用于穿黃隧洞的組裝、始發(fā)、掘進(jìn)、管片安裝、同步注漿以及盾構(gòu)到達(dá)南岸的二次始發(fā)等施工技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)介紹,針對(duì)穿黃工程特殊段的掘進(jìn)施工進(jìn)行了探討。

南水北調(diào)中線穿黃隧洞工程盾構(gòu)施工具有地質(zhì)條件復(fù)雜、大埋深、高外水壓力、長(zhǎng)線路、大直徑等施工特點(diǎn)及其相應(yīng)的技術(shù)難題。經(jīng)過在施工實(shí)踐中的創(chuàng)新與實(shí)踐,在泥漿配置技術(shù)、掘削面穩(wěn)定控制技術(shù)、突破規(guī)范的壁后注漿技術(shù)、高外水壓力條件下的盾構(gòu)施工防滲技術(shù)、端頭地層加固技術(shù)、大埋深/高外水壓力下的帶壓進(jìn)艙技術(shù)、盾構(gòu)掘進(jìn)姿態(tài)控制技術(shù)、精密的長(zhǎng)距離豎井聯(lián)系測(cè)量技術(shù)、長(zhǎng)距離泥水輸送技術(shù)、大坡度盾構(gòu)掘進(jìn)技術(shù)等方面取得了突破與進(jìn)展,確保了工程的順利實(shí)施。穿黃盾構(gòu)工程的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到了理想的效果,相關(guān)工程施工技術(shù)可供類似工程參考和借鑒。

穿黃隧洞工程采用先進(jìn)的盾構(gòu)法施工,地質(zhì)條件復(fù)雜且掘進(jìn)距離長(zhǎng),技術(shù)復(fù)雜,難度高,施工中存在著較大的風(fēng)險(xiǎn)和困難。因此,必須針對(duì)穿黃工程地質(zhì)條件、工程設(shè)計(jì)和要求,對(duì)盾構(gòu)施工中可能出現(xiàn)的特殊情況下進(jìn)行重點(diǎn)研究,提前采取相應(yīng)的技術(shù)對(duì)策,確保如期、安全、優(yōu)質(zhì)完成穿黃隧洞工程施工。

南水北調(diào)中線穿黃工程隧洞方案設(shè)計(jì),根據(jù)穿黃河段特殊的地形地質(zhì)、洪水泥沙條件和目前國(guó)內(nèi)外隧洞設(shè)計(jì)施工的先進(jìn)技術(shù),設(shè)計(jì)采用預(yù)制和現(xiàn)澆雙層結(jié)構(gòu)和泥水平衡式盾構(gòu)施工的先進(jìn)技術(shù)。由于穿黃隧洞的規(guī)模和設(shè)計(jì)運(yùn)用條件的特殊性,該工程的設(shè)計(jì)目前在國(guó)內(nèi)外工程實(shí)例很少,因此方案布置、結(jié)構(gòu)計(jì)算及施工等諸多課題都需要研究。

穿黃隧洞是南水北調(diào)中線穿越黃河的關(guān)鍵工程,工程規(guī)模大,地質(zhì)條件復(fù)雜,還需面對(duì)河床游動(dòng)、深度沖淤、砂土地震液化、軟土震陷、隧洞滲漏、圍土穩(wěn)定、壓力輸水安全與長(zhǎng)期運(yùn)用等一系列問題,技術(shù)難度高。通過工程總體布置優(yōu)化和多項(xiàng)專題研究,包括按1:1比尺建立埋深30余m的隧洞仿真試驗(yàn)?zāi)Ｐ?較真實(shí)地模擬外部水土環(huán)境和內(nèi)水壓力的試驗(yàn)研究,提出了盾構(gòu)隧洞新型預(yù)應(yīng)力雙層襯砌結(jié)構(gòu)型式,還解決了超深工作豎井,軟土地下建筑物抗震,長(zhǎng)隧洞安全監(jiān)測(cè)與長(zhǎng)距離信息傳輸,水底壓力隧洞盾構(gòu)法長(zhǎng)距離施工等一系列技術(shù)難題,確保工程順利進(jìn)行,實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新。

南水北調(diào)中線一期工程總干渠潞王墳試驗(yàn)段位于新鄉(xiāng)市鳳泉區(qū)潞王墳鄉(xiāng),全長(zhǎng)1.5km。主要任務(wù):一是通過試驗(yàn)研究,為工程優(yōu)化提供依據(jù),指導(dǎo)南水北調(diào)中線工程總干渠膨脹巖(土)渠段的大面積施工;二是試驗(yàn)結(jié)束后,恢復(fù)至設(shè)計(jì)斷面,作為南水北調(diào)中線工程總干渠

南水北調(diào)中線崇青隧洞工程具有地質(zhì)條件差、埋深淺、地下水位高等特點(diǎn),隧洞洞挖施工困難較多,施工過程中,根據(jù)不同地段地質(zhì)情況采取不同的施工方案和方法,取得了較好的效果,對(duì)施工方案和施工方法作了詳細(xì)的介紹,并對(duì)支護(hù)施工中的格柵鋼架、鋼支撐作了介紹。施工過程中積累的經(jīng)驗(yàn)對(duì)后續(xù)類似項(xiàng)目具有借鑒意義。