南水北调中线穿黄隧洞施工对盾构的性能要求

盾构技术与南水北调中线穿黄隧洞工程——本文简要介绍了盾构机技术和国内外发展概况，以及南水北调中线穿黄隧洞工程及其地质情况。对泥水式盾构机应用于穿黄隧洞的施工进行了探讨。针对盾构法穿黄隧洞施工应开展的前期工作提出了建议。

南水北调中线穿黄工程盾构隧洞是整个项目的控制性工程,其施工进度受地质条件、盾构机施工参数和工程组织管理的影响较大。本文根据穿黄工程盾构隧洞的地质条件、已定货的盾构机施工参数和初定的施工方案,建立了施工进度仿真系统模型,在此基础上研制出动态仿真软件,对盾构隧洞的施工进度进行动态仿真,并对仿真计算结果进行了分析。

穿黄隧洞工程是南水北调中线工程总干渠的关键性工程,为保证施工用水,在黄河北岸施工供水水源地进行大口径抽水试验,确定含水层水文地质参数,为施工供水设计提供依据。通过稳定流、非稳定流理论计算,提出渗透系数k为16~18m/d,并用裘布依公式计算得出影响半径与经验公式计算结果接近,故影响半径推荐值为1113m,并根据开采试验,确定单井可开采水量为177m3/h。

穿黄隧洞工程是南水北调中线的关键性工程,该工程采用双洞平行布置,盾构机单向掘进施工。介绍了穿黄隧洞工程地面控制网测量、竖井联系测量、隧洞内精密导线测量等施工控制测量方案,对贯通误差进行了分析研究,并在控制测量和检测过程中采用了一系列有效措施,从而保证了掘进精度在施工设计允许范围内,实际贯通误差约2cm。

穿黄隧洞工程采用先进的盾构法施工,地质条件复杂且掘进距离长,技术复杂,难度高,施工中存在着较大的风险和困难。因此,必须针对穿黄工程地质条件、工程设计和要求,对盾构施工中可能出现的特殊情况下进行重点研究,提前采取相应的技术对策,确保如期、安全、优质完成穿黄隧洞工程施工。

南水北调中线穿黄隧洞工程盾构施工技术探讨——简要介绍穿黄工程概况及泥水盾构施工主要作业模式。对泥水加压平衡式盾构应用于穿黄隧洞的组装、始发、掘进、管片安装、同步注浆以及盾构到达南岸的二次始发等施工技术进行了详细介绍，针对穿黄工程特殊段的掘进施...

通过对南水北调中线穿黄隧洞地层进行的分析,结合泥水加压盾构的特点,指出了穿黄隧洞工程盾构施工可能遇到的施工问题,并提出了应开展的具有针对性的研究课题,对隧洞施工及研究工作具有一定指导意义。

简要介绍穿黄工程概况及泥水盾构施工主要作业模式。对泥水加压平衡式盾构应用于穿黄隧洞的组装、始发、掘进、管片安装、同步注浆以及盾构到达南岸的二次始发等施工技术进行了详细介绍,针对穿黄工程特殊段的掘进施工进行了探讨。

南水北调中线穿黄隧洞工程盾构施工具有地质条件复杂、大埋深、高外水压力、长线路、大直径等施工特点及其相应的技术难题。经过在施工实践中的创新与实践,在泥浆配置技术、掘削面稳定控制技术、突破规范的壁后注浆技术、高外水压力条件下的盾构施工防渗技术、端头地层加固技术、大埋深/高外水压力下的带压进舱技术、盾构掘进姿态控制技术、精密的长距离竖井联系测量技术、长距离泥水输送技术、大坡度盾构掘进技术等方面取得了突破与进展,确保了工程的顺利实施。穿黄盾构工程的各项技术指标均达到了理想的效果,相关工程施工技术可供类似工程参考和借鉴。

南水北调中线一期穿黄隧洞采用盾构法施工,盾构始发是整个盾构施工过程中最关键、最重要的环节,处理不慎极容易出现涌水、涌砂现象,对工程和机械设备造成毁灭性的后果。为确保盾构始发安全,采用冻结法对高喷加固区与工作竖井地下连续墙之间进行冷冻封水加固,取得了良好的效果。现总结了在该工程中冷冻封水措施的方案布置、关键技术问题和实际取得的效果。

南水北调中线穿黄退水洞工程实现安全贯通

在介绍南水北调中线穿黄隧洞设计参数、地质情况及盾构机选型参数的基础上,对中线穿黄隧洞盾构施工中盾构机刀盘刀具维护保养经验进行了分析,总结了施工过程中定期检查盾构机刀盘、定期带压进舱检查、根据不同地质情况灵活配置盾构刀具、实时分析掘进参数的施工规律,保障隧洞掘进施工正常进行。

讨论了南水北调工程大型穿黄隧道砂基在施工期和运行期产生液化的可能性及液化深度问题。砂土动力试验采用了原状样和扰动样,从微观结构和动力特性分析了两种试样成果的差别,并对7度地震下砂基液化的可能深度作了判定。对砂土加密后的抗液化性能的提高进行了试验,还对盾构机施工时的振动加速度进行了实测,并探讨了施工时砂基液化的可能性

穿黄隧洞作为南水北调中线最重要的控制性工程,一直备受瞩目,其中安全监测是穿黄隧洞的重要工作之一,也是观测工程结构安全的具体手段。文章通过对穿黄隧洞安全监测系统的建立以及对自正式通水后半年内的观测数据进行初步分析,揭示了穿黄隧洞渗漏量、渗透水压力、混凝土应力应变和接缝开和度的变化范围和规律,为同类型输水隧洞的安全监测设计和实施提供一定的借鉴。从安全监测数据分析,自南水北调中线通水运行以来穿黄隧洞目前处于正常稳定工作状态。

以南水北调中线穿黄隧洞工程为依托,在施工过程中,针对黄河漫滩内和富水砂层中超深灰浆墙、超深圆形地下连续墙、超深圆形竖井、超深端头加固施工和薄壁环锚预应力内衬施工等施工技术难点,通过分析、研究和试验摸索,采用了灰浆墙泵送置换法、国内最深地下连续墙施工、竖井水下开挖施工、端头受到干扰后二次加固施工、环锚预应力内衬结构施工等技术,施工实践中应用良好,保证了工程的顺利建成。

南水北调中线穿黄隧洞进口段长35m,分为a、b两洞平行布置,完成开挖和一期支护后的结构尺寸需满足穿黄隧洞泥水平衡式盾构机出洞的要求,完成衬砌后的结构尺寸需满足穿黄隧洞过水要求。a、b两洞间距仅约16m,渐变段部覆盖层薄,属浅埋黄土隧洞,洞身低于原始地下水位近40m,开挖施工中难度较大,对洞身变形控制要求高,开挖前和开挖过程中采取多种手段进行施工降水,洞口段采用双侧壁导坑法施工,洞身段采用crd法(交叉中隔墙法)施工。本文主要对crd法的应用进行了总结。

穿黄隧洞是南水北调中线穿越黄河的关键工程,工程规模大,地质条件复杂,还需面对河床游动、深度冲淤、砂土地震液化、软土震陷、隧洞渗漏、围土稳定、压力输水安全与长期运用等一系列问题,技术难度高。通过工程总体布置优化和多项专题研究,包括按1:1比尺建立埋深30余m的隧洞仿真试验模型,较真实地模拟外部水土环境和内水压力的试验研究,提出了盾构隧洞新型预应力双层衬砌结构型式,还解决了超深工作竖井,软土地下建筑物抗震,长隧洞安全监测与长距离信息传输,水底压力隧洞盾构法长距离施工等一系列技术难题,确保工程顺利进行,实现科技创新。

南水北调工程穿黄隧洞纵向变形主要受施工扰动、下卧土层沉降变化以及河床冲淤等因素的影响。为此,通过河工模型试验,揭示了冲淤荷载的变化情况,分析了其在地震荷载作用下的分布及影响,着重对在内水压载和冲淤作用下的不同工况进行了计算分析。提出了针对上述3种荷载组合情况下的隧洞管段的布置方案,论证了该方案可适应纵向变形,且具有一定的安全裕度。

南水北调中线穿黄隧道盾构注浆浆材试验——为满足南水北调中线工程穿黄隧洞盾构施工工法要求，对研制开发的水泥一膨润土一水玻璃系双液塑性壁后注浆材料，通过室内模拟注浆试验，重点探讨了材料组分对注浆材料流动性、稳定性、凝胶特性、强度等性能的影响。　...

南水北调中线穿黄工程隧洞方案设计,根据穿黄河段特殊的地形地质、洪水泥沙条件和目前国内外隧洞设计施工的先进技术,设计采用预制和现浇双层结构和泥水平衡式盾构施工的先进技术。由于穿黄隧洞的规模和设计运用条件的特殊性,该工程的设计目前在国内外工程实例很少,因此方案布置、结构计算及施工等诸多课题都需要研究。

南水北调中线穿黄工程隧洞掘进开工

2009年12月22日,在南水北调中线穿黄工程黄河南岸竖井内,工人们在庆祝隧洞贯通。当日,南水北调中线穿黄工程上游线过河隧洞顺利贯通。位于河南省郑