近10年國內TBM設計制造及施工技術取得了長足發(fā)展,TBM作為隧洞開挖的先進施工設備已廣泛應用于水利、礦山、鐵路、市政交通等領域。本書根據(jù)目前TBM設備的發(fā)展和應用狀況以及抽水蓄能電站隧洞施工現(xiàn)狀,以文登抽水蓄能電站為例,提出了抽水蓄能電站引水壓力管道斜井和地下廠房布置設計和施工中應用TBM施工技術的具體方案和關鍵技術問題,并進行了全面的方案對比研究,分析了TBM施工技術應用的可行性和經濟性,總結了抽水蓄能電站TBM施工技術應用研究的成果,可為國內待建工程提供參考。
抽水蓄能電站TBM施工技術,闡述抽水蓄能電站引水壓力管道斜井和地下廠房布置設計和施工中應用TBM施工技術的具體方案和關鍵技術問題
黨的十八大以來,我國對生態(tài)文明做出了理論分析和政策指導,要求在各項工作中要全面準確貫徹落實新發(fā)展理念,堅定不移貫徹創(chuàng)新、協(xié)調、綠色、開放、共享的發(fā)展理念。為此,2016年3月,國網新源山東文登抽水蓄能有限公司針對國內抽水蓄能電站地下洞室開挖以鉆爆法為主的施工現(xiàn)狀提出,可依托山東文登抽水蓄能電站對TBM自動掘進技術應用進行研究。
研究的主要成果如下:
(1) 對我國TBM設計制造企業(yè)進行了實地調研,充分了解了國內TBM設計制造的水平;對國內目前開工建設的TBM施工現(xiàn)場進行了調研,了解了應用TBM施工技術的隧洞作業(yè)面的施工及管理情況。我國TBM設計制造企業(yè)通過近10年的努力,經歷設備引進、組裝制造、聯(lián)合設計、創(chuàng)新發(fā)展等發(fā)展階段,目前已經掌握了核心技術,并能自主設計制造,為國內工程建設大規(guī)模應用創(chuàng)造了條件。國內施工企業(yè)已經擁有了龐大的TBM專業(yè)施工團隊,形成了一系列專業(yè)的管理制度,為隧洞高效、快速施工提供了技術保障。工程建設主體單位,對于TBM施工單位的管理、結算積累了豐富的應用經驗,TBM施工簡化了工程建設主體單位的管理流程和人員機構,實現(xiàn)了現(xiàn)代化管理;TBM施工技術自身安全程度提高,從技術上做到了施工過程的本質安全,降低了工程建設主體單位的安全風險管控難度。
(2) 通過對工程應用實例的分析,對TBM施工關鍵技術有了充分了解。TBM施工技術作為目前最為先進的隧洞施工技術,具有安全環(huán)保、勞動力需要量少、自動化程度高、工作強度低、施工速度快、進度保證率高的優(yōu)點。但對于工程前期的勘察設計工作要求較高,工程地質條件是決定應用TBM施工技術的控制因素,對于不同的工程項目需要結合項目自身工程條件量身定做TBM,并對施工過程中可能出現(xiàn)的問題做好預案和措施。
(3) 依托文登抽水蓄能電站,根據(jù)工程建設條件,聯(lián)合TBM設計制造企業(yè),針對文登抽水蓄能電站開展TBM施工技術的應用研究。通過對文登抽水蓄能電站擬定的交通洞和通風洞施工方案技術經濟比較分析,與常規(guī)鉆爆法施工交通洞和通風洞相比,TBM施工可明顯縮短工程建設工期,并隨著TBM設備重復利用率的提高,其總投資與采用常規(guī)施工方案相比增加不大。通過對斜井TBM的應用分析,TBM作為長斜井(400m以上)施工的設備,具有斜井偏斜率控制精確、勞動力需要量小、安全保障性高、施工速度快等優(yōu)點,在抽水蓄能電站長斜井(400m以上)施工中應用技術上可行;小直徑斜井TBM可適應不同項目的斜井導洞施工,可重復使用,具備推廣可行性。通過對TBM在抽水蓄能電站施工中的應用研究,可以實現(xiàn)TBM在抽水蓄能電站交通洞、通風洞以及引水斜井施工中的應用,可較大程度的提高抽水蓄能電站施工的先進性;通過對整個工程施工方案的技術經濟性比較分析,與常規(guī)施工方案相比,采用TBM施工方案后,工程建設總工期減少(約6個月),雖然工程總投資增加較多,但TBM施工技術具有的安全環(huán)保優(yōu)勢符合我國工程建設綠色施工的要求,在抽水蓄能電站整體施工中具有一定優(yōu)勢。黨的十八大以來國家對環(huán)境保護制定了嚴格的法律法規(guī),要求全社會形成節(jié)約資源和保護環(huán)境的空間格局、產業(yè)結構、生產方式、生活方式。TBM施工技術作為替代目前抽水蓄能電站鉆爆施工技術的先進施工手段,具備了充分的應用條件,TBM施工技術的應用將促進提高國內抽水蓄能行業(yè)的整體管理水平。
為提高國內抽水蓄能電站隧洞開挖的安全性,促進抽水蓄能電站建設綠色施工,國網新源山東文登抽水蓄能有限公司組織中國電建北京勘測設計研究院有限公司將以上成果總結提煉形成本書內容。
本書由李富春、吳朝月?lián)沃骶;徐艷群、尚海龍擔任副主編。李富春、徐艷群、吳朝月編寫了第1章、第2章;徐艷群、尚海龍編寫了第3章、第4章;吳朝月、尚海龍編寫了第5章;吳朝月、尚海龍、劉傳軍、李前廷、張棟梁、葛志娟、劉納等編寫了第6章;李富春、張正平、何少云、衣傳寶、吳朝月、徐艷群、尚海龍編寫了第7章。因本書作者水平有限,書中難免存在不少疏漏,懇請廣大讀者諒解并提出寶貴意見。
本書作者為山東文登抽水蓄能有限公司和北京勘測設計院人員,長期從事抽水蓄能電站的選址、考察和設計等工作。通過對我國TBM設計與制造企業(yè)進行了實地調研,了解國內TBM設計與制造水平;對國內目前開工建設的TBM施工現(xiàn)場進行了調研,了解應用TBM施工技術的隧洞作業(yè)面的施工及管理情況。結合工程應用實例,闡述TBM施工技術。
前言
第1章 概述
第2章 抽水蓄能電站建設先進施工技術應用的必要性
2.1 TBM設備及施工技術的發(fā)展的需要
2.2社會條件變化的要求
2.3工程建設管理的需要
第3章 抽水蓄能電站先進洞挖設備情況
3.1先進洞挖設備
3.2 TBM
3.3盾構機
3.4 TBM與盾構機
第4章 TBM應用實例
4.1斜井TBM應用實例
4.2平洞TBM應用實例
4.3小轉彎半徑掘進設備的應用
第5章 TBM施工關鍵技術問題及一般分析方法
5.1平洞TBM掘進方法
5. 2斜井TBM掘進方法
5. 3 TBM施工技術應用關鍵問題及分析方法
第6章 文登抽水蓄能電站TBM應用研究
6.1工程條件
6.2 TBM施工技術在抽水蓄能電站施工中的適用性分析
6.3通風洞和交通洞TBM施工技術應用研究
6.4斜井TBM施工技術應用研究
6.5 TBM施工技術在抽水蓄能電站施工中的應用探討
6.6 TBM與鉆爆法的經濟性結論分析
第6章 研究成果及建議
7.1研究成果
7.2應用建議
參考文獻
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