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复杂地质条件下特大断面导流隧洞综合施工技术研究与分析

作　者: 刘宏伟
导　师: 朱涵；李生宏
学　校: 天津大学
专　业: 建筑与土木工程
关键词: 复杂地质 特大断面 隧洞 渐变段 施工技术
分类号: TV554
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


清江水布垭水利枢纽是清江梯级开发中的龙头电站,总库容45.8亿m3,装机容量为1600MW。两条导流隧洞位于清江左岸,洞身长分别为1180.36m和1181.76m,洞身间距55m。开挖断面除洞口及渐变段外,均为圆拱直墙型,拱部半径8.2m,圆心角166.3°,开挖断面最大为23.9×20.92m(503.99m2),最小为15.88×17.62m(256.12m2)。导流隧洞区域地质构造主要有断层、裂隙、坡岸卸荷带及层间剪切带。清江水布垭导流洞工程地质复杂,开挖断面大,断面变化多,断层破碎带围岩破碎,工期紧张,施工难度极大,在施工中,通过采取以下措施,成功地解决了这些难题,形成了复杂地质条件下特大断面导流隧洞综合施工技术,为今后大断面隧洞施工提供了一套可借鉴的工艺和技术:1、采用上、下半断面台阶式分层开挖,上半断面中导洞先行的施工工艺,成功完成了特大断面导流隧洞的安全、快速开挖。2、采用“大管棚注浆止水,短开挖、强支护”的技术方案,成功穿越了溶蚀张开剧烈,裂隙密集,影响范围长的F8断层破碎带。3、采用中洞法,将大断面洞室分割成三个相对断面较小的洞室,成功完成了软弱围岩条件下特大断面导流洞渐变段的施工开挖。4、采用自行设计加工的特大断面钢模台车衬砌,实现了导流洞大断面钢模台车衬砌快速、安全施工。5、通过严格的回填灌浆与固结灌浆,保证了隧洞与岩体的结合密实,保证了结构的安全稳定。6、通过测控技术及安全监测技术在特大断面导流洞开挖过程中的应用,有效控制了开挖断面,确保了隧洞施工安全。7、通过加强施工组织与管理,有效控制工程质量,保证施工安全,确保了按期截流。通过应用“水布垭导流隧洞综合施工技术研究和分析”,实现了持续高产,代表了大断面隧洞的先进水平,隧洞施工质量优良,取得了较好的社会和经济效益,值得推广。

全文目录


摘要  2-3
ABSTRACT  3-9
第一章 绪论  9-16
  1.1 概述  9-11
    1.1.1 隧洞工程概述  9
    1.1.2 隧洞工程施工技术特性  9-11
  1.2 隧洞施工的历史与现状  11-12
    1.2.1 水工隧洞的历史  11
    1.2.2 水工隧洞的现状  11-12
    1.2.3 隧道施工技术的历史沿革  12
  1.3 本论文主要研究工作  12-16
    1.3.1 水布垭导流洞工程概况  12-14
    1.3.2 水布垭导流洞施工的主要难点  14
    1.3.3 本论文研究的主要内容  14-16
第二章 特大断面导流洞开挖施工技术研究  16-34
  2.1 选择正确的施工方法应该考虑的因素  16-17
  2.2 新奥法的基本理论  17-18
  2.3 总体施工方案  18-21
    2.3.1 国内施工技术水平  18
    2.3.2 施工方案  18-21
  2.4 施工顺序  21
  2.5 施工方法  21-33
    2.5.1 上半断面开挖  21-27
      2.5.1.1 光爆参数的选择和应用  21-24
      2.5.1.2 快速施工技术  24-26
      2.5.1.3 水平岩层光面爆破技术  26-27
    2.5.2 上半断面支护技术  27-29
      2.5.2.1 锚杆施工  27-28
      2.5.2.2 喷射砼施工  28-29
    2.5.3 下半断面开挖  29-32
      2.5.3.1 液压台车全断面开挖  29-30
      2.5.3.2 潜孔钻梯段爆破拉中槽、人工光爆层开挖  30-32
    2.5 4 装运碴设备数量的确定  32-33
  2.6 质量检验及效果  33
  2.7 施工经过  33-34
第三章 大断面洞室超前管棚通过断层施工技术研究与分析  34-42
  3.1 断层带的地质情况  34
  3.2 常用不良地质地段施工方法  34-35
  3.3 施工方案选择与分析  35-39
    3.3.1 超前管棚施工作用原理  36
    3.3.2 方案的分析  36-38
      3.3.2.1 该方案的优点  37-38
      3.3.2.2 该方案的缺点  38
    3.3.3 详细施工方案  38-39
  3.4 管棚施工  39-41
    3.4.1 布眼  39
    3.4.2 钻孔  39-40
    3.4.3 管棚安装  40-41
    3.4.4 管棚注浆  41
  3.5 钢支撑施工  41
    3.5.1 钢支撑制作  41
    3.5.2 安装  41
  3.6 特点及效果  41-42
第四章 软弱围岩特大断面导流洞渐变段施工技术  42-52
  4.1 工程概况  42-43
  4.2 施工方案的选择  43-44
    4.2.1 开挖方案  43-44
      4.2.1.1 未设置中墩段（K0+021～040）  43
      4.2.1.2 设置中墩段（K0+010～021）  43-44
    4.2.2 衬砌方案  44
      4.2.2.1 未设置中墩段（K0+021～040）  44
      4.2.2.2 设置中墩段（K0+010～021）  44
  4.3 施工过程及主要技术  44-52
    4.3.1 渐变段不含中墩位置（K0+021～040）施工  44-49
      4.3.1.1 开挖施工  44-47
      4.3.1.2 初期支护  47-48
      4.3.1.3 衬砌施工  48-49
    4.3.2 有中墩位置渐变段（K0+010～021）施工  49-51
      4.3.2.1 中墩位置洞室开挖施工  49
      4.3.2.2 中墩混凝土浇筑施工  49
      4.3.2.3 中墩顶部与岩石接触面处理  49-51
      4.3.2.4 中墩两侧洞室开挖  51
      4.3.2.5 渐变段两侧混凝土浇筑施工  51
      4.3.2.6 底板混凝土浇注  51
    4.3.3 技术效果  51-52
第五章 导流洞特大断面钢模台车衬砌施工技术  52-55
  5.1 前言  52
  5.2 衬砌台车  52
  5.3 衬砌混凝土施工  52-55
    5.3.1 施工机械设备及人员组织  52-54
    5.3.2 施工方法  54-55
      5.3.2.1 底板浇注  54
      5.3.2.2 拱墙混凝土浇注  54-55
第六章 导流洞回填灌浆与固结灌浆施工技术  55-61
  6.1 概述  55
  6.2 回填灌浆施工技术  55-59
    6.2.1 工程概况  55-56
    6.2.2 回填灌浆施工方案  56-59
      6.2.2.1 灌浆范围、孔位布置及灌浆压力  56
      6.2.2.2 施工准备  56-57
      6.2.2.3 灌浆施工方法  57-59
    6.2.3 特殊情况的处理  59
    6.2.4 施工经过  59
  6.3 固结灌浆施工技术研究  59-61
    6.3.1 设计概况  59
    6.3.2 固结灌浆施工  59-60
    6.3.3 施工经过  60
    6.3.4 固结灌浆质量和灌浆效果  60-61
第七章 测控及安全监测技术在导流洞开挖过程中的应用  61-67
  7.1 概述  61
  7.2 测控技术的应用研究  61-64
    7.2.1 隧洞断面测量系统的组成及原理  61-62
    7.2.2 隧洞断面测量系统应用  62-63
    7.2.3 应用效果及效益分析  63-64
  7.3 安全监测技术在导流洞施工过程中的应用  64-67
    7.3.1 测试内容及频率  64-65
    7.3.2 测点布置和方法  65
    7.3.3 监测结果  65
    7.3.4 支护后的监测效果  65-67
第八章 施工组织与管理技术研究  67-70
  8.1 施工技术管理  67-68
    8.1.1 成立技术专家组，攻克技术难关  67
    8.1.2 组织专业培训，传导技术要点  67
    8.1.3 优化钻爆设计，提高钻爆质量  67-68
  8.2 施工工序管理  68
  8.3 工程质量管理  68
  8.4 施工机械管理  68-69
  8.5 施工物资管理  69
  8.6 劳动力组织管理  69
  8.7 施工安全管理  69-70
第九章 结论与展望  70-74
  9.1 结论  70-72
    9.1.1 科学合理的确定特大断面导流洞施工方案  70-71
    9.1.2 特大断面导流洞开挖与支护施工技术  71
    9.1.3 特大断面导流洞衬砌施工技术  71-72
    9.1.4 特大断面快速施工设备配套与管理技术  72
    9.1.5 安全监测施工技术  72
  9.2 展望  72-73
    9.2.1 社会效益  72-73
    9.2.2 经济效益  73
  9.3 可供借鉴的经验  73-74
参考文献  74-75
发表论文和参加科研情况说明  75-76
致谢  76

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中图分类: > 工业技术 > 水利工程 > 水利工程施工 > 各种工程、工种 > 隧洞与地下工程
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