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输水隧洞工程TBM施工支护衬砌优化的研究与应用
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[2009-2-3]
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项目名称：输水隧洞工程TBM施工支护衬砌优化的研究与应用
获奖等级；2007年度辽宁水利科学技术奖二等奖
项目简介：
辽宁省大伙房水库输水工程，是为解决辽宁中部六城市的工农业及生活用水而修建的调水工程，其工程主体为一条特长输水隧洞。输水隧洞全长85.31km，采用3台TBM与钻爆法联合施工，支洞共计14条，总长15621.9m。其中TBM施工段，每台TBM的掘进长度在18~20km左右，TBM掘进开挖的隧洞洞径为8.0m。
本课题《输水隧洞工程TBM施工支护衬砌优化的研究与应用》，在初步设计阶段，TBM施工段采用双护盾式掘进机，支护型式采用预制混凝土管片支护。考虑施工可行、安装方便，管片每环为不等分六片，每片均为四边形，通缝拼装，拼装后形成镶嵌结构，管片宽度为1.40m，厚度为30cm，最大一片体积1.914m3，重为4.785t。
结合本工程无压输水的特点及工程地质条件，为了降低工程投资，对隧洞的支护衬砌型式进行了优化：取消预制混凝土管片衬砌，对Ⅱ类围岩，采用80mm厚的C25喷射混凝土作为永久衬砌，对于其他类型的围岩采用120～160mm厚的C25喷射混凝土、锚杆、钢筋网、型钢拱架及二次模筑C25混凝土作为永久衬砌。并对锚喷支护和二次模筑混凝土采用FLAC程序进行了理论分析计算，并根据现场的监控量测成果进行了验证。
从TBM进场施工，经过一年多的实践说明，采用此种支护衬砌型式，通过配置在TBM设备上的拱架安装器、锚杆钻机以及喷射混凝土机械手，完全能够保证TBM的快速施工以及满足锚喷支护的质量要求。本工程TBM平均月进尺733m，最高月进尺1111m。
我国已建成的输水隧洞工程，基本采用双护盾式TBM，进行预制混凝土管片衬砌，采用锚喷支护及全圆混凝土模筑衬砌的支护型式在输水隧洞工程中的应用实属首次，《TBM施工支护衬砌的优化研究与应用》这一课题的成功应用，将会改变以往的预制管片衬砌模式，也会给即将建设的南水北调工程提供一定的借鉴意义。
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