杨继华, 苗 栋, 杨风威, 齐三红, 姚 阳

(黄河勘测规划设计有限公司,河南 郑州 450003)

CCS水电站输水隧洞双护盾TBM穿越不良地质段的处理技术

杨继华, 苗 栋, 杨风威, 齐三红, 姚 阳

(黄河勘测规划设计有限公司,河南 郑州 450003)

CCS水电站输水隧洞在TBM施工过程中,遇到了砂岩崩解砂化、断层破碎带塌方、突涌水、围岩失稳等不良地质条件,导致了掘进速度缓慢、卡机等不良后果。经过采取有效的处理措施,TBM通过了不良地质段,为输水隧洞的如期完成提供了保障。

CCS水电站;输水隧洞;双护盾TBM;不良地质条件;处理技术

1 工程概况

厄瓜多尔科卡科多—辛克莱尔(Coca Codo Sinclair,简称CCS)水电站为引水式电站,电站主体工程由首部枢纽、输水隧洞、调节水库、压力管道及地下厂房等组成,电站总装机容量1 500 MW,是厄瓜多尔最大的水电站[1]。输水隧洞是CCS水电站的控制性工程,为无压明流隧洞,全长约24.8 km,采用钻爆法和TBM联合施工,TBM施工段全长约23.8 km,由两台大直径双护盾式TBM完成,其中TBM1由2#施工支洞始发向隧洞进口方向掘进,掘进长度约10 km,TBM2由隧洞出口向2#施工支洞方向掘进,掘进长度约13.8 km,TBM施工布置见图1。TBM隧洞开挖洞径9.11 m,预制钢筋混凝土管片衬砌、豆砾石回填灌浆,衬砌后洞径8.20 m。

两台TBM为德国海瑞克公司(HERRENKNECHT AG)生产的S671、S672型双护盾式TBM,两台TBM的配置和性能基本相同,主要性能参数如下:主机长12.4 m,整机长度157 m,主机及其后配套总重1 959 t,刀盘开挖直径9.11 m,共配备19英寸的中心刀4把、正滚刀38把、边滚刀13把及扩挖刀3把,采用变频电机(VFD)驱动,刀盘功率4 200 kW,刀盘转速0～5.95 rPm,最大扭矩19 179 kNm@2.95 rPm、9 589 kNm@5.95 rPm,配备了超前钻机、管片安装机、豆砾石注入系统、回填灌浆系统、砂浆回填系统等设备。……