TBM法与钻爆法技术经济对比分析

论文摘要

本文主要针对在隧道施工过程中采取TBM法施工和钻爆法施工这两种施工方法进行了技术和经济对比分析,确定了TBM法施工和钻爆法施工的适用范围；并通过造价计算确定了一圆形水工无压隧洞的TBM法施工和钻爆法施工的经济洞长；并收集整理了部分国内外已建和在建隧道工程采用TBM法施工和钻爆法施工的资料。(1)TBM法施工和钻爆法施工的适用范围在隧道施工方法上,TBM法和钻爆法都是隧道施工的成熟工法。钻爆法较TBM法工序多,施工组织复杂,工期较长,超欠挖量大、安全性差,但地质适应能力较好。TBM法与钻爆法比较的优势在于工序简单、施工速度快、安全性好。从技术上比较,TBM法适用于工期要求紧、且以硬质岩为主的圆形长隧道,而钻爆法则适用于短隧道、地质条件较复杂的且不适合TBM法快速施工的工程。(2)TBM法施工和钻爆法施工的经济洞长成洞洞径4m,埋深100～500m,坡度1／800,Ⅱ类及以上围岩占40%、Ⅲ类围岩占30%、Ⅳ类占20%、Ⅴ类围岩占10%的圆形水工无压隧洞,钻爆法施工的经济洞长为5km以下,敞开式TBM施工的经济洞长为5km以上,双护盾式TBM施工的经济洞长为9km以上。(3)通过收集整理部分国内外已建和在建隧道工程采用TBM法施工和钻爆法施工的资料,认为：现行TBM法施工技术能适应复杂的地质条件,溶洞、涌水等特殊地质条件经提前处理后,或辅以钻爆法开挖通过不良洞段后,再采用TBM法进行掘进；在特长隧道中,采用TBM法快速施工,较钻爆法以长洞短打的方式经济性好,节约成本约在5%～20%；在硬岩隧道中,双护盾TBM比敞开式TBM造价高出约20%以上,敞开式TBM法的经济性更突出；国产TBM发展停滞和国内施工单位的TBM施工管理水平相对落后,是当前我国隧道难以推广采用TBM法开挖的主要原因；TBM法与钻爆法的造价差异会随着TBM的进一步发展和推广将逐渐缩小,TBM法将在中长隧道的建设中逐渐取代钻爆法而成为主流的施工方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 隧道工程的发展趋势
• 1.2 隧道工程施工方法的发展
• 1.3 本文主要工作
• 1.3.1 研究必要性
• 1.3.2 研究内容
• 2 TBM法与钻爆法施工技术对比分析
• 2.1 TBM法与钻爆法简介
• 2.1.1 TBM法
• 2.1.2 钻爆法
• 2.2 临时工程对比
• 2.2.1 钻爆法临时工程
• 2.2.2 TBM法临时工程
• 2.3 开挖施工对比
• 2.3.1 TBM开挖
• 2.3.2 钻爆法开挖
• 2.4 支护对比
• 2.4.1 支护理论
• 2.4.2 支护结构计算方法
• 2.4.3 超前预报与超前支护
• 2.4.4 初期支护
• 2.4.5 永久支护
• 2.4.6 不良地质条件处理
• 2.5 出渣及进料运输对比
• 2.5.1 主要运输方式
• 2.5.2 TBM法出渣及进料运输
• 2.5.3 钻爆法出渣及进料运输
• 2.6 小结
• 3 TBM法与钻爆法经济对比分析
• 3.1 隧道工程造价
• 3.1.1 隧道工程造价编制
• 3.1.2 人工费
• 3.1.3 机械费
• 3.1.4 材料费
• 3.1.5 临时工程
• 3.1.6 工程量
• 3.1.7 工期
• 3.2 经济性比较
• 3.2.1 已有经济比较方法
• 3.2.2 经济比较方法
• 3.3 算例
• 3.3.1 对比方案
• 3.3.2 开敞式TBM法造价
• 3.3.3 双护盾式TBM法造价
• 3.3.4 钻爆法造价
• 3.3.5 造价对比分析
• 3.4 已建及在建工程
• 3.4.1 水利工程
• 3.4.2 铁路工程
• 3.5 小结
• 4 结论与展望
• 4.1 主要结论
• 4.2 展望
• 5 致谢
• 6 参考文献
• 附录