《大型抽水蓄能电站硬岩掘进机(TBM)施工技术》根据我国TBM施工技术的发展以及抽水蓄能地下隧洞的施工现状,以河南洛宁抽水蓄能电站为例,从设计方案优化、TBM研制、TBM现场施工组织等方面深入分析了抽水蓄能应用小洞径TBM、大洞径TBM、斜井TBM、竖井SBM的可行性,该书总结了抽水蓄能行业现阶段对TBM的研究成果,可为其他抽水蓄能工程提供参考。
《大型抽水蓄能电站硬岩掘进机(TBM)施工技术》是一本全面、系统、可读性强的专业书籍,对从事抽水蓄能电站设计、建设和管理的人员具有一定的参考价值。
抽水蓄能电站具有调峰填谷、调频调相、事故备用等重要功能,为电网安全稳定、高质量供电提供着重要保障,也为风电、光电等清洁能源大规模并网消纳提供重要支撑。随着清洁能源大规模的开发利用,我国能源供给正在发生革命性的变化,发展抽水蓄能已成为能源结构转型的重要战略举措之一。现阶段,我国抽水蓄能电站装机比例与发达国家相比仍存在较大差距,日本抽水蓄能装机占比为8.5%,意大利、德国、法国等装机占比在3.5%~6.6%之间,截至2018 年底我国抽水蓄能电站装机占比仅为1.6%,远低于日本和欧洲,未来一段时间,我国抽水蓄能仍将处于快速发展阶段。
掘进机技术在我国已渡过自主探索制造、引进消化吸收阶段,进入自主创新阶段。近年来,我国制造的掘进机在量和质上都有较大突破,多项产品打破世界纪录,受到了世界各国的欢迎和青睐,逐渐成为“一带一路”新国货。我国制造的掘进机已远销新加坡、马来西亚、意大利、法国、波兰、澳大利亚等国家,并连续多年产销量世界。
抽水蓄能电站拥有进厂交通洞、通风兼安全洞、自流排水洞、排水廊道、排风排烟竖井、引水隧洞、尾水隧洞等庞大复杂的地下洞室群,目前,我国抽水蓄能电站地下洞室施工以人工钻爆法施工为主,存在施工安全风险大、作业环境恶劣、机械化程度低、施工效率低、质量控制难等问题,掘进机法施工有望解决传统钻爆法的一系列问题,极大改善地下洞室施工状况,有助于抽水蓄能电站安全高质量发展。掘进机技术在抽水蓄能建设领域的研究应用,有助于我国抽水蓄能行业设计、施工和TBM 制造业水平的共同提升。
本书以河南洛宁抽水蓄能电站为例,从TBM 设备制造、设计方案优化、施工组织等方面对进厂交通洞、通风兼安全洞、引水斜井、引水调压室、自流排水洞、排水廊道等洞室TBM 施工工法进行深入分析,总结掘进机技术在抽水蓄能电站地下洞室应用的优缺点以及推广需要解决的问题。
本书是一本全面、系统、可读性强的专业书籍,对从事抽水蓄能电站建设和TBM 设计制造施工的人员具有一定的参考价值。
序言
前言
第1章 TBM 概述与分类
1.1 TBM 概述
1.2 TBM 破岩机理
1.3 TBM 分类
1.3.1 敞开式TBM
1.3.2 双护盾TBM
1.3.3 单护盾TBM
1.3.4 其他类型
1.4 TBM 适应性分析
1.4.1 TBM 适用的地质范围
1.4.2 TBM 适应性分析
第2章 TBM 应用及发展
2.1 TBM 发展历程
2.2 国内外TBM 应用现状
2.2.1 国外TBM 发展历史及现状
2.2.2 国内TBM 发展历史及现状
2.3 国内外水利水电工程和斜井工程TBM 应用现状
2.3.1 国内水利水电工程TBM 应用现状
2.3.2 国外斜井工程TBM 应用现状
第3 章 抽水蓄能电站简介
3.1 抽水蓄能电站概述
3.1.1 抽水蓄能电站工作原理
3.1.2 抽水蓄能电站组成
3.1.3 抽水蓄能电站发展现状
3.1.4 抽水蓄能电站发展前景
3.2 抽水蓄能电站地下洞室设计
3.2.1 输水发电系统布置方式
3.2.2 输水发电系统布置型式
3.3 抽水蓄能电站隧洞开挖施工机械化水平
3.3.1 机械化施工现状
3.3.2 机械化发展趋势
第4 章 抽水蓄能电站TBM 应用研究思路
4.1 通风兼安全洞及进厂交通洞TBM 施工研究思路
4.2 引水斜井TBM 研究思路
4.3 排水廊道TBM 研究思路
4.4 引水调压井(竖井)研究思路
第5 章 抽水蓄能电站TBM 施工可行性研究
5.1 工程概况
5.1.1 洞室概况
5.1.2 工程地质概况
5.1.3 工程水文概况
5.2 交通洞及通风兼安全洞TBM 应用研究
5.2.1 原洞室布置方案
5.2.2 TBM 施工洞室设计方案优化
5.2.3 TBM 装备设计
5.2.4 TBM 施工规划
5.2.5 TBM 施工组织设计
5.2.6 TBM 施工重点、难点分析
5.2.7 施工分析
5.2.8 TBM 施工经济分析
5.2.9 小结
5.3 引水斜井TBM 应用研究
5.3.1 原洞室布置方案
5.3.2 斜井TBM 施工洞室设计方案优化
5.3.3 TBM 装备设计
5.3.4 TBM 施工规划
5.3.5 施工组织
5.3.6 TBM 施工重点、难点
5.3.7 施工进度分析
5.3.8 TBM 法施工经济分析
5.3.9 小结
5.4 洛宁排水廊道TBM 应用研究
5.4.1 原洞室布置方案
5.4.2 TBM 法施工洞室设计
5.4.3 TBM 装备设计
5.4.4 TBM 变径适应性分析
5.4.5 TBM 施工规划
5.4.6 施工组织设计
5.4.7 施工进度分析
5.4.8 TBM 施工经济分析
5.4.9 小结
5.5 调压竖井SBM 应用研究
5.5.1 引水调压室概况
5.5.2 SBM 施工洞室设计
5.5.3 SBM 装备设计
5.5.4 SBM 变径适应性分析
5.5.5 SBM 施工规划
5.5.6 施工组织设计
5.5.7 SBM 施工常见重点、难点分析
5.5.8 施工进度分析
5.5.9 SBM 经济性分析
5.5.10 小结
第6 章 TBM 推广应用需要研究解决的问题
第7 章 结语
7.1 TBM 在抽水蓄能电站地下洞室应用的优势
7.2 TBM 在抽水蓄能领域的发展前景
参考文献