水工隧洞几个问题浅议

长期以来,水工隧洞在设计、施工及运行管理过程中,相关水工设计规范对软岩隧洞预留变形量、高水头外水压力的设计取值以及隧洞周边固接灌浆等问题没有明确规定,以至于施工过程中,参建各方争议不断。因此,文章结合黄河上游拉西瓦、羊曲、玛尔挡等大型水电站水工隧洞设计、施工运行情况,进行分析总结,提出了不同的处理措施,为水工隧洞的设计、施工及运行管理提供借鉴。     

小型水工隧洞设计中的几个工程地质问题

水工隧洞是水利水电枢纽中较复杂的建筑物之一,涉及的地质问题较多。对小型水工隧洞的主要工程地质问题进行了分析,讨论了水工隧洞洞线布置中考虑的地质因素,提出了小型水工隧洞设计中确定围岩压力与抗力系数的经验方法,对小型水工隧洞的勘察设计工作具有一定的指导作用。表1个。     

深埋软岩水工隧洞开挖支护设计及工程对策

深埋软岩水工隧洞面临突出的高应力围岩挤压变形问题,开挖施工难度极大,后期运行环境及工况复杂,其开挖支护设计须统筹兼顾施工全过程及长期运行的安全稳定性.以某深埋软岩水工隧洞为研究对象,考察了该类软岩的各向异性力学特性,并对隧洞布置方案、系统支护设计、爆破开挖控制等方面进行了论述.其中,为规避片岩各向异性的不利影响,推荐洞轴线的走向为N4°W;为应对软岩挤压大变形问题,建议采用3％～5％的收敛应变率作为围岩的变形控制标准;依托现代围岩支护原理,提出采用"逐次施加、先柔后刚、多步控制"动态渐进支护方式来调控围岩显著挤压变形问题,并始终秉承围岩是隧洞承载和防渗的主体的深埋软岩水工隧洞支护设计理念.相关研究成果可为同类工程建设提供参考.     

水工压力隧洞结构设计若干关键问题刍析

据水工压力隧洞结构与荷载特点,讨论了水工压力隧洞最小覆盖厚度、主应力大小顺序、外水荷载、钢筋混凝土衬砌轴向裂缝与限裂设计、衬砌伸缩缝间距设计与环向裂缝开展等涉及水工压力隧洞结构设计诸多复杂问题,探讨了解决上述疑难问题的计算模型与计算方法,强调为保证水工压力隧洞衬砌与围岩联合承载,应重视水工隧洞回填灌浆与高压隧洞固结灌浆.     

对水工隧洞设计的分析

水工隧洞是以输水为目的,在岩、土体中通过开挖形成的隧洞,不包括埋管和回填管。水工隧洞可按不同原则分类。在设计水工隧洞时,应根据枢纽的规划任务,尽量一洞多用,以降低工程造价。如导流洞与永久隧洞相结合,泄洪、排沙、放空隧洞的结合等。     

论水工压力隧洞围岩承载设计准则及防渗排水设计

归纳总结了水工压力隧洞围岩承载设计准则所涉及的4个常用准则,分析了4个准则之间的相互关系,提出了对这些设计准则的理解和认识,并明确了水工压力隧洞防渗排水设计布置的基本概念。     

水工隧洞受力特性研究和结构设计思路

为了保证水工隧洞建设和设计能够满足现阶段经济发展的需求,就需要加强对水工隧洞的深入研究,并加深对水工隧洞的设计探索。该文从水工隧洞受力特性及结构设计两方面进行分析,围绕着受力特性、结构设计的当前研究现状及不足,探讨水工隧洞结构设计的完善措施。     

水工压力隧洞含水围岩的弹塑性应力分析

本文依据《水工隧洞设计规范SD134—84》,将外水压力作为场力处理,系统地讨论了水工压力隧洞含水围岩渗透水压力分布规律,建立了隧洞含水围岩在施工期和运行期的弹塑性应力分析方法,给出了相应的解析计算公式。     

深埋长隧洞软岩大变形控制措施

通过调研大量国内外工程实例,包括铁路隧洞、公路隧洞、水工隧洞等工程中遇到的各类典型软岩地质问题及因软岩变形引起的事故,研究及重点分析了铁路隧洞、公路隧洞、水工隧洞等多种隧洞围岩出现洞体变形原因及隧洞设计与施工中存在的问题,对采用的工程处理措施进行总结,并结合青海“引黄济宁”工程沿线地层岩性种类多,软硬度差别大,有花岗岩出露,沿线隧洞以第三系软岩为主,围岩类别低,稳定性差,具有遇水软化、失水崩解的实际情况提出了处理措施。     

水工隧洞钢筋混凝土衬砌开裂加固设计方法研究

由于现行水工隧洞设计施工规范中,尚无明确的针对隧洞在运行阶段出现裂缝后进行修补的设计方法和施工规程。因此,文章结合某境外水工隧洞的衬砌混凝土开裂问题,对水工隧洞钢筋混凝土衬砌开裂的加固设计方法进行了研究,并提出了相应的修补措施,通过计算验证了该方法的正确性。该计算基于有限元数值方法,通用性较强;修补措施简单有效,施工方便,确保工程的安全运行。     

多用途水工隧洞水力特性及运行方式研究

水利水电工程中的过水隧洞有导流洞、泄洪洞、放空洞以及发电引水洞等,它们各自具有一定的水流适用条件,对单一用途的水工隧洞,其洞内水流特性较容易把握。当由于技术、经济条件让一条隧洞具备多种用途时,隧洞将面临着不同运行阶段显著的水力差异性考验。结合某水利工程多用途水工隧洞水力模型试验,研究了集导流、泄洪、放空及发电引水等功能于一体的陡坡隧洞在不同运行阶段的相关水力特性。结果表明当作为泄洪隧洞在正常工况下运用时,隧洞进口前和洞内流态均较正常,洞内最小压力满足水工隧洞设计规程要求;当作为导流隧洞和放空洞运用时,隧洞进口在一定水流条件下会形成吸气型立轴漩涡,并在洞内形成形态不断变化且不断溃灭的气囊,在较长的洞段及较大的流量区间内,洞内还会出现明满交替流以及发电支洞岔管引起的明流冲击波、水流折冲等不良流态,上述水流现象会引发洞壁的有害振动或空蚀破坏。通过试验优化,并结合隧洞末端工作闸门的合理调度,提出了多用途水工隧洞的安全运行方式。     

水工隧洞设计中外水压力的探讨

以黄河公伯峡水电站工程右岸水平旋流消能泄洪洞为例,采用水工隧洞设计规范的外水压力折减系数法和有限元渗流计算法,对作用于水工隧洞衬砌混凝土上的外水压力值和分布进行探讨,以供同行设计时参考。     

水工有压隧洞衬砌伸缩缝间距设计新法

根据对流换热边界条件下的水工压力隧洞温度分布规律，建立了考虑变温和内水压力联合作用下的隧洞衬砌、围岩应力计算法，绘出了水工有压隧洞衬砌伸缩缝间距计算公式。所获结果，可供设计人员参考。     

软岩隧洞施工进度控制与创新

复杂地质条件下软岩隧洞的施工技术和进度控制一直是铁路、公路、跨海海底交通工程以及水利水电工程施工的难题,尤其是水利水电工程的引水隧洞为有压隧洞,运行中将承受高流速、大流量水体的冲击,设计对引水隧洞的围岩整体强度、糙率、施工质量有较高要求,使水工引水隧洞的施工进度成为制约工期与效益的关键.在建的GC水电站遭遇大范围的复杂软岩,造成工期严重拖期,通过和承包商共同研究及采取一系列工期优化的技术与管理创新措施,拖期的进度及态势得到了有效控制.     

挪威国际地下工程学术讨论会论文简介

1987年6月铁道部西南交通大学高渠清教授作为我国代表之一参加了在挪威奥斯陆举行的国际地下工程学术讨论会,我们从带回的论文集水电部份1、2两册中选出对我国水电工程地下建筑物勘测、设计、科研和施工工作中有普遍参考价值的论文,共计三十九篇。其中:水工隧洞方面廿五篇,如哥伦比亚圭亚维欧水电站压力隧洞的设计,挪威设计和建设不衬砌压力隧洞和竖井的经验,透水且不衬砌的压力隧洞设计准则,隧洞横穿NEA峡谷的问     

喷锚衬砌设计的几个问题

水工隧洞的主要类型有:有压和无压引水隧洞、尾水隧洞、泄洪隧洞、导流隧洞等。其主要特点是承受内水压力并有一定流速的水流通过。因此,承受内水压力的能力和过水能力的大小,是不衬砌和喷锚衬砌隧洞设计中要考虑的主要问题。 近十年来,随着开挖技术的发展和喷锚衬砌的广泛应用,在水工隧洞采用不衬砌或喷锚衬砌的数量也有所增加。据初步统计,目前应用喷锚衬砌的水工隧洞已有14座,总长度达20km。下面就几个问题加以阐述:     

不同外水压力下输水隧洞结构及配筋计算要点分析

针对输水隧洞在衬砌结构、配筋计算中不同外水压力对结构内力值及配筋结果的影响,根据《水工隧洞设计规范》(SL 279-2016)推荐的作用在钢筋砼衬砌结构上的外水压力计算方法及外水压力折减系数方法对外水压力进行折减,并采用水工隧洞钢筋混凝土衬砌计算机辅助设计软件SDCAD对隧洞衬砌结构在不同外水压力作用下的内力及配筋进行计算。计算结果表明:①无压输水隧洞内力及配筋结果由外水压力控制,外水压力越大,结构所受内力越大,对隧洞的选配钢筋要求也越大;②在外水压力作用下隧洞底板与边墙交接位置出现了应力集中,拉应力大于砼抗拉强度,在设计中应采取一定的措施进行补救,防止结构产生拉裂破坏。     

我国水工地下结构建设的理论与实践

建国５０年来，我国水工地下结构建设的理论与实践均有新的发展，仅在水利水电工程中已建成水工隧洞的长度超过５００ｋｍ，水电站的地下厂房达１００座。在地下工程的设计和施工技术方面进行了大量研究，并提出了许多新的见解和理论，如水工隧洞应务分析的增量渗流荷载理论，衬砌外水压力、有压隧洞混凝土及钢筋混凝奶裂设计、在大断面混凝衬砌分岔洞、预应力混凝土衬砌、高流速水工隧洞、围岩高压固结灌浆以及地下厂房设计与施工新     

水工隧洞施工质量问题及解决措施探析

水工隧洞是水利工程施工的重难点之一,由于外界地形、水流的压力及施工设计质量等因素,导致隧洞掉块甚至坍塌的发生率逐渐增高。通过抽样调查的方法,结合相关参考文献,对100个水工隧洞进行分析,发现隧洞施工过程中质量问题主要集中体现在隧洞开挖、钢筋制安及混凝土施工过程中。针对此种情况,提出提高施工单位的安全意识、加强施工监管力度、提高综合管理水平等解决措施,促进水工行业的健康发展。     

水工隧洞设计方法研究

水工隧洞可为水利水电工程建设提供完善的电力能量来源,也可为周边打通水利运输的通道,但由于我国水工隧洞的设计方法单一,隧洞施工设计的多样性较差,未能充分发挥水工隧洞在水利水电工程施工中的应用优势,因此,加强对水工隧洞设计方法的研究,有利于保障选择支护结构型式的合理性。文章首先阐述了水工隧洞设计方法的类型及其在应用过程中的注意事项,结合工程实例对水工隧洞设计方法进行分析,以提高隧洞设计的整体水平。