珠三角水资源配置工程隧洞埋岩深度及间距的影响分析

以珠三角水资源配置工程中的复合衬砌盾构输水隧洞为研究对象,在采用简化计算模型的基础上,利用ABAQUS有限元数值分析软件,分析不同外荷载工况下,不同埋岩深度及隧洞间距下管片衬砌环的应力和变形情况。由管片衬砌环最大径向变形及容许应力确定此时可承受的内水压力大小,并得到内水压力大小随埋岩深度和隧洞间距变化的影响规律,以供工程实践参考。     

盾构高压输水隧洞新型半埋式钢管复合衬砌结构研究

目前高内水压力的输水盾构隧洞基本是采用分离式双层衬砌结构,是当前最安全的结构模式,但不一定是最合理的。该文提出了一套盾构输水隧洞新型半埋式钢管复合衬砌结构,该种衬砌结构为:盾构管片外衬、钢管内衬、内外衬间不全部填充自密实混凝土及软垫层设置于内衬钢管外表面。基于新型半埋式钢管复合衬砌结构,利用ABAQUS有限元分析软件,分析了不同自密实混凝土填充程度,不同软垫位置等条件下,钢管内衬应力,填充自密实混凝土应力及外衬盾构管片的变形。根据计算结果,新型半埋式钢管复合衬砌结构,可以有效控制盾构外衬的变形及自密实混凝土的应力。同时,半埋式钢管复合衬砌受力明确,且有利于隧洞排水,可为高压输水隧洞结构设计提供参考。     

关埠引水工程内水压力作用下隧洞管片受力与接缝变形研究

利用有限元软件建立关埠引水工程隧洞管片三维数值模型，系统分析了管片应力、接缝变形及螺栓应力在不同工况下的变化规律。结果表明：内水压力会显著影响隧洞衬砌管片的力学性能，随着内水压力的增大，管片应力、接缝变形及螺栓应力也随之增大，盾构隧洞衬砌管片最大拉应力为3.263 MPa,最大压应力为6.612 MPa、管片接缝变形最大为0.28 mm, TBM隧洞衬砌管片最大拉应力为0.192 MPa,最大压应力为2.952 MPa、管片接缝变形最大为0.08 mm,连接螺栓的应力变化与接缝变形能相互吻合，接缝变形越大，螺栓应力也越大，最大值为604.01 MPa。研究结果可为输水隧洞衬砌结构的设计与分析提供参考。     

盾构管片钢筋混凝土内衬大型输水隧洞结构研究

在北京市南水北调配套工程团城湖至第九水厂输水工程(一期)输水隧洞工程中,根据盾构管片钢筋混凝土内衬的结构间连接结构形式的不同,对双层衬砌相互作用模型进行了对比分析.根据所确定的结构模型对不同的力学模型进行分析,确定了北京地区土质条件下的盾构管片内衬钢筋混凝土的力学模型.计算表明,结构控制的内力状态确定为盾构管片为大偏心受压构件,内衬钢筋混凝土结构为小偏心受拉构件.     

输水隧洞施工盾构管片修补措施

总结了输水隧洞盾构施工过程中盾构管片存在的主要缺陷，从材料选择和修补技术方面，阐述盾构管片修补措施。研究成果可为类似工程施工提供参考。     

预制式设备安装系统在输水盾构隧洞的研究应用

盾构法输水隧洞在水利工程中应用广泛,但大部分工程后期设备安装需在盾构管片上打孔,为避免盾构隧道因打孔植筋带来的盾构管片结构的安全性破坏,在管片内预埋不锈钢套筒,后期结合外挂槽道构成了盾构隧道设备的新型安装系统。这种预制安装技术将后期设备安装工序前置,提高盾构隧洞设备安装质量和施工效率,降低盾构隧洞施工风险和成本。     

盾构施工混凝土管片预制质量控制浅析

南水北调中线穿黄工程洞为全段面输水高压输水隧洞,最大埋深为35 m,承受最大外部水压力为0.45 MPa.设计隧洞衬砌分为内衬和外衬两部分,外部水压力由预制混凝土管片承担,因此外衬管片的施工质量非常重要.管片的施工质量包括两方面工作:一是在管片生产过程中的质量控制,二是在盾构掘进过程中管片的安装质量,其中管片的制作质量是管片质量控制的基础.现主要论述了管片生产过程的质量控制,从管片混凝土配合比设计、混凝土浇筑、管片蒸养、脱模后养护等几个方面阐述了管片生产过程中的质量控制,对国内同类工程施工中管片制作质量控制有一定的借鉴意义.     

盾构输水隧洞双层复合衬砌的联合受力分析

针对城市修建的地下盾构双层衬砌输水隧洞,由于隧洞围岩承载能力低、管片与二衬混凝土间可能存在初始间隙,在高内水压力作用下衬砌混凝土承受的应力过大,导致衬砌易出现拉裂和渗漏。本文通过有限元方法,对盾构双层衬砌输水隧洞进行模拟计算分析。结果表明:若管片、二衬之间不存在间隙,则大大降低二衬混凝土的拉应力及管片的压应力,使两者的受力趋于均匀,确保了管片和二衬混凝土组成的双层衬砌结构的联合受力作用。结果可为双层复合衬砌结构进一步优化提供依据。     

输水盾构隧洞运行期管片力学特性与接缝变形特性研究

输水隧道管片接缝结构关乎隧洞的受力安全和抗渗安全,通过有限元软件ABAQUS建立管片—接头—螺栓三维精细化模型,分析了管片接头在不同内水压作用下的力学特性与接缝张开大小及其变化规律.研究结果揭示了隧洞管片及接缝在不同内水压力作用下的力学特性与张开特性变化规律:盾构管片外侧表现为受压、内侧逐渐受拉逐渐过渡到内部表现为受压...     

南干渠输水隧洞盾构掘进施工质量问题浅析及 施工质量保证措施

通过对北京市南水北调配套工程南干渠输水隧洞盾构掘进施工进行分析和研究,找出影响盾构管片拼装、壁后注浆质量的主要原因,提出质量保证措施。研究结论可为类似工程提供参考。     

北京南水北调配套工程隧洞衬砌结构型式分析

在北京市南水北调配套工程输水隧洞设计中,为了选择适合北京地区工程实际情况的合理衬砌结构型式,做到工程安全、经济合理、工期有保障,通过调研和考察国内外一些典型工程应用实例,总结了盾构输水隧洞衬砌结构常见结构型式的使用条件、特点和施工工期等。通过对多种衬砌型式进行比较,认为外衬采用盾构管片、内衬采用常规钢筋混凝土的结构型式是比较适合在北京市南水北调配套工程输水隧洞中采用的。     

卡利瓦大坝项目输水隧洞TBM施工管片选型分析

笔者以菲律宾卡利瓦大坝项目输水隧洞TBM施工为例对衬砌管片选型进行探讨,首先通过对比分析常用的三种管片的结构特点及适用性,选出适合该项目特点的隧洞衬砌管片型式即平行四边形管片和六边形管片;然后从设计功能要求、施工速度、成本等方面对平行四边形管片和六边形管片进行综合对比分析,最终选择采用六边形管片。研究成果可为具有洞线长、洞径小、弯段少、内水压力较小等特点的输水隧洞管片选型提供参考。     

引水隧洞管片受力特征的试验研究

为了研究引水隧道管片受力特征，保证隧洞稳定运行，以引水隧洞工程为利，选择不同位置的3个断面，对盾构推进过程中管片结构的土压力变化规律、环向轴力以及纵应力大小进行监测。结果表明，各断面土压力在盾构推进过程中呈现出先增大后减小最后趋于稳定的变化趋势。土压力峰值对应的推进环数约为2环。不同断面之间的土压力大小差距较为显著，在拱顶位置附近的管片受力较大；随着推进管片环数增加，各测点纵向应力变化趋势相同。研究结果确定出最容易发生病害的管片位置，对工程管片衬砌结构的设计和施工具有指导意义。     

输水隧洞衬砌在膨胀岩地层中的受力特性

以兰州市水源地建设工程彭家坪支线输水隧洞(穿越膨胀性岩层)为例,以荷载-结构模式计算并分析膨胀岩位于隧洞不同位置、在不同等级膨胀荷载作用下,衬砌内力、变形及最小安全系数的变化规律。计算结果表明,膨胀岩位于隧洞拱部时,随膨胀荷载的增加,衬砌墙脚应力集中显著,仰拱内侧弯矩及变形明显增大,属受力最不利工况;膨胀岩位于隧洞边墙及仰拱时,随膨胀荷载等级的增加,内力极值点会由仰拱向边墙转移;膨胀岩位于仰拱位置时,膨胀荷载对其影响较小。     

复合衬砌联合承担高内水压力的可行性分析

复合衬砌结构形式越来越多地应用于高内水压长距离输水隧洞中。该文结合珠三角水资源配置工程,对几种不同复合衬砌形式进行有限元分析,在联合受力模式下,以盾构管片接缝张开量为控制条件,分析不同复合衬砌结构形式在不同围岩条件下的应力变形特性,确定不同结构方案联合承担高内水压力的可行性,深化对不同复合衬砌联合受力特性的认识,为设计计算提供参考。     

可溶岩区长隧洞工程地质问题研究与分析

本文以辽西某地长输水隧洞地质勘察为背景,针对输水隧洞穿越地层包含有可溶岩、膨胀岩、软岩等等复杂地质条件,引起施工中较多工程地质问题等特点;借助先进的综合勘察技术手段,对穿越部分可溶岩地层的工程地质问题进行深入研究,并对其形成原因进行了系统分析,为长输水隧洞的顺利施工提供了有力的技术支撑。     

输水隧洞软岩段TBM掘进挤压大变形与支护受力分析

隧洞软岩大变形严重威胁到 TBM 安全运行,软弱围岩的变形具有明显的蠕变特性。针对某深埋输水隧洞软岩TBM掘进洞段的围岩变形和支护结构安全展开分析和评价,研究高应力条件下软岩的蠕变特性,比较不同支护方式管片结构的受力状态。研究表明:软岩洞段TBM掘进采取大断面扩挖和管片+豆砾石层+聚乙烯泡沫板缓冲层支护,缓冲层的施加明显改善管片的受力状态,有效地提高了管片结构的安全裕度。建议在类似的深埋软岩隧洞工程中,开展有针对性的岩体流变试验和变形监测,选取合适扩挖断面尺寸和支护方式,给围岩变形预留足够空间,为TBM的顺利掘进提供可靠的作业条件。研究成果为保障隧洞顺利掘进提供了技术支持,也可为其他同类超长深埋隧洞的修建提供参考。     

厄瓜多尔CCS项目输水隧洞TBM施工

厄瓜多尔CCS项目输水隧洞TBM1标段,采用双护盾硬岩掘进机掘进、连续皮带机出渣,管片安装器安装管片等先进施工技术,并充分利用外部条件,减少洞内干扰,创造了日进尺45 m,月进尺1 000 m的大直径隧洞开挖记录,为今后国内外双护盾硬岩掘进机快速掘进施工,积累了丰富施工经验。     

基于LUSAS软件的TBM隧洞管片衬砌结构分析

以菲律宾某供水项目输水隧洞为例,采用大型通用有限元软件LUSAS,以美国规范为标准进行管片衬砌结构分析,对深埋有压隧洞TBM管片在内、外水压力作用下的受力特点和配筋情况进行研究。计算结果表明:管片衬砌以轴力控制为主,且最大轴力一般发生在衬砌的底部;当外水压力较高,导致配筋较大时,建议在隧洞设置排水管,以降低外水压力,减少配筋。该计算思路和方法可为今后类似管片配筋设计提供借鉴和参考。     

TBM输水隧洞管片衬砌型式的设计研究与应用

我国TBM输水隧洞管片衬砌型式大多采用六边形管片,型式较为单一,很少对管片型式进行深入比选及研究。基于TBM输水隧洞管片衬砌型式工程实例统计与设计实践,对六边形管片、左右通用型管片和平行四边形管片进行了三维建模与对比分析表明:平行四边形管片具有体形简单、止水安装易满足密封要求、管片受力均匀、方便施工等优点,被越来越多的工程所青睐。