长大富水隧道水害防治措施研究

随着国民经济的高速发展,我国交通领域基建项目取得了很大进步.隧道作为交通运输领域非常关键的组成部分,向"长、大、深"的趋势迅速发展,伴随而来的是长大隧道施工中遇到的各类水害问题,如何克服长大隧道水害问题,是提升隧道施工速度和质量的关键.文章结合玉龙山隧道的实践经验,研究长大富水隧道水害防治措施,可为同类工程提供参考.     

硬塑粉质黏土层深埋马蹄形隧道开挖土拱演化分析

硬塑状粉质黏土地层深埋马蹄形隧道开挖易出现土拱效应.以改进的太沙基围岩压力理论为基础,对上述马蹄形隧道开展了数值计算和现场监测试验,分析隧道开挖全过程中围岩竖向应力重分布及地层沉降变化情况,得出压力拱的形成及演化规律,并分析围岩力学参数大小变化对压力拱形态的影响.研究结果表明:压力拱内围岩应力及地层沉降变化显著,可作为...     

考虑流固耦合效应深埋富水隧道围岩稳定性研究

针对渗流条件下的深埋富水隧道围岩稳定性问题,依托老獾顶隧道工程,对DK16+110-DK16+130段进行现场监测,采用流固耦合理论与反演理论,基于FLAC^3D数值软件对该区段开挖过程进行数值模拟,与监测结果进行比较分析。研究结果表明:下左台阶开挖后两帮孔隙水压力梯度变化非常快,在仰拱开挖后应力与孔隙水压力变化趋于平稳;通过对孔隙水压力与应力的比值分析得到隧道围岩开挖风险预测函数α,确定了该地质条件下掌子面最危险开挖深度;当隧道围岩开挖风险预测函数值α>4.51时,掌子面极易发生失稳,需要对其排水降压;预测函数具有较高精度,为后续工程提供参考。     

黄土隧道支护结构开裂渗水病害及处置方法

黄土隧道病害较为常见,病害原因主要与隧道周边地表水文和地下水环境的变化密切相关。山西已竣工某高速公路的某段隧道位于黄土地区,隧道存在渗水、支护结构变形大及结构开裂等病害,影响隧道结构安全。通过分析病害原因,发现隧址区地下水补给主要与地表水入渗有关,渗流路径因隧道开挖产生改变,引发隧道周边围岩积水,发生软化,导致该隧道发生了一系列的病害问题。结合该隧道病害原因及病害的具体程度,采取了针对性的措施,具体包括:调整初期支护参数和二次衬砌支护参数;裂缝处理采用骑缝贴嘴注浆和内贴钢板的方法;对地表水系进行疏通,并辅以必要的排水设施的方法。实践表明,该隧道经系统治理后,病害现象得到有效控制,保证了后期运营质量与结构安全,也为类似工程的处置积累了经验。     

堤防管涌渗流场响应特征的数值模拟

采用数值模拟方法研究了管涌发生后堤防渗流场响应特征,探究了堤防不同深度和不同水平位置处的孔隙水压力变化规律,分析了管涌位置和管涌通道尺寸对堤防孔隙水压力变化的影响,提出了基于孔隙水压力变化特征快速识别堤防管涌险情的思路,得到了可用于堤防管涌监测的孔隙水压力测量设备合理布设区域。结果表明：管涌发生后,堤防不同位置处的孔隙水压力均出现一定程度的降低,管涌通道底部及其上部1m深度范围内孔隙水压力有较大幅度的降低,可作为监测管涌发生的孔隙水压力测量设备埋设深度范围;管涌发生后,同一水平面上与管涌通道距离相同的位置孔隙水压力变化基本一致;管涌通道与堤脚的距离越远,管涌发生后管涌通道周边位置孔隙水压力降低值和降低率越小;随着管涌通道直径的增大,管涌发生后管涌通道周边位置孔隙水压力降低值和降低率显著增大。     

水害对路基施工的影响与控制方法

路基的强度与稳定性受水、温度、荷载、土质等因素的影响。水害是对路基安全危害最大的影响因素。在公路施工中,地表水或地下水的渗入造成路基土体的抗剪强度降低,使路基出现沉陷、翻浆、隆包甚至坍塌、滑坡等病害。在低路堤条件下,毛细水渗入路基还会使路基产生溶蚀和冻害。公路工程施工中的水害一般与当地气候和土质情况有关,其成因复杂,危害作用大,处理方法因条件不同而异,应区别对待。水害的处理方法直接影响到公路工程的质量和工期,因此在公路工程施工中,应重视水害的影响。     

余庆县核桃坪水窖水质监测及评价

本文对南方缺水山区拦蓄天然降水和就近引来水的水害进行了连续水质监测分析评价，表明该措施具有良好的社会、经济效益．     

某土质遗址包气带水分布特征及其对遗址保存的影响

土质遗址受水的影响易产生开裂、酥化、返盐、青苔等病害，不利于遗址的保存。为探明土体水害来源，为土质遗址保存提供可靠依据，在精细化水文地质勘察的基础上，借助Solinst Levelogger地下水记录仪、MW307GD-M4无线梯度土壤三参数监测终端对包气带水动态进行长时序连续监测，并分析考古大棚内水害产生原因及形成机理。结果表明：遗址包气带含水率普遍较高，且大棚外相同层位含水率较棚内高约10%,但土体渗透系数集中于(2.07～3.41)×10^-5 cm/s,棚外降雨通过水平向渗透对棚内土体作用较弱；潜水位埋深3.2～5.6 m,水文年内变幅约为0.25 m,受其波动影响的上升毛细水，在极端降雨条件下可直接影响发掘界面，是土遗址水害的主控因素。借鉴“上游拦截，下游排泄，本体控制”的工程地质思维调控祭祀区土体含水率，可为土质遗址保存提供新的思路。     

人工降雨入渗边坡破坏试验研究

建立室内人工边坡的降雨入渗模型,选取坡度为33.7°的细砂边坡,在300 mm/h降雨强度下进行试验.通过孔隙水压力传感器和自制含水率传感器监测试验中含水率、孔隙水压力的变化规律和分布情况及对边坡稳定的影响,分析边坡表层以下4 cm及14 cm深处的含水率、孔隙水压力变化和3个时刻坡体的含水率、孔隙水压力等值线图.分析结果表明,降雨入渗的整个过程中,下部的含水率、孔隙水压力都是最大的;边坡内部靠近底层的区域,其含水率和孔压的变化需考虑趾部及下部水分入渗的影响,因为这些影响会造成该区域的等值线密集.     

基于未确知测度-SPA的岩溶隧道水害危险性评价

开展科学合理的水害危险性分级评价并制定相应的防范治理措施,已成为岩溶隧道建设及其运营中亟待解决的首要问题。选取地形地貌、隧道区植被覆盖率、隧道区降雨量、隧道区平均气温等14项指标作为运营期岩溶隧道水害的判别指标,结合未确知测度理论、层次分析(AHP)-熵权(EW)的主客观组合赋权法、集对分析法,建立了一种新的未确知测度-集对分析耦合的岩溶隧道水害危险性分级体系。在此基础上,以6条运营岩溶隧道为例进行水害危险性评价,并将评价结果与未确知测度模型、模糊综合评价模型结果进行了比较,同时与实际情况进行了对比分析。结果显示:评价结果与其他评价模型基本一致或趋于保守,与隧道实际情况相吻合。研究成果可为我国岩溶隧道水害的预测和防治提供参考。     

三峡工程右岸地下电站进水口施工期变形监测及特征

本文介绍了三峡水利枢纽右岸地下电站引水洞进水口施工期变形监测及其特征,对3号引水洞进水口洞脸边坡的外部变形及内部岩体变形进行了初步分析,结果显示3号引水洞的开挖没有引起基岩产生危险性变形,边坡岩体目前是稳定的。     

东武仕水库泄洪洞双悬臂叠梁钢围堰施工技术

泄洪洞加固改造是东武仕水库除险加固工程的主要项目之一。为了不影响水库的正常供水,又能提供干场作业条件,在无门槽支撑情况下,研究并实施了水下双悬臂叠梁钢围堰施工技术,在有效性和经济性之间找到了一个很好的平衡点,较好地解决了施工兼顾水库供水的问题。     

刘家峡水电站目前的泥沙问题及缓解途径

目前刘家峡水库的泥沙问题是洮河来对电站危害。降低库水位拉沙可有效地减少坝前淤积，但耗水太多，一般少用；结合扩机增建洮河口排沙洞，因资金问题，短期内还不能实施，因此，提高坝前排洮河异重流的效率、合理控制水位来进行泥沙高度，是当前刘家峡水电站缓解泥沙危害，保障电站安全运行的重要手段。     

煤层开采对岳城水库安全运行的影响

本文综合现场工程地质调查结果、室内岩石力学试验、现场测试、矿井涌水量统计、水质分析、理论计算以及数值模拟结果，得出了申家庄煤矿在岳城水库库区水体下采煤引起的地表塌陷范围不会波及到大坝安全，煤层开采也不会造成岳城水库库区水体发生渗漏，从而造成水库水位骤降，库区渗流场不会发生大的改变。研究结果论证了申家庄煤矿在岳城水库库区下采煤是可行的。     

隧洞工程涌水处理的对策和措施

涌水是隧洞工程施工中最为常见的地质灾害．对于深埋长大隧洞工程,要尽可能准确、详尽地获取隧洞沿线的水地质资料,以指导设计和施工,对可能产生的涌水问题,可视建设阶段和具体情况,分别采取“报、避、排、堵”的对策．在隧洞工程施工过程中,对于可能产生涌水的洞段。要充分利用速度快、费用低廉、直观可靠的超前勘探预报手段,以便及时作出判断．凡对查明可能发生涌水的洞段。要分别具体情况采取相应的超前处理措施,切莫打穿渗漏通道酿成灾害．后处理难度极大、技术复杂、代价高昂．     

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。     

排水结构设置后软岩隧洞的渗流-应力耦合分析

高外水作用下,深埋软岩隧洞围岩-支护结构安全将受到极大挑战。为了降低高外水压对软岩隧洞围岩-支护体系的影响,较常见的工程处理措施为在隧洞周围布置排水结构,以降低洞周外水压力。笔者首先提出了一种简便的隧洞围岩-衬砌结构渗流-应力分析思路。然后,以某过断层带深埋软岩隧洞为研究对象,通过开展隧洞施工期、运行期渗流-应力耦合分析,研究了软岩隧洞排水结构的排水效应。研究发现,在注浆圈和排水结构的综合作用下,隧洞衬砌附近的水力比降较小,注浆圈水力比降较大,使注浆圈承担绝大部分外水荷载,而衬砌承担少部分外水荷载;在软岩和衬砌的变形协调作用下,最终形成注浆圈与衬砌的协同承载效应,有效提高了隧洞的运行安全水平。     

吉沙水电站首部枢纽施工导流设计

吉沙水电站首部枢纽施工导流采用一次拦断河流,枯水期围堰挡水、导流隧洞泄流,汛期已建坝体挡水度汛、导流隧洞和冲沙底孔联合泄流的导流方式。导流洞于2005年1月底通水,至2007年6月永久堵头封堵,运行情况良好。     

湛江湾跨海深水盾构隧道外荷载监测试验研究

湛江湾隧道是国内首条采用盾构法施工的跨海隧道,施工及运营期间将承受海底60m水头压力。为了解隧道外侧真实荷载情况,该文创新了深水海底隧道管片外水土压力监测方法,成功有效监测到盾构管片外侧水土压力值。监测成果显示,深水软土盾构隧道外荷载仍以水压为主,水压分布符合静水压强分布规律,监测方法与成果对今后沿海深水软土盾构隧道的设计施工监测具有非常重要参考价值。     

不同水位条件下地铁行车荷载对越江隧道管片的影响

长江流域在旱季与洪季间水位相差十余米,对江底隧道的影响尤为重大,因此对越江地铁隧道在水位变化下的稳定性研究迫在眉睫。以离散元为工具,借助室内三轴试验标定参数建模,基于二维地铁行车荷载加载模式,选择隧道管片内的颗粒振动加速度、径向应力、环向应力等参数作为研究内容,分析对比常年水位与洪水位下隧道管片的动力响应。研究表明,洪水水位时的管片拉应力和压应力较常年水位条件下大4倍,但未超过管片的抗拉强度;常年水位条件下管片受地铁行车荷载的振动影响较大,其颗粒振动加速度平均值较洪水水位条件下大150倍。因此,在旱季或洪季地铁运行时,均需要加强管片的检测和维护。