超长隧洞施工关键技术探讨

水工隧洞施工开挖的施工步骤复杂、繁琐,需耗工期较长,这就要求在施工过程中每一个工序要衔接到位,加快各工序的施工进度.在水工隧洞施工中,如何保证围岩与砼衬砌的整体性是保证隧洞的质量和安全的主要因素.因此,在隧洞施工中要对衬砌施工、回填灌浆、固结灌浆三道工序精心组织、设计,分别对不同的工序要采取相应的施工控制措施.结合某水利工程引水隧洞工程案例,从爆破、全断面开挖、支护3个方面对超长隧洞的施工关键技术进行总结,希望对同类型施工提供参考.     

水工隧洞建设的经验和教训(下)

本篇主要介绍国内外水工隧洞及其他隧道工程在施工方面的经验和教训 ,包括隧洞掘进机发展现况 ,大断面隧洞矿山法开挖顺序 ,隧洞支护及衬砌新技术 ,复杂地质条件水工隧洞施工问题 ,隧洞灌浆技术 ,爆破新工艺 ,地质超前预报及施工地质和隧洞监测新技术     

基于BIM技术的水工隧洞施工进度仿真研究

针对目前水工隧洞施工仿真模型与三维软件结合不足和未实现完整的仿真模拟2个问题,基于BIM技术开展水工隧洞施工进度仿真理论与施工进度4D化技术的研究。首先基于CATIA建立水工隧洞的三维参数化模型;再结合水工隧洞施工特点和仿真原理,建立水工隧洞施工仿真模型;最后提出水工隧洞4D实现框架。通过以上方法实现了水工隧洞施工进度的查询和施工信息的展示。实践证明,基于BIM的水工隧洞施工进度仿真模型可以实现施工进度的计算和施工强度的查询,以提高工程建设过程中的管理水平。     

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.     

基于BIM技术的引水隧洞施工期围岩稳定仿真分析研究

针对引水隧洞施工周期长、施工程序复杂、隐蔽性强等特点,以CPM为框架,编写开挖、衬砌及灌浆Cyclone模型进行施工进度的仿真计算;以三维几何模型为载体,通过二次开发技术,建立了具有时间属性的4D模型,能够直观地查看施工期内隧洞的施工面貌,提供了一个施工信息可视化的新手段;参考映射的概念,通过数据库技术将数值模型与4D模型相结合,基于数据查询的方法,生成与施工进度相适应的数值计算模型文件,为施工期内的围岩稳定评价提供了技术手段,该技术可以为其他结构安全仿真计算提供借鉴。     

实例探析水工隧洞工程的设计

随着水利水电工程的快速发展和施工技术的不断提高,越来越多的水利工程在丘陵山区建造,水工隧洞就是其工程的主体建筑之一。由于隧洞工程的工程量大,工序繁多,且受限制于地形因素,施工较为困难,因此对于水工隧道工程设计的合理性和高技术性就成为保证工程质量的关键。本文将结合具体的工程实例,从隧洞开挖、隧洞支护与衬砌、围岩的开挖与支护、混凝土衬砌、喷混凝土、隧洞灌浆等几个方面,探讨隧洞工程的设计技术问题。     

引水隧洞工程灌浆施工方法优化研究

引水隧洞在实际施工中存在众多困难,其中在引水隧洞主洞的掘进和衬砌施工过程中,采用传统灌浆施工技术难以开展。本文就水电站引水隧洞工程中灌浆施工技术进行优化,能够较好地解决固结灌浆施工技术中存在的问题,亦可为其他水工建筑物的施工提供参考。     

小型水工隧洞施工技术探讨

以小浪底北岸灌区一干渠隧洞为例,分析小型水工隧洞开挖、衬砌中的影响因素,针对小型隧洞如何选择开挖、衬砌施工方案;重点探讨软岩、地下水、狭小施工作业空间在小型隧洞开挖、运输出渣、混凝土衬砌中的影响,评价现场应对措施的优缺点,分析应对措施其对质量、进度、成本影响;为同类隧洞施工方案选项提供借鉴。     

水工隧洞封堵期衬砌结构有限元计算

水工隧洞在封堵期外水水头较高,混凝土衬砌结构在高外水作用下将产生较大的变形和应力,外水水头是控制水工隧洞建设、运行及检修过程中结构安全稳定的重要因素。本文采用有限元计算软件,对两河口水电站导流洞封堵期D3型衬砌结构进行计算分析,分析封堵期高外水水头作用下衬砌变形、应力状态及周边锚杆轴力是否满足规范要求,以指导衬砌结构及围岩灌浆加固范围设计和施工。     

长距离大断面水工隧洞下半洞开挖施工技术研究

对于大断面水工隧洞的施工一般分上、下半洞进行开挖,待上半洞完成后再进行下半洞的开挖,但由于隧洞距离长、地质条件复杂、工期紧等因素,通常上、下半洞需平行搭接作业才能满足进度要求,而平行搭接施工存在施工道路、设备共用调度等干扰,通常需要加强施工过程中的组织与管理,才能确保工程进度与安全,结合硬梁包水电站引水隧洞的实际情况,阐述了长距离大断面水工隧洞下半洞开挖施工技术。     

弹性波检测技术在水工隧洞施工中的应用

以瀑布沟水电站工程尾水隧洞和引水隧洞为例,探索利用弹性波检测技术分析和判断水电站尾水隧洞的围岩松动圈,研究根据弹性波检测数据评价水电站引水隧洞固结灌浆加固的质量与效果。结果表明,弹性波检测技术可为水工隧洞围岩支护和灌浆加固设计提供依据,也可为加固施工对隧洞围岩的完整性、连续性的提高所起的作用与效果提供有效验证。     

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。     

水平旋喷桩加固技术在隧道细砂层中的应用

国内隧道施工技术向“长、大、深”趋势发展,伴随而来的是开挖中遇到各类复杂不良地质,如何既保证施工安全又保证开挖质量,是隧道施工穿越不良地质研究改进的重点。文章结合浩吉铁路王家湾隧道细砂层段落开挖施工,运用水平旋喷技术对软弱不良地层进行加固,形成壳状止水固结体,提高了围岩稳定性,有效解决了隧道开挖过程中涌砂、涌水等问题,保证了施工安全,为类似不良地质隧道施工提供了借鉴经验,具有明显的经济效益和一定的推广价值。     

隧洞工程全段面掘进机施工的豆砾石回填灌浆及质量控制

豆砾石回填灌浆在隧洞洞室施工中是隧洞结构的重要组成部分；豆砾石的及时回填和灌浆，对洞室及管片的稳定和安全起着重要的作用。文中简要介绍了隧洞在正常掘进中豆砾石的回填、回填灌浆施工及质量控制。     

无粘结环锚预应力混凝土衬砌应力状态分析

无粘结环锚预应力混凝土衬砌是有压水工隧洞采用的一种新型衬砌型式,由于衬砌结构组成体系复杂,导致其内部应力状态分布极为复杂,且在不同工况下受力会发生显著变化。为了解该结构在施工期和运行期的受力状态,并及时掌握衬砌安全状况,对小浪底排沙洞环锚预应力衬砌张拉期和运行期的应力状态进行了研究。采用等效荷载法和实体建模法相结合的方法建立数值模型,通过对应力状态计算和应力状态现场实测值进行对比,明确了不同工况下预应力衬砌受力状态。研究结果表明,小浪底排沙洞环锚衬砌在张拉期和运行期预应力状态都处于安全范围。研究结果对无粘结环锚预应力混凝土衬砌的设计、施工具有重要参考意义。     

深埋洞室群围岩渗流场分析及渗控效果初步评价

采用三维有限元精细模拟技术,对某抽水蓄能电站工程复杂渗流场进行计算,重点研究了深埋高压输水隧洞和岔洞钢筋混凝土衬砌开裂状态下洞室群围岩的渗流场分布特征。研究表明,在高压岔洞下游侧高压支管区设置防渗帷幕和排水孔幕组合防渗体系,对衬砌开裂状态下的高压渗水有显著控制作用,使该区域渗控效果基本满足要求,为下游厂房长期安全运行提供了保障。     

隧洞掘进机（TBM）施工质量管理及控制

隧洞掘进机（TBM）施工具有快速、安全、高效的特点,因此尤其在埋深大、距离长的隧洞中应用越来越多。影响TBM施工质量的因素主要有3个,即：设备状态、地质条件、组织管理。TBM掘进机施工主要分为三道工序,即开挖工序、衬砌工序（管片安装工序）、回填灌浆工序。文中论述了各工序的质量控制及质量缺陷的处理。     

新疆大山口二级水电站Ⅱ标段引水隧洞施工技术

结合新疆大山口二级水电站Ⅱ标段引水隧洞工程地质条件,介绍隧洞开挖支护、混凝土衬砌、灌浆等施工方法,以及不良地质处理、冬季施工技术等。通过这些方法与技术的实施,工程提前3个月完工,合格率100％。     

某隧洞用掘进机（TBM）施工中的工程监理控制

我国西部某隧洞工程采用TBM施工,设计断面为圆形,六边形预制钢筋混凝土管片衬砌,衬砌后内径为6.0m,洞段长度23.7 km,历时4年零2个月。文中详细论述了隧洞开挖过程,管片安装过程,豆砾石回填灌浆过程中及不良地质洞段施中的工程质量监理控制。     

水工隧洞衬砌混凝土质量检测与安全分级评价

由于目前国内还没有针对水工隧洞服役后衬砌质量评价的规范,因此依托引滦入津隧洞,通过现场检测,结合以往的检测报告,并借鉴对水工建筑物、公路隧道等结构混凝土质量的检测技术和评定方法,从混凝土强度、碳化深度、保护层厚度与钢筋锈蚀状态共四个方面,提出了针对隧洞衬砌混凝土质量的检测技术和分级评级方法,并在此四项指标评价分级的基础上,提出了隧洞衬砌混凝土质量综合评价体系。结合引滦入津隧洞衬砌质量的检测结果进行分析,得出引滦入津隧洞衬砌混凝土质量的安全等级为B级,表明隧洞的质量部分已出现一定的问题,应该尽快对重点洞段采取除险加固措施,确保隧洞的安全运行。该评价体系为今后相关工程的安全鉴定提供了参照和依据。