小断面引水隧洞超前小导管预注浆施工技术研究与应用

水利工程引水隧洞线路长、断面小,地质条件复杂,开挖施工难度大,安全风险大,为确保施工安全,解决地质难题,推进工程建设,研究总结超前小导管预注浆施工技术的应用原理、工序、工艺、注意事项等内容,通过湟水北干渠扶贫灌溉二期工程一分干第2标段实际应用,顺利通过地质不良洞段与浅覆盖层洞段。超前小导管预注浆措施对围岩超前加固、支护结构稳定、预防冒顶、塌方、掉块效果显著,对隧洞建设、设计、地勘、施工等单位具有重要的参考与应用价值。     

基于引水隧洞安全和经济施工的支护参数优化分析

以引大济湟项目为工程背景,结合引水隧洞施工工艺及现场条件,采用正交试验设计,建立以初衬厚度(因素A)、钢拱架间距(因素B)和开挖进尺(因素C)为影响因素的9个不同工况,运用MIDAS GTS进行数值模拟,采用极差法分析,得出各指标影响因素的主次排序,并将隧洞的安全性与经济性相结合,分析两者的线性关系,再引入灰色关联度理论,选择拱顶下沉、底板隆起等作为评价指标,对9个工况进行分析,评价出隧洞最优施工支护方案。结果表明：隧洞洞室初衬拱顶应力的影响因素主次顺序为钢拱架间距、初衬厚度、开挖进尺,即B、A、C;拱顶下沉、开挖成本占比及钢拱架成本占比的影响因素主次顺序为C、B、A;底板隆起、水平收敛以及初衬底板应力、边墙应力和拱脚应力的影响因素主次顺序为C、A、B。开挖成本占比和总成本与洞室位移、初衬应力（除开挖成本占比相对于拱顶应力之外）及综合得分均呈负相关;钢拱架成本占比与洞室位移、初衬应力(除拱顶应力之外)及综合得分均呈正相关。计算各工况灰色关联度得出综合安全性和经济性的最优方案为工况7,其关联度为0.763,具体参数为初衬厚度16 cm,钢拱架间距1.0 m,开挖进尺1.5 m。     

引汉济渭秦岭隧洞开挖期围岩稳定性数值分析

隧洞岩体的稳定性分析是保证施工期和运行期安全稳定的重要研究课题,隧洞围岩稳定中地应力因素有着十分重要的作用,基于引汉济渭秦岭引水隧洞二衬混凝土开裂洞段典型断面的应力实测结果与地形地质构造条件,运用FLAC^3D软件模拟地下隧洞工程的施工开挖。结果显示,洞周围岩总体处于受压状态,主压应力一般为8～38 MPa,在拱顶与右侧拱肩、拱墙与底板交汇处有一定程度的压应力集中,压应力为28～38 MPa。隧洞顶拱位移总体上为5～20 mm,两侧边墙朝临空面方向的位移总体上为5～35 mm,底板回弹变形总体上为5～25 mm,位移较大处在Ⅳ类围岩中,断层f处尤其突出。隧洞开挖后产生了一定范围的塑性区,以剪切破坏为主,塑性区主要在Ⅳ类围岩中,深度3～4 m;靠近断层区域塑性区进一步向断层延伸,局部塑性区深度达6 m。