深埋长隧洞施工安全监测

深埋长隧洞与常规隧洞相比,要在设计阶段就准确掌握和预测其在施工阶段及运行过程中的变化情况,几乎是不可能的,因此安全监测必须贯穿于工程建设的始终,其是隧洞施工期和运行期安全评价必不可少的组成部分。受线路长、地质情况复杂、不可预见性强等因素影响,对深埋长隧洞安全监测系统的建设提出了新的、更高的要求。依托夹岩工程骨干输水区深埋长隧洞的工程实践,不断探索与优化安全监测工作,为工程建设过程中应对涌水、突泥、塌方、围岩变形等不利工况发挥了积极作用,在监测设计、仪器选型与检验、仪器埋设安装及保护、资料分析反馈等方面总结出了一些很好的经验,以期为类似工程提供参考借鉴。     

锦屏二级深埋长大水工隧洞安全监测关键技术

深埋长大水工隧洞在高地应力、高外水压力等因素的影响下,围岩变形及支护结构受力情况是工程中关心的问题。安全监测是指导设计与施工、了解工程安全状况的重要手段,深埋长大水工隧洞的不确定性给安全监测带来极大的困难。通过锦屏二级水工隧洞安全监测的工程实践,介绍了深埋条件下不同围岩类别的变形及支护结构受力特点,从变形、渗流、应力等角度深入分析了深埋隧洞安全监测中的关键技术,总结了仪器设备埋设的经验,为类似工程提供了参考。     

超长深埋隧洞安全监测项目动态管理的实施

新疆某引水项目地下隧洞埋深大,隧洞超长,地质条件极其复杂,安全监测项目多,监测范围广,属于少见的超长深埋隧洞安全监测。安全监测项目作为隧洞开挖过程中重要的辅助施工,监测仪器种类多,监测工作点多面广,施工过程中难点、重点突出。通过科学组织实施动态的现场管理,成功解决了在超长深埋隧洞安全监测工作中现场管理方面存在的问题。     

深埋长隧洞监测电缆孔施工方法研究

通过对万家寨引黄工程深埋长隧洞变形监测电缆孔施工方法进行研究,创新了一种在长距离、大埋深、地质条件复杂及缺水地区的深埋长隧洞从地表穿孔进洞的组合施工方法,具有重要的推广应用价值。     

超长深埋隧洞施工布置方案研究

针对新疆某大规模输水工程无压输水隧洞地质条件复杂、施工通道布置条件差等问题,在总结国内外地下隧洞施工能力、相关控制指标和设备制造水平现状,分析各种施工方法特点、设备能力水平和施工风险的基础上,结合本工程建设条件确定该隧洞的施工布置原则。据此拟定隧洞施工段落划分、施工通道布置,明确主洞及支洞的布置特性。最终确定本工程隧洞共布置 17 条施工支洞,其 中 TBM 施工段布置 11 条,钻爆法施工段布置 6 条,单台 TBM 掘进长度 18 ～ 23. 64 km,独头一次掘进最长距离 20. 67 km。隧洞开工至今施工基本顺利,施工布置方案的合理性处于检验阶段,可对超长深埋隧洞施工布置原则的确定及施工布置设计的思路提供参考。     

深埋水工隧洞岩爆微震监测预警研究

为了避免或降低潜在的岩爆风险,以陕西省引汉济渭工程秦岭输水隧洞为研究对象,采用加拿大ESG微震监测技术获取分析岩爆监测信息,对TBM隧洞微震监测设备的安装、传感器阵列布置、数据无线传输的方案进行了优化。通过长期监测结果和实际开挖情况对比发现:TBM洞段和钻爆法洞段80%以上的岩爆可提前预测,准确率分别达到90. 96%和83. 3%。     

深埋长大引水隧洞施工应急警报系统布置

长大隧洞施工中突涌水及岩爆防治技术，在国内外工程界均未有成熟的经验可以借鉴，仍是世界性难题，大多仍然只能采取被动预防的方法。锦屏二级水电站4条引水隧洞平均16.67 km,施工中如发生突涌水等事故时,将严重威胁施工人员的生命安全。为此，根据对隧洞突涌水水量的分析，设计了险情应急报警系统，制定了应急逃生预案。施工中，针对可能发生的涌水事故，组织了逃生演习,对预警系统的优缺点进行了分析总结。所设计的预警系统基本能满足应急逃生需要,也有需要完善的地方。     

水利水电工程深埋长隧洞勘察技术方法

分析了深埋长隧洞可能存在的主要工程地质问题和勘察难点,提出了勘察思路和原则,建议以遥感、地面调查、深钻孔与孔内测试、长探洞、大地电磁测深等为深埋长隧洞的主要勘察方法,并对不同方法的应用条件进行了探讨。     

水工深埋隧洞固结灌浆应力变形分析

固结灌浆是处理深埋隧洞不良地质条件、加固隧洞围岩、提高围岩承载力和减少渗漏的重要手段。结合工程实例,采用非线性有限元法对水工深埋隧洞固结灌浆前、后围岩力学行为进行计算分析。结果表明,固结灌浆后,隧洞围岩应力、变形均有不同程度的减小,且此种影响随围岩类别和水文条件而变化;进一步证明了固结灌浆对提高深埋隧洞围岩抗变形能力、改善衬砌受力状态的重要作用。     

IBE-PFE方法在某水电站泄洪洞出口边坡稳定分析中的应用

鉴于传统方法在含复杂结构面岩质边坡稳定分析中的局限性,引进分区有限元与块体界面元混合算法,验算边坡的稳定性。针对某水电站泄洪洞出口边坡地形地质条件和结构面分布特点,建立数值模型。采用分区有限元与块体界面元混合算法,并结合强度折减法,逐步降低不连续面抗剪强度,计算得出块体刚体位移和接触点对接触状态。根据块体刚体位移发生突变并结合滑动通道失效点对完全连通,确定了边坡的安全系数和破坏方式。结果表明:边坡稳定安全系数为1.80;边坡最可能以坡顶预设缝、坡脚预设缝以及f_(555)结构面为滑动通道发生失稳破坏。该方法具有准确确定边坡危险滑动面和安全系数的优点。     

基于强度折减的边坡稳定安全系数有限元迭代解法

讨论有限元强度折减法的失稳判据,结果表明:失稳判据对安全系数影响较大,对临界滑动面形状和位置的确定影响不大。在此基础上,提出基于强度折减的边坡稳定安全系数有限元迭代解法,先用强度折减法搜索滑动面,再按滑动面已知边坡用迭代解法求解稳定安全系数。该方法充分结合了强度折减法和迭代解法的优点,求解边坡稳定安全系数时效率快、精度高,可为实际工程参考应用。     

双层复合衬砌隧洞运行安全预警监控指标研究

双层复合衬砌结构是一种新型隧洞衬砌结构型式,其外衬承受外部水土压力,内衬承受内水压力,体现了"结构联合、功能独立"的新型输水隧洞设计理念,目前该衬砌型式已成功应用到我国北方某输水工程中,如何确定双层复合衬砌隧洞安全预警监控指标是工程运行管理的重点和难点.本文基于以往研究成果,提出了工程结构监控指标及监控阈值确定的统一技...     

深埋大直径无压引水隧洞基于流变的风险分析

以南水北调西线工程深埋大直径无压引水隧洞为例,考虑高地应力及锚杆、衬砌等支护的动态作用,推导出隧洞围岩、衬砌应力及位移的表达式．经计算表明,一般在运行5年后,隧洞衬砌及围岩稳定破坏基于流变的风险达到最大,并随围岩流变的稳定而趋于稳定,隧洞开挖后未及时衬砌的风险明显高于及时衬砌的情况．     

深埋长引水隧洞TBM施工关键技术探讨

巴基斯坦N-J水电站位于喜马拉雅强烈构造影响区,受区域构造及地质影响,引水隧洞发育的大断层及次生断层众多,给工程的TBM掘进施工带来极大困难。结合工程实际条件和施工实践,总结了在深埋高地应力隧洞的TBM施工中应用的一系列关键技术,涉及TBM超前勘探,挤压变形灾害的预测与控制、岩爆防治及卡机脱困等,相关成果可供国内外类似地质条件下的工程设计和施工参考。     

某引水隧洞深埋软岩洞段围岩变形量敏感性分析

通过深入分析西南某深埋长引水隧洞软岩洞段地应力钻孔实测资料,得到了水平构造应力侧压系数随隧洞埋深的变化规律。在此基础上,采用快速应力边界法开展数值计算,探讨洞型、围岩类别、埋深等因素对该段围岩变形量的影响及其变化规律,开展了围岩变形量敏感性分析。结果表明,该洞段围岩变形量随围岩类别降低而增大,随埋深增加而增大。研究成果可为该类隧洞深埋软岩洞段开挖支护设计提供借鉴。     

混凝土坝安全评估的有限元全程仿真与强度递减法

文献[1,2]中首先提出了混凝土坝安全评估的有限元全程仿真与强度递减法,简称SR方法。笔者将进一步系统地阐述SR方法的基本原理、合理性和良好应用前景。首先指出混凝土坝安全评估必须满足的3个基本原则,即荷载与应力状态符合实际、材料破坏准则和本构关系符合实际,以及强度参数符合实际,SR方法可以完全满足这3个原则。然后指出,SR方法可以实现混凝土坝安全评估的6个统一,即:应力分析和稳定分析方法的统一;拉、压、剪等各种破坏形式分析的统一;坝体分析和基础分析的统一;正分析与反分析的统一;施工期分析与运行期分析的统一;设计、施工、运行各阶段评估方法的统一。采用SR方法对混凝土坝进行安全评估,有可能避免许多混凝土坝事故,提高坝的安全度,具有良好的应用前景。     

不同破坏准则下防渗墙安全度比较分析

为分析和评估土石坝覆盖层中混凝土防渗墙安全度,将混凝土的三维破坏准则引入有限元程序中,对某砾石土心墙堆石坝进行了有限元分析,定义了防渗墙安全度,并将三维破坏准则的安全度与单轴破坏准则结果进行了比较,研究不同破坏准则适用于混凝土防渗墙安全度分析的合理性。结果表明:单轴破坏准则和三维破坏准则得到的防渗墙安全度有较大差异,采用混凝土三维破坏准则更符合防渗墙所处的应力状态,可更充分发挥混凝土的强度;在工程中可考虑采用三维破坏准则评价混凝土防渗墙安全度。     

基于断裂力学及随机有限元的隧道岩爆风险分析

国内外大多数的岩爆预测方法中,都是利用应力强度比进行岩爆预测,该理论未考虑工程中存在的大量不确定性。基于此,提出了岩爆发生的断裂力学模型,即认为岩爆是由平行于自由表面的裂纹扩展造成的,在外荷载作用下,这些微小张性裂纹发生断裂,逐渐扩展、相互连接,当达到一定程度后,形成一定形状的肉眼可见的宏观裂纹,最终导致岩石破坏。以岩爆的层裂板模型为基础,运用可靠度原理及随机有限元方法,建立了岩爆发生的概率风险模型。工程实例计算表明,基于断裂力学及随机有限元的岩爆分析模型,可以较好地反映工程实际,为类似工程提供参考。