锚喷衬砌在长距离城门洞形引水隧洞中的应用

对于城门洞形隧洞衬砌计算,目前均采用《水工隧洞设计规范》规定的边值数值解法,或通过隧洞衬砌计算软件SDCAD计算。该方法对于小断面城门洞形隧洞,按照边值法计算后,即使围岩条件较好的洞段采用钢筋混凝土衬砌,仍需采用双层配筋,对长距离引水工程来说,投资较大。因此,通过ANSYS有限元法和边值数值解法进行对比计算分析,对于小断面城门洞形隧洞衬砌进行优化,以集安供水工程为例,主要论证Ⅱ、Ⅲ类围岩采用锚喷衬砌的可行性,有效节省投资。     

滇中引水工程巩树隧洞洞型分析

对滇中引水工程巩树隧洞隧洞进行围岩稳定分析。通过对圆形断面、马蹄形断面和城门洞型断面的计算比选,结果显示从围岩稳定性角度考虑,圆形断面最优;马蹄形断面略差于圆形断面,但差异较小;城门洞型断面最差,需考虑较高的支护强度。本次通过不同洞型的分析计算,为后续隧洞断面设计提供技术理论支撑。     

普通城门洞断面正常水深的近似计算式

 普通城门洞形过水断面是泄洪隧洞较常采用的断面形式之一,其几何图形由槽形与圆弧曲线构成,过水断面水力要素为分段函数,正常水深的计算无论是查图表法还是迭代试算法都比较繁琐,计算误差较大,且依赖图表, 不便于应用。为此,通过城门洞形断面均匀流方程的数学变换,并对引入的无量纲参数与相对临界水深的关系进行分析及计算,应用逐步优化拟合原理进行分段拟和,得到了城门洞形断面均匀流水深的直接计算式。实例计算及误差分析表明：在工程实用范围内（正常水深与拱顶半径之比在1.00到1.80之间）,该公式最大相对误差仅为0.40％,且该式物理概念清晰明确、公式形式简捷,能为工程设计及水工设计手册的编制提供有益的参考。     

特大断面无压泄洪隧洞外水压力取值的探讨

贵州夹岩水利枢纽工程库尾伏流泄洪隧洞为特大断面无压城门洞形,隧洞衬砌厚度及配筋主要由外水压力控制。采用隧洞衬砌四周固结灌浆、设纵横向排水盲管及排水孔等措施进行处理。运用工程类比、有限元渗流分析计算及传统计算方法进行分析研究。结果表明,衬砌排水效果良好,可有效降低隧洞外水压力。该方法对类似工程的无压隧洞外水压力的取值具有参考意义。     

复杂地质条件下输水隧洞断面比选研究

为研究隧洞在遇复杂地质条件下出现的拱顶及边墙坍塌、涌水等不良地质问题,本文将城门洞型改为马蹄形断面,在同等条件下初步分析两种断面的开挖断面、净空比等水力条件,并采用边值法计算方法,引进专用水工隧洞结构计算软件SDCAD4.0,对两种断面输水隧洞在3种工况、不同荷载组合下的内力及变形情况进行计算,并进行受力分析比较,最后对两种断面主要工程量对应的工程投资进行比较,得出用马蹄形断面的代替原城门洞型设计断面,较好地解决了拱顶及边墙坍塌问题,能够较好的适应复杂地质情况下开挖及支护情况,加快施工进度,节省投资。因此,马蹄形断面能够较好的适应不良地质条件,在水力断面、结构受力及经济上均优于城门洞型,在以后设计中应更好地推广马蹄形断面形式隧洞。     

遂川高倚引水隧洞工程爆破方案设计

高倚引水隧洞工程位于遂川江北支,由进口段、洞身段、出口段、支洞等组成。隧洞进口前设一道拦污栅,启闭井内设置工作闸门,隧洞为无压城门形断面,开挖断面尺寸:宽8 m,高8.30 m城门洞型,上部半圆拱半径4 m,全长1402 m;进口底部高程128.50 m,出口底部高程127.80 m,高差70 cm。支洞位于进水口上游,距离引水隧洞进口29 m,采用城门洞形断面,设计尺寸宽5 m,高5m,上部圆弧半径2.68 m,直墙高3.30 m。设计正常水位为134.50 m。     

非线性有限元法在有压输水隧洞断面选型及结构设计中的应用

合理的隧洞断面型式和支护结构对隧洞围岩稳定及安全运行具有重要的保障作用。松阳县水系连通工程新建黄南水库至谢村源输水隧洞采用有压输水,线路地质条件优良,从施工便利性、支护可靠性等方面考虑,综合其受力条件、施工条件和可比投资,选取城门洞形断面,采用非线性有限元法验证隧洞结构设计型式的合理性。     

糯扎渡水电站右岸泄洪洞混凝土模板施工方案研究

本文阐述和分析了糯扎渡水电站右岸泄洪洞有压段大直径圆形断面混凝土衬砌及无压段大尺寸城门洞形混凝土施工技术模板选型,对比分析出底板滑模、翻转模板、组合大钢模、钢模台车、移动钢管排架模板支撑等施工方案优点,总结了大流量、高流速、结构复杂的特大型水工隧洞混凝土模板施工方案,旨在供今后同类工程施工借鉴。     

城门洞型输水隧洞明满流计算与试验

无压输水隧洞中受到闸门启闭而引起的明满交替流水力瞬变现象，通常会造成洞内的压力剧增，对工程安全运行造成威胁。为了探究城门洞型隧洞的明满交替流和明流过渡过程，实测了模型隧洞沿线断面水深或压力变化曲线，基于窄缝法原理，使用扩散法对实测工况进行数值模拟计算，将实测数据与计算结果进行了对比分析。研究表明：在下游初始水深逼近城门洞直墙高时，下游闸门突然关闭后，在大来流量下管路中出现压力瞬间陡增的完全明满流现象，水流向上游传播并伴随剧烈的掺气，在小来流量下表现为不掺气压力突升的临界明满交替流，回波造成二次压力剧增，断面压力达到峰值。窄缝扩散法对于从明流完全转化成满流的明满流过渡过程模拟效果较好，而对于临界明满流的模拟有较大的误差。无压流水力过渡过程数值模拟计算结果与实测值基本一致，反映了明渠水力过渡过程数学模型的合理性。研究成果可为深入研究这一复杂水力现象提供借鉴和参考。     

凤岗隧洞前段开挖进度控制分析

凤岗隧洞为东深供水改造工程中的控制工程项目,隧洞前段是整个隧洞的重点部位全长2138．0m。断面型式为城门洞型。开挖宽度7．1-7．9m,高7．85-8．85m,为无压输水遂洞。     

基于井流理论的隧洞外水压力解析计算方法研究

外水压力是影响隧洞安全稳定运行的关键因素。目前，外水压力的取值仍采用经验性或半经验性的方法，局限性较大。基于井流理论，采用水-岩分算的方式，通过地下水渗流原理推求圆形隧洞外水压力折减系数解析计算公式，并通过数值分析方法进行对比，将成果应用于城门洞形断面进行验证。结果表明，围岩条件即围岩的渗透性主要影响外水压力的大小；衬砌支护完成后，隧洞孔隙水压力会快速降低，然后逐渐趋于稳定，衬砌的阻水作用得到充分发挥；利用解析公式计算等效转换后的城门洞形断面，解析解与数值解误差不大，围岩的渗透性仍为主要因素。     

糯扎渡水电站右岸泄洪洞混凝土施工关键技术

对糯扎渡水电站右岸泄洪洞有压段大直径圆形以及无压段大尺寸城门洞形的混凝土施工技术进行了阐述和分析,总结了大流量、高流速、结构复杂的特大型水工隧洞混凝土施工方法,为今后同类工程施工提供借鉴和参考。     

不同断面形式节理岩体隧洞位移响应模拟

选择影响节理岩体隧洞稳定性的隧洞埋深、节理间距等因素进行模拟分析,得出不同断面形式隧洞的位移响应。结果表明:在侧压力系数为1时,节理岩体隧洞无论断面形式采用圆形、城门洞形还是正方形,隧洞各部位关键点位移都随隧洞埋深的增大而呈增大趋势,城门洞形隧洞侧壁围岩位移受埋深影响较为显著,圆形隧洞洞底位移受埋深影响较小,圆形、正方形隧洞洞顶位移受埋深影响较为显著;当节理间距缩小后,圆形隧洞和城门洞形隧洞能够更好地适应节理岩体的地质条件,但正方形隧洞在含交错节理时易形成楔形体,从而威胁隧洞局部稳定。     

某发电引水枢纽工程深孔无压隧洞结构设计

介绍某发电引水枢纽工程深孔无压隧洞的结构设计,总结发电引水枢纽深孔无压隧洞的设计思路与设计方法,该城门洞结构计算采用《水利水电工程设计计算程序集》中子程序“隧洞衬砌内力及配筋计算G-12”进行计算,其中荷载计算采用《水工隧洞设计规范》中的荷载计算公式计算,计算工况符合工程实际运行工况,结果合理,为该工程深孔无压隧洞设计提供了技术支撑。     

再论城门洞形断面隧洞正常水深的近似计算

一般城门洞形是无压输水隧洞工程中最为常用的断面形式,其正常水深方程是超越方程,无解析解。目前常用的计算方法有查图表法或迭代试算法,它们存在着计算繁琐、误差较大等缺陷。应用拟合法提出了近似计算公式,在工程常用范围内此公式为线性方程,其形式最为简洁,最大误差小于0.62%。     

无压均匀流输水隧洞的定型断面计算

根据水电建设总局隧洞规范TY—24—108—48规定,输水隧洞定型断面的尺寸应与洞宽成一定的比例关系[注一]。分五种断面型式,按流量特征值进行上述隧洞计算。这种计算需要编制流量模数K的详细图表和K与隧洞充水程度α=h/H的相对关系图。式中h——均匀流正常水深;H——隧洞断面高。现行的隧洞计算方法,根据指定的隧洞尺寸计算它的输水能力是比较简单的。然而,按这种方法解决相反的问题就复杂了。无压隧洞均匀流的水力计     

无压均匀流输水隧洞的定型断面计算

根据水电建设总局隧洞规范TY-24-108-48规定,输水隧洞定型断面的尺寸应与洞宽成一定的比例关系。分五种断面型式,按流量特征值进行上述隧洞计算。这种计算需要编制流量模数K的详细图表和K与隧洞充水程度α=h/H的相对关系图。式中h——均匀流正常水深;H——隧洞断面高。现行的隧洞计算方法,根据指定的隧洞尺寸计算它的输水能力是比较简单的。然而,按这种方法解决相反的问题就复杂了。无压隧洞均匀流的水力计     

电站施工中有压引水隧洞断面推求方法

发电有压隧洞断面面积大，则隧洞内流速低，水头损失小．发电引水水头高，电站装机容量大，可多获得电能：但隧洞断面面积大，相应投资高，反之亦然。为解决这一矛盾，隧洞断面需要进行经济比较。     

潘口水电站无压泄洪隧洞衬砌计算

潘口水电站无压泄洪隧洞为城门洞形,采用基于结构力学原理的边值法对隧洞衬砌进行了计算。大型无压泄洪隧洞衬砌厚度主要由外水压力控制。该工程上游洞段设防渗帷幕,下游洞段顶拱设置排水孔,有效降低了隧洞的外水压力荷载,从而减小了衬砌结构厚度及配筋量。对类似工程的无压隧洞设计具有参考意义。     

典型无压长隧洞恒定渐变流水面线计算的新解析法

针对现有水面线计算采用的逐段试算法计算较繁琐等问题,对典型无压长隧洞如城门洞形、卵 形无压隧洞恒定渐变流沿程水深的计算进行了数学推导。根据渐变流水力微分方程,利用数值计算理 论及无量纲化原理,将恒定渐变流基本微分方程转换为高精度的可解析积分函数形式,进而得到典型无 压长隧洞水面线计算得解析式,利用该解析式可直接算得沿程水深。该解析算法比《水工隧洞设计规 范》建议的逐段试算法更简捷,并通过工程算例分析,该新解析法成果精度可靠,方便快捷,完全满足工 程实践要求。