迪拜某电站竖井式地下厂房衬砌结构设计

迪拜某抽水蓄能电站拟采用竖井式地下厂房,厂房竖井设计高度为70.5 m,净直径约为44.0 m.由于厂房距离下水库较近,外水压力须按全水头并考虑1.35倍的荷载分项系数,运行期厂房衬砌将承受巨大的外水压力,对衬砌结构的安全非常不利.文中设计了多种衬砌结构型式,采用ABAQUS软件进行线性及非线性计算方法进行验证并优化,...     

水电站引水隧洞外水压力监测资料浅析

某工程为典型的大型低坝长隧洞引水式水电站,其3号引水隧洞沿线工程地质条件十分复杂,各洞段所受主要外荷载为外水压力,施工期分洞段埋设监测仪器,至今已观测15年时间.观测成果表明隧洞沿线外水压力总体小于设计推测值,仅出口洞段外水压力略大于设计推测值,需加强监测和放空检查.     

天生桥二级电站Ⅱ号隧洞外水压力观测分析

天生桥二级水电站引水隧洞存在着较大的外水压力 ,为了解该电站Ⅱ号引水隧洞外水压力分布情况 ,分洞段埋设仪器进行了外水压力长时间的监测。监测资料表明 ,该隧洞在桩号 6 + 2 2 5 1m的上游洞段实测外水压力远小于推测的外水压力 ,其主要原因与监测洞段的地质情况及渗压计埋设位置、未进行混凝土衬砌的Ⅲ号引水隧洞等的排水降压有关。为准确监测引水隧洞的外水压力分布情况、排水洞的排水减压效果 ,文章对监测仪器埋设、排水洞内排水孔布置 ,提出了具体的意见和建议     

引红济石调水工程深埋输水隧洞外水压力计算探讨

外水压力是深埋隧洞村砌设计中的重要荷载，且往往难以确定，本文结合引红济石调水工程隧洞排水系统的设计对常用外水压力计算方法进行了探讨，并提出了采用渗流理论简化计算外水压力的有效方法，得出合理的设置排水系统及进行围岩灌浆是减少衬砌外水压力和维持地下水系平衡的有效措施。     

复合衬砌外水压力模型试验研究

为详尽研究复合衬砌外水压力的影响规律,采用自行设计的可拆卸式复合衬砌渗流试验装置,通过改变堵水系统的几何参数、渗透特性以及防排水系统能力等,开展了60,80,100 m三种不同远场高水头环境下复合衬砌堵水与排水系统对衬砌上水压力的影响规律研究。研究结果表明：在全封堵情况下,衬砌上水压力无折减现象,而对于具有一定排水能力的衬砌结构,适当增加灌浆层厚度或减小灌浆层的渗透系数可明显降低作用于衬砌上的外水压力。根据试验数据给出了不同排水面积占比时的外水压力折减系数。研究成果可为实际工程中隧道允许排水量的设计提供参考。     

天生桥二级电站Ⅱ#隧洞外水压力观测分析

天生桥二级水电站引水隧洞外水压力是主要荷载，设计Ⅱ＃、Ⅲ＃引水隧洞的外水压力进行监测。本文对Ⅱ＃引水隧洞实测外水压力与推测的外水压力进行比较分析。并对排水洞内排水孔布置和渗压计埋设，提出建议，以供设计参考。     

隧洞衬砌外水压力的取值方法与应对措施研究

针对隧道衬砌外水压力折减系数选取、衬砌结构选型等问题,在阐述外水压力折减系数含义的基础上,通过对衬砌类型进行系统分类,对不同衬砌型式外水作用规律与外水压力折减系数进行了分析与讨论。其中,全封堵型衬砌折减系数为1,全排型衬砌折减系数为0,而排堵结合型衬砌折减系数则与整个衬砌系统的设计参数有关。同时,指出相应衬砌结构设计中存在的错误认识,并由此引申出隧道工程在外水压力应对处理方面应该关注的主要影响因素。研究成果可为应对外水压力问题的地下隧道衬砌设计提供参考。     

不同外水压力下输水隧洞结构及配筋计算要点分析

针对输水隧洞在衬砌结构、配筋计算中不同外水压力对结构内力值及配筋结果的影响,根据《水工隧洞设计规范》(SL 279-2016)推荐的作用在钢筋砼衬砌结构上的外水压力计算方法及外水压力折减系数方法对外水压力进行折减,并采用水工隧洞钢筋混凝土衬砌计算机辅助设计软件SDCAD对隧洞衬砌结构在不同外水压力作用下的内力及配筋进行计算。计算结果表明:①无压输水隧洞内力及配筋结果由外水压力控制,外水压力越大,结构所受内力越大,对隧洞的选配钢筋要求也越大;②在外水压力作用下隧洞底板与边墙交接位置出现了应力集中,拉应力大于砼抗拉强度,在设计中应采取一定的措施进行补救,防止结构产生拉裂破坏。     

水工隧洞外水压力设计分析探讨

水库建成蓄水后 ,因地下水位抬高 ,对地下水工隧洞将作用较大的外水压力。文章针对乌江洪家渡水电站左岸泄洪系统地下洞室的外水压力分析 ,结合部分已建工程的实际经验 ,在大量结构计算的基础上 ,提出了外水压力的设计思路和处理措施     

竖井及隧洞的外水压力计算

对于无压隧洞衬砌的计算,外水压力通常是关键荷载,特别是对于长隧洞,合理确定外水压力,其经济意义更大。过去的规范或文献,多认为衬砌上作用的外水压力为全水头,这种理论有时是很保守的。我国1966年的水工隧洞设计暂行规范提出用下式计算外水压力水头:     

复杂岩溶地区引水隧洞衬砌外水压力研究

衬砌外水压力的合理计算是岩溶地区引水隧洞设计关注的重点,对结构设计参数选取及运行安全影响重大。针对滇中引水工程大理Ⅱ段引水隧洞,采用ABAQUS数值模拟的方法对不同衬砌及注浆圈参数下隧洞衬砌外水压力及渗流场变化规律进行研究分析,以确定合适的设计参数。研究结果表明:衬砌全封堵时外水压力基本可认为等效于该点处的静水压力,一般不能考虑水头折减;增大衬砌渗透系数是降低衬砌外水压力极为有效的措施,但同时对渗流场产生较大影响;减小注浆圈渗透系数或增大其厚度在降低衬砌外水压力的同时可有效减小渗流场扰动,极大缓解排水减压和环境保护之间的矛盾。通过分析不同因素对衬砌外水压力的影响,所得结果可为复杂岩溶地区隧洞工程防排水系统设计提供参考。     

引汉济渭工程黄三段深埋长输水隧洞排水方案研究

以有效解决深埋长输水隧洞排水问题为目标,按富水性将隧洞沿线围岩划分为中等富水区、弱富水区和贫水区,采用数值方法模拟衬砌周边渗流场,分析了不同排水设计方案对引汉济渭工程黄三段深埋长输水隧洞衬砌外水压力的影响。结果显示,对于高外水压力情况,将排水孔布置于顶拱处仅能降低顶拱附近的外水压力,无法有效降低作用于底板的外水压力,而排水孔沿衬砌周边均匀布置时,可有效降低作用于衬砌上的外水压力。基于此,讨论了各排水方案的适用条件,给出了深埋长输水隧洞排水设计建议。     

关于外水压力的思考

目前，对外水压力有不同的认识，对外水压力值的确定也有不同的方法，尚未取得较为统一的意见。地下水对洞室衬砌的作用系受多种因素影响，目前的设计处理过于简单。如何确定外水压力值和进行工程处理，本文提出一些讨论意见。同时，提出了对外水压力值的确定和处理值得研究的若干问题，希望有能力的单位予以关注。     

堵排水方式对秦岭隧洞衬砌外水压力的影响研究

为研究隧洞外水压力对衬砌结构的影响,针对引汉济渭秦岭隧洞的高地下水头特点,采用数值计算分别对无灌浆层和有灌浆层两类情况下衬砌完全不透水、渗透性较低、设置排水孔3种工况进行了研究,分析了不同工况下衬砌外水压力的变化,并以典型洞段的堵排水方案为例,验证了排水孔设计的合理性。结果表明：随着衬砌结构透水性的增强,作用于二次衬砌的外水压力逐渐降低;当衬砌具有一定渗透性而未设置排水孔时,灌浆层渗透系数越小,作用于衬砌上的外水压力越小,且随着灌浆层厚度增加,衬砌外水压力不断减小,渗流量不断降低,当灌浆层厚度达到一定程度后,衬砌外水压力值虽继续减小但降幅明显趋缓;采用围岩灌浆并设置排水孔,可使作用于二次衬砌上的外水压力大幅度减小,且有效降低渗流量。综上,采用围岩灌浆的同时设置排水孔可取得良好效果,使作用在二衬结构外表面的地下水压力水头基本接近于零,达到了设计要求。     

隧道设计中外水压力取值的探讨

本文对隧道设计中常用的外水压力计算方法进行了探讨,并给出了算例。文章认为,设置排水设施和地层防渗加固是减小衬砌外水压力及维持地下水系平衡的有效措施。     

高水头水电站钢管道及岔管设计

介绍大盈江四级水电站引水系统的压力钢管道及岔管设计,设计最大内水压力4.23MPa,最大外水压力140m水头,设计采用沿钢管布置排水洞的方式降低钢管的外水荷载。Y形月牙肋岔管,HD=2530m~2,岔管管壁为600 MPa级高强钢,月牙肋为16MnR,其肋板厚度为200mm,为岔管管壁的3.03倍。2009年7月31日4台机组垒部发电。目前钢管道运行良好。     

高外水隧洞衬砌堵排水方案及降压效果分析

高埋深隧洞往往伴随着高外水问题,较高的外水压力将导致隧洞衬砌受力破坏,是制约工程安全的重要方面。堵排结合是解决隧洞高外水问题的一项重要技术途径,但在工程设计中往往难以合理考虑堵水措施及排水措施的综合效应。采用三维渗流场数值分析技术,真实模拟灌浆堵水效应及间隔布置排水孔排水效应的综合降压措施,针对性探讨了灌浆圈厚度、排水孔及排水带参数对衬砌外水压力的影响规律,为高外水隧洞的堵排水设计及衬砌设计提供了重要支撑。     

外水压力不应作为控制隧洞混凝土衬砌厚度的主要荷载

目前在水工隧洞衬砌设计中,外水压力是必须考虑的基本因素之一。其值是由洞顶地下水位的静水头乘以折减系数β来确定的,1963年苏联隧洞规范取β=1,1966年我国隧洞规范取β=O.25～1.O。对于深埋隧洞,外水压力作为隧洞衬砌的主要荷载往往控制了衬砌的     

天生桥二级水电站Ⅰ号隧洞外水压力分析

天生桥二级水电站引水隧洞布置在岩溶地下暗河十分发育的可溶岩体之中 ,隧洞沿线地质条件极为复杂 ,不仅存在岩溶稳定及岩溶涌水地质问题 ,而且高外水压力荷载对引水隧洞的设计及运行安全影响极大。因此 ,对深埋隧洞的外水压力值的正确和评价 ,是关系到隧洞工程成败的关键问题之一。文章较详细地分析了地下水的形成及运动特征 ,对Ⅰ号隧洞的外水压力值进行了确定和评价。经近 6年运行检验 ,证实对该隧洞外水压力值的确定和评价是符合实际情况的。     

广州抽水蓄能电站地下工程外水压力研究

根据广州抽水蓄能电站水文地质条件，研究地下洞室外水压力形成的原因和外水压力的大小、排水降低外水压力和渗漏水的可行性及效果，同时还研究了钢筋混凝土衬砌的高压引水隧洞（含高压岔管）内水外渗起外水压力升高等问题。通过充水试验及运行初期外水压力观测，证明外水压力的研究成果是可行的，采取的排水及防渗措施是合理的，从而保证了地下洞室工程的安全和正常运行。