深埋软岩水工隧洞开挖支护设计及工程对策

深埋软岩水工隧洞面临突出的高应力围岩挤压变形问题,开挖施工难度极大,后期运行环境及工况复杂,其开挖支护设计须统筹兼顾施工全过程及长期运行的安全稳定性.以某深埋软岩水工隧洞为研究对象,考察了该类软岩的各向异性力学特性,并对隧洞布置方案、系统支护设计、爆破开挖控制等方面进行了论述.其中,为规避片岩各向异性的不利影响,推荐洞...     

察汗乌苏水电站C4标隧洞开挖与支护施工

察汗乌苏水电站隧洞开挖总长约5 155 m,地质条件复杂,围岩条件差.根据察汗乌苏水电站洞挖工程的施工实践,分析了在该类复杂地质条件下的隧洞开挖与支护技术,以及特殊地质段开挖施工控制技术要点,使隧洞的开挖与支护施工更安全、工序更合理、质量更优.在地下隧洞开挖方面,要提高施工进度,应在保证施工质量和施工安全的前提下,着重抓好开挖、支护施工中每道工序施工用时和各工序的衔接,最大限度缩短循环时间.     

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.     

基于ABAQUS对引水隧洞结构的有限元分析

本文以某水库工程中引水隧洞为研究对象,选取典型断面,利用ABAQUS软件建立围岩与衬砌结构的三维有限元模型。分析隧洞在施工期、完建期、运行期及检修期等不同工况下围岩与衬砌的变形和应力。结果表明,在现有荷载组合工况下,开挖期围岩总体是稳定的,仅断层破碎带变形相对较大,施工时应注意及时支护。据此分析隧洞围岩的稳定性及衬砌结构的工作性态,最终为开挖支护方案及衬砌结构配筋及优化提供依据。     

引汉济渭工程秦岭隧洞围岩稳定性有限元分析

对引汉济渭工程秦岭引水隧洞开挖的初期支护施工过程围岩结构的塑性变形分布规律进行分析研究,结合计算结果,为初期支护过程围岩的稳定性提供分析依据,以便对现场施工提供合理化建议。采用非线性弹塑性有限元法,依据地下结构设计理论及岩石的Drucker-Prager屈服准则,考虑围岩和初期支护衬砌结构的整体性,对秦岭引水隧洞的Ⅲ、Ⅳ类围岩开挖和初期支护结构的施工过程进行了模拟,计算了开挖施工过程三种不同工况下围岩顶拱及侧向的塑性变形。结果表明:秦岭隧洞初期支护施工过程的三种工况下围岩结构的塑性变形主要集中在顶拱120°范围内及两侧边墙,隧洞围岩结构整体处于安全状态。     

隧洞典型断面围岩稳定性数值模拟研究与支护设计效果分析

隧洞开挖过程中,由于开挖卸荷及扰动的影响围岩出现大变形、局部塌方等工程地质灾害,严重威胁到施工安全及进度.本研究依托杨房沟水电站引水隧洞工程,选取了典型断面,开展了数值分析研究,获得了应力场、变形场和塑性区分布特征.通过有限元数值模拟方法,对不同类型围岩区隧洞开挖后围岩稳定性特征以及初期支护效果进行分析,为优化支护设计...     

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。     

深覆盖高地应力水工隧洞围岩稳定及支护结构优化有限元分析

结合工程实例,采用非线性有限元软件,对深埋高地应力花岗岩隧洞开挖及喷锚支护进行模拟计算,分析了施工期、运行期及检修期围岩稳定及支护结构内力,给出了施工期、运行期及检修期围岩变形及支护结构受力情况。对支护结构进行了优化计算,得出优化方式下,满足围岩稳定和支护结构的安全要求。     

香炉山隧洞5#支洞应急抢险段围岩参数反演及稳定性分析

在建的滇中引水工程香炉山隧洞5#支洞穿越活动断裂带,地质条件极为复杂,施工过程中发生过严重的涌水突泥灾害,围岩稳定问题极为突出,严重制约施工进度和工程安全。为深入系统地研究5#支洞应急抢险洞段合理的围岩力学参数及隧洞稳定性情况,充分利用现场监测及物探资料,采用基于神经网络和遗传算法的位移反演方法确定了应急抢险洞段围岩的力学参数;并在此基础上,模拟施工开挖支护全过程,进行了围岩稳定性分析。结果表明:在当前开挖支护条件下,5#支洞应急抢险洞段整体处于稳定状态,除桩号K0+501—513洞段右边墙围岩变形量较大外,其余部位围岩变形量整体<15 cm;塑性区深度在2~5 m范围内;支护结构受力整体处于正常水平。相关研究结果对于5#支洞后续洞段或相近条件隧洞安全快速施工具有指导意义。     

软弱围岩隧洞初期支护设计

水工输水隧洞,初期支护是加固围岩、确保洞室安全的重要措施,对于小断面隧洞来说,考虑施工便利,一般需在隧洞开挖贯通后进行二期衬砌,对于软弱围岩,确保开挖过程中隧洞的安全尤为重要。本文结合宁夏固原地区(宁夏中南部)城乡饮水安全水源工程7号大湾输水隧洞,对小断面软岩隧洞的初期支护设计进行了探讨。现场施工监测表明:现有的支护方式能够满足规范要求,可供类似工程参考。     

洪家渡水电站水工隧洞设计与施工

洪家渡水电站水工隧洞断面大，洞室群布置复杂，外水压力高，隧洞沿线岩溶发育，工程地质条件复杂，设计及施工技术难度大。通过充分利用围岩、衬砌的联合作用，优化了衬砌结构；合理的施工组织设计和新技术、新工艺的采用，有利于加快施工进度和节约工程投资。     

基于结构安全的水工隧洞施工仿真系统研究

水工隧洞施工情况复杂,目前的施工仿真计算大多只考虑开挖而缺乏衬砌和灌浆因素,故没有体现隧洞完整的施工过程;施工动态仿真一般根据仿真结果采用预制动画的形式实现,其实现过程复杂,模型不易修改,隧洞施工过程中结构状况例如围岩稳定、锚杆等支护的安全难以直观地确定。考虑隧洞施工各个工序结合系统仿真的方法,调用开挖、衬砌及灌浆的CYCLONE模型得到更为准确的进度计划,基于BIM技术实现施工动态可视化。针对目前较少涉及隧洞结构安全与进度计划耦合仿真,提出基于映射概念与反馈技术的隧洞施工期结构安全仿真方法,基于二次开发技术与数据库技术,采用VB.NET+PYTHON语言编制了一套水工隧洞施工仿真系统,实现与工程施工进度相结合的结构安全判断,为工程师提供良好的数据支持。     

复杂地质条件下引水隧洞围岩稳定性分析

地下工程具有广阔的发展前景,而其围岩的稳定性关系到工程的施工安全以及运行安全。采用有限元分析方法,对计算模型的有限变形原理、洞室参数的选择进行了介绍。依托柳坪水电站引水隧洞工程,依据相关设计参数,建立三维整体模型,模拟了复杂地质条件下引水隧洞在开挖不支护、开挖支护完成后、地震工况条件下围岩稳定性计算结果,说明隧洞围岩主要受到压应力的作用,且通过衬砌能有效地控制围岩变形。并对结果对比分析,得出了3种工况的安全系数均大于1,隧洞围岩结构稳定性较好,且引水隧洞垂直方向变形均大大超过水平方向等结论,为施工及结构设计提供参考。     

浅谈水工隧洞Ⅴ类围岩的支护

水工隧洞Ⅴ类围岩的支护是一个综合复杂的问题,其难易与地质情况、设计选线、施工方法有着密不可分的关系。在隧洞工程施工中,Ⅴ类围岩段的进度通常是制约整个隧洞工程工期的关键,而针对不同的Ⅴ类围岩采用相应合理的开挖、支护手段又是其核心的问题。     

锦屏二级水电站引水隧洞运行初期安全评价

锦屏二级水电站引水隧洞工程地质条件极其复杂,埋深大、洞线长、洞径大,为世界上规模最大的水工隧洞洞室群工程。重点分析了4条引水隧洞充排水试验和运行初期的围岩变形、支护结构的应力应变、围岩渗透压力及渗漏量的变化情况。结果表明,4条引水隧洞和各横通道封堵体设计合理,施工质量优良,运行状况良好,工程安全正常。     

输供水工程隧洞爆破技术分析

长距离水工隧洞的施工相对于普通隧洞而言,难度高、技术复杂、工程量大,常常采用钻爆法施工来开挖隧洞。为确保开挖过程安全的顺利实施及更加安全可靠地完成围岩凿除,结合隧洞的岩石特性及施工特点,通过全断面开挖的方法,对隧洞工程爆破技术及其过程进行重点分析,从而得出爆破施工过程中具体技术要求及爆破方法,为相似水利工程现场施工提供参考。     

Phase2在导流隧洞初期支护数值分析中的应用

不同地质条件下,导流隧洞开挖后的初期支护对减少围岩受施工扰动产生的应力释放,限制围岩变形,确保洞内施工安全有重要意义,采用Phase2模拟了导流隧洞开挖及初期次支护过程,分析了不同地质条件下(Ⅲ、Ⅳ、V类围岩)的围岩应力及隧洞初期支护结构的稳定性,可为验证设计的初期支护措施提供依据。     

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。     

浅谈水工隧洞V类围岩的支护

水工隧洞V类围岩的支护是一个综合复杂的问题,其难易与地质情况、设计选线、施工方法有着密不可分的关系.在隧洞工程施工中,V类围岩段的进度通常是制约整个隧洞工程工期的关键,而针对不同的V类围岩采用相应合理的开挖、支护手段又是其核心的问题.     

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