导流洞改建有压突扩泄洪洞研究

龙抬头式泄洪洞是中低水头水电站导流洞改建泄洪洞的常用方式,但其应用受到地形地质条件限制.为解决狭窄河谷地区中低水头导流洞改建泄洪洞的布置和消能问题,通过模型实验和数值模拟并结合具体工程实际,因地制宜的提出有压突扩泄洪洞这种新型式的导流洞改建泄洪洞布置方式.研究结果表明这种方式改建的泄洪洞具有如下特点:水流直接由有压流向无压明渠流转换,流态简单,有压消能和无压消能相结合;平面上洞轴线方向可以根据地形、地质和施工条件灵活选择;工作闸门可以灵活布置;结构简单、施工方便、造价低等.这种方式改建的泄洪洞可用于中低水头大流量泄洪工程,具有较高的推广应用价值.     

梅山水库新建泄洪洞工程地质条件分析

文章根据梅山水库坝址区地质构造情况,结合现场钻探及工程地质测绘,分析了梅山水库泄洪洞的洞口段、洞身段及出口段的裂隙及断层分布情况、岩体风化情况及地下水活动状态,并得出结论,提出了泄洪洞施工开挖顺序及支护处理措施.     

小浪底工程孔板泄洪洞的消能影响因素研究

小浪底工程,由导流洞改建成孔板消能泄洪洞,新洞型的采用,解决了泄洪洞的高水头、高流速,含沙量大的复杂技术问题。章简要叙述孔板消能泄洪洞的消能情况及影响消能效果的几个主要因素。     

高坝施工导流洞改建为旋流竖井式泄洪洞的水力特性研究

为了研究旋流式竖井泄洪洞的水力特性,结合某水利枢纽施工导流洞改建为旋流竖井泄洪洞水工模型试验的部分研究成果,通过大量的优化试验研究,分析了竖井涡流消能工况的流态、压力分布、流速分布、消能率等水力特性.试验研究结果表明,这种旋流竖井式泄洪洞消能效率可达88%以上,涡室与竖井的水流流态比较平顺,压力分布合理.所得结论为旋流竖井泄洪洞的设计提供了依据,可为类似工程参考.     

涡流式竖井溢洪道研究述评

近几年国内许多单位开展了溢洪道内消能工的研究，内容包括孔板消能工、空腔消能工、阶梯消能工、同轴反向内消能工、单向涡旋内消能工等．对涡流式竖井消能工的研究也比较集中，其所具有的良好的水力特性和消能效果受到工程界的重视．传统的泄流方式在高水头、大流量、高流速运行条件下，会受到空化空蚀及流动失稳等问题的困扰，修建涡流式竖井泄洪洞是解决上述难点的有效方法之一．由于它的综合消能率在５０％以上，能有效地降低洞内流速，因而选用涡流式竖井溢洪道不失为将导流洞改建成泄洪洞或单独修建泄洪洞的较佳选择．     

多级孔板消能泄洪洞设计初探

多级孔板消能泄洪洞是在小浪底水利枢纽工程设计过程中提出的一种全新的消能工,鉴于国内外大型工程中尚无实践经验,经批准在碧口水电厂排沙洞内进行孔板消能的原型试验,任务主要是了解孔板的消能特性、水流空化及脉动情况、振动情况、孔板孔缘的保护措施和施工经验。试验取得了圆满成功,为多级孔板消能泄洪洞的设计积累了丰富的经验,也为小浪底工程将导流洞改建为永久孔板泄洪洞打下了坚实的基础。     

竖井旋流式泄洪洞水力特性试验研究

围绕着流态、泄流能力、压力分布以及各段消能率等水力特性对具有抛物线式引水道的竖井旋流式泄洪洞进行了试验研究,结果表明:流态、泄流能力、压力分布均能满足要求,且总消能率达到90%,具备了作为导流洞改建体型的条件.     

公伯峡水电站导流洞安全监测分析评价

公伯峡水电站导流洞下闸蓄水1个月后对导流洞导0＋159m-导0＋214m段进行了封堵,但导流洞导0＋214m下游段改建为右岸旋流式泄洪洞下平洞段的漩流洞、水垫塘和退水洞,为此导流洞导0＋214m以下洞身段安全运行直接影响右岸泄洪洞泄洪。文章对公伯峡水电站导流洞导0＋214m以下洞身4个监测断面监测资料进行全面分析、研究,评价其运行性态。     

用能量法计算隧洞出口挑流下游基岩冲刷

高土石坝的由导流洞改建而来的永久性泄洪洞，由于导流洞的高程低，泄洪落差大、流速高，下游的基岩冲刷问题引起人们的重视。能量法是计算基岩冲刷深度的较新方法，根据参证坝址(原型已建工程)和待建坝址的平均水股剩余能量与冲刷深度的关系用冲刷能量指标ESI来估算大坝下游岩基冲深。将能量法应用于紫坪铺1^#泄洪排沙隧洞挑流基岩冲刷中，并将计算结果与经验公式和试验数据比较，证明此法可行，且效果较好。     

洞塞泄洪洞的3维数值模拟研究

为解决高水头、大流量、出口尾水位低导流洞改建洞塞泄洪洞的布置和消能问题,提出了"垂直洞塞+压坡洞塞+水平洞塞组"这种新型的洞塞布置和消能形式,并采用RNGk-ε双方程模型和VOF方法,对采用该种新型洞塞布置形式的洞塞泄洪洞的流场进行了3维紊流数值模拟,得到了压强、流速、消能率等重要水力特性的分布规律,且将部分计算结果与试验结果进行对比分析,结果吻合良好,验证了采用该数值方法计算强紊动、强剪切射流以及大尺度漩涡流动的可行性.同时,研究结果也表明,某水电站非常泄洪洞采用"垂直洞塞+压坡洞塞+水平洞塞组"的消能模式消能,洞内能形成较强的紊动,消能效果好,满足工程要求.     

隧道超前小导管对掌子面稳定性影响分析

以河南省济(源)邵(原)高速公路王坑隧道为工程背景,利用ANSYS软件建立无超前小导管支护和有超前小导管超前支护两种工况下隧道三维有限元计算模型,通过隧道开挖模拟计算分析超前小导管对掌子面稳定性影响.计算结果表明:相对于无超前小导管工况,在有超前小导管工况下掌子面竖向的荷载和竖向应力以及掌子面水平方向位移都有一定程度的减少;改变超前小导管的环向分布范围和管径能够影响超前小导管的支护效果从而改善掌子面的受力情况.以上结果分析表明:超前小导管的存在增强了隧道掌子面的稳定性,使隧道的开挖过程更加安全.     

铁磁/绝缘(半导体)/铁磁隧穿结中的隧穿磁阻

在二带模型的基础上,借助于Ａｉｒｙ函数,利用传递矩阵方法,求出了隧穿结中的隧穿电导和隧穿磁阻随电场的变化关系,对实验现象给出了很好的解释．     

新建曲线地铁盾构隧道下穿施工引起的既有隧道沉降分析

相比直线线路盾构施工,新建曲线盾构下穿施工引起既有隧道沉降规律更为复杂,且相关研究较少。基于两阶段分析法研究新建曲线地铁盾构隧道下穿施工引起的既有隧道沉降。第1阶段,结合镜像法、修正Loganathan法和Mindlin解,考虑曲线盾构转弯过程中的转弯超挖间隙和弯道内外侧不平衡施工参数的影响,计算新建曲线盾构施工引起土体竖向位移的3维解;第2阶段,将土体竖向位移视为位移荷载,施加在既有隧道上,基于Pasternak地基理论和Timoshenko梁理论,构建能够同时考虑土体剪切效应和既有隧道剪切效应的既有隧道沉降控制方程,运用有限差分法对方程降阶并求解。最后,与工程实例对比验证理论和控制方程的正确性,并对影响既有隧道沉降的关键参数进行分析。结果表明：新建曲线地铁盾构隧道下穿施工引起的既有隧道沉降槽曲线具有非对称性,最大沉降位置位于弯道内侧1～2 m处,与未考虑曲线影响的计算结果相差较大。减小掘进路线的转弯半径R₀会增加既有隧道沉降,弯道内侧沉降增速大于弯道外侧,一般要求R₀不小于300 m;当R₀大于600 m时,可视作直线隧道下穿。增大刀盘直径D′会增加既有隧道沉降,沉降增加速度也随D′的增大而增大,但增大D′对沉降槽曲线的偏移程度影响较小。增大新建隧道与既有隧道竖向间距Z_c会减少既有隧道沉降。     

光纤光栅隧道火灾探测系统在隧道消防中的应用

隧道火灾有其自身特殊性并且危害很大,根据隧道火灾的特点选用光纤光栅隧道火灾探测系统;该系统使用光纤作为感温元件和信号传输介质,以防灾报警为主要目的。针对隧道消防问题,分析了隧道火灾的危险及隧道火灾的特点,阐述了光纤光栅隧道火灾探测系统的工作原理、系统功能与特点．并结合工程实例介绍了该系统在隧道消防施工中的应用。     

高坝竖井泄洪洞、龙抬头放空洞与导流洞"三洞合一"优化布置研究

通过深入的试验研究和理论分析,表明竖井泄洪洞的泄流能力受平底闸过流能力,竖井尺寸和涡室进口的控制。给出了放空洞泄流能力和最低运行水位计算公式,竖井内壁压力特性与洞径的关系,不设通气井而实现通气和排气问题。泄洪洞与放空洞结合部的边墙分别向内偏转,其后在洞顶没迎水面为圆弧的折流坎,能有效改善水流流态,且大大降低了施工难度。     

岩溶地区隧道设计探讨

可溶岩分布面积约占我国国土面积的三分之一,大量隧道的修建使得越来越多的隧道需穿过可溶岩地带。然而可溶岩往往伴随着岩溶洞穴、地下暗河、破碎带等复杂地质构造,这无形中给隧道的修建带来极大的困难。隧道设计,围岩分级是关键,围岩级别的确定离不开超前地质预报。有鉴于此,重点分析了隧道超前地质预报和围岩分级,同时论述了隧道选线和隧道支护等方面,旨在与各位同行交流探讨,共同推进岩溶隧道设计技术的发展,降低甚至避免岩溶对隧道修建的影响。     

泰州公路过江通道隧道方案中技术问题研究

隧道过江方案是泰州公路过江通道工程中的一个重要方案.根据泰州公路过江通道的地理位置、工程地质条件、港口航运要求、通道工程定位以及工程的主要技术标准等,对泰州公路过江隧道方案的隧道建设方法、隧道行车速度和建筑限界等若干关键技术问题进行了分析论证.研究结果可为工程决策提供依据.     

隧道中墙承载模型与稳定性判据研究及其应用

如何确定连拱隧道和小净距隧道中墙的合理宽度是隧道设计中的难题.建立了中墙承载应力与隧道跨度、中墙宽度和隧道埋深之间的关系,应用数值方法计算了不同中墙宽度、不同隧道埋深情况下中墙内的垂直应力,采用回归的方法确定了中墙承载的修正系数K与隧道跨度和中墙宽度的关系,从而建立了连拱和小净距隧道中墙的承载模型.将单轴抗压强度作为连拱隧道混凝土中墙的极限强度,根据极限平衡理论建立了小净距隧道原岩中墙加锚支护的极限强度,最后分别给出了连拱隧道和小净距隧道中墙的稳定性判据.举例说明了中墙稳定性判据在设计中的应用,并采用弹塑性损伤有限元计算结果验证了判据的可用性.     

我国交通隧道工程及施工技术进展

对我国隧道工程及施工技术现状、取得的成就及发展趋势进行了分析,介绍了21世纪初将要建设的特长和特殊隧道工程,分析了隧道工程的特点,指出要完成必须具备的基本条件.采用"新奥法"原则的矿山法需要提高开挖成洞速度,降低工程成本,改善施工作业环境条件和安全技术.隧道掘进机和盾构施工方法具有施工速度快、隧道成型好、机械化强度以及周边环境影响小等显著优点,将是新世纪广泛采用的一项新技术.沉管隧道在我国也将逐渐得到应用.     

海底隧道突水分析及其在翔安隧道中的应用

基于岩体极限平衡理论,分别对海底隧道正常地质段和断层处的突水机理进行了力学分析,给出了隧道突水的临界水压力公式．以翔安隧道2个风化深槽及2个断面为例进行了突水风险计算预测．分析表明:正常地质段,隧道突水临界水压力随着隧道半径的增大而减小,随着围岩的单轴抗压强度的增大而增大,随着隧道埋深的增大而增大;断层处,当破碎带倾角大于或等于围岩内摩擦角时,存在突水的可能,且破碎带倾角愈大、内摩擦角愈小,突水的可能性就愈大．