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山西中部引黄工程输水工程99%为地下隧洞,隧洞高埋深最深达600 m,单洞长度达200 km,穿越地质情况复杂多样,包含卵石层、煤系地层、断层、富水段、溶洞、破碎软弱围岩等多种不良地质洞段。针对以上设计难点,为保证隧洞的长久安全稳定运行,根据隧洞的基本功能以及布置要求,并通过计算。设计成果为:提水方式采用一次性提水,整体为无压输水隧洞,并通过不同地质条件及其受力分析,开挖工艺选用钻爆和TBM盾构,隧洞断面形式采用城门洞、马蹄形和圆形这三种的设计成果。可为类似工程提供可行经验。 相似文献
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《水科学与工程技术》2021,(5)
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。 相似文献
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工程实际中,为优化马蹄形隧洞断面受力条件,常采用非标准型式的过水断面,但复杂的体型又会导致水力学计算非常困难。为解决这一工程难题,通过数学计算采用几何分割法和积分法推导出了两种非标准马蹄形断面任意水深对应的水力学要素解析式,并利用Excel等计算软件方便快捷地求出精确解析解。依托滇中引水工程,将推导的公式应用于非标准马蹄形隧洞断面水力要素拟定中,结果准确可靠,可为类似工程的水力学计算提供参考。 相似文献
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隧洞开挖过程中穿越断裂破碎带时,由于岩体条件差,在施工方式扰动下普遍会引起围岩出现松动圈,甚至坍塌。为厘清隧洞开挖过程中围岩松动圈应力及变形变化规律,以哈密抽水蓄能电站通风兼安全洞为例,建立三维数值计算模型,采用有限差分法,分析了断裂破碎带围岩松动圈隧洞开挖支护过程中围岩径向应力、变形及塑性区变化规律。结果显示顶拱径向应力主要集中在松动圈前端,且下半层的开挖对其应力影响较小;隧洞上、下半层开挖对拱顶径向变形规律一致,均沿开挖深度呈抛物线型分布,且最大值均位于松动圈前端;开挖完成后,不同部位围岩的变形大小关系为拱顶 >边墙中心 >拱肩;围岩塑性区主要分布在边墙和底板周围,且均为剪切塑性破坏,因此施工过程中还需加强边墙和底板处的支护措施。研究成果可为断裂带围岩坍塌形成松动圈隧洞支护设计提供参考。 相似文献
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为了研究城门洞断面有压隧洞的流速分布规律,采用流体数值计算方法和雷诺应力模型对城门洞断面有压隧洞水流进行三维数值模拟,分析城门洞断面形式、雷诺数及水力半径等对城门洞断面有压隧洞流速分布的影响。计算结果表明:普通城门洞断面的流速分布比非普通城门洞断面的均匀;断面最大流速出现在0.6H~0.7H处;普通城门洞断面有压隧洞流速分布均匀的条件是系数ε为0.25,此时流速分布为对数分布。 相似文献
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软弱夹层,流砂、涌水等复杂多变的地质条件下,输水隧洞施工中岩体自稳性差,边墙拱顶容易变形经常会出现坍塌、冒顶等工程质量及安全事故。本文结合牛营隧洞开挖过程中成功穿越软软弱夹层段的开挖程序、钻爆参数、支护措施、施工程序的实例,探讨了软弱夹层段施工的有效方法,希望能为同类隧洞施工提供参考。 相似文献
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董箐水电站右岸导流隧洞布置于北盘江右岸边,位于洗鸭沟山体中,隧洞为城门洞形,过流断面尺寸为15mm×17mm(宽×高),属特大断面隧洞。通过对该隧洞地质描述、围岩分类及物理力学地质指标分析,得知该隧洞开挖将会遇到复杂地质条件,故在确定该隧洞开挖施工技术方案时提出了“长润短打、弱爆破、短进尺、多循环、强支护”的施工技术原则,并在施工支洞布置、施工程序和方法、支护及不良地质洞段处理等方面具体落实了这一施工技术原则,确保了工程施工质量要求和施工安全。 相似文献
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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。 相似文献
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结合新疆某输水工程长距离输水工程无压输水隧洞实际情况,隧洞断面型式从工程地质条件、结构受力等方面进行比选,推荐优化的马蹄形断面型式;纵坡从施工条件、工程量、投资等方面进行比较,在输水隧洞均能满足主体设计功能的前提下,最终选取1/5000作为经济纵坡比。 相似文献
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马蹄形断面水力学计算 总被引:2,自引:0,他引:2
马蹄形断面在软弱岩石地段结构受力条件较好,故有多项水利工程采用这种型式断面。但因断面形状复杂,故水力学计算较繁琐。本文推导出一种常用的马蹄形断面的过水断面面积、湿周、正常水深、临界水深等水力要素特征值的计算公式,并制成电子表格以方便实际工作中采用。 相似文献
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新疆奎屯河引水工程涉及引水隧洞长11.47km,针对复杂地质条件下隧洞轴线、运行方式及断面型式,进行技术经济比较,选择相对最优的设计方案,通过比较,最终提出采用平底马蹄形断面,即保证了工程的安全,又节省了投资。 相似文献
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松林河大金坪水电站引水隧洞断面优化设计 总被引:1,自引:1,他引:0
大金坪水电站为松林河干流河段规划建设的引水式电站,隧洞沿线地质条件复杂。隧洞施工初期,按照圆形断面顶拱进行了一期开挖,根据开挖揭示围岩地质条件及后期工程建设进度的要求,在隧洞布置、设计流量既定,保证电站机组出力不变,确保电站稳定安全运行的情况下进行合理的设计断面优化。对隧洞围岩条件良好洞段,论证取消隧洞原圆形钢筋混凝土衬砌,选定马蹄形锚喷断面作为最终优化断面形式。方法实用方便,满足精度要求。随着中小型水电站实际建设情况,此优化设计可作为隧洞施工中及时进行断面形式调整的一种简捷易行的思路。 相似文献
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小湾水电站两条导流隧洞穿越的F7特大断层破碎带宽度达40 m,破碎带及影响带总厚达70余m,为国内罕见。断层部位开挖断面为20.5 m×23.35 m的城门洞形,两洞轴线距离仅48.0 m,洞室纵横跨度均较大;围岩稳定性差,开挖成洞困难,开挖支护施工及成洞后的工程安全问题十分突出。文章介绍了在F7特大断层破碎带及影响带开挖支护施工中,采用新奥法理论进行机械化大规模施工的技术,总结了在复杂地质条件下特大隧洞断面开挖支护施工的经验,对类似条件的地下工程施工具有一定的参考价值。 相似文献
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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。 相似文献
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洞松水电站引水隧洞结构设计中,拟定圆形与平底马蹄形两种过流断面进行分析比较,计算过程采用边值法、有限元法进行计算,计算结果分析表明引水隧洞采用圆形断面较马蹄形断面配筋相对减小,钢筋间距相对增大,更能保证施工期混凝土浇筑质量,圆形隧洞断面运行期可更好地发挥衬砌结构与围岩联合承受内水压力作用,衬砌结构的应力状态均匀,工作条件好,对地质条件适应性更强,更能保证工程运行安全,并节省工程投资。 相似文献
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黑龙江某水利枢纽输水隧洞总长30.67km,其中12.25km大部分为有外水砂砾石夹土质洞段,因其地质条件复杂采用人工常规法施工,开挖断面为7.29m城门洞形,其余洞段采用TBM施工。本次开挖支护施工在有外水土质隧洞的施工技术方面积累了一定的施工经验。 相似文献