四川省尼日河开建桥电站工程调压井围岩及支护结构稳定性分析与优化研究

本文以四川省尼日河开建桥电站调压井为对象,探索和研究了用三维有限元的方法计算调压井的建模方法,讨论了施工期调压井在开挖过程中应力分布情况与变形规律,以及不同工况下衬砌结构的稳定性分析,研究了优化的衬砌结构方案。     

世界第一井——赞比亚下凯富峡调压井衬砌施工全部完成

正5月29日,经过636个日日夜夜的艰苦奋斗,赞比亚下凯富峡调压井顶部牛腿混凝土浇筑完成,标志着由中国水电五局承建的世界最大的调压井——下凯富峡超大型异形调压井衬砌施工全部完成。调压井混凝土衬砌总体分为四个阶段:一是阻抗板下部定型模板和组合模板的混凝土浇筑;二是阻抗板上部滑模作为内模和组合模板共同完成闸室段浇筑;三是闸室穹顶以上井筒滑模衬砌;四是调压井顶部牛腿组合模板浇筑。赞比亚下凯富峡电站调压井具有独特的设计体型,具有"开挖直径大、断面不规则、混凝土结构体型复杂、井口平台面积小"等特点,享有"世界第一井"的特殊身份。该调压井底部设置5个过流道连接5条发电洞;闸室设计为暗埋式倒悬穹顶结构,在开挖阶段和井筒一并开挖完成,在混凝土衬砌阶段通过带防渗钢板的混凝土墙壁将井筒和闸室分割独立。井筒内设置5个闸门槽,在     

某水电站调压井衬砌应力稳定分析

结合某水电站调压井实际工程,运用ANSYS结构有限元软件,模拟调压井实际开挖进程,进行井身衬砌应力稳定分析。从结果可以看出,调压井衬砌和围岩间的应力和变形均十分合理,计算精度较高,满足施工安全及衬砌合理化要求,为该工程顺利施工提供了理论依据。     

小湾水电站大型尾水调压室结构三维有限元数值分析

针对小湾水电站大型复杂尾水调压井洞室及衬砌结构,采用三维非线性有限元方法,对洞室开挖围岩稳定性和衬砌结构受力特性进行了计算分析.通过对衬砌按线弹性和非线性开裂两种计算方案进行比较,分析了空间多分调压井衬砌结构在不同工况下的应力分布及变形、开裂特性,从而为结构安伞评价及配筋提供合理建议.计算结果表明:洞室开挖整体稳定性较好,局部需加强支护;运行期的阻抗板孔口以及板与井壁连接处和检修期的岔管底角受力较大,应作为结构配筋的重点,并采取相应的加固措施以保证安全.     

响水水电站扩机工程厂房和调压井爆破安全控制

响水水电站扩机工程新厂房与老厂房距离较近,且岩性为玄武岩,开挖爆破单位耗药量大,其新建的引水洞调压井采用钢筋混凝土衬砌锁口作为调压井开挖的临时支护,在锁口混凝土完成不久之后即需实行爆破开挖,为保证老厂房及升压站和调压井锁口衬砌混凝土的安全,厂房开挖和调压井开挖采用控制爆破,爆破施工控制取得成功。作者对调压井护壁的允许质点振动速度和护壁混凝土内力之间的关系进行了初步分析,可供类似工程参考。     

干溪坡水电站矩形调压井施工方法浅谈

干溪坡水电站调压井工程地质条件极为复杂,井身为Ⅳ、V类围岩,节理裂隙发育,其大型矩形调压井的开挖及支护施工,采用传统的施工方案很难保证施工安全,也增加了较大的衬砌工程量。为此,调整了施工方案,并采用调压井多循环开挖和自上而下的混凝土衬砌施工方法,解决了混凝土衬砌倒悬的施工难点。     

干溪坡水电站矩形调压井施工

干溪坡水电站调压井工程地质条件极为复杂,井身围岩为Ⅳ、Ⅴ类,节理裂隙发育,在整个调压井范围内与F7断层影响带的距离较近,采用传统的施工方案很难保证施工安全。而采用开挖一段衬砌一段的方案,施工难度很大。本文详细阐述了干溪坡调压井多循环开挖和自上而下的混凝土衬砌施工方案,解决了混凝土衬砌倒悬的施工难点。     

立洲水电站调压井不同施工方案三维非线性有限元分析

就调压井而言,其施工期的围岩稳定、结构受力特性是设计中须深入研究的关键技术问题之一。以立洲水电站调压井工程为研究对象,应用三维非线性有限元法对其不同方案的开挖支护效应、应力变形规律、围岩稳定及衬砌结构内力分布等开展了较为深入系统的研究,揭示该工程调压井不同施工方案井壁围岩、边坡的应力变形、塑性区分布规律及其稳定性,提出了推荐施工方案、建议优化措施等。上述研究成果为该工程优化设计提供了重要的参考依据。     

阿尔塔什水利枢纽工程调压井穹顶方案优化研究

阿尔塔什水利枢纽调压井跨度大、竖井高达110m。为了降低开挖衬砌施工过程的难度及安全风险,研究提出了"球冠开挖完成后先行浇筑穹顶混凝土,最后进行竖井开挖及衬砌"的方案,并进行了力学分析及混凝土支撑布置调整,解决了大球冠开挖及衬砌跨度大、净空高、异形结构难度大的施工难题,确保了施工过程的安全质量可控,技术可靠,经济合理。     

尾水调压井施工升降平台系统应用技术

正江西洪屏抽水蓄能电站地下厂房及尾水系统尾水调压井分1~#井和2~#井,两个调压井结构尺寸相同,由上部大井和下部小井两部分组成。上部大井内径11 m,深度59 m;下部小井内径4.5 m,深度31 m。尾水调压井采用爆破法开挖,开挖成型后采用滑模工艺进行混凝土衬砌。混凝土衬砌结束后,需进行固结灌浆施工。在竖井内进行固结灌浆施工,就必须搭建一个施工作业平台,而且固结灌浆孔位间排距2 m,均匀的布置在井壁四周。这就要     

直墙半圆拱导流洞衬砌结构优化研究

根据国内外对于地下洞室围岩稳定性及衬砌结构优化设计的研究思路,运用ANSYS数值分析软件对某直墙半圆拱导流洞工程进行分析,选取典型断面建立有限元分析模型。分析开挖期的围岩应力分布情况与变形规律,优化后运行期围岩及支护的稳定性态。得出如下结论：隧洞全段采用分层开挖、喷锚支护的开挖支护方案,对衬砌结构进行优化验算后,对于Ⅲ1类围岩采用70cm厚的C25钢筋混凝土衬砌;Ⅲ2类围岩采用90cm厚的C25钢筋混凝土衬砌;IV类围岩采用90cm厚的C25钢筋混凝土衬砌。     

桥巩水电站船闸闸墙优化设计

闸墙设计是船闸设计的重要部分,桥巩船闸闸墙由整体重力式结构优化设计为下部衬砌式、上部重力式的混合结构,采用结构锚杆和排水系统来达到闸墙的稳定,从而节省了工程投资,加快了施工进度。     

交岔隧道稳定性的有限元分析

以深溪沟水电站改线公路交岔隧道为例,研究了复杂隧洞结构的稳定性分析和设计优化。介绍了非线性有限元对复杂隧洞结构模拟时的关键技术,包括地应力的回归、衬砌支护的模拟和锚杆支护作用的模拟等。分析了有限元的计算结果,为工程的安全性做了评估,对初步设计提出了修改意见,从而为工程设计提供了理论依据。     

均匀内水压力作用下圆形混凝土衬砌隧洞配筋设计探讨

基于对规范隧洞衬砌结构设计方法的分析探讨,考虑实际隧洞衬砌配筋应力状况,提出便于设计者进行均匀内水压力下圆形混凝土衬砌隧洞结构计算分析方法。按照此方法进行隧洞衬砌设计,计算过程简单清晰,设计分析结论明确,可以满足工程设计要求。     

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。     

高压岔管首次充排水衬砌开裂规律与渗透特征

高压岔管首次充排水过程是影响衬砌裂缝产生和扩展规律、渗透规律以及长期受力特性的关键因素,亦是关乎结构安全与围岩稳定的重要工况。以阳江抽水蓄能电站钢筋混凝土高压岔管为工程背景,基于流固耦合方法,采用离散单元法(PFC~(2D))研究了首次充水裂缝开展位置与初始地应力的关系;然后,利用有限差分法(FLAC~(3D))分析了衬砌起裂过程和贯通临界压力,明确了首次充排水至平衡状态的衬砌渗透特性以及梯级排水条件下衬砌稳定性;最后,研究了钢筋和锚杆对衬砌结构力学特性的影响,并提出限裂设计参数优化方案。结果表明:内水压力2.8 MPa为衬砌起裂临界压力,继续增至4 MPa时衬砌结构裂缝贯通;裂缝是高压岔管充水期内水外渗和放空期外水压消散的重要渗流通道,衬砌结构配筋与锚杆支护是限制裂缝开度的关键措施;放空期高外水荷载作用下衬砌存在受压破坏风险,应对内水放空梯度进行严格控制。     

基于有限元法的抽水蓄能电站调压井液压滑模设计

文中介绍了利用计算机软件对白莲河抽水蓄能电站阻抗式调压井衬砌液压滑模进行的有限元仿真分析和结构优化设计。该滑模结构经多次优化改进后,其结构达到了便于拆装,施工并节约成本的目的。     

钢模台车在隧道二次衬砌中的应用

以某工程为实例,描述了钢模台车衬砌施工工艺,从结构形式、结构优化、钢模、支撑位置等多个方面,对衬砌钢模台车的关键技术进行了探讨,并对衬砌钢模台车的衬砌效果进行了具体的描述。     

钢筋混凝土岔管结构优化

针对钢筋混凝土岔管锐角区围岩稳定性和衬砌结构受力情况复杂的问题,结合某抽水蓄能电站工程实例,建立了引水钢筋混凝土岔管三维数值模型,并对岔管锐角区进行修圆处理。采用有限单元法,对比分析了不同修圆半径下的围岩稳定性及衬砌结构的应力和变形。计算结果表明:与修圆前相比,施工期塑性区范围增加,围岩的塑性区集中程度减缓,但岔管分岔处跨度增大,围岩变形略有增加;运行期岔裆的应力集中程度减缓,钢筋应力集中程度也有所减小,应力分布更加均匀;检修期岔管衬砌主要承受压应力,适当的修圆处理减缓了局部压应力集中程度,对变形影响不大;在外围围岩稳定的基础下尽量减少开挖,选择适当的修圆半径,有利于围岩的稳定和衬砌结构的受力。