隧洞衬砌结构计算中外水压力取值方法

外水压力取值一直是隧洞衬砌计算中的棘手问题,文章根据已有的几种取值方法,结合工程实际确定某工程外水取值方法,为设计提供可行性方法。     

水工隧洞设计中外水压力的探讨

以黄河公伯峡水电站工程右岸水平旋流消能泄洪洞为例,采用水工隧洞设计规范的外水压力折减系数法和有限元渗流计算法,对作用于水工隧洞衬砌混凝土上的外水压力值和分布进行探讨,以供同行设计时参考。     

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。     

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     

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。     

外水作用下水工隧道衬砌结构受力分析

近年来,随着我国隧道工程的大力发展,水工隧道面临的工程难题越来越多,其中隧道高水压力问题备受关注.通过有限元数值方法,建立模型,对外水作用下水工隧道衬砌结构受力问题进行研究分析.研究结果表明,在外水压力作用下,整体上管片衬砌向内部收缩变形,呈现出衬砌顶部变形较大并向腰部管片逐渐减小的趋势;衬砌隧道的环向应力以压应力为主...     

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。     

隧洞及压力管道设计中的外水压力修正系数

外水压力是隧洞衬砌及压力管道的重要荷载。作用在衬砌上的外水压力水头与地下水位至隧洞的水柱高之比称为外不压力折减系数。由于实际工程中这一系数不恒不盱１，一义为外水压力修正系数。提出初始修正系数等３个分项系数的新概念，并将分项系数的乘积定义为综合修正系数，以期能较好地解决餐生的这一困扰设计人员的难题。     

广蓄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，研究地下洞室外压力形成的原因和分析它的压力大小，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）内水外渗引起外水压力升高。并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是可行的，采取排水及防渗措施是得当的，从而保证了地下洞室工程的安全和正常运行。     

山西引黄工程南干线7# 隧洞衬砌外水压力研究

本文采用综合修正系数取代规范建议的单一折减系数,用渗流场分析方法确定作用在引黄入晋南干线7#隧洞衬砌上的外水压力。由己知钻孔水位及泉水位反演出各地层的渗透张量及地表入渗强度求得初始渗流场。衬砌外水压力分析中考虑了衬砌混凝土的渗透性以及排水、灌浆等工程措施的影响。根据分析结果,提出了系统排水孔布置的建议,得出了在相应的排水减压措施下衬砌厚度由原设计35cm减至25cm,这一建议已被采用,取得了巨大经济效益。     

富水地区隧洞衬砌开裂的外水 压力原因分析

某无压输水隧洞在富水地区修建,检修时发现混凝土衬砌出现严重裂缝,与围岩之间存在连续脱空。为此,采用三维有限元法,按照渗流场变化历史对隧洞渗流和应力场进行了模拟计算,结果表明,外水压力可能是造成衬砌开裂的原因,并提出了降低衬砌外水压力和拉应力的处理措施建议。现场监测表明本文的计算方案和成果合理。     

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。     

高外水压力下深埋隧洞衬砌与围岩联合承载设计研究

在深埋隧洞的设计中,高外水压力常常成为制约隧洞结构设计的关键因素。本文结合新疆某深埋隧洞工程,秉承衬砌与围岩联合承载的设计理念,考虑固结灌浆对围岩的加固及堵水作用,对比分析了灌浆圈厚度、渗透系数及排水孔深度和布置对外水压力的影响。同时,通过有限元方法模拟固结灌浆圈与衬砌间的接触粘结作用关系,从接触粘结强度的影响机制出发,分析了高外水条件下隧洞衬砌、固结灌浆圈、原状围岩之间的传力性能,得到了不同粘结强度下隧洞支护结构的承载状态,并据此实现了对隧洞衬砌—围岩系统联合承载能力的评价,从而完善和优化了支护设计。     

压力隧洞透水衬砌裂缝宽度计算方法探讨

在衬砌独立工作的前提下,提出一种透水衬砌裂缝宽度计算的简单方法。实例计算表明:若允许衬砌裂穿,裂缝在稳定渗流状态下的长期稳定开度较小,按透水衬砌限裂设计,可大量节省钢材,方便施工。     

潘口水电站无压泄洪隧洞衬砌计算

潘口水电站无压泄洪隧洞为城门洞形,采用基于结构力学原理的边值法对隧洞衬砌进行了计算。大型无压泄洪隧洞衬砌厚度主要由外水压力控制。该工程上游洞段设防渗帷幕,下游洞段顶拱设置排水孔,有效降低了隧洞的外水压力荷载,从而减小了衬砌结构厚度及配筋量。对类似工程的无压隧洞设计具有参考意义。     

渗透对基坑水土压力的影响

基坑地基土中水的渗流不但可能引起渗透破坏，引起水压力，而且也对其土压力有重大影响，从而决定抗滑稳定性。本文作者针对有上层滞水、一般自由渗透、有承压水、基坑内排水与基坑外降水以及有超静孔压等情况对基坑支护结构物上的水土压力进行计算分析，结果表明：水土压力大小及分布与静水时的明显不同。且此时较宜于用库伦土压力理论。在有上层滞水情况下，用水土合算大体上是可以接受的。在有承压水情况下，其作为抗力的被动土压力可能丧失殆尽。基坑外人工降水与基坑内排水相比，更有利于基坑的稳定。正的超静孔压大大提高了土压力，负的超静孔压明显减少土压力。在很多有渗流的情况下，不宜用朗肯土压力计算土压力，而应当用库仑土压力理论的图解法来搜索可能滑裂面。