错动带对导流隧洞围岩稳定影响的3DEC模拟

在水利工程导流隧洞施工中,层间错动带是影响导流隧洞围岩稳定性的主要地质构造之一。研究层间错动带对导流隧洞开挖和支护的影响,对评价其围岩稳定具有重要的工程意义。以西南某水电站导流隧洞施工为例,采用离散元3DEC软件模拟了导流隧洞层间错动带洞段的开挖和支护情况,并结合现场监测资料,对层间错动带洞段的应力变化特征进行了分析,论证其支护方案的可行性。模拟结果可供类似的工程参考借鉴。     

深埋软岩输水隧洞开挖支护时空效应研究

云南滇中引水工程中所穿越的滇中红层软岩流变特性显著,隧洞开挖及支护过程中围岩变形量大,对隧洞开挖支护体系及后期衬砌混凝土结构受力影响显著。重点对软岩蠕滑变形时空效应进行了分析,研究了隧洞开挖的衬砌预留变形量、支护体系合理施做时机及衬砌受力情况。研究表明,在确保隧洞围岩稳定的条件下,通过充分发挥围岩的自稳能力,改善支护体系受力条件,最终实现了隧洞支护参数的最优设计。     

浅谈黄登水电站导流隧洞工程钢模台车费用分摊

为保证导流隧洞大断面混凝土衬砌施工进度和施工质量,钢模台车在导流隧洞混凝土衬砌施工中得到广泛应用。本文结合钢模台车在黄登水电站导流隧洞混凝土衬砌中的运用,对平移式钢模台车的制作、安装、拆除、运行等费用的计算方法作了介绍,并给出了将钢模台车上述费用分摊到所衬砌的混凝土单价中的方法,可为类似隧洞混凝土衬砌模板费用分摊提供参考。     

巴山水电站导流隧洞的优化设计

巴山水电站导流隧洞由于前期开挖占用工期较多,导致后期衬砌工期紧张;根据导流隧洞上层贯通后揭露的实际地质条件,对导流隧洞的衬砌设计进行了优化,保证了河床截流的目标进度。     

大断面高边墙洞室群灌浆施工技术

在灌浆施工过程中,大断面、高边墙洞室群灌浆技术一直是地下洞室灌浆施工的重点和难点。根据白鹤滩水电站左岸导流隧洞灌浆施工所具有的工程量大、衬砌高度高、洞轴线长等特点对拟采用的灌浆技术进行了分析和研究,确定了白鹤滩水电站左岸导流隧洞工程大断面、长隧洞灌浆施工中制浆系统的布置和相应围岩条件下的灌浆参数,由此灌浆技术,保证了导流隧洞大断面高边墙条件下灌浆工程的顺利进行及工程质量。     

山口水电站导流洞设计糙率选择与过流能力分析

山口水电站施工导流采用河床一次断流、混凝土围堰挡水度汛、左岸导流洞过流的导流方式,后期封堵。结合围岩类别,为降低工程造价,设计采用了以边墙喷锚支护、底板现浇混凝土衬砌的结构型式,由于洞室断面较大,隧洞糙率系数的选择成为制约隧洞设计的关键因素。经工程类比与分析,综合采取的糙率系数0.024经过施工考验,过流能力基本满足设计要求,取得了较好的效果。     

弄另水电站导流隧洞设计与度汛

云南弄另水电站施工导流采用围堰一次拦断河床,隧洞导流的方案,本文主要对导流隧洞的布置、支护及衬砌、进出口设计、堵头设计等进行了介绍;并根据实际施工进度及汛期实测来水情况,复核了导流洞的过流能力,优化临时度汛方案,既节省了投资,又保证了施工进度及度汛安全.     

百色水利枢纽导流隧洞工程地质分析及开挖支护措施

为查明百色水利枢纽导流隧洞主要工程地质问题,采用多种手段进行工程地质勘察,分析评价工程地质条件,提出开挖支护措施。并总结了该导流隧洞工程地质勘察及施工地质主要技术特点。     

大型导流隧洞复合衬砌结构设计简介

糯扎渡水电站导流隧洞采用有限元对施工期隧洞围岩稳定进行分析,提出一次支护设计参数,并利用三维非线性反演分析一次支护设计的可靠性,作为施工过程调整支护措施的参考依据。隧洞混凝土结构衬砌设计主要对内、外水荷载作用的合理取值进行分析,结合施工期围岩稳定分析,采用平面有限元对结构力学法计算结果进行了复核,设计科学、合理。     

深埋TBM隧洞围岩稳定与衬砌支护时机研究

结合某市供水项目TBM有压输水隧洞工程,建立三维数值分析模型,考虑开挖面空间约束效应,采用FLAC3D进行施工开挖期的围岩稳定与衬砌支护时机研究,分析了深埋TBM隧洞围岩的变形过程和在不同衬砌支护时机条件下围岩的变形与衬砌受力规律。计算结果表明,开挖掌子面的空间效应明显,对围岩的变形过程有较大影响;衬砌支护越早,围岩的变形量越小,但会造成衬砌应力水平显著提高,对衬砌结构的安全不利;因此建议综合考虑围岩稳定状态与衬砌应力量值决定衬砌支护时机。     

基于有条件联合承载机理的导流隧洞衬砌 安全与加固措施研究

针对高边墙的导流隧洞,结合某导流洞工程实例,建立了包含衬砌、围岩和支护结构在内的数值分析模型,采用有限抗拉强度材料反映衬砌与围岩间粘结强度有限的受力特征,分析了封堵期间在外水压力作用下衬砌与围岩的有条件联合承载特性,进而校核了衬砌结构的安全性。结果表明：随着衬砌与围岩粘结强度的降低,衬砌应力数值随之增加,所需最小抗剪厚度也越来越大;当衬砌厚度不满足条件时,可将衬砌内钢筋与外围锚杆绑扎或在衬砌内表面施加锚筋桩加固;相比钢筋与外围锚杆绑扎的加固措施,锚筋桩加固措施更为有效。     

弹性波检测技术在水工隧洞施工中的应用

以瀑布沟水电站工程尾水隧洞和引水隧洞为例,探索利用弹性波检测技术分析和判断水电站尾水隧洞的围岩松动圈,研究根据弹性波检测数据评价水电站引水隧洞固结灌浆加固的质量与效果。结果表明,弹性波检测技术可为水工隧洞围岩支护和灌浆加固设计提供依据,也可为加固施工对隧洞围岩的完整性、连续性的提高所起的作用与效果提供有效验证。     

阿海水电站大型导流洞衬砌结构设计

以阿海水电站导流洞为实例,介绍了大型导流洞设计中常用的工程类比法、结构力学法及有限元法。采用传统的工程类比法及结构力学法可快速完成导流洞衬砌初步设计及计算,再用该初步成果进行有限元分析复核,较为合理的完成阿海大型导流洞衬砌结构设计及计算。导流洞于2007年4月开工,2009年1月过流,2011年12月下闸蓄水,安全运行近3年。导流洞下闸后进洞检查未见明显损坏,从一个侧面验证了该衬砌设计方法的正确性。     

高压水工隧洞透水衬砌渗流-应力-损伤耦合分析方法研究

在高压隧洞发电运行过程中,衬砌钢筋应力普遍小于设计预期,并未达到既安全又经济的效果。本文基于混凝土塑性损伤模型与透水衬砌理论,提出了透水衬砌渗流-应力-损伤耦合算法。基于大型通用有限元软件平台ABAQUS进行二次开发,通过Fortran语言调用实用程序GETVRM获取材料损伤,并利用子程序USDFLD实现了材料渗透系数随损伤的动态更新,完成了隧洞初次充水加压工况中衬砌损伤开裂的耦合分析过程,研究了衬砌损伤开裂、渗透孔压以及钢筋应力的演化特征,并探讨了衬砌与围岩有条件联合承载特性对耦合结果的影响。可以发现:计算所得的衬砌损伤开裂特征与衬砌压水试验结果吻合,完全联合承载与有条件联合承载两种情况下,衬砌钢筋应力表现出明显的差异,说明衬砌设计中未考虑衬砌与围岩相互脱离,即有条件联合承载,是隧洞发电运行时衬砌钢筋应力普遍小于设计预期的原因。本文提出的耦合算法所得到的结果与工程普遍规律相符,具有一定推广性,可以为衬砌设计问题提供一定参考。     

乌江彭水水电站导流洞第一标段洞身混凝土施工技术

在乌江彭水水电站导流洞第一标段洞身混凝土衬砌施工中采用了自制移动式钢筋台车,实现了大型断面的钢筋安装,并采用移动式全断面钢模台车、移动式半断面钢模台车、人工立模等工艺进行了混凝土衬砌中模板的施工以及大型马蹄形断面的导流洞混凝土衬砌,加快了施工进度、提高了施工效率,降低了施工成本,增强了施工的安全性,因而可在类似工程中推广.     

中小型水电站非圆形有压隧洞衬砌配筋计算

中小型水电站有压隧洞受投资及施工技术等限制不宜选取圆形断面,而现行规范未明确给出非圆形有压隧洞钢筋混凝土衬砌的配筋计算公式,因此有压隧洞断面形式的选择在中小型水电站设计中是一个难题。以知木林水电站有压引水隧洞为例,通过比较选择了施工难度较小、成本较低、实用性较强的似马蹄形优化断面,结合地质资料,利用ANSYS有限元分析软件模拟隧洞的各种工况,得到了衬砌配筋方案。目前隧洞施工状况良好。     

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。     

丹巴水电站引水隧洞衬砌结构安全与围岩稳定性分析

依托丹巴水电站引水隧洞工程,研究锚杆和衬砌对围岩稳定性的影响,进行了不同埋深下隧洞衬砌厚度的比选和衬砌的安全性分析、配筋和裂缝宽度验算等,考虑了不同衬砌施加时机对隧洞受力及位移的影响。研究发现,锚杆支护可使围岩塑性区分布更加均匀,受力更加合理,可较好的控制围岩变形;衬砌内最大压应力值随着埋深增加而增大,随着衬砌厚度增加而降低;提出了有效减压区,应在有效减压区选择衬砌厚度,衬砌厚度选1.5m为宜;在最危险工况下,给出了合理的配筋设计方案;经过不同位移量和不同模型下衬砌安全性的对比分析,衬砌加固选择85%的位移预留量,围岩的变形量和最大控制内力都可得到明显的控制。     

考虑主筋约束作用的高压水工隧洞衬砌裂缝开度研究

针对高压水工隧洞衬砌裂缝开度的研究,基于钢筋混凝土有限差分方法,引入Cable结构单元,对衬砌开裂后混凝土—钢筋的联合承载特性进行分析,结果显示,裂缝开裂位置与衬砌力学状态有关。通过探讨运行期高内水压力工况下主筋对衬砌裂缝的约束效果,分析了环向配筋率、钢筋位置、隧洞半径和围岩类别对衬砌裂缝开度的影响,并通过逐步回归分析提出高压水工隧洞衬砌的限裂设计优化方法。结果表明:衬砌最大裂缝开度与环向配筋率、围岩变形模量呈反比,选择适中的钢筋位置可以实现对衬砌的最佳约束;在衬砌限裂的优化设计过程中,建议优先采取固结灌浆等工程措施,改善围岩力学性能,其次提高衬砌环向配筋率以减小最大裂缝开度,将调整钢筋位置和隧洞半径作为衬砌限裂的辅助方法。本文研究成果为高压水工隧洞衬砌限裂设计配筋计算和裂缝预测提供重要参考。     

考虑初期支护作用的引水隧洞衬砌结构配筋计算

我国水工高压隧洞设计规范中并未考虑围岩和初期支护的承载作用,往往使得最终的配筋量偏大,造成了不必要的浪费,并增加了施工难度.为此,结合某水电站引水隧洞,利用数值分析方法,模拟了隧洞施工全过程和初期支护的作用效果,分析了施加初期支护和不施加初期支护情况下的围岩稳定性,根据数值计算成果进行了衬砌结构配筋,并开展了裂缝开展宽...