透水衬砌设计理论在惠蓄高压隧洞设计中的应用

应用透水衬砌设计理论,对惠州抽水蓄能电站高压隧洞进行数值计算分析.根据高压隧洞实际施工及运行过程,分别依次计算了隧洞开挖、衬砌灌浆和充水运行等工况.为模拟高压隧洞的充水过程,计算了不同内水头时的隧洞内压工况.为反映不同参数对高压隧洞结构的影响,对围岩弹性模量、渗透系数、灌浆圈围岩弹性模量、灌浆圈围岩渗透系数等参数进行了敏感性分析.     

水工压力隧洞结构设计若干关键问题刍析

据水工压力隧洞结构与荷载特点,讨论了水工压力隧洞最小覆盖厚度、主应力大小顺序、外水荷载、钢筋混凝土衬砌轴向裂缝与限裂设计、衬砌伸缩缝间距设计与环向裂缝开展等涉及水工压力隧洞结构设计诸多复杂问题,探讨了解决上述疑难问题的计算模型与计算方法,强调为保证水工压力隧洞衬砌与围岩联合承载,应重视水工隧洞回填灌浆与高压隧洞固结灌浆.     

天生桥二级水电站Ⅰ号引水隧洞洞口治理

Ⅰ＃引水隧洞洞口治理，采用竖直锚杆、水平锚杆、超前固结灌浆等综合措施，获得了一定的成效，使处于地质条件较差且有外荷载作用下的洞口开挖得以顺利完成．     

隔河岩水利枢纽高压帷幕灌浆隧洞设计研究

为形成枢纽防渗帷幕，需在两岸山体分层布置灌浆隧洞，隧洞布置考虑了多种影响因素。受灌浆影响较大的洞需采取钢筋混凝土衬砌支护，并进行回填灌浆及围岩固结灌浆，其最大压应力高达６ＭＰａ，是灌浆隧洞的控制性荷载。这种荷载的特殊性合唱儿衬切休的受力 明确。采用结构力学法、衬砌边值的数值解法平面有限元法对衬砌体进行了结构分析。隧洞使用情况表明其结构设计是合理的。     

高压引水隧洞灌浆技术研究

云南万家口子水电站工程高压引水隧洞最大静水头154.55m,洞身走线中间处有一断层出露。隧洞开挖过程中,在外水压力作用下,洞室围岩存在涌水和渗透破坏,部分洞段小断层及岩溶发育。针对不同围岩段和衬砌方式,合理选择灌浆工艺、灌浆参数,有效提高围岩抗劈裂强度和防渗性能,解决地质缺陷问题。     

灌浆式预应力混凝土衬砌隧洞

结合白山水电站灌浆式预应力混凝土衬砌引水隧洞工程实例，介绍了灌浆式预应力混凝土衬砌的工作机理、结构特点，并就其设计中主要技术问题，如灌浆孔的布置、灌浆压力、灌浆工艺、浆液配比、预应力保持和预应力效果等进行了论述．最后认为，灌浆式预应力衬砌由于厚度小，不需配筋，采用群孔灌浆工艺，因此可减少开挖与混凝土方量，节省材料，施工速度快，同时可改善衬砌的工作状态和提高围岩及衬砌的抗渗性．     

岩石隧洞工程的预灌浆与后灌浆

在隧洞灌浆中有两种完全不同的灌浆方式:开挖前灌浆(预灌浆)和开挖后灌浆(后灌浆)。前者的优点很少引起施工者的关注,而在许多工程中反复经历的是靠后灌浆来阻水。如果在开挖中遇到大的含水层,开挖后灌浆不仅耗时多、成本高,而且比预灌浆的效果差得多。文中通过隧洞可能出现的涌水部位、规模与两种灌浆的适用条件,论述岩石隧洞涌水、突水的预灌浆阻水的可靠性与优越性,试图引起施工者的重视。     

隧洞固结灌浆试验及效果评价

水工过水隧洞开挖完成之后,需进行混凝土衬砌及回填灌浆,再通过固结灌浆将被裂隙切割的岩石胶结起来,以提高围岩的整体性及强度。文章以敦化抽水蓄能电站导流洞(兼泄洪放空洞)为对象,通过两次现场试验,并对两次试验效果进行了分析评价,总结出适合该工程实际的施工工艺、灌浆压力等施工参数。     

日本盾构施工技术新进展

20世纪90年代末，日本最具代表性的盾构法施工工程是东京湾海底隧洞和东京圈泄洪隧洞工程，其经验对我国南水北调工程的穿黄工程具有参考价值。东京湾海底隧洞工程是在水下60m深处用盾构法开挖总长10km的隧洞，采用了泥浆固壁的盾构施工法，工程已于1997年通车，东京圈泄洪隧洞工程隧洞总长6.3km，应用了泥浆盾构施工技术，工程正在施工中。     

基于结构安全的水工隧洞施工仿真系统研究

水工隧洞施工情况复杂,目前的施工仿真计算大多只考虑开挖而缺乏衬砌和灌浆因素,故没有体现隧洞完整的施工过程;施工动态仿真一般根据仿真结果采用预制动画的形式实现,其实现过程复杂,模型不易修改,隧洞施工过程中结构状况例如围岩稳定、锚杆等支护的安全难以直观地确定。考虑隧洞施工各个工序结合系统仿真的方法,调用开挖、衬砌及灌浆的CYCLONE模型得到更为准确的进度计划,基于BIM技术实现施工动态可视化。针对目前较少涉及隧洞结构安全与进度计划耦合仿真,提出基于映射概念与反馈技术的隧洞施工期结构安全仿真方法,基于二次开发技术与数据库技术,采用VB.NET+PYTHON语言编制了一套水工隧洞施工仿真系统,实现与工程施工进度相结合的结构安全判断,为工程师提供良好的数据支持。     

引水隧洞复杂裂隙围岩高压灌浆浆液扩散过程研究

随着我国抽水蓄能电站的大量兴建，超高水头引水隧洞逐渐增多，高压固结灌浆是保证隧洞围岩稳定的一种有效技术措施，其中灌浆参数的取值对于工程设计至关重要。本文利用COMSOL多物理场耦合软件平台，采用蒙特卡洛方法，结合MATLAB进行二次开发生成三维随机裂隙，基于浆液流变理论、流体连续性方程和对流扩散运动方程，以阳江抽水蓄能电站引水隧洞围岩高压灌浆为例，研究了不同水灰比、灌浆压力、灌浆时间对于三维网络裂隙岩体的浆液扩散过程的影响。模拟分析结果表明：水灰比对浆液扩散影响较大，浆液扩散距离和水灰比成正比;灌浆起始阶段水泥颗粒运移距离与灌浆历时呈正相关，但灌浆范围内的裂隙达到饱和后颗粒运移距离不再随时间延长而增加;在灌浆过程中需要逐步提高压力，以保证浆液充分渗透到裂隙内部，当灌浆压力超过一定数值，水泥颗粒运移量受灌浆压力影响较小。本研究可为同类型灌浆数值模拟开发和灌浆工程设计提供参考。     

引汉济渭二期工程输水隧洞盾构开挖过程参数化数值模拟方法研究

引汉济渭二期工程输水隧洞开挖过程及支护方案的安全性对于隧洞工程施工、运营阶段的安全性至关重要。数值模拟方法是预判输水隧洞开挖过程、支护过程的隧洞围岩及支护结构受力性能、安全性的重要手段。文章的目的是提出一种简化、通用、可靠的参数化数值模拟方法。将Ｐｙｔｈｏｎ语言应用于隧洞开挖过程的数值模拟中，基于Ｐｙｔｈｏｎ语言编制隧洞开挖过程的代码，代替双手完成复杂的建模过程。利用本文提出的方法分析了模型横向网格尺寸对开挖支护后管片环向应力的影响，并发现管片环向应力不受横向网格尺寸影响。文章所提出的基于编程语言的参数化建模方法具有零错误、高效的特点，可用于类似隧洞工程的开挖过程的数值模拟，对隧洞工程的安全性分析具有实用价值。     

徐村水电站引水隧洞设计

徐村电站引水隧洞洞径大，水头较高，围岩稳定性差，给施工开挖和隧洞的安全运行带来一定的难度。通过严格控制爆破进尺，及时作好一次支护，采用钢筋砼衬砌，进行回填灌浆和固结灌浆，使施工能够顺利进行，确保隧洞的安全运行。     

概率积分模型模拟隧洞开挖过程中岩石移动

隧洞开挖引起的上覆岩石的位移,传统的预计模型能很好地对变形的最大值进行预计,但没有对岩石下沉过程进行研究分析。通过将隧洞开挖过程中上覆岩层移动模拟为随机过程,采用随机介质理论建立概率积分模型对隧洞开挖过程中岩石位移进行模拟分析,显示出隧洞开挖过程中岩石位移分层影响传递规律,并结合江苏某抽水蓄能电站实际观测数据,通过建立传统模型对概率积分模型的参数进行预测,模拟的岩石下沉过程对解释隧洞开挖过程中岩石移动具有一定的参考价值。更多还原     

遂洞开挖过程中阻水灌浆的施工方法

某隧洞工程在支洞掘进过程中，遭遇地下水丰富、地质条件差的不良地质段，掌子面施工爆破结束后出现涌水，涌水量400m3／h左右。给支洞施工造成极大的不便，对隧洞的进一步开挖掘进产生很大影响。为确保施工质量，加快施工进度，采用阻水灌浆及超前灌浆的方法，有效地解决了隧洞的涌水，保证了后续施工的进行。     

浅埋压力隧洞抗裂设计数值模拟分析

纵观国内已建大型工程的浅埋压力隧洞,采用抗裂式预应力衬砌形式居多,而对于长距离引水隧洞,如果大范围采用该形式则投资过高。基于裂隙岩体渗流场-应力场耦合理论的有限元方法,对浅埋压力隧洞内水外渗进行数值模拟分析,同时考虑了围岩固结灌浆、地下水位、渗流场变化对围岩的影响,反映了隧洞在开挖、充水、加压过程中围岩应力的变化。验证了孔隙水压力的增减均引起岩体有效应力的减小,岩体呈失稳趋势。围岩覆盖厚度越厚,承担荷载的能力越大。以吉林省中部引松供水工程为例,得出了长距离浅埋引水压力隧洞是否采用抗裂设计,需要结合高压水发生的频率、渗漏量、固结灌浆对提高围岩抗渗性能、岩体渗透压力、有效应力、岩体结构、是否存在排水通道、控制岩体渗漏失稳的状态等因素进行综合分析,确定隧洞衬砌形式。研究结果可为合理确定抗裂设计区段、合理选择隧洞衬砌形式和隧洞埋深提供依据。     

塌方松散体中开挖隧洞口的加固支护技术

皂市水利枢纽工程导流隧洞出口在松散的Ⅴ类泥岩塌方体中开挖大断面隧洞，为充分利用和调动围岩的自稳能力，提高围岩的承载能力。采用管棚、花管。进行低压固结灌浆处理。使洞顶拱和两边直立边墙形成不仅能自稳，而且能承载5～8m厚的稳定围岩。经过固结灌浆加固处理。提高了围岩整体稳定和承载能力。使隧洞开挖能安全顺利地完成未开挖的洞段，施工中未发生塌方现象。实施效果良好。     

高地下水复杂地层盾构隧洞围岩渗透系数及外水荷载的反演分析

引汉济渭二期工程南干线神禾塬隧洞、少陵塬隧洞、白鹿塬隧洞位于高地下水复杂地层中，隧洞开挖后围岩渗流场将发生重分布，因此，准确反演围岩渗透系数和计算衬砌外水荷载是隧洞衬砌结构设计与分析的基础。为此，采用ＡＢＡＱＵＳ对引汉济渭二期工程南干线典型隧洞开挖后围岩的渗流场分布规律进行了反演分析。结果表明:隧洞开挖后洞周5ｍ范围内孔隙水压力的重分布较为明显；当神禾塬隧洞、少陵塬隧洞、白鹿塬隧洞围岩的渗透系数分别为3．0×10－7ｍ／ｓ、4．0×10－7ｍ／ｓ、4．0×10－8ｍ／ｓ时，所得开挖后渗流量与地勘报告提供的涌水量最为接近；作用于神禾塬隧洞、少陵塬隧洞、白鹿塬隧洞衬砌的外水荷载分别为0．071ＭＰａ、0．081ＭＰａ、0．252ＭＰａ。本文研究成果可为引汉济渭二期工程输水隧洞及类似工程的衬砌结构设计提供理论依据。     

水工压力隧洞最小埋深的探讨

水工压力隧洞的埋设深度决定其施工工期的长短和造价的高低。若能将隧 洞内的水压力荷载传递到岩体内，而不引起岩石滑移或涌水的危险，则隧洞距地表面的距离即为压力隧洞的最小埋深。在工程实践中，确定埋深不大的压力隧洞的衬砌型式及参数应仔细研究山岩岩体的结构和应力状态，其最终方案的选择必须进行系统的数值研究。     

穿黄隧洞工程爆破施工安全技术措施应用探讨

南水北调东线穿黄隧洞工程采用爆破开挖。为保证隧洞工程施工安全,对可能出现的突发涌水、围岩塌方及爆破振动对黄河大堤的影响采取预注灌浆、围岩支护、堤顶监测、洞内静态监控等措施,并依据相关数据分析成果调整控制爆破参数,实现开挖安全贯通,取得良好效果。