布仑口—公格尔水电站发电引水隧洞高地温洞段爆破技术研究

高地温是布仑口—公格尔水电站发电引水隧洞特殊的地质条件特点,实测掌子面最高环境温度67℃、钻孔内最高温度82℃,为国内罕见的高地温条件下的隧洞工程,通过布仑口—公格尔水电站发电引水隧洞的安全爆破现场实践,详细介绍了该高地温洞段施工采用的安全爆破技术,现将其撰写出来,希望能给其它同类的工程参考和借鉴。     

发电引水隧洞高地温洞段施工降温技术

新疆公格尔-布仑口水电站发电引水隧洞高地温洞段实测掌子面最高环境温度67℃、钻孔内最高温度82℃,为国内罕见的高地温条件下的水工隧洞工程,本文分析了高地温产生的原因,简要介绍了国内外高地温隧洞(隧道)工程现状及应对措施,并着重阐述了高地温隧洞以通风为主、辅助低温冷水综合降温技术,可供类似工程参考.     

布仑口-公格尔水电站导流洞衬砌冬季施工措施

布仑口-公格尔水电站工程所在地有较长的寒冷季节.受工期的制约,导流洞要在冬季施工衬砌.介绍了利用地暖法进行骨料预热,施工过程中采用适当的保温措施等实践经验.为寒冷地区隧洞冬季施工解决同类问题提供借鉴.     

布仑口-公格尔水电站总体布置设计

布仑口-公格尔水电站是新疆盖孜河段的第一个梯级电站,主要建筑物有首部枢纽、引水隧洞和电站厂房。工程所处地区属高寒地区且地质、地形条件复杂,施工难度较大,为此,对总体布置进行了多方案比选,最终确定了设计方案,即首部坝址选在布仑口湖湖口下游约0.95 km处,坝型为粘土心墙砂砾石坝,引水隧洞选择下线方案,厂房采用地面厂房。     

布仑口—公格尔水电站隧洞施工通风技术

布仑口—公格尔水电站位于帕米尔高原腹地,隧洞施工区海拔3200～3400m,大气压力小、含氧量低,给施工通风提出了新的课题。介绍高原引水隧洞的施工通风方式、通风机改造、通风效果以及经济效益。     

高地温对隧洞开挖施工的影响及其处理措施

以新疆布仑口-公格尔水电站发电引水隧洞高地温洞段开挖为例,介绍高地温对隧洞开挖施工的影响及高地温隧洞开挖的处理措施,总结施工管理中的经验,对类似地质条件下隧洞开挖施工有一定的指导意义.     

高地温隧洞温度场三维数值模拟分析

在高地温条件下,温度场是影响引水隧洞结构稳定的重要因素。为了研究不同工况下引水隧洞的温度场特性,以新疆布仑口—公格尔水电站高地温引水隧洞为依托,采用有限元仿真模拟的方法建立三维模型,对不同工况下高地温引水隧洞围岩及衬砌结构的稳态温度场特性进行了模拟计算,并取衬砌结构及围岩不同测点的温度场特性值进行对比分析。结果显示:受洞口及掌子面影响,围岩及衬砌温度随洞深增大可分为平缓段和骤升段两个阶段,且呈非线性变化。衬砌腰拱与顶拱内表面温差随洞深增大逐渐减小,且与工况有关,施工期最大值为1.26℃,运行期最大值为0.22℃。从模拟结果与实测结果的对比分析可知,实测与模拟所得围岩温度场分布特性相同。研究成果可为高地温引水隧洞热力耦合分析及其洞室稳定性提供了理论依据,同时也可为高地温区相关工程提供参考。     

布仑口水电站高温引水发电隧洞受力特性研究

新疆布仑口-公格尔水电站位于西昆仑山腹地,在强烈的新老地质构造运动作用下引水发电隧洞前段存在高地温现象(实测温度105℃),严重影响隧洞施工和支护结构的耐久性。采用解析方法研究了该隧洞围岩和支护结构的温度分布规律和受力特性。首先采用瞬态和稳态两种方法研究温度分布规律,在此基础上研究了温度和应力耦合作用下围岩和支护结构的受力特性,最后初步设计了衬砌伸缩缝间距。研究表明低温冷水对围岩和支护结构的温度场影响显著,过水瞬时围岩内壁温度发生骤降(ΔT=60℃);运行期支护结构应力近似呈线性分布,而围岩应力却表现出明显的非线性特性。     

布仑口—公格尔水电站深斜竖井的导洞轴线施工控制

针对布仑口—公格尔水电站深斜竖井的导洞开挖过程中难以实现仪器全程控制其轴线的情况,预先在已开挖导洞顶部轴线的投影位置上确定三个悬垂线点位,通过悬垂线标定中轴线,使用激光束指导开挖方向,控制导洞的施工,完成了导洞的贯通。实践证明该方法在深斜竖井的施工中具有一定的实用价值。     

锦屏水电站辅助洞高压大流量地下涌水的预防与治理

介绍了雅砻江锦屏水电枢纽辅助洞工程从开工至2005年底所遭遇的五次高压大流量地下涌水的情况及其规律,并指出了在隧洞掘进过程中地下涌水的前兆及其治理经验。     

超高地温条件下引水隧洞施工关键技术探讨

娘拥水电站引水隧洞全长15 406 m,马蹄型断面。在1#支洞及该支洞下游主洞开挖过程中遭遇了高地温围岩,最高岩体温度高达86℃,高地温段洞室长度长达400 m。基于高地温隧洞施工实践,从降低洞内环境温度、钻爆开挖控制、初期支护措施等关键因素着手对高地温隧洞施工关键技术进行了探讨。     

高地温引水隧洞围岩热——应力耦合分析

针对新疆某高地温环境下的圆形隧洞,采用有限元分析程序,分别对不同围岩半径下的温度场分布进行模拟,并以不同围岩半径下围岩与支护接触面处的温度作为围岩合理计算范围取值的参考,结合有关理论分析的结果,确定出围岩最佳计算半径。在此基础上进一步研究隧洞施工期围岩温度、应力和位移场在热—应力耦合作用下的分布问题。研究结果表明,当围岩外部温度为80℃、隧洞内部温度为5℃时,隧洞开挖后考虑温度和应力共同影响下的围岩最佳计算半径为24 m。隧洞围岩温度沿围岩厚度方向呈非线性递增变化。与常温(20℃)情况相比,高地温的存在会使隧洞围岩最大主应力减小,同时也会在隧洞拱顶和底拱处产生拉应力。     

山口水电站碾压混凝土大坝施工保温措施

山口水电站区域气候呈大陆性气候,气候特征表现温和湿润,雨量充沛,昼夜温差大,夏热酷暑,冬冷严寒,春温回升迅速,秋温下降快等的气候,碾压混凝土大坝高51m,大坝碾压混凝土施工温控问题十分突出,是质量和进度控制的关键。为此,根据施工实际情况,介绍了该碾压混凝土大坝的温控要求,以及所采取的措施和效果。     

高地温隧洞喷射混凝土粘结强度及其有限元分析

针对在高地温隧洞中喷射混凝土和岩壁间粘结强度的问题,采用模拟现场试验的方法,对不同温度的岩板喷射混凝土,在恒定的温度下养护28 d龄期,通过钻芯拉拔试验测得喷射混凝土与岩板的粘结强度。再对混凝土岩板进行模拟隧洞过水试验,过水完成后再次测定混凝土与岩板的粘结强度,最后利用大型有限元软件ANSYS对混凝土岩板温度场进行模拟,得出相应的应力分布与试验结果进行对比。结果表明:过水前,喷射混凝土与岩板间的粘结强度随着温度升高而降低;过水后,随着温度逐渐升高,喷射混凝土与岩板的粘结强度降低幅度逐渐增大。     

景洪电站碾压混凝土工程温控措施效果分析

以景洪电站大坝混凝土纵向围堰⑧-⑩坝块高程544.4-550.6 m的混凝土浇筑为例,分析影响碾压混凝土内部最高温度的因素,通过对碾压混凝土各项温控措施的理论分析和实际监测比较,阐述各单项温控措施所能达到的控制效果。分析结果表明,混凝土浇筑过程中所采取的各单项温控措施之间是相互关联的,在亚热带地区施工的大体积碾压混凝土需要采取综合的温控措施。     

高地温条件下深埋隧洞围岩温度—应力分析及施工对策

以位于西昆仑山区的齐热哈塔尔水电站引水发电隧洞高地温洞段为例,初步分析了工程区隧洞高地温洞段大地热流背景及其形成机理,针对隧洞围岩的高地温分布特征,建立典型高地温洞段地质模型,利用有限元软件模拟隧洞施工贯通通水后的围岩岩体温度场,并由此来推断热应力对于围岩稳定性的影响。结果表明,围岩温度90℃以上、空气温度50℃以上的高地温洞段,内外温差大于10℃(里低外高),若采用无衬砌和一次支护方案对高地温洞段围岩进行支护,该洞段内大部分区域的最大主拉应力将超过C25混凝土的抗拉强度,易产生整体拉裂破坏;若采用钢筋混凝土衬砌结构方案,则可以通过增加衬砌结构的配筋量来降低其最大主应力值,此时隧洞围岩及衬砌结构均未出现整体拉裂破坏。研究成果能够为保证该高地温隧洞的安全运行提供可靠的设计依据。     

齐热哈塔尔水电站大深埋长隧洞关键技术难题及对策

齐热哈塔尔水电站工程发电引水隧洞存在隧洞长、埋深大、高地应力、岩爆和高地温等复杂工程地质问题,因此,对隧洞围岩稳定、施工期安全、隧洞支护荷载和衬砌型式等的研究至关重要。通过采用现场围岩变形和地应力释放测试、数值模拟反演分析和衬砌时机试验研究等方法,分析了深埋长隧洞高地应力与岩爆的产生机理、岩爆特征和破坏形式,以及高地温的成因,研究了高地应力、岩爆和高地温对施工、衬砌荷载和衬砌型式的影响。针对上述问题对策如下:对于高地应力围岩洞段,开挖完成后,初期支护采取时间滞后的方式消减高地应力;对于岩爆洞段,采取主动预防措施和强施工支护,确保施工安全,将岩爆发生的可能性及岩爆的危害降到最低;对高地温洞段开挖采取通风、在掌子面和风带口放置冰块、对掌子面和附近岩体喷水等降温措施,而且完善和优化了隧洞一次支护和二次衬砌设计。这些措施保证了引水隧洞的施工和运行安全,对类似地质条件的隧洞工程设计和施工具参考价值。