南水北调中线工程穿黄隧洞关键技术研究

简要介绍了国家＂十一五＂科技支撑计划项目＂南水北调中线工程关键技术研究与应用＂课题四＂中线工程输水能力及冰害防治技术研究＂所取得的部分水力学研究成果,包括南水北调中线工程输水模拟平台的研制、中线工程数值仿真软件开发、分水口和节制闸的水力敏感性分析、闸前常水位控制算法、穿黄工程节制闸闸前水位确定、冰期输水能力及冰期运行控制等,研究成果紧密结合中线工程的实际情况,可应用于中线工程的运行、调度与管理。     

穿黄隧洞衬砌1∶1仿真模型试验研究

穿黄隧洞为大型压力输水隧洞,采用盾构法施工。设计要求在盾构施工形成的拼装式管片环内,设置预应力内衬,以组成新型复合衬砌结构。为此,开展穿黄隧洞衬砌1〖DK（〗∶〖DK）〗1仿真模型试验,分两阶段进行。第1阶段为准备性试验,包括对三环内衬进行1〖DK（〗∶〖DK）〗1仿真地面模型试验;第2阶段为地下模型试验研究,模型埋于地下,并人工构造与实际工程相同的埋深和水土条件,而以高位水箱按设计水头对洞内充水加压,进行超载试验。试验取得完全成功,为验证和优化设计提供了试验依据;其模型设计、仿真模拟、试验方法可供相关工程参考。     

穿黄隧洞大型盾构工作竖井结构特性研究

穿黄隧洞北岸竖井为盾构始发井，位于砂土地层，地下水位高，属超深竖井；南岸竖井位于邙山高边坡坡脚，偏压作用明显。针对这一特殊的地理地质条件，对竖井的结构特性进行了研究，提出地下连续墙与满堂内衬联合受力计算方法，且为满足盾构机出发要求而研发了新型反力座，以及防水、井底高喷加固等技术，为工程成功建成发挥了重要作用，可供同类工程参考、应用。     

穿黄隧洞盾构施工进度仿真系统软件开发

基于Visual Basic和数据库技术开发了穿黄隧洞盾构施工进度仿真系统软件,可进行3种情况的仿真模拟:①模拟施工全过程;②对设计方案中某一时段的施工情况进行模拟;③根据现场施工的实际情况及计划数据的变化,模拟未来施工进度和面貌.仿真成果可为隧洞施工组织设计提供科学有力的分析工具,可作为现场参数调整的依据,对保障穿黄隧洞黄河段施工工作的顺利进行,提高穿黄工程的科学化管理水平具有重要的实用价值.     

南水北调穿黄隧洞工程预应力混凝土施工技术

在简要介绍南水北调穿黄隧洞断面结构及锚索布置的基础上,详细介绍了该隧洞衬砌施工中采用的有黏结后张法环形预应力混凝土施工工艺,具体分析了混凝土浇筑、锚索张拉、锚具槽回填、孔道灌浆等工序的施工流程、方案及施工技术。施工实践表明,南水北调穿黄隧洞工程是有黏结后张法环形预应力混凝土施工技术在我国大洞径、高水头有压输水隧洞衬砌结构工程中的又一次成功应用,完全满足对预应力控制的条件,各项指标均达到设计要求,取得了较好的效果。     

南水北调中线穿黄工程隧洞盾构施工规律的探讨

在介绍南水北调中线穿黄隧洞设计参数、地质情况及盾构机选型参数的基础上,对中线穿黄隧洞盾构施工中盾构机刀盘刀具维护保养经验进行了分析,总结了施工过程中定期检查盾构机刀盘、定期带压进舱检查、根据不同地质情况灵活配置盾构刀具、实时分析掘进参数的施工规律,保障隧洞掘进施工正常进行。     

南水北调中线穿黄工程盾构隧洞施工进度动态仿真

南水北调中线穿黄工程盾构隧洞是整个项目的控制性工程,其施工进度受地质条件、盾构机施工参数和工程组织管理的影响较大。本文根据穿黄工程盾构隧洞的地质条件、已定货的盾构机施工参数和初定的施工方案,建立了施工进度仿真系统模型,在此基础上研制出动态仿真软件,对盾构隧洞的施工进度进行动态仿真,并对仿真计算结果进行了分析。     

穿黄盾构隧洞新型复合衬砌结构特性研究

为防止穿黄盾构隧洞在运行期洞内高压水从外衬管片接缝和内衬变形缝外渗,从而诱发洞外围土渗透破坏,确保隧洞能安全稳定运行。采用三维有限元分析和1〖DK（〗∶〖DK）〗1仿真物理模型试验的方法,对穿黄隧洞复合衬砌结构的特性进行了试验研究,探讨了结构型式、破坏机理和风险预防措施以及有关工程应用的具体问题;研究了盾构隧洞复合衬砌3种结构形式的7个具体方案。提出了预应力盾构隧洞结构型式,研发了拼装式管片环与预应力结构相结合的新型复合衬砌型式。这种创新结构设计型式在盾构隧洞工程中尚属首例,可为同类工程参考。     

穿黄隧洞预应力混凝土衬砌施工工艺

南水北调中线穿黄隧洞采用深埋式地下超薄预应力混凝土衬砌,钢筋密集,混凝土浇筑施工难度大,混凝土不易振捣密实。通过对穿黄隧洞预应力混凝土内衬混凝土浇筑施工工艺进行研究、对钢模台车实施改造以及对附着式振动器进行研究,采用科学的施工工艺,解决了穿黄隧洞内衬混凝土浇筑难题。     

穿黄隧洞工程地质条件及工程地质问题分析

对穿黄隧洞的工程地质条件、工程地质问题进行了归纳总结,并指出了其中应特别注意的涌水涌砂问题。     

Improvement of supports in tunnel construction under complex geological conditions

Translated from Gidrotekhnicheskoe Stroitel'stvo, No. 4, pp. 14–16, April, 1990.     

穿黄隧洞地质条件及其对盾构掘进的影响

为了保证盾构机安全施工的效率和工期要求,穿黄隧洞采用盾构法施工,要克服不利地质条件及其他障碍.有针对性地对盾构机刀具等机构进行了改进,并采取人工排险等特殊措施,不仅保证了盾构设备运行安全,提高了工效,而且保障了盾构施工的顺利掘进.通过对隧洞围土的可掘性分析,比较得出了不同岩层结构下掘进的效果.穿黄隧洞盾构施工中的排障处...     

Experience in driving the Arpa-Sevan tunnel under complex geological conditions

Power Technology and Engineering -     

复杂地质条件下特大断面隧洞开挖施工技术探讨

董箐水电站右岸导流隧洞布置于北盘江右岸边，位于洗鸭沟山体中，隧洞为城门洞形，过流断面尺寸为15mm×17mm（宽×高），属特大断面隧洞。通过对该隧洞地质描述、围岩分类及物理力学地质指标分析，得知该隧洞开挖将会遇到复杂地质条件，故在确定该隧洞开挖施工技术方案时提出了“长润短打、弱爆破、短进尺、多循环、强支护”的施工技术原则，并在施工支洞布置、施工程序和方法、支护及不良地质洞段处理等方面具体落实了这一施工技术原则，确保了工程施工质量要求和施工安全。     

穿黄工程盾构隧洞拼装式管片设计

南水北调中线穿黄河工程采用盾构隧洞方案,其外衬为拼装式管片结构,内径7.9 m,厚40 cm。介绍了管片结构的主要设计方案。针对实际应用中出现的管片错台现象,指出邻接块与封闭块拼装间隙过大是主要原因之一。在对封闭块和邻接块接缝进行调整后,提出了新的管片设计方案。同时,对于原设计方案,提出了设置拼装限位销的改进措施。经优化改进后,两种方案均能满足盾构施工管片安装要求。所提管片接缝设计方案具有创新性,可供类似工程参考。     

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。     

穿黄隧洞工程布置与结构型式研究

为了使南水北调中线穿黄隧洞工程更具科学性、经济性和施工的可操作性,对工程布置和结构型式进行了深入比较研究。在工程布置方面,研究了深埋于基岩中的深埋隧洞方案和在覆盖层中穿越的盾构隧洞方案;经两方案分析比较后,从工程可靠、节省投资考虑,推荐采用盾构隧洞方案;经进一步分析比较后,最终的布置型式为进出口采用一斜一竖的双洞方案。在结构型式方面,比较研究了预应力内衬方案和钢板内衬方案,两方案经反复研究后,从满足工程安全运行要求,施工技术成熟,工程质量与工期有保证,投资较省等方面考虑,最终确定采用预应力内衬方案。     

穿黄隧洞运行安全与检修条件评估

南水北调中线穿黄隧洞的安全运行对整个工程的安全运行至关重要。首先介绍了隧洞的运用要求和监测系统布置情况。重点阐述了隧洞运行的风险因子,包括隧洞纵向不均匀沉降、地震作用、隧洞超标运用、衬砌防排水、空蚀与磨蚀。研究认为,在各种不利工况下,隧洞接缝变形满足防渗要求,抗震能力强;具有可靠的防排水措施,水渗漏问题不构成控制隧洞安全运行的条件;隧洞运行不存在高速水流和泥沙磨蚀影响,可满足长期安全运行要求。     

黄河小浪底工程关键技术研究与实践

小浪底工程复杂的地形地质、特殊的水沙条件、严格的运用要求，被中外水利专家称为世界坝工史上最具挑战性的水利工程之一。针对小浪底工程关键技术，通过大量的科学实验，提出了“合理拦排、综合兴利”的规划理念。采用隧洞泄洪为主、进水口集中布置的枢纽总布置方案解决了进口泥沙淤堵问题；采用多级孔板消能技术成功改建泄洪洞，为大型导流洞重复利用提供了一条崭新的技术思路；大胆采用新技术、新设备、新工艺，实现了多项技术突破，系统性地创新了工程建设管理模式，取得了质量优良、工期提前、投资节约的巨大成绩，为我国现代水利水电工程建设管理树立了成功典范。小浪底工程初期运行在防洪、防凌、减淤、供水、灌溉、发电、生态环境等方面发挥了显著效益，有力促进了经济社会发展。     

复杂地质条件下遇水软化围岩的公路隧道边坡治理

结合一个具体工程实例,针对复杂地质条件下的公路隧道进/出洞口边坡工程施工,探讨了有效减小雨水渗流,降低滑坡风险的边坡防护和加固处理的方法;在实施过程中对坡面沉降和爆破震动进行了监测,及时反馈信息并对施工工艺进行优化调整,为同类工程提供了可借鉴的经验.