大跨度高埋深地下洞室群开挖后涌水量预测

大型地下洞室群开挖后的涌水量预测对于地下工程的安全施工与运行具有重要意义。为预测地下洞室群开挖后的涌水量,以提供排水防渗设计参考,以新疆某抽水蓄能电站大型地下厂房洞室群为研究对象,分别从地下水活动特征、钻孔压水试验成果、岩体结构面发育情况等方面分析坝址区岩体的渗透特性。为体现预测结果的可靠性,分别采用地下水动力学法和数值分析法对地下洞室群开挖后的地下水渗流场变化和正常涌水量进行分析和预测。研究结果表明:地下洞室群开挖后具有明显的渗漏和排水作用,主厂房承担了洞室群渗流的大部分涌水量,最易发生渗透破坏变形的部位位于洞室开挖线边角处。地下水动力学法和数值分析法预测的洞室群开挖后的正常涌水量分别为7442.88 m^(3)/d和7218.32 m^(3)/d,结果误差为3.1%,两者预测结果吻合较好。基于工程安全角度考虑,选取地下水动力学法佐藤邦明经验式计算结果7442.88 m^(3)/d作为该抽水蓄能电站地下厂房洞室群开挖后正常涌水量预测值。分析成果可为大型地下洞室群开挖施工及排水防渗设计提供参考依据。

抽水蓄能电站地下厂房围岩稳定性监测与分析

鉴于围岩稳定性监测与分析在抽水蓄能电站地下厂房施工过程中扮演着重要角色,提出一种基于自优化变分模态分解(SoVMD)和循环重构Transformer(RRTransformer)的混合分析模型。首先,设计合理的监测方案,采集能够有效表征围岩稳定性的岩体变形位移数据;其次,考虑变形位移序列的非线性与波动性特征,利用SoVMD对其进行分解,提取多尺度频率分量(MsFCs);最后,基于滑动建模机制,以MsFCs作为RRTransformer的训练输入,经参数优化和模型重构得到最优的变形预测分析结果。选取国内某抽蓄电站地下厂房围岩稳定性分析过程为案例,结果表明所设计的监测方案可有效获取岩体变形位移数据,且所提预测分析模型具有优异的性能,预测分析结果对地下厂房围岩的安全管理具有重要意义。

地下泵站进水流道数值模拟与方案优化

以典型地下泵站的进水流道为研究对象,建立数值仿真模型,分析设计方案的水力特性及存在不足,并给出优化方案.研究结果表明:在原方案中,外侧水泵进水管入口中心和圆洞出口中心的连线与来流方向的夹角达到70°,水流大角度偏转,并在进水管入口出现脱流现象,水头损失系数达到2.31~2.44,水泵进水管出口的流速分布均匀度为95.09%~96.80%,速度加权平均角为86.51°~87.41°,原方案的圆洞突扩进入压力罐,然后突缩进入水泵的进水管,且压力罐内无任何导流措施,致使局部流道产生了较大的水头损失;优化方案提出了“集管+岔管”的分流措施,通过2个60°弯头实现水流流向的偏移,平面和垂直方向均没有突扩或突缩结构,水头损失系数减小至0.93~1.07,优化方案不仅改善了流道的水力性能,也避免了开挖、衬砌压力罐.研究结果可为类似地下泵站进水流道设计提供一定依据.

大型抽水蓄能电站地下厂房结构自振特性分析

自振特性分析是抽水蓄能电站地下厂房结构振动研究的基础。以丰宁抽水蓄能电站地下厂房为计算实例,建立了变速机组段地下厂房结构的三维有限元模型。首先采用模态分析方法研究了不同边界条件对地下厂房整体结构及楼板、立柱、楼梯、风罩和机墩等局部结构自振特性的影响,然后分析了丰宁地下厂房可能存在的振源,并对厂房整体及局部结构进行了共振复核。结果表明,上下游边墙弹簧约束条件的增强可以有效提高厂房整体结构自振频率,但对楼板局部自振频率的大小影响不大,对楼梯自振频率也无影响。固定边界使厂房整体结构各阶自振频率显著增大,对楼板、立柱、风罩和机墩等局部结构自振频率影响也较大。在可能的振源作用下,厂房整体结构和各局部结构发生共振的可能性很小。

水利水电工程信息模型通用几何造型系统研发及应用

水利水电工程信息模型在水工设计中面临异形构件多、机理模型嵌入难、模型跨平台、阶段应用难和程序化开发碎片化等问题。对此,提出了一种与造型软件无关的水利水电工程信息模型通用几何造型方法及系统。系统将水利水电工程设计过程解耦为造型机理表达、特征草图描述、特征变换和造型生成算法对象。针对国内水工设计常见单体异形构件和组合特征复合构件,在Autodesk Revit、Bentley Microstation、Dassault CATIA系统进行了程序化建模验证。系统成功应用于我国多个水利水电工程项目,极大地提高异形几何体的构型效率和复用率,验证了所提出系统的可靠性和可行性。研究成果为水利水电工程信息模型的设计数据跨平台交互和我国水利水电专业国产几何造型系统的研发具有借鉴价值。

某地下泵站闸门井-压力罐流场仿真模拟与方案优化研究

泵站进水池及进水流道的水流平稳是保证泵站良好吸水条件和安全运行的前提。文中针对某泵站闸门井、压力罐相结合的特殊组合结构的进水及分流特性,基于Standard k-ε模型,建立了相应的流场仿真计算流体动力学模型,对该组合结构的流场进行仿真模拟,分析原方案正常运行工况下的流线、流速等水力特性,并进行结构优化及仿真模拟分析。通过方案对比,优化方案的水力特性较原方案有所提升,为工程设计提供了重要参考,同时也为类似的地下工程流场研究提供了一定的借鉴。

大型抽水蓄能电站地下厂房结构振动响应数值模拟研究

抽水蓄能电站振动问题较为突出,强烈的振动会严重影响机组和厂房的安全稳定运行。采用黏弹性人工边界模拟厂房与围岩连接处的边界条件,计算分析了丰宁抽水蓄能电站某机组段地下厂房整体结构的自振频率特性,并对其进行了共振复核;采用时程法计算分析了脉动压力作用下厂房结构的振动响应,并与实测数据进行了对比。结果表明:厂房整体结构前20阶自振频率范围为13.32~34.90 Hz,产生共振的危险性很低;楼板各测点竖向均方根加速度的计算值与实测值相差不大,说明所采用的数值分析方法是合理有效的;抽水工况下各典型部位最大振动响应均满足厂房振动控制标准,发电工况下除水轮机层楼板竖向最大均方根加速度超过人体健康评价标准外,其余结构的各项指标均满足厂房振动控制标准。

山东潍坊抽水蓄能电站地下厂房爆破开挖期 通风气流组织数值模拟

【目的】为解决抽水蓄能电站地下厂房爆破开挖期爆破施工通风散烟时间过长的问题,【方法】基于山东潍坊抽水蓄能电站爆破开挖期施工,现场采集相关数据,采用Fluent数值模拟软件,对实际抽水蓄能电站爆破开挖期的施工通风气流组织进行了数值模拟,并对通风气流组织进行了改进。【结果】结果表明:通过分配给不施工洞室一定送风量的改进措施,可在不爆破洞室内维持正压,以避免污染物进入,形成二次污染;通过爆破面送风口下移,局部廊道设置挡风墙等改进措施,送、排风可形成通风路径最短的顺流式通风;在竖井打通前,将射流风机加装在长距离隧道中间位置可形成机械排风,使机械排风和自然排风相结合,可有效缩短污染物达标时间;在竖井打通后,将排风机安装在竖井出口处,永临结合,可提高竖井排风能力,使污染物达标时间大幅度缩短。【结论】研究成果为类似工程的施工通风设计提供依据和技术支撑。

抽水蓄能电站地下厂房防渗排水方案数值模拟研究

抽水蓄能电站地下厂房埋深较大,受排水廊道、隧洞充水、复杂地质条件、天然地下水等多种因素影响,常形成复杂渗流场。基于FEFLOW软件建立包含输水隧洞、地下厂房、排水廊道、围岩、断层的三维渗流稳态模型,根据模拟结果对初始防渗排水方案进行了优化,取消不必要的中平段排水廊道,并抬升下平段排水廊道,使其以自流方式排出渗水。厂房区排水廊道和洞室群渗流量合计8048.16 m^(3)/d,为地下厂房排水泵选型提供较大富余度。

青岛市某全地下污水泵站设计要点

如果沿海城市新建污水泵站的设计出现规划资料缺乏、用地紧张、周边环境要求高的情况,应该如何确定新建污水泵站的设计规模、设计扬程,是否增加预处理设施注高程单位为设备选型等这些都是技术的焦点问题。以山东省青岛市高新区某处新建污水泵站为例,该污水泵站采用全地下污水泵站,设计规模为8万m~3/d,设计扬程为17 m,工艺流程为预处理+提升设施,干式设备注意除湿设计。通过对该沿海地区现状已有污水泵站的运行情况和新建污水泵站重点设计思路的说明,总结出沿海城市污水泵站的设计注意要点,为沿海地区新建污水泵站的设计与改造提供借鉴。

天台抽水蓄能电站岩壁梁爆破开挖精细化控制技术

岩壁梁具有经济可靠、方便施工、加快进度等优点,在地下厂房的建设中得到广泛使用。以浙江天台抽水蓄能电站中岩壁梁的开挖爆破施工为工程背景,基于现场爆破试验,提出了精细化爆破参数与网路设计方案,总结了现场采用的岩壁梁爆破施工精细控制方法,对比分析了各种施工措施实际应用后的现场效果与监测结果,可供类似工程参考。

某地埋排水泵站结构方案对比分析

随着城市发展,城市排水系统也随之扩大。排水管道一般采取重力流形式,这就导致下游排水管道埋深越来越深,且城市排水泵站多处于城市闹市区,一般采取地埋形式以减小对周围环境的影响,综合以上因素就导致相应的泵站埋置深度也越来越深。为合理选择人和2号地埋式污水泵站的结构形式,本文采用有限元计算的方法,分别对三个模型在相同工况下的受力状况进行分析。结果表明,竖向框架的设置对于结构壁板有较好的加强作用,同时,竖向框架结构在设备安装,基坑回填,基坑占地大小等方面具有较好的优势,故建议对类似工程可采取竖向框架进行加强。

夏季抽水蓄能电站地下厂房通风廊道空气温湿度传递规律研究

本文对河北尚义抽水蓄能电站的通风洞兼安全洞、交通洞在永久期运营期间平均空气温度、相对湿度、空气焓值等参数的变化进行了数值模拟预测研究。计算结果表明室外新风在进入地下建筑之前温度和相对湿度发生了较大的变化。夏季通风洞兼安全洞末端的空气温度分别达到13.6℃,室外新风通过洞室壁面后夏季温降为14.6℃。夏季交通洞末端温度接近深层地温,夏季温降为18℃。因此通风洞兼安全洞、交通洞围护结构对室外新风温度的调控作用不可忽视。夏季通风洞兼安全洞、交通洞末端的相对湿度达到了100%。两个洞室末端夏季相对湿度都达到了饱和,说明需要添加除湿或辅助热源设施,以缓解相对湿度过高对地下厂房造成的不利影响。

青海某抽水蓄能电站地下厂房洞室群围岩稳定性及支护效果研究

青海某抽水蓄能电站地下厂房属典型深埋大型地下厂房洞室群,具有埋深大、跨度大、边墙高的特点,且受厂区内小断层发育等地质条件限制,其围岩稳定性问题复杂且重要。通过现场实测结合数值模拟计算的方法,对地下厂房洞室群围岩稳定性及支护效果进行了研究。研究表明,地下洞室以降低围岩受开挖扰动的程度和维持围压水平的方式进行支护,支护后围岩塑性区深度、变形均改善,支护结构受力情况较好,说明洞室间距合理,围岩整体稳定,具备成洞条件。本研究对类似地下洞室群的设计和施工具有参考意义。

平洞钻爆法开挖支护全工序机械化智能化施工技术

随着科学、技术、经济条件的改善,我国隧道施工机械化水平不断提高。在隧道施工中,全机械化施工的发展是未来隧洞施工的新方向,采用全机械化施工作业代替人工开挖作业,改善劳动条件。机械化施工作业不但能够提升施工效率,缩减工程工期,减少人工的体力劳动、确保施工人员的生命安全,而且可以保证施工质量,提高施工效益。同时机械化施工对实现工程施工质量标准化、提高隧洞信息化水平,促进隧道施工机械朝着更加规范、标准的方向发展。

雨水泵站超深基坑中地下连续墙施工技术分析

结合某雨水泵站的建设分析雨水泵站超深基坑中地下连续墙施工技术,主要从施工难点、拟订施工方案、稳定性计算、明确施工流程几方面对地下连续墙施工技术进行分析探讨,从连续墙墙身结构、内部支撑体系、地下连续墙刷壁、地下连续墙混凝土施工及地下连续墙结构施工进行详细介绍。

对抽水蓄能电站关键工程地质因素的一些认识

从20世纪80年代起,中国开始陆续建设了一批大中型抽水蓄能电站,积累了针对不同地形地质条件的丰富工程建设经验。近期在双碳目标引领下,抽水蓄能电站建设迎来快速发展期。通过对抽水蓄能电站建设重点关注的地形条件、渗漏特征、地下洞室围岩稳定、天然建筑材料利用等主要工程地质因素和问题进行归纳总结,探讨了各要素分类特征,并对典型案例进行了分析,可为后续电站建设的地质工作思路提供参考。

甘肃平川抽水蓄能电站地下厂房位置及轴线的选择

笔者根据厂房位置及轴线选择原则,结合工程区的地形地质条件、厂房围岩稳定计算及总体布置,对平川抽水蓄能电站地下厂房的位置及轴线进行比选分析。在输水发电系统布置顺畅及满足厂房轴线对地质结构面要求的前提下,择优选择地下厂房的位置及轴线,可为类似工程设计提供借鉴。

万家寨水利枢纽水压致裂应力测量结果和分析

万家寨水利枢纽工程进行了３个钻孔的水压致裂地应力测量。取得了该区最大水平主应力、最小水平主应力量值及最大水平主应力方向。根据测试结果对本区应力状态进行了分析，并对大坝及地下泵站的稳定性进行了讨论。

全地下式雨水泵站的设计

在天津市海河综合开发改造工程中,将大沽路、七马路、会师广场三座雨水泵站设计为集城市排水、景观绿化、环境保护等多种功能为一体的全地下式泵站。对泵站参数、平面布置方式、主要构筑物及自动控制系统的设计进行了详细介绍。