富水带引水隧洞工程超前固结注浆技术浆液参数确定试验研究

超前固结注浆是有效预防掌子面涌水的施工措施。依托云南省滇中引水工程楚雄段施工4标大转弯隧洞工程,对水泥浆水灰比以及水玻璃浓度开展试验研究,确定适宜该工程条件的水灰比和水玻璃浓度。结论如下:(1)采取纯水泥浆时,注浆效果随着水灰比的减小呈先增加后降低的趋势,在水灰比为1:0.8时,超前注浆对地下水封堵效果最好,涌水量达到最小,仅为103m3/h;(2)当水泥与水玻璃体积比为1:0.5时,注浆效果随着水玻璃浓度呈先增加后降低的趋势。水玻璃浓度为30°Be',水泥-水玻璃双浆液封堵效果最佳,此时涌水量为52m3/h;(3)通过工程实际应用检验,以上浆液配比可有效防治隧洞掌子面涌水现象。

复合地层隧洞中隔离桩对围岩位移的控制效果分析

设置隔离桩作为一种控制城市隧洞开挖引起围岩变形的有效手段,在“上软下硬”复合地层中的作用效果还罕有研究。依托滇中引水工程龙泉隧洞,采用FLAC^(3D)软件,分析隔离桩桩位、桩径、桩长及桩顶埋深等参数对隧洞衬砌及地表建筑物变形控制效果的影响。结果表明:设置隔离桩能够阻隔地层应力的传递,合理的设计参数是充分发挥隔离桩阻隔作用的关键;同等条件下,隔离桩对地层位移的限制作用在水平方向优于竖直方向;隔离桩距离隧洞越近、桩径越大,控制变形效果越好;隔离桩只有穿过地层滑移面并嵌入下层土体时,才能够较好控制由隧洞开挖引起的隧洞衬砌以及地表建筑物位移,建议嵌入下层土体深度为隔离桩长度的1/4;适当设置桩顶埋深能够降低隔离桩对于土体的牵引作用,建议桩顶埋深深度为隔离桩长度的1/5。研究成果可为隔离桩在城市浅埋复合地层隧洞工程中的应用提供参考。

整体式纵向滑模栈桥在水工隧洞中的应用——以滇中引水大转弯隧洞为例

以滇中引水楚雄段大转弯隧洞为工程依托,在阐述栈桥结构组成、工作原理、工艺流程及操作要点等基础上,开展整体式液压纵向滑模栈桥在水工隧洞中的应用研究。得到主要结论:(1)栈桥施工可改善底板衬砌混凝土外观质量,有效避免空洞和裂缝缺陷,蜂窝麻面缺陷降低43%,表面平整度提高68%;(2)栈桥施工能够缩短施工周期,每个施工循环工期可提高4h, IV级围岩施工进度提升62.5%,V级围岩施工进度提升1倍;(3)栈桥可实现模板定位安装和脱模,有效降低人员施工数量,每模施工可减少2人。

穿越滇中红层软弱围岩隧洞开挖工法比选分析——以滇中引水工程大转弯隧洞为例

针对滇中红层软弱破碎围岩开挖后易失稳的问题,以滇中引水工程大转弯隧洞5#支洞为工程依托,开展两台阶、三台阶及CD法开挖下围岩变形及支护结构稳定性计算,通过对比不同开挖工法下围岩变形、支护结构及锚杆应力状态探讨滇中红层软弱破碎围岩隧洞适宜开挖工法。结果表明:(1)开挖后洞周围岩变形呈现两台阶>三台阶>CD法的规律,且CD法由于非对称开挖扰动影响,左侧水平位移显著小于右侧;(2)三台阶开挖围岩应力状态优于两台阶、CD法,两台阶在拱顶出现较大拉应力,CD法在临时支撑处出现应力集中现象;(3)两台阶、三台阶开挖下锚杆应力均显著小于CD法开挖下锚杆应力,主要原因是CD法右侧开挖面积较大导致左侧锚杆拉应力急剧加大。综合考虑CD法开挖时局部锚杆应力过大而存在破断潜在风险,结合三台阶开挖应力状态、位移相较于二台阶更优,判定滇中引水工程大转弯隧洞5#支洞软弱围岩开挖宜采用三台阶法开挖。