尼亚加拉引水发电洞——世界最大硬岩TBM设计施工

世界最大的硬岩掘进机(TBM),与TBM开挖同步进行的预应力现浇素混凝土衬砌,TBM现场直接组装,20英寸刀头,设计引水能力500m3/s,140m内水头,地下水对混凝土有腐蚀性,90年设计寿命,构成了尼亚加拉发电引水洞设计与施工的亮点。对隧洞沿线地质条件,隧洞设计与施工方案的选择,TBM特性,施工中遇到的问题及隧道改线等内容进行了论述。

希腊雅典调水二期工程

雅典调水二期工程因连续大旱,仓卒上马。黏土心墙坝为引水枢纽中的主要建筑物,坝址调水比例66%～75%,隧洞最大埋深1250m,复理石地层,施工机械既有开敞式TBM,又有双护盾TBM,分别采用现浇钢筋混凝土及单层管片衬砌。人字坡压力输水洞不均匀输水。

莱索托高原调水工程

由三坝一堰四洞组成的莱索托调水一期工程2004年3月竣工,年调水7.8亿m3。引水坝址平均调水比例73％。185 m高的Katse混凝土双曲拱坝为非洲最高坝,145 m高.Mohale坝为非洲最高的面板堆石坝。隧洞总长度119.6 km,最大埋深1 200 m,单洞最长45 km,全断面掘进机(TBM)施工。属跨国调水工程。

南水北调西线工程若干关键技术问题探讨

坝址调水比例、水库联调、大直径TBM施工的技术可行性、TBM供货能力、单洞或双洞等是影响南水北调西线一期工程设计方案的几个重要因素。现试图结合西线工程的具体情况,从工程实例、技术可行性等方面加以探讨。

南水北调西线一期工程的工程地质和岩石力学问题

南水北调西线一期工程由“四坝、二堰、七洞”组成,年调水量40×108 m3。工程的最大难点在于深埋长隧洞的勘察、设计与施工。工程地质条件相对复杂,枢纽的建坝地质条件较好,块石料满足要求,库区淹没损失小。隧洞区的主要岩石类型为三叠纪的砂岩和板岩,局部出露有灰岩和岩浆岩。深埋长隧洞存在着诸多复杂的工程地质和岩石力学问题,但在目前的经济技术条件下是可以解决的,不存在制约西线工程实施的技术难关和地质条件。

南水北调中线工程潮河段隧洞盾构选型设计研究

针对南水北调中线总干渠潮河段隧洞工程的水文地质和工程地质条件,结合隧道结构、管片形式和施工特点,从土压平衡盾构和泥水平衡盾构的掘进机理及对不同地层的适应性进行分析。根据2种盾构的工作状况、出渣设备、施工场地、经济性、环境影响等多方面特点,对土压平衡盾构和泥水平衡盾构进行综合比较,提出适用于潮河段隧洞工程施工用的盾构机型。

南水北调西线工程深埋长隧洞管片衬砌结构受力分析

地应力和地下水问题对深埋长隧洞衬砌的设计及施工具有重大影响。通过数值计算对南水北调西线工程深埋长隧洞管片衬砌结构进行了受力分析,研究了围岩变形及水压力对管片衬砌结构的影响。初步研究结果表明:约90%的洞段稳定性较好,围岩变形对管片衬砌结构影响较小,可采用管片衬砌;隧洞沿线外水压力较高,是影响衬砌设计的主要因素,应采取适当的排、堵措施降低外水压力对管片衬砌结构的作用。研究结果为南水北调西线一期工程隧洞衬砌设计提供了依据。

碾压式堆石坝坝体料压实标准研究

分析碾压式堆石坝堆石料压实过程中堆石性质、级配、施工机械、铺筑厚度、压实遍数、加水量、气候条件等对压实的影响 .对工程中采用孔隙率作为堆石料的压实标准进行讨论 ,认为堆石料的压实与级配、小于 5mm的细粒含量、压实功能和加水有关 ,同时分析了软岩、砂砾料等其它坝体料的压实影响因素 ,对用相对密实度作为砂砾料的压实标准进行了讨论 .

南水北调中线工程潮河段隧洞施工通风设计研究

南水北调中线总干渠潮河段隧洞方案为2条平行圆形隧道,隧洞段长18.147 km,净间距26.6 m,设计洞径为12.1 m,采用2台土压平衡盾构机从进、出口相向掘进施工。由于隧洞较长,施工通风比较困难。根据隧洞布置形式、施工方案、主要污染源分析及隧洞施工作业环境的劳动卫生标准,研究计算了洞内需风量和风压,确定了通风方式和风机、风管的技术参数。

南水北调西线一期工程的深埋长隧洞

南水北调西线工程主要由深埋长隧洞和引水坝址组成.一期工程深埋长隧洞存在着诸多复杂的工程地质问题,如活动性断层对洞室稳定的影响、高地应力与岩爆、高压水头与涌水、高地温问题、有害气体等.但在目前的经济技术条件下是可以解决的,不存在制约西线工程实施的技术难关和地质条件.

2010年西南大旱的启示

2010年西南大旱，丰水的西南地区，面对这场罕见的旱灾，充分暴露出水利设施抗旱减灾能力薄弱和水利基础设施建设滞后问题，应加强水利设施建设，解决“工程性缺水”问题。贫水的西北地区，旱灾频发，要防御可能发生的持续大旱，解决“资源性缺水”问题，应制订各种应对的科学预案，而建设南水北调西线工程，是补充水源的一项根本措施。

特征线理论在南水北调西线消能研究中的应用

采用考虑底坡、摩阻及曲率效应的水舌厚度平均流运动特征方程组,有效地预测了柱面底扩散陡槽急流状态,较准确地反映了急流扰动特征,对南水北调西线一期工程扎洛引水隧洞洞内消能方案的改进进行了数值预测,后经模型试验验证,计算得到的急流流速及能量分布与试验结果一致,为隧洞消能方案的改进提供了依据。

南水北调西线多水源并联压力洞输水数值模型

利用水力学基本方程,建立了南水北调西线工程多水源并联压力洞输水方案部分库水位已知及部分水库引水流量已知情况下库水位-流量关系数值模型,模型考虑了开、关任意多个水源水库的可能情况,以及运行中允许的库水位组合,所提供的算法具有全局自适应收敛性。

陡倾砂板互层岩体中隧洞围岩变形研究

通过建立可反映岩体中砂岩与板岩组成、岩体倾角、岩体走向与隧洞轴线夹角等因素变化对岩体变形影响的砂板互层岩体本构模型,模拟了南水北调西线陡倾砂板互层岩体中隧洞掘进机开挖过程,初步分析了砂板互层岩体中隧洞围岩的变形及其对护盾式掘进机的影响。结果表明:埋深越大,围岩变形稳定过程越缓慢;岩体中板岩含量越高,围岩的前期变形越早、变形率越大,围岩的变形稳定过程也越长;对埋深较大且板岩含量较高的Ⅲ类岩体中的隧洞,应慎重采用护盾式掘进机开挖、管片衬砌的施工方案。

宝泉抽水蓄能电站上水库防渗设计

宝泉抽水蓄能电站上水库从地形上讲 ,建库条件较好 ,但地质条件复杂 ,断层发育且渗漏问题严重。可行性研究阶段比选了 7种防渗方案 ,推荐沥青混凝土护坡、黏土护底防渗方案。经多种方案比较 ,认为沥青混凝土面板渗透系数小、无结构缝、维修方便 ,特别适合于防渗要求较高的抽水蓄能电站上水库库盆防渗。

我国跨流域调水的长隧洞工程

我国水资源地区分布严重不均衡,正在越来越多地实施跨流域调水穿越分水岭的长隧洞输水工程,以解决有些地区水资源严重短缺问题。根据我国已经建成、正在建设和将开工的主要调水长隧洞工程实例,说明了掘进机(TBM)技术的快速发展和广泛应用,并为跨流域调水长隧洞施工建设提供了有利的技术手段。

宝泉抽水蓄能电站下水库大坝加高防渗设计

宝泉抽水蓄能电站利用宝泉水库作为下水库 ,大坝为浆砌石重力坝。现有坝体施工质量较好 ,但防渗体和坝基存在渗漏问题。为满足蓄能电站需要 ,并适当扩大灌溉库容 ,大坝需要加高。经多种防渗措施比较 ,上游面 190m高程以上采用现浇钢筋混凝土面板 ,190m高程以下采用水下不分散混凝土面板防渗。溢流堰堰顶设 2 .5m高橡胶坝。

宝泉水库扩大兴利库容方案研究

1 宝泉水库扩大兴利库容的必要性1.1 宝泉水库简述宝泉水库位于海河流域峪河峡谷出口上游1.5km,坝址控制流域面积538.4km~2,多年平均(1956～1993年系列)天然年径流量1.011亿m~3。该水库于1973年正式动工兴建,大坝坝型为浆砌石重力坝,水库开发目标为'灌溉为主、结合发电、兼顾防洪'。1994年6月建成投入运用。