深埋长引水隧洞TBM施工关键技术探讨

巴基斯坦N-J水电站位于喜马拉雅强烈构造影响区,受区域构造及地质影响,引水隧洞发育的大断层及次生断层众多,给工程的TBM掘进施工带来极大困难。结合工程实际条件和施工实践,总结了在深埋高地应力隧洞的TBM施工中应用的一系列关键技术,涉及TBM超前勘探,挤压变形灾害的预测与控制、岩爆防治及卡机脱困等,相关成果可供国内外类似地质条件下的工程设计和施工参考。

裂纹问题双边界元法中奇异积分保形变换计算方法

断裂是土木工程构件常见的一种破坏形式,也是计算力学中的难点。边界元法相比有限元法在处理裂纹问题上具有独特优势,目前采用的计算方法主要有子域法和双边界元法。为了避免病态矩阵出现,双边界元法在处理裂纹问题时,在上下裂纹面分别采用位移边界积分方程和面力边界积分方程,同时需要处理不同阶次的奇异积分。本文在传统奇异分解法的基础上,引入了保形变换,消除了积分单元几何形状对奇异积分计算精度的影响。计算结果表明,本文所提出方法可以有效地减少奇异积分所采用的高斯点数量,且对于不同网格划分形式并不敏感。

挤压边墙施工技术在水布垭工程中的应用

混凝土挤压边墙应用在面板堆石坝填筑体上游坡面,材料为干贫性混凝土,通过专门设备挤压成设定形状。由于挤压边墙技术能够简化施工程序,加快面板堆石坝坝体填筑施工进度,故推广应用较快。结合挤压边墙在水布垭面板堆石坝中的应用实例,介绍了挤压边墙施工技术、挤压机工作原理、施工中出现的缺陷和处理方法,分析了挤压边墙混凝土和垫层料之间的区别、墙体变形规律,说明了挤压边墙技术是成熟的,为该技术的推广应用积累了一定经验。

古洞口工程面板混凝土的配合比设计

本文以古洞口面板混凝土配合比设计为例证，从设计要求到材料选择以及施工手段等方面，提出了面板混凝土配合比设计中需综合考虑的因素。

古洞口面板堆石坝压实采样值的修正方法

在实际水利工程施工中，为更精确地表示填筑压实密度，对灌水法试验结果的修正是必须的。本文从古洞口工程的实际试验出发，提出了操作过程中几种系统误差的修正方法。

N-J水电站地下厂房开挖支护施工技术

巴基斯坦N-J水电站地下厂房区域围岩差,地质条件复杂,而厂房开挖跨度大、高度高、贯入四周高边墙的洞室多,致使厂房在开挖过程中产生了较大的围岩收敛变形,最大变形值达302 mm。以地下厂房超前地质勘探和变形监测成果为依据,从开挖施工程序、方法以及永久支护设计调整和优化等角度,详细介绍和总结了大变形条件下的地下厂房开挖施工技术及其技术要点。可供类似工程借鉴参考。

工程项目绩效考核管理研究

实施背景巴基斯坦N-J水电工程号称巴基斯坦的“三峡工程”,既是中国承包商在海外承接的最大水电工程,也是葛洲坝集团在建的最大的国际工程。为全面评估各部门、各分项目部及其人员的工作效果,充分激发员工的工作热情,N-J项目部颁布实施了《员工绩效考核实施细则》和《员工绩效考核(第二级)职责目标考核标准》,并成立了总监办公室(内控管理部)牵头组织开展覆盖全员的绩效考核工作,并初步探索出了一条适应工程项目的绩效考核管理之路。

CW-TOPSIS岩爆评判模型及应用

针对岩爆评判模型中指标权重难以确定问题,提出一种"AHP+熵权法"组合赋权方法,引入Lagrange函数和欧氏距离函数,保证了主、客观权重与其差异程度相一致,最终获得理想的综合权重;基于逼近理想解排序法(technique for order preference by similarity to an ideal solution,TOPSIS)的基本理论建立CW(combined weights)-TOPSIS综合评判模型并预测岩爆等级。实例应用结果表明,CW-TOPSIS岩爆评判模型的预测结果与实际相吻合,进一步验证了该模型的有效性及实用性,从系统评价、多因素指标角度为岩爆预测提供了一种切实可行的途径。

N-J水电站引水隧洞大变形段长期稳定性分析

深埋软岩隧洞围岩蠕变特性将会对隧洞的长期稳定性产生重要影响。以巴基斯坦N-J水电站深埋引水隧洞的泥质粉砂岩为研究对象,通过室内的三轴蠕变试验,建立了适用于该岩石的幂指数蠕变模型。通过对大变形段围岩变形监测结果的反演分析,得到了围岩体的蠕变参数,并基于此对引水隧洞软岩大变形段的长期稳定性进行了分析。结果表明,引水隧洞运营10年后,围岩的拱顶下沉增量为20.3mm,水平变形增量为18.1mm,衬砌的受力主要以压应力为主,最大压应力达到了63.4 MPa,主要出现在拱顶和拱腰部位,出现了局部的受压破坏,为保证隧洞安全,需在拱顶和拱腰部位进行加强支护。

三轴应力条件下粉砂质泥岩分级松弛特性

为研究软岩的应力松弛特性,采用分级荷载的方式对粉砂质泥岩进行三轴条件下的松弛试验。通过对不同围压条件下泥质粉砂松弛特性的分析,发现Burgers模型能够很好的反映出泥质粉砂岩不同应力条件下的松弛特性。研究应力松弛度随各级荷载初始应力水平的演化规律,结果表明:发现各级荷载初始应力较低时,应力松弛度随着各级荷载初始应力的升高而指数型降低;各级荷载初始应力较高时,部分岩样的应力松弛度呈现出略微升高的趋势。

N-J水电站岩爆区应力释放孔预裂控制的爆破分析

为了对N-J水电站引水隧洞岩爆区进行卸压分析,对施工区的SS-1砂岩进行岩爆倾向性试验,采用弹性能量指数作为岩爆倾向判断指标,试验结果表明施工区具有强烈的岩爆倾向,说明了进行钻孔卸压的必要性。运用扩展有限元方法对钻孔预裂爆破进行数值模拟,模拟不同抗拉强度的岩体(4、6、8、10 MPa)在不同钻孔间距(0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 m)的孔内预裂爆破情况,分析了爆破过程的能量耗散率、裂缝贯穿最小冲击力等。数值分析结果表明:预裂爆破能量耗散率随卸压孔间距的增加而增大,基本呈指数型增长趋势;岩爆区的计算冲击应力小于岩石极限动态抗拉强度时,爆破不会使钻孔壁产生压碎破坏;在施工现场应对钻孔间距进行合理布局,以保证良好的卸压效果。

巴基斯坦N-J水电站引水隧洞地应力估算

巴基斯坦N-J水电站TBM隧道所处区域构造复杂,埋深大,隧道开挖过程中岩爆频繁。现场地应力是影响岩爆等级和范围的重要因素。依据钻孔饼化岩芯的断面形态和岩饼厚度,对现场地应力方向和量值进行了估算。结果表明岩芯钻孔轴线方向近似平行于其中一个主应力方位;假设岩体自重应力为其中一个主应力,则TBM隧洞轴线方向为第三个主应力方位。对应于水平侧压力系数0.8-1.5,最大主应力量值在80MPa-110MPa。开挖拱顶和拱底部位有强岩爆倾向,需要做好防护措施。