高雷诺数下倒虹吸闸墩绕流水力特性

为研究倒虹吸出口闸墩绕流特性,以南水北调某典型倒虹吸为例,基于Flow3D软件建立倒虹吸模型,根据现场原型实测水位、流速进行模型验证;利用该模型模拟了雷诺数6.17×10^(6)~9.38×10^(6)范围下闸墩绕流特性。结果表明,高雷诺数条件下,随着雷诺数的增加,闸墩绕流造成的液面波动幅度增加,中墩液面波动显著大于边墩;闸墩后的尾涡量持续增加,雷诺数对斯特劳哈尔数影响不大;边侧闸墩受力的非对称性明显,边墩闸室间特征流速偏流比存在先增大再减小的变化规律,偏流效应造成的离心距不断增加。本研究可针对性改善输水工程水流流态。

基于双向流固耦合的倒虹吸管道水击压力波与拱式桥架组合结构动力响应分析

在大跨度倒虹吸管道中有压闸阀关闭时通常伴随着水击现象,当水击发生时,流体与固体的耦合作用同时存在。为研究发生水击时,不同关阀时间下的压力波与考虑耦合作用时结构的动力响应情况,以大跨度倒虹吸管道与拱式桥架结构为研究对象,进行整体水力计算,基于流固耦合分析理论,将整体水力模型计算得到的水击压力波作为流体部分加载条件,在workbench平台上进行双向流固耦合分析求解桥架结构的位移、内力及应力动力响应结果。结果表明:不同关阀时间工况下,水击压力波曲线的变化趋势大致相同,结构各监测点的位移时程曲线同水击压力波曲线规律基本吻合;阀门匀速关闭时,增加闸阀的关闭时间可以作为降低倒虹吸管道水击压强的有效措施;水击力对桥架管道的影响最大,盖梁次之,拱圈最小,结构以发生顺桥向动力响应为主。

过活断层倒虹吸地面压力管结构型式比较研究

以往对过活断层倒虹吸地面压力管道研究,往往只单独研究钢衬钢筋混凝土管和明钢管两种结构型式,具体哪种管型更为合适尚无比较。采用有限元方法,通过建立地面钢衬钢筋混凝土管和明钢管两种管道有限元模型,对比分析了两种管道型式过活断层倒虹吸在断层蠕滑变形、黏滑变形以及地震作用下的位移和应力。研究结果表明:①钢衬钢筋混凝土管和明钢管管线中布置多个波纹管伸缩节后,均能较好适应断层蠕滑变形;②两种管道结构位于主断层范围的波纹管伸缩节在断层黏滑变形作用下变形均在100 mm以上,设计难度大;③地震作用下,在主断层范围内的钢衬钢筋混凝土管虽然位移大,但地震引起的应力较小,而明钢管在固定支座处的受力情况明显恶化;④综合多种工况的计算结果,钢衬钢筋混凝土管的受力情况比明钢管更优秀,但明钢管具备运行期检修复位的条件,两种管道方案各有优劣,应根据工程具体需求合理选择管道结构型式。

浅谈定向钻在倒虹吸非开挖施工中的应用

定向钻是一种常见的地下管道施工方式之一,在水利工程管道施工中采用定向钻非开挖施工技术代替了传统的土方开挖施工技术。其主要用于穿越道路、河流、建筑物等PE材质的供水管道施工。通过对倒虹吸的结构设计及地质情况进行分析,探讨了定向钻在倒虹吸大管径钢管材质黄土陡坡施工中的应用,并对其优缺点进行了分析。结果表明,定向钻在倒虹吸应用中可以提高施工效率和缩短施工工期,减少开挖带来的征地费用投资,同时还能够降低倒虹吸施工成本和避免原地貌植被破坏的效果。

浅析引洮工程倒虹吸管道管槽施工技术要点

管槽施工是倒虹吸工程中的基础,其施工质量影响整个工程质量。在施工过程中,既需保证其安全、稳定、高效,还需要综合考虑环保、排水等因素。结合引洮供水二期工程施工第63标段实际案例,根据其工程所包括的4座倒虹吸的各自地形和地质条件等因素,综合考虑倒虹吸管槽的开挖和基础处理施工工艺。结论是:在管槽施工过程中,应根据地形地貌、所在地的水文特征、地质情况、工程占地等施工条件,合理规划管槽开挖方案,重点做好原土翻夯和水泥土垫层施工,确保管槽基础处理质量。

钢板桩围堰在小清河倒虹吸施工中的应用

小清河复航工程中倒虹吸原设计采用土围堰导流施工方案,开挖土方工程量较大,需要占用大量的土地资源,征地较为困难,施工周期长,汛期前完成航道下穿施工难。为解决这些问题,以胡楼干渠倒虹吸施工为案例,以节约土地、保证河道过水断面为原则,采用筑岛土围堰(作为施工平台)+钢板桩和钢管支撑组合围堰施工工艺,并采取井点降水进行土方开挖,经过验算确定了钢板桩等使用尺寸,并最终顺利完成施工。结果表明:下穿倒虹吸采用钢板桩围堰施工,避免了大量土方的开挖,解决了因导流征地困难问题,重要的是将土围堰施工易冲刷安全风险降至最低,确保了施工的安全性,极大地缩短了工期。经验算,设计的钢板桩围堰基坑整体稳定性、基坑抗倾覆、嵌固深度,钢板桩强度、刚度满足要求。

宾川大型灌区现代化改造中地质问题渠段倒虹吸改造方案优化设计

宾川大型灌区经过多年的建设和发展,卡脖子节点工程改造的难点和痛点日益增加,修修补补已不能满足现代化灌区发展的需求,需要从思想上转变从而选择合适的改造方案方能达到一劳永逸的效果。针对宾海大沟骨干输水渠道地质问题渠段,对原渠线渠道改造和改线新建倒虹吸两种方案从多方面进行综合比较分析,并结合工程的地质条件,对倒虹吸进行优化设计,提供现代化改造卡脖子工程最适合的改造方案,可为类似工程提供借鉴。

穿越活断层倒虹吸结构变形影响敏感性研究

为研究断层及断层影响带参数对地基变形和倒虹吸结构的影响,以滇中引水工程曲江倒虹吸段为依托,采用FLAC3D软件建立考虑地形变化的二维模型,进行断层及断层影响带参数的正交试验研究。结果表明:逆冲错动模式下,断层对倒虹吸结构地基地表变形的影响大于断层影响带;走滑错动模式下,断层对地基地表变形的影响小于断层影响带;组合错动模式下,断层影响带对地基地表变形的影响大于断层。断层天然容重、泊松比、弹性模量,以及断层影响带内摩擦角、泊松比、弹性模量对倒虹吸钢管变形的影响较大。逆冲错动模式下,随以上参数的变化,钢管最大位移可达0.428 m。走滑错动模式下,钢管最大位移可达1.053 m。组合错动模式下,钢管最大位移可达1.085 m。在地表倒虹吸结构设计过程中,需要根据不同错动模式,对影响倒虹吸钢管变形较大的参数进行取值。

某大型渠道工程穿河倒虹吸布置设计

以某大型渠道工程穿河倒虹吸为例,针对渠道流量大、所穿河流宽的特点,从河渠交叉建筑物型式选择、正交和斜交方案比选、倒虹吸长度等方面,论述了穿河倒虹吸的总体布置原则。从倒虹吸管顶埋深比选、倒虹吸管型式比选、倒虹吸管孔数比选等方面,阐述了穿河倒虹吸管身的布置设计,为类似工程布置设计提供参考。

复杂地质条件下浅表箱型倒虹吸动力响应分析

倒虹吸结构作为调水工程中重要的地下水工建筑物极易受地震作用及地质条件影响,且埋深较浅的倒虹吸结构更易因土层震动影响结构稳定性。将选取某工程倒虹吸结构为研究对象,利用Newmark时程分析法进行三维有限元动力响应分析,研究中软土地质类型下该倒虹吸的地震响应规律。研究结果表明:加速度响应峰值相比输入最大加速度值放大约1.4倍,但沿倒虹吸截面高度变化不大;水平段各特征点的x向位移均大于进口渐变段,在两管段的接口连接处易发生错动破坏,最大沉降为13.6 mm,在安全范围内;Ⅶ度地震下,最大第三主应力为3.23 MPa,小于C20混凝土的抗压强度标准值,倒虹吸结构的最大第一主应力为1.48 MPa,已与抗拉强度值相当,易产生损伤。Ⅶ度地震下的倒虹吸整体结构处于安全状态。

倒虹吸拱式桥梁结构流固耦合模态分析

【目的】由于倒虹吸桥架有压管道内水体水力条件复杂,管内压力波动变化引起的水体振荡会使结构也随之振动。本文通过有限元建模,研究了此类振动现象产生的原因以及对桥架结构的影响。【方法】以昆明市滇中引水工程中的小鱼坝倒虹吸桥梁为例,建立有限元模型,并使用附加质量法和声固耦合法对流固耦合模态进行分析计算。【结果】将两种计算方法的结果进行对比发现,两种方法在低阶振型时动力特性几乎一致;第四阶模态之后,两种方法计算的频率均保持着10%以上的误差,附加质量法的频率一直大于声固耦合法的频率。基于声学的流固耦合求解方法精度较高,同时附加质量法也能满足工程计算需要。【结论】本文的研究结果为水击作用和地震作用下的流固耦合动力响应提供了一定的理论依据和实践价值。

浅谈管道安装在倒虹吸中的应用

倒虹吸是一种常见的水利工程设施,其主要用于城市供水管道中。通过对倒虹吸的结构原理进行分析,探讨了管道安装在倒虹吸中的应用,并对其优缺点进行了分析。结果表明,管道安装在倒虹吸中可以提高管道的使用寿命和稳定性,减少管道的维护成本和维修时间,同时还能够提高倒虹吸的工作效率和供水质量。

倒虹吸水力特性研究进展

倒虹吸是一种工程量小、施工方便、造价成本低的交叉输水建筑物,在我国输水工程中有广泛的应用。通过查阅国内外倒虹吸水力特性研究资料,介绍了倒虹吸的基本构造和布置形式,同时分析了倒虹吸水力特性的研究意义,并根据倒虹吸水力特性的不同研究方法对国内外学者的研究成果展开了分析。大量研究表明:倒虹吸的基本水流流态和水头损失的计算方法在大型倒虹吸研究中存在部分局限性,复杂条件下倒虹吸的水力特性仍需要深入研究;现有研究中大流量倒虹吸水力特性成果十分有限,未来该方面的研究将会是重点;目前多研究方法互相验证是研究倒虹吸复杂条件下水力特性的主要手段之一;已建成倒虹吸的维护与修缮技术也需要关注。在满足工程实况需求与学科发展需要的前提下,可以认为未来倒虹吸的研究将主要集中于复杂条件下大流量倒虹吸研究和倒虹吸与计算机多学科交叉研究,以期为后续倒虹吸水力特性的研究提供一定的借鉴。

南水北调中线槐河(一)倒虹吸工程地质条件分析

按初步设计阶段的勘察精度对槐河(一)倒虹吸进行了勘察,根据勘察资料,对建筑物区的水文地质工程地质条件及存在工程地质问题进行分析、总结及评价,给设计人员提供可靠的岩土体物理力学参数及地基处理措施建议。

水利引水工程倒虹吸施工技术探讨

在水利引水工程建设中,施工技术的选择至关重要,对工程总体施工质量和安全有着深远的影响,因此需要契合工程概况和区域条件灵活选择最佳的施工技术。倒虹吸施工技术在水利引水工程中应用,可以精简施工流程,且操作便捷,降低施工强度和材料耗量,并且可以大幅度提升工程项目经济效益和社会效益。因此,文章主要分析了倒虹吸施工技术在水利引水工程的实际应用情况,在把握技术要点的基础上,灵活有效地应用到实处,以期打造质量和效益并重的水利引水工程。

倒虹吸施工期温控防裂问题探讨

为探索倒虹吸水工建筑物大体积混凝土温度应力变化趋势及温控防裂措施的有效性,以上饶市城市防洪三江导托渠改扩建渠道穿渠倒虹吸工程为例,以双孔单联直管段为计算模型,并确定出倒虹吸结构模型特征位置,拟定出两种工况,分别对混凝土入仓温度、表面保温措施、浇筑季节等因素影响混凝土内部应力分布问题展开模拟分析。结果表明,大体积水工混凝土浇筑后硬化期间会释放大量水化热,内部温升加速,并在表面引起拉应力;分析温度应力、温控防裂措施是保证倒虹吸水工结构物施工安全及质量控制效果的关键。

西赵河倒虹吸工程的变形影响分析

南水北调中线工程是优化我国水资源时空配置,解决北方水资源严重短缺问题而建设的大型基础设施项目,工程等别高,天然气管道等危险性工程在施工穿越及运行时风险程度高,需要做专门的变形影响分析,以保证水源工程的运行安全。运用模型进行数值模拟计算,分析管道施工期、通气运行期两种工况下管道工程对倒虹吸结构的影响,通过倒虹吸结构整体变形、变形缝差异变形的定量计算,得出X向、Y向、Z向的沉降值,分析对倒虹吸结构的附加变形及运行期造成的影响,论证管道穿越方案的可行性及需要采取的措施。

倒虹吸工程钢管制作安装施工技术分析

倒虹吸工程所用的钢管是通过焊接钢板得到的,具有强度大、糙率小、不透水性好、水头损失小等优势。但是倒虹吸钢管也有很多的缺点,例如刚度小、耐久性差、防锈费用高,并且,倒虹吸钢管对制造技术的要求特别高。基于此,为了保证倒虹吸工程中钢管的良好使用,文章以某倒虹吸工程为例,对倒虹吸工程中钢管的制作和安装施工技术进行了分析。

预应力张拉对倒虹吸结构应力场分布的影响

为展开预应力张拉施工次序和施工过程对水利工程倒虹吸结构应力场影响情况的分析,以新疆伊犁河拦河引水枢纽及北岸干渠工程倒虹吸构筑物为例,应用有限元分析技术对倒虹吸结构混凝土浇筑施工及预应力筋张拉过程中位移响应及应力场分布情况展开模拟分析。结果表明,预应力张拉次序对结构混凝土拉应力影响较大,且影响范围几乎涵盖所有墙-板连接节点,存在较大的结构开裂及破坏的可能性,必须在设计组织及施工过程中予以重视;同时在张拉施工时采取“中墙→边墙→顶板→底板”的预应力张拉施工方案,避免施工期间拉应力过大现象的出现,保证倒虹吸结构的稳定性与安全性。

新增倒虹吸工程深基坑边坡支护方案研究

针对新增倒虹吸工程深基坑边坡支护方案进行研究,以实际工程案例为抓手,在科学分析的基础上提出相关人员在遵循主要技术规范和相关文件的同时,应提高边坡支护方案的适用性,从源头上减少质量和安全隐患,同时加强施工过程组织管理,提高技术应用水平,针对可能出现的不确定性因素,做好应急处理预案。