严寒地区大型倒虹吸工程管道应力及水力安全控制

新疆北疆供水工程跨越吉拉沟大洼槽的三个泉倒虹吸,跨度11 km,内径2.8 m,工作水头160m,是国内外同类工程中综合难度较高的大型倒虹吸工程,在结构强度、材料工艺、安装敷设、工程质量方面都有极高的要求,特别是高水头管道运行、充水、放空、水锤防护等各种工况下的水力安全控制问题,高温差与严寒条件下管道的应力应变问题尤为突出。对该工程设计、科研、施工及运行管理方面的经验进行介绍,对其在新技术、新材料、新工艺等方面取得的理论研究和技术创新成果进行总结,研究认为:工程总体布置合理,工程运行后监测资料及工程安全评价表明各项性状指标良好,通过模型试验研究确定的闸门开度、关闭速率、充水排气、放空排水等水力安全控制关键技术科学合理,为严寒地区大型倒虹吸工程的技术发展提供借鉴。

大型倒虹吸工程水头损失及水力计算

针对三个泉倒虹吸实际过流能力富余、小洼槽倒虹吸实际过流能力不足的问题,基于工程特点及水力设计习惯,借鉴当量糙度的取值方法,分析了不同流量下三个泉与小洼槽倒虹吸的沿程水头损失,并与实测值对比。结果表明:对于三个泉倒虹吸的PCCP管和钢管,用柯尔布鲁克公式计算所得的水头损失与实测值更接近,明显小于水力设计时采用谢才公式所得值;对于小洼槽倒虹吸的玻璃钢管,用柯尔布鲁克公式计算所得的水头损失与实测值也更接近,但明显大于水力设计时采用谢才公式所得值。在此基础上,利用计算获得的沿程水头损失反算得出糙率n值和当量糙度Δ值,发现实际过流能力出现偏差的主要原因是水力设计时采用的谢才公式不适用于大口径倒虹吸管道内的流态。

严寒地区不同材质大型倒虹吸管道应力分析及运行安全性评价

三个泉和小洼槽倒虹吸是北疆供水工程中的重要建筑物,具有管线长、流量大、水头高的特点,本文以工程运行十余年来的安全监测数据为基础,分别分析了两条倒虹吸管道的应力与变形情况。三个泉倒虹吸钢管历年实测最大环向应力128MPa,通过荷载计算的应力与实测应力接近,都已趋于稳定;根据应力应变监测值,计算小洼槽倒虹吸玻璃钢管道最大环向应力14.25MPa,管壁受力是安全的,并趋于稳定。根据三个泉倒虹吸管道其他监测量分析,伸缩节累计最大变形量89mm,伸缩节实测最大角变位4.8°,管道接头最大变形31mm,最大径向变形率1%,都小于设计允许值。小洼槽倒虹吸管道整体径向变形和接头变形已稳定。历年监测成果综合分析表明,三个泉和小洼槽倒虹吸管道运行状态正常。

大型倒虹吸管道综合糙率计算研究

基于新疆北疆某供水工程倒虹吸2006~2013年实测数据,对该倒虹吸进出口水位进行管材糙率反演,用统计分析法并对结果进行加权平均后,最终得出该PCCP管道的综合糙率值0.0115,钢管道的综合糙率值0.0105,该糙率值可为高压力、大直径玻璃钢管道在大型倒虹吸工程的水力学计算中糙率的取值提供依据。

严寒地区大型倒虹吸玻璃钢管道糙率计算研究

本文基于新疆北疆供水工程某倒虹吸2006―2013年实测数据对该倒虹吸进出口水位进行管材糙率反演,用统计分析法并对结果进行加权平均后最终得出该玻璃钢管道的综合糙率值为0.010 9。该糙率值可为高压力、大直径玻璃钢管道在大型倒虹吸工程的水力学计算中糙率的取值提供依据,为国内外类似工程提供参考,为严寒地区大型倒虹吸工程的技术发展提供借鉴。

BIM技术在大型倒虹吸工程施工中的应用研究

笔者研究建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)技术在大型倒虹吸工程中的应用,利用BIM技术,创建观音山特大倒虹吸三维信息模型,实现倒虹吸模型的参数化设计,提高了倒虹吸工程在Revit中的构建效率。优化倒虹吸工程施工方案以及场地管理,使施工方案与场地规划更加合理。利用物联网智能传感器技术,实现了倒虹吸工程施工的智能化协同管控,提高了施工管理智慧化水平。

严寒地区大型玻璃钢管道倒虹吸工程关键技术

新疆北疆供水工程倒虹吸作为国内最大口径的玻璃钢管道,技术问题非常突出,管道对原材料、铺层结构、生产工艺、现场管沟填筑等方面都有极高的要求。对国内外已建部分倒虹吸工程进行了介绍,对严寒地区大型玻璃钢管道主要设计参数确定、铺层设计、性能检测、生产工艺、现场试验、全过程质量控制等关键技术进行了研究。严寒地区口径DN3700玻璃钢管道上覆土层2.5 m,管道刚度为8 000 N/m^2,接头刚度≥25 000 N/m^2,管道最大允许长期垂直挠曲变形为3%较合适。

大型钢管倒虹吸BIM建模方法研究及应用

大型钢管倒虹吸不同于工民建,其结构更为不规则,依此特点本文探究了大型钢管倒虹吸的通用参数化建模方法,以及水工项目建筑信息化模型的具体应用,包含了施工模拟、三维可视化交底、成本控制等方面。

南水北调工程李阳河渠道混凝土施工技术

通过工程施工的实践经验,对李阳河这种大型渠道倒洪吸的管身混凝土施工,从模板的配置与安装、钢筋制安、混凝土浇筑及养护等整个施工过程进行了总结。