安徽省石台抽水蓄能电站高压隧洞衬砌型式分析与评价

为了准确选定安徽省石台抽水蓄能电站高压隧洞的衬砌型式,通过分析场区的工程地质条件,结合现场试验以及三维应力场回归分析结果,采用“三大准则”与外水压力对高压隧洞进行评价。结果表明:石台高压隧洞满足挪威准则与最小主应力准则,但围岩初始劈裂压力在引水隧洞上竖井下弯段以下局部洞段小于洞内静水压力,存在渗透变形破坏风险。提出在上竖井下弯段首部以下洞段采用钢板衬砌的地质建议。研究结果对确保引水隧洞围岩渗透稳定的前提下优化工程投资具有参考价值。

高压引水隧洞衬砌的透水设计研究

国内大都采用荷载结构法及限裂设计的方法对水工高压隧洞的衬砌进行不透水设计。而实践证明,不透水设计并不适合于高压引水隧洞,它将导致过高的配筋量。目前,国内水工高压隧洞结构透水设计尚无适用的规范可循,因此,有必要寻求一种合理、安全的透水设计方法。针对水工高压隧洞,基于体力理论,提出一种对衬砌结构进行透水设计的有限元计算方法,并将其应用于某水电站工程。该方法可模拟隧洞的施工过程和运营检修工况,考虑渗流场和应力场的直接耦合作用,根据内力值计算衬砌裂缝的开展宽度以及相应的配筋量等。通过对比分析,说明在衬砌透水设计中隧洞满水状态为对其进行配筋的控制工况,且结果更符合工程实际,并能大大节省配筋量。

高压引水隧洞混凝土衬砌开裂分析

为研究高压引水隧洞混凝土衬砌开裂问题,根据引水隧洞渗流场和应力场间的耦合作用,将隧洞衬砌作为透水介质;考虑渗透系数与体积应变的关系,建立渗透系数的动态演化模型;根据单裂缝宽度与等效渗透系数的关系确定裂缝开裂位置和裂纹宽度.将该方法应用于某二级水电站高压引水隧洞衬砌开裂分析,结果表明该方法能较好地判断裂缝分布和宽度.

透水衬砌设计理论在惠蓄高压隧洞设计中的应用

应用透水衬砌设计理论,对惠州抽水蓄能电站高压隧洞进行数值计算分析。根据高压隧洞实际施工及运行过程,分别依次计算了隧洞开挖、衬砌灌浆和充水运行等工况。为模拟高压隧洞的充水过程,计算了不同内水头时的隧洞内压工况。为反映不同参数对高压隧洞结构的影响,对围岩弹性模量、渗透系数、灌浆圈围岩弹性模量、灌浆圈围岩渗透系数等参数进行了敏感性分析。

高压钢筋混凝土隧洞透水衬砌设计理论的进一步研究

在高压钢筋混凝土隧洞透水衬砌设计理论在广蓄成功应用实践的基础上，结合近年来水电工程数值计算的成果，提出了一套较完整的透水衬砌设计理论的数值计算方法。根据钢筋混凝土衬砌的开裂渗透特性建立了钢筋混凝土衬砌的应变～裂缝宽度～渗透系数的关系方程，将内水压力以体力的形式作用于隧洞衬砌和围岩，并结合结构三维弹塑性损伤有限分析，建立了高压隧洞内水外渗渗流场与应力场的耦合数值分析的计算模型，用于模拟高压钢筋混凝土隧洞透水衬砌的运行机理，进行透水衬砌理论设计。

透水理论在新疆某高压隧洞混凝土衬砌结构设计中的应用

鉴于在高水头作用下,采用面力理论设计高压混凝土衬砌结构时存在衬砌厚度过大、含筋率超标严重的问题,以体积力的形式将内水压力施加于混凝土衬砌和围岩,通过建立透水衬砌理论数值计算模型,分析混凝土衬砌的应力应变关系,并按照规范进行限裂配筋。将该方法应用于新疆某水电站发电洞衬砌设计中,并与面力理论的计算结果进行对比,发现采用透水衬砌理论设计高压隧洞的混凝土的配筋量明显减小,降低了工程投入成本。

巴贡水电站引水隧洞竖井群混凝土衬砌施工技术

巴贡电站引水隧洞竖井混凝土采用自升式液压滑模施工,提高了工程质量,缩短了工期,减少了人力、物力、的消耗。介绍了液压滑模的设计、制作及竖井施工方法。

考虑主筋约束作用的高压水工隧洞衬砌裂缝开度研究

针对高压水工隧洞衬砌裂缝开度的研究,基于钢筋混凝土有限差分方法,引入Cable结构单元,对衬砌开裂后混凝土—钢筋的联合承载特性进行分析,结果显示,裂缝开裂位置与衬砌力学状态有关。通过探讨运行期高内水压力工况下主筋对衬砌裂缝的约束效果,分析了环向配筋率、钢筋位置、隧洞半径和围岩类别对衬砌裂缝开度的影响,并通过逐步回归分析提出高压水工隧洞衬砌的限裂设计优化方法。结果表明:衬砌最大裂缝开度与环向配筋率、围岩变形模量呈反比,选择适中的钢筋位置可以实现对衬砌的最佳约束;在衬砌限裂的优化设计过程中,建议优先采取固结灌浆等工程措施,改善围岩力学性能,其次提高衬砌环向配筋率以减小最大裂缝开度,将调整钢筋位置和隧洞半径作为衬砌限裂的辅助方法。本文研究成果为高压水工隧洞衬砌限裂设计配筋计算和裂缝预测提供重要参考。

高压水工隧洞BFRP网格增强钢筋混凝土衬砌试验研究

为探究玄武岩纤维增强树脂复合材料网格(简称BFRP网格)对高压水工隧洞钢筋混凝土衬砌结构裂缝控制能力及承载能力的增强作用,进行了高压水工隧洞钢筋混凝土衬砌结构模型对比试验,试验采用真实高压水加载。通过对隧洞模型内壁环向变形监测,以及通过声发射系统对模型在加载全过程中的声发射信息监测,对比分析了BFRP网格对裂缝产生及扩展的影响。研究结果显示,与常规混凝土衬砌结构模型相比较,BFRP网格增强钢筋混凝土衬砌结构模型的极限承载力提高21%、宏观裂缝最大开度减少了68%、宏观裂缝空间分布更为分散;开裂前内壁环向拉应变增大了81%,开裂时的声发射绝对能量占加载过程中声发射总累积绝对能量的33.78%(前者为99.38%),主要破坏模式表现为韧性破坏。可见,BFRP网格可显著提高高压水工隧洞钢筋混凝土衬砌结构的裂缝控制能力和承载能力。

盾构高压输水隧洞新型半埋式钢管复合衬砌结构研究

目前高内水压力的输水盾构隧洞基本是采用分离式双层衬砌结构,是当前最安全的结构模式,但不一定是最合理的。该文提出了一套盾构输水隧洞新型半埋式钢管复合衬砌结构,该种衬砌结构为:盾构管片外衬、钢管内衬、内外衬间不全部填充自密实混凝土及软垫层设置于内衬钢管外表面。基于新型半埋式钢管复合衬砌结构,利用ABAQUS有限元分析软件,分析了不同自密实混凝土填充程度,不同软垫位置等条件下,钢管内衬应力,填充自密实混凝土应力及外衬盾构管片的变形。根据计算结果,新型半埋式钢管复合衬砌结构,可以有效控制盾构外衬的变形及自密实混凝土的应力。同时,半埋式钢管复合衬砌受力明确,且有利于隧洞排水,可为高压输水隧洞结构设计提供参考。

小天都电站隧洞无衬砌高压固结灌浆试验研究

在西部水电开发过程中出现较多低闸高水头引水式电站,引水隧洞、调压室、水幕室围岩须承受较高的运行水头压力,因此对围岩的防渗和强度都有很高的要求。由于工期要求及有的岩体不需衬砌,因此往往要进行无衬砌高压固结灌浆。为确定适宜的固结灌浆工艺及方法,提供有关孔距、深度、灌浆压力等合理的技术经济指标。按照设计提供的参数结合现场地质条件进行了试验;并用同等灌浆压力的水进行破坏性检查,达到了试验目的。

灌浆预应力高压引水隧洞衬砌结构设计计算研究

到目前为止,水电站高压引水隧洞灌浆预应力抗裂设计还没有详细的计算方法。为此,结合某水电站引水隧洞设计,采用有限元法,比较了非正常工况下不同衬砌厚度时衬砌的变形和应力状态,得出衬砌厚度为40~50 cm时较为合理。

新概念在谢家沟电站高压引水隧洞衬砌结构设计中的应用

由于高压隧洞的常规设计概念在经济上存在不合理性,谢家沟电站高压引水隧洞衬砌结构设计引入了围岩承载的新概念,根据目前国内外水工高压隧洞衬砌结构设计常用的"挪威准则"、"最小地应力准则"和工程类比,谢家沟电站高压引水隧洞可考虑不衬砌,取得了良好的经济效益。谢家沟电站高压引水隧洞衬砌结构设计的概念和方法可供类似工程参考。

引水隧洞竖井垂直段衬砌混凝土施工标准

本文主要结合相关工程实例就引水隧洞竖井垂直段衬砌混凝土施工技术进行分析。

浅谈水利隧洞竖井衬砌滑模施工技术的应用研究

为了保证隧道施工结构的结构质量、感观质量、结构防护及施工安全,对隧道施工结构进行分析和优化设计。研究结果表明,该工程结构或施工方法明显优于传统的经济合理的施工组合方法,可有效地提高施工质量,保证施工安全。

高压透水衬砌隧洞的边界元与有限元分析

根据广州抽水蓄能电站一期工程的压力隧洞监测成果 ,采用边界元法与有限元法这两种不同的数值分析方法分析三维非均质各向异性的岩体渗流场 ,计算出渗透体积力。然后再分别用边界元及有限元法进行固体力学分析 ,计算出钢筋应力 ,从而推求出混凝土裂缝开展的宽度 ,以便进行限裂计算。此法已应用于广州抽水蓄能电站二期工程的高压隧洞设计 ,取得了减少隧洞配筋 10 0 0多t、节约投资 4 0 0万元人民币的经济效益。

云霄抽水蓄能电站高压隧洞衬砌形式选择及论证

抽水蓄能电站大多水头较高,输水管道长度较长,其高压隧洞采用不同的衬砌形式对工程安全和工程造价有着较大的影响,因此,隧洞衬砌形式的选择尤为重要。抽水蓄能电站高压隧洞常用的衬砌形式主要有钢筋混凝土衬砌和钢板衬砌2种。该文结合云霄抽水蓄能电站的水文地质条件,吸收已建工程的成功经验,通过技术经济比选,最终选定采用钢筋混凝土衬砌形式。

高压水工隧洞衬砌承载结构稳定性分析

高压水工隧洞一般应用于大型工程建设,其安全性至关重要,因此,文章利用有限元软件ABAQUS建立高压水工隧洞模型,研究运营期衬砌结构的稳定性。结论表明:钢衬可以承受18-34%比例的弹性荷载,大大降低了围岩与衬砌结构的承载压力;当衬砌结构受内部高压受损开裂时,腰拱处受损最大,并往腰拱两侧继续发展,导致严重开裂处的局部接触面发生拉伸断裂。围岩的塑性破坏区因水头的渗入而增大,特别是在腰拱衬砌严重断裂处,说明水的渗入会影响围岩的稳定性。衬砌中考虑黏结滑移时,有张力硬化作用,会减少裂缝宽度,提高裂隙间构件的刚度,使衬砌结构难以产生新的裂隙,增加结构稳定性。文章期望通过这些研究结果,可以完善高压水工隧洞衬砌结构稳定性的研究,为其他隧洞的施工设计提供参考。

广东阳江抽水蓄能电站高压隧洞钢筋混凝土衬砌结构设计

采用透水衬砌理论对阳江抽水蓄能电站高压隧洞钢筋混凝土衬砌结构进行模拟计算,并应用于衬砌结构设计中,衬砌结构运用良好,可为其他类似工程提供参考。

高压长引水隧洞衬砌结构分析

水工引水隧洞在水利水电工程中应用广泛,采用不同的衬砌形式及配钢筋量对隧洞工程的投资与工期有着决定性的作用,进而影响到电站的经济效益与运行安全,在高水头、高埋深条件下尤为突出。基于国外某水电站工程引水隧洞设计展开研究,参照国内外相应设计规范,采用公式法、边值法、有限元法等不同方法对不同围岩类别条件下衬砌配筋进行了计算分析,给出不同计算方法下的计算及配筋结果并最终给出建议方案,在满足工程设计需要的同时,也为其他类似水工隧洞设计提供参考。