复杂地质条件下超深竖井的渗控措施及效果分析

富水区复杂地质条件下超深竖井工程施工期安全风险大,合理的渗控措施对保障超深竖井基坑施工期安全至关重要。以深圳市罗田水库—铁岗水库隧道工程超深竖井为例,通过构建超深竖井基坑三维渗流有限元模型,揭示了基坑开挖过程中断层破碎带和地连墙完整性等因素对渗流场的影响规律,并评估了竖井渗漏量及其渗透稳定性等。结果表明:①如不设地连墙,竖井开挖到底时渗流量高达4018m^(3)/d,且对周边区域地下水有明显影响,影响范围大于100 m。②设置高喷式地连墙的渗控效果显著,分步开挖过程中覆盖层没有渗透稳定问题,浇筑底板后渗漏量可降至10m^(3)/d以下,同时地连墙也起到隔离区域地下水的作用,竖井周边未形成降水漏斗,地下水位基本没有变化。③若地连墙完整性出现问题其渗透系数增大一个量级时,相应的渗漏量可能增大2倍以上。④断层性态对竖井渗漏量也有一定影响,断层充填物渗透系数由10^(-4) cm/s增大至10^(-3)~10^(-2) cm/s,渗漏量将增大12~80倍。对于超深竖井,特别是在地质情况复杂、有断层通过的部位,应高度重视竖井地连墙施工质量,保证墙体接头部位的防渗效果,以满足竖井渗流安全要求。研究成果可为超深竖井基坑渗控设计和施工提供依据。

超深竖井90°上弯段混凝土衬砌施工技术

抽水蓄能电站相比常规水电站,表现最为突出的就是其超高的水头作用,往往都利用超深竖井、超长斜井等结构布置来实现。竖井大多设置为90°弯管,上弯段混凝土施工面临着穹顶的技术性超挖、悬空脚手架等施工难题,常规的满堂脚手架+散装模板法,施工效率低且安全风险高,技术性超挖区的回填混凝土体量大,施工工期长,混凝土表面质量难以保证。文章针对90°上弯段的浇筑工艺、模板支撑体系等进行了详细阐述,以期对类似工程提供参考。

超深竖井爆破掘进围岩损伤规律数值模拟研究

为了分析爆破荷载作用下超深竖井围岩损伤演化规律,基于三山岛金矿西岭副井爆破施工实践,采用数值模拟的方法,基于ANSYS/LS-DYNA重启动技术,根据爆破设计方案,利用等效爆炸荷载方法,分别对四种地应力(15 MPa、30 MPa、45 MPa和60 MPa)和四种侧压系数(1.0、1.25、1.5和2.0)条件下超深竖井爆破掘进围岩损伤进行数值计算;分析竖井围岩损伤效应,研究地应力与侧压系数对竖井围岩损伤范围的影响。数值计算结果表明:随着地应力的增大,损伤区域受到明显抑制作用,地应力从15 MPa增加到60 MPa,损伤区域的半径从5.75 m减小到3.4 m;随着侧压系数的增大,爆破损伤区域体现出各向异性,损伤区域向较大地应力方向集中。研究成果为控制竖井围岩爆破损伤提供理论基础。

膨胀性软破岩层深竖井施工分级支护研究

境外某铜金矿千米深竖井在通过膨胀性软破岩层(泥灰岩)时,围岩遇水膨胀压力极大,先后出现两次井壁垮塌和开裂的情况,对施工进度及施工人员安全产生极大影响。为解决该问题,查找相关文献资料及国内外类似施工案例,对通过膨胀性软破岩层的井壁破裂机理进行分析,针对性地制定井壁破裂修复方案;在此基础上,进一步调查施工地点的工程地质和水文地质情况,通过分析与总结,提出深竖井不良岩层的施工及分级支护方案,对其所穿过的膨胀性软破岩层的围岩制定分级表,根据不同岩体等级分别提出相应的施工及具体支护方案。通过对两次破裂处井壁的修复,较长时间内未出现裂缝及漏水现象,修复效果良好,达到预期;此外,竖井井筒后续施工中在采用分级支护方案后,井筒顺利通过厚度超过500 m的不良岩层,且在工期、质量、安全三个方面都取得良好效果,保障该深竖井工程的施工质量与施工安全。该工程为膨胀性软破岩层中的深竖井掘进施工积累了宝贵经验,对类似工程具有一定的借鉴意义。

圆形超深竖井基坑逆作法施工全过程内外衬协同作用分析

依托上海某超深竖井基坑工程,对超深地下连续墙施工、开挖、内衬逆作等各施工阶段内外衬及地层变形规律进行理论与实测分析,得到主要结论如下:内外衬协同作用显著,随挖深增加,内外衬变形同步增长,而内力呈此消彼长的变化规律;圆形竖井结构的内外衬内力分担比与内外衬墙厚比接近,但与二者的刚度比相差较大,二者弯矩平均分担比趋向40%和60%;内衬对变形的约束作用随开挖深度而增强,其及时施作对超深竖井的变形控制具有关键影响。研究结果可为软土地区圆形超深竖井结构的设计与施工提供参考。

蓄能电站两级超深竖井施工技术研究

蓄能电站两级超深竖井施工技术研究,涉及复杂地质条件下的高效、安全施工关键技术。研究聚焦于开挖方法优化、安全支护体系构建、导孔精准控制以及安全保障措施的完善。以阳江抽水蓄能电站为例,通过采用先进的钻爆技术和支护材料,实现了竖井的快速开挖与稳定支护。同时,利用定向随钻纠偏测斜技术,确保了导孔的精准施工,优化竖井扩挖施工工艺流程。本研究为蓄能电站超深竖井施工提供了技术支持与安全保障,推动了工程建设的顺利进行。

超深圆形竖井主体结构侧墙双环桁架自撑模板支架体系设计及施工技术

针对重庆轨道交通27号线沙坪坝站—石桥铺站区间工程中区间风井主体结构的施工工艺进行了设计与研究。区间风井负2~负6层范围为直径20 m的圆形竖井,侧墙厚度为1 m,经研究计算,采用了一种新设计的双环桁架自撑模板支架体系进行施工。采取该模板支架体系后,整体施工效率有明显提高,并且圆形竖井侧墙结构成型质量控制较好。

高水头条件下超深竖井渗透特性及防渗技术研究

富水地区超深竖井防渗是地连墙施工中的一个技术难题。公明检修排水竖井位于富水地区,采用“圆形地连墙+钢筋混凝土内衬墙”的支护形式,圆形地连墙成槽深度80m,竖井直径34.9m,开挖深度77m,开挖深度内强透水性砂层厚度大、基岩裂隙发育,开挖施工过程中存在涌水、涌砂及井壁坍塌等问题。基于以上问题,文章详细分析了圆形地连墙槽段渗透特性,认为圆形地连墙两槽段间接缝是渗漏的主要部位,同时第四系砂性土与基岩中裂隙为主要的导水通道,需对地连墙全段进行防渗处理。根据地连墙渗透特性提出了一套“高压旋喷桩帷幕墙防渗、泥浆循环系统防渗、地连墙接缝注浆及墙趾帷幕墙防渗、内衬接缝注浆及地连墙-内衬接触面注浆竖井防渗”处理系统,保证了公明检修排水竖井的安全施工,同时也为类似工程的防渗设计提供了参考。

软硬交替地层超深竖井受力特性及合理分层开挖厚度探讨

某检修排水井尺寸规模大,开挖深度深,所处地层条件复杂,具软硬交替特征。为确保竖井深基坑开挖稳定性,提高施工效率,利用三维数值模拟软件FLAC3D对该超深竖井基坑开挖施工全过程进行仿真模拟,分析5种不同分层开挖厚度情况下超深竖井结构受力和变形特性。研究表明:1)地连墙的最大环向应力和最大水平位移均随分层开挖厚度的增加而增加,在软岩地层范围内出现应力和变形突增,在硬岩地层范围内出现应力和变形骤减;2)以无内衬开挖下地连墙最大环向应力和最大水平位移为参考标准,单层开挖厚度范围为3~4 m对地连墙位移具有很好的约束效果,建议实际工程中土层开挖及软岩开挖时采用3 m分层厚度,硬岩部分地层开挖时采用4 m分层厚度。

正井法在水利工程超深竖井施工中的应用

随着水利工程隧洞总里程的增长,高埋深隧洞也逐渐增多,施工竖井已成为特长高埋深隧洞缩短工期、降低工程成本的首选方案。正井法主要应用于特长高埋深隧洞竖井的施工,具有施工工程量小、成本低等特点。本文旨在基于新疆喀双输水隧洞工程竖井建设实例,对正井法的应用进行探讨和总结,以期对其他水利工程中大断面超深竖井的施工提供有益的借鉴和参考。

软硬交替地层超深竖井围护结构受力和变形特性

研究区地层条件以“硬岩”(泥质粉砂岩、岩屑砂岩)与“软岩”(泥岩)互层为特征,形成了明显的软硬交替地层,使竖井的受力与变形尤为复杂。采用Flac3D数值模拟方法对竖井开挖施工全过程进行研究,详细分析了施工过程中圆形地连墙和内衬的受力及变形特性,结果表明:1)在基坑开挖过程中,当开挖深度高于或处于“硬岩”时,地连墙在该软硬分界面位置处产生反弯点,向坑外发生弯曲变形,而当坑内“硬岩”被挖除后,整体向坑内产生水平位移。2)地连墙的环向应力和水平位移变形规律为“E”型,地连墙的最大环向应力和水平位移总是集中在“软岩”深度范围内,而在“硬岩”深度范围内环向应力和水平位移最小;同时,地连墙的最大弯矩总是出现在软岩岩层交界面深度附近。3)内衬的环向应力和水平位移变形规律为“阶梯”型增长,但在“硬岩”深度处出现减小;内衬受坑内岩体隆起影响明显,最大弯矩总是出现在内衬底部,同时向坑外产生位移。

超深竖井封底混凝土浇筑温度效应研究

南京沉井式智能停车设施建设项目采用新型超深装配式竖井建造技术,依托该工程,采用理论分析及有限元计算方法,对超深竖井封底混凝土浇筑温度效应进行研究,探讨温度收缩对封底混凝土与竖井结构接触面的影响,并结合工程特点提出合理化的设计施工控制措施。结果表明:对于超深竖井结构,封底混凝土浇筑温度效应会引起水平收缩变形,进而影响封底混凝土与竖井结构接触面的咬合;采用理论计算封底混凝土浇筑因温度效应引起的水平收缩变形量与有限元计算所得结果基本一致,最大值相差约为8%;封底混凝土因温度效应引起的水平收缩变形会影响封底混凝土与竖井结构接触面的抗剪性能及防水性能,需采取控制措施。

基于不同本构模型的深竖井群施工对邻近隧道的影响

深竖井群作为一项高风险工程,其施工过程不可避免会引起周围地层变形,继而对周围建(构)筑物产生不良影响。因此,针对深竖井群施工对邻近铁路隧道的影响,依托某一待建竖井工程,建立深竖井群-周围地层-邻近铁路隧道的三维一体化数值模型,研究了基于不同本构模型的深竖井群施工作用下铁路隧道周围地层及隧道本身的位移变形规律。结果表明,随着施工的推进,周围地层和隧道表现为先隆起后沉降的规律,而水平变形则逐步增大;由于HSS/HS模型和MC模型在加卸载模量方面的差异,利用不同本构模型的计算结果不尽相同;竖井群施工对地层及隧道的影响排序为竖井Ⅰ>竖井Ⅱ>竖井Ⅲ(竖井Ⅳ);隧道变形最大值出现位置与地层变形最大值位置有所不同,其原因在于铁路隧道与Y轴方向成一定夹角空间分布,这种空间分布位置影响了隧道变形极值分布;利用MC模型计算会高估深竖井施工作用下的邻近铁路隧道水平变形值,但会低估其沉降值。研究结果可为类似工程建设提供参考。

黄土-古土壤地层深竖井受力变形特征研究

研究目的:为准确认识黄土-古土壤地层条件下的深竖井受力变形特征,以53.5 m深圆形竖井工程为依托,开展竖井侧向土压力、变形、结构内力及周边地层的竖直和水平向变形的系统监测。研究结论:(1)黄土-古土壤地层深竖井开挖过程中,井壁结构整体变形较小,水平变形“先挤出后收敛”,竖向变形“先下沉后隆起”,竖井开挖至设计深度后,15~30 d进入结构受力变形稳定阶段;(2)竖井井壁收敛变形、侧向土压力和结构内力在深度方向上存在拐点,出现在0.5~0.7倍竖井设计深度处,其受力变形指标和土层性质存在良好的对应关系,在古土壤范围内,井壁变形量和土压力明显减小,约为邻近深度处黄土层的40%~50%,古土壤的存在,限制了竖井变形和土压力的发展;(3)黄土-古土壤地层深竖井井壁结构侧向土压力与静止土压力和主动土压力有显著差异,在0~12 m深度范围内,侧向土压力接近静止土压力;12~28 m范围内,侧向土压力接近主动土压力;28~48 m范围内,侧向土压力均小于主动土压力,为其35%~65%;(4)本研究成果可为相近地层条件下深竖井的土压力计算和支护结构设计提供参考依据。

五岳抽水蓄能电站深竖井提升系统的设计与选型

随着国内抽水蓄能电站的发展,高水头、大直径引水竖井逐渐增多,研究经济高效、安全可靠的竖井提升系统对抽水蓄能电站建设意义重大。论文结合五岳抽水蓄能电站工程特点,研究“门式起重机载物+矿用绞车载人”相结合的提升系统,实际施工期间的运行情况表明,该提升系统不仅稳定可靠,技术成熟,安全系数高,而且施工故障率低,成本合理,该套系统可靠、可行。

深竖井长距离盾构渣料运输施工技术研究

该技术主要依托珠江三角洲某项目,盾构施工阶段出渣垂直高度为66.78 m,工作井有效直径为30.5 m,盾构隧洞长度为2.926 km,隧洞内径为5.4 m,隧洞坡度为0.5%,主盾构洞身掘进地质多为弱风化泥质粉砂岩,隧洞埋深40~60 m,采用φ6280土压平衡盾构施工。因受工作井深度及空间影响,盾构施工期间渣土运输问题是工程的重难点,研究通过优化出渣方式,改进出渣设备,以达到提高生产效率,节约施工成本,保证施工安全的目的。

软土地层特深圆形竖井不排水开挖施工工艺研究

以上海苏州河段深层排水调蓄管道系统工程中的福建北综合设施竖井施工为研究背景,从周边环境、开挖风险、水资源利用等综合因素考虑,针对百米圆形竖井开挖面临的第三承压含水层水位控制难题,提出了钢-混凝土组合底板水下施工工艺和利用浮力钢-混凝土组合竖井结构沉放工艺2种方案。利用内外水压平衡原理,不需降承压水,实现降低对周边环境影响的目的;通过在基坑垫层混凝土中加入钢桁架,解决封底混凝土块和筒体整体受力问题。研究成果可为未来特深圆形竖井不排水开挖提供技术储备和借鉴。

超深竖井预留岩帽法注浆施工实践

本文主要简述了超深竖井预留岩帽法注浆施工的技术条件、施工方案、施工顺序等,对施工过程中出现的重点环节问题进行了阐述,对相关技术的选取进行了说明,并对注浆施工要点进行了分析总结。

智能天井钻机在九峰山抽水蓄能电站深竖井施工中的应用研究

天井钻机由于具有机械化程度高、施工效率高、人工劳动强度低、安全可靠及成井质量好等优点,逐渐取代传统的普通法、吊罐法、爬罐法等人工半机械化钻爆法施工井筒的方式,在我国水利水电系统中得到广泛应用。传统轨轮式天井钻机存在无法自行转场、转场运输困难、施工准备时间长、综合作业效率低、智能化程度低等缺点,如何实现安全、智能、绿色、高效的井筒施工是急需解决的问题。基于此,以CY-R120VD履带自行式智能天井钻机在九峰山抽水蓄能电站深竖井施工中的应用为背景,详细介绍智能天井钻机的技术特点及选型方法,总结天井钻机在不稳定岩层的施工工艺,提出复杂条件下智能化井筒的施工方案,并成功应用于实际生产。结果表明,履带自行式智能天井钻机的应用可显著提高施工效率和降低安全风险,为推动我国水利水电工程的智能化建设提供了重要支撑。

水电站600米级深竖井混凝土施工技术研究

当前,国内外水电站竖井施工技术日新月异,水电站竖井由于其质量要求高、施工难度大,特别是600米级深竖井施工技术在国内外水电项目施工中尚无施工先例和研究成果。本文将借鉴以往类似工程的成功经验,依托厄瓜多尔科卡科多辛克雷水电站两条600米级深竖井的施工,深入研究深竖井的混凝土施工技术,为今后类似工程高效、保质、安全施工提供可靠的技术指导和工法流程,提高经济效益。