滇中引水昆明施工Ⅰ标工程施工质量管理

滇中引水工程区地震烈度高,工程水文地质条件复杂,地下水丰富,地下水位高,埋深大,地应力高,穿越多个断裂带,围岩差,良好的施工质量控制是工程运行安全的重要保障。故加强质量管理,采取有效措施,以最好的质量来确保施工期的安全和工程长期运行安全是工程质量控制的重点。

香炉山引水隧洞围岩的蠕变特性及模型研究

为了探究滇中引水隧洞围岩的蠕变特性,采用实时高温常规三轴试验系统开展岩石的力学性能和蠕变试验。在建立岩石蠕变本构模型的基础上,根据蠕变试验曲线的特点,提出了一种确定蠕变参数的方法,并分析了不同应力水平下蠕变参数的变化规律,构建了蠕变参数与应力的关系。最后将各蠕变参数与应力之间的表达式代入蠕变本构模型中,得到修正的蠕变本构模型。结果表明:建立的蠕变模型不仅准确反映了衰减和稳定蠕变阶段的蠕变特征,而且克服了传统模型难以描述加速蠕变的缺点。同时,该方法确定的蠕变参数不仅可以反映应力对蠕变参数的影响,还可有效反映应力状态对蠕变变形规律的影响。

滇中引水松林隧洞高外水压力作用数值模拟分析

为揭示固结灌浆与衬砌排水等措施对深埋隧洞衬砌高外水压力作用影响规律,选取滇中引水工程松林隧洞为研究对象,开展深埋引水隧洞高外水压力作用数值模拟计算,研究不同灌浆圈参数和衬砌排水条件下隧洞围岩渗流场和衬砌结构外水压力变化规律,并提出隧洞围岩固结灌浆与衬砌排水优化设计方案建议。研究结果表明:隧洞围岩设置灌浆圈和衬砌设置排水孔均能有效降低衬砌结构外水压力,灌浆圈厚度越大,渗透系数越小,堵水效果越好;衬砌排水孔越多,衬砌结构外水压力越小,但需要考虑衬砌安全性合理设置;建议灌浆圈厚度取6~8 m,灌浆圈渗透系数取围岩渗透系数的1/60~1/40,排水孔数量为2~3个,在此区间进行设计较为合理。

含交叉断层深埋隧洞围岩衬砌外水压力物理模型试验

为揭示复杂地质条件下富水区深埋隧洞围岩灌浆圈衬砌复合系统的外水压力作用规律,该文自行研制适用于深埋隧洞的大型高外水压力物理模型试验测试系统,选取滇中引水工程昆明段松林隧洞TSLT-005与TSLT-006(TSLT-005、TSLT-006为断层编号)交叉断层典型洞段为研究对象,开展含交叉断层深埋隧洞衬砌外水压力物理模型试验,揭示不同隧洞埋深、不同地下水位及不同排水条件下,衬砌的外水压力变化规律,并给出各工况下的外水压力折减系数建议取值范围。结果表明:隧洞埋深和地下水位对衬砌结构的外水压力影响明显,随着隧洞埋深的增大,受高地应力影响,围岩与灌浆圈自身的孔隙度与渗透性下降,对地下水渗流势能起到较好的削弱作用,导致衬砌的外水压力整体呈降低趋势;随着地下水位升高,衬砌全环的外水压力呈增大趋势,且由于岩体中细颗粒会被高水压冲散,因此形成较为连通发育的渗流通道,渗压增速也会随地下水位的升高而增大;设置衬砌排水孔可有效降低隧洞拱肩及其以上部位的外水压力,当隧洞围岩存在交叉断层分布时,断层带影响的衬砌部位外水压力降低效果受到一定削弱,且对衬砌的外水压力分布影响较为明显,在高地下水位工况下,需重点关注“断层带”对围岩衬砌结构整体的影响范围;当衬砌结构不排水时,600 m埋深的外水压力折减系数约为200 m埋深的92%,设置排水孔后,600 m埋深的外水压力折减系数约为200 m埋深的85%;当隧洞围岩存在交叉断层时,在不排水情况下,衬砌最不利点的外水压力折减系数建议取值0.95以上,在排水条件下,衬砌处的外水压力折减系数建议放宽至0.82;最后,利用有限元数值模拟方法对衬砌的外水压力物理模型试验结果进行验证,在衬砌不排水工况下,误差约为9.3%,在衬砌排水工况下,误差约为7.8%,表明高外水压力作用物理模型装置和试验结果基本上合理可行。该研究为富水区深埋隧洞工程的设计施工及运行安全提供科学参考。