科学修建穿黄工程是京杭大运河全线通航高效穿黄的关键

从满足京杭大运河穿黄工程高效通航的竖向条件、同南北两岸对接、对黄河防洪及对东平湖污染影响等方面比选,确定黄河下游路那里大断面主槽上游约330 m处作为推荐线位。通过综合分析,隧道顶采用400 mm厚、经防腐抗磨处理的高强度微拱形钢板,底部高程为24.1 m、净高12.5 m、长约3500 m、单向航道净宽25 m、双向驶船总宽为55 m的“上黄(河)下运(河)”立交平穿过黄隧道方案,能够实现京杭大运河全线通航高效穿黄的目标。为便于航船往来,既能让游客看到运河行舟的美景,又不影响超标准洪水行洪,可进一步提升为隧道(南部河槽)+玻璃观景平台(北部滩地)立交平穿过黄方案。为使通航有充足水源,须将位山水利枢纽遗址南岸区域恢复到枢纽修建前黄河、汶河洪水自然进出东平湖的状态,将梁济运河改造为北流后,即可依靠南四湖、东平湖、金堤河、引黄渠系及沿黄平原水库等对京杭大运河黄河以北段有效配水,充分发挥其灌溉、分洪、排涝等功能,产生巨大的经济、社会与生态效益。

基于多源监测技术的穿黄隧道堤防安全影响评价

以济南济泺路穿黄隧道工程为例,采用外观变形、地下渗流及无损检测等多源监测技术方法,分析隧道穿越期间及其后续阶段大堤沉降变形、地下渗流变化及堤防地层无损检测情况。多源监测数据表明:隧道穿越造成堤防一定程度的沉降变形,但最终趋于稳定,未出现不均匀沉降;穿越过程中堤身渗流变化与同期黄河水位变化较一致,地下渗流场未破坏;在探测深度范围内,大堤土体未发现脱空或不密实区;综合评价堤防工程质量整体较好。基于多源监测技术的堤防安全影响评价方法避免单一监测方法的局限,可为同类穿堤工程建设提供参考。

穿黄水工隧道预应力环锚穿索张拉施工技术研究

环锚技术在隧道、涵洞等水工预应力工程中应用越来越多,但是在大吨位、大曲率锚索拉张的工程中仍存在一些问题。以穿黄水工隧道工程为例,从穿索、张拉、特殊情况处治等方面优化进行了技术优化,克服预应力环锚技术短板,发挥预应力环锚技术优势。基于工程应用,从穿索操作、张拉操作、特殊情况处治等3个方面,梳理介绍相关技术要点,对同类工程应用有参考价值。

穿黄工程河段冲刷问题研究综述

通过对比分析穿黄河段历史冲淤演变、小浪底运用后的冲刷分析、不同比尺及工况泥沙模型试验和二维数学模型计算,有关公式的计算成果,对孤柏嘴隧洞断面河段的冲刷深度进行了综合分析,提出了相应的冲刷深度、一般冲刷的最大水深及最低深泓点高程。

南水北调中线一期穿黄工程盾构选型

Tunnel construction in the Yellow River is the mid part of water transfer project from south to north, which located at upriver of Zhengzhou city. Henan province. It is also the most important. the biggest construction, and has lime limit for the project. Its length reach to 19.8 km.Aimed at complicated stratum, the writer analyzed from two points, one is the relation between type of shield machine and different stratum, the other is the relation of among shield machine and hydraulic pressure and osmosis. And then recommended the methods how to choose soil-water shield machine and how to meet the design demand of this special construction.

穿黄隧道内外衬联合受力结构模型试验研究

通过1∶5的整环衬砌结构仿真模型试验,在运行期各种工况下,对内外衬结构的受力机理、结构变形、应力以及接头刚度进行了研究和分析。结果表明:双层衬砌在设计内水压力作用下,径向变形和环向接缝变形数值都很小,结构工作性能良好;外衬管片之间的几何尺寸配合的好坏不仅对施工期外衬管道的结构受力状态有较大影响,而且对内外衬在内水压力作用下的应力状态也有一定影响;内外衬荷载的承担比例有较大差别。就极限承载能力而言,在超内水压力情况下,双层衬砌结构有较大的安全余度。

南水北调穿黄隧洞内衬预应力锚索应力应变试验研究

南水北调中线穿黄隧洞内衬张拉,采用弧形垫座将内衬预应力锚索导出预留槽,只用一台千斤顶实现无台座张拉,这在盾构隧洞工程中属首次应用,结构创新、工艺复杂可借鉴的资料较少。为了验证结构设计的合理性和可靠性,完善施工工艺,确保在隧洞衬砌中成功应用,通过穿黄隧洞衬砌1∶1仿真模型试验,对内衬钢绞线在张拉过程中应变规律、应力损失、锚束之间的相互影响及锚索与波纹管间的摩阻系数等要素进行研究分析。试验结果显示张拉锚固端应力总损失(包括锚具损失和锚索回缩损失)小于35%;锚具锁定后最大应力为1 044.25 MPa;预应力锚索张拉对相邻锚索的影响较小;锚索与管道间的摩阻系数在规范范围内。

一测多评法同时测定穿黄片、穿黄胶囊中10种成分

目的建立一测多评法同时测定穿黄片、穿黄胶囊(穿心莲、一枝黄花)中咖啡酰奎宁酸(新绿原酸、绿原酸、隐绿原酸、异绿原酸B、异绿原酸A、异绿原酸C)、二萜内酯(穿心莲内酯、新穿心莲内酯、去氧穿心莲内酯、脱水穿心莲内酯)的含有量。方法该药物甲醇提取液的分析采用Agilent Technologies EC-C_(18)色谱柱(4.6 mm×250 mm,4μm);流动相乙腈-0.2%磷酸,梯度洗脱;体积流量1.0 mL/min;柱温25℃;检测波长215、323 nm。以绿原酸、穿心莲内酯为内标,分别计算其他5种咖啡酰奎宁酸、3种二萜内酯的相对校正因子,测定含有量。结果 10种成分在各自范围内线性关系良好(r≥0.9998),平均加样回收率98.1%~102.9%,RSD 0.55%~2.3%。一测多评法所得结果与外标法接近。结论该方法简便稳定,重复性好,可用于穿黄片、穿黄胶囊的质量控制。

南水北调工程穿黄隧洞CW620聚脲混凝土表面防护材料应用研究

南水北调中线工程穿黄隧洞锚具槽部位新浇混凝土与原混凝土之间形成环状施工缝,因新旧混凝土性能差异,导致部分施工缝表面呈片状、点状渗水,为加强止水防渗效果,施工缝经化学灌浆处理后,需再进行聚脲材料表面涂覆封闭处理。由于穿黄隧洞内具有低温、潮湿的环境特点,为保证施工质量,选取CW620聚脲混凝土表面防护材料进行应用实验研究。

南水北调中线穿黄隧洞结构设计研究

穿黄隧洞是南水北调中线总干渠上建设规模最大,施工技术最复杂,是控制工期的关键性工程。隧洞内径7.0 m,最大内水压力达0.51 MPa。多年来,长江水利委员会长江勘测规划设计研究院在对大量穿黄隧洞结构型式进行研究、分析的基础上,确定集中精力对3种较优的隧洞衬砌结构方案进行比选。在从施工技术、经济投入等方面进行综合比较之后,最后推荐采用结构受力明确,且安全度很高的方案3。主要介绍隧洞结构型式的比选、隧洞纵向变形及抗震等设计研究成果。

混凝土浇筑施工对穿黄隧洞衬砌垫层渗透性影响试验研究

在南水北调穿黄隧洞衬砌混凝土浇筑施工中有可能对衬砌垫层渗透性造成影响的因素主要有压力、混凝土塌落度、浇筑时间、振捣方式等。通过模型模拟试验方法,对衬砌施工工况下上述各因素的影响进行研究。结果表明,法向压力可使垫层土工织物渗透性降低并趋近于某一特定值;混凝土塌落度、浇筑时间对渗透性有一定影响,但不同塌落度、浇筑时间影响差别不明显,而不同振捣方式可使土工织物渗透性降低1～2个数量级。为克服以上因素的影响,推荐三维结构的排水土工网作为穿黄隧洞衬砌垫层材料。

穿黄工程地基土的工程特性研究

针对穿黄工程概化地层系统地开展了土工试验研究,揭示了地基土的工程特性。研究表明:主河床段地基土主要由亚粘土、粉细砂、中砂、粘土岩组成,其中亚粘土、粉细砂的力学性质较差;南岸连接段地基土主要由黄土组成,在桩号1+200以南存在一层软塑状土,强度低,是影响渠坡稳定的关键性土层。

南水北调穿黄河隧洞爆破振动控制技术研究

针对南水北调东线穿黄河隧洞工程上方筑有黄河大堤,隧洞围岩地质构造发育,存在黄河水、孔隙水和岩溶裂隙水"三水连通"重大安全隐患的具体情况,分析了工程难点及主要安全问题,论证了爆破振动控制的可行性,并提出了加固洞周围岩,利用探洞作临空面,采用分部开挖法,控制单循环进尺和爆破振动监测等隧洞开挖时控制爆破振动的有效方法,成功的将爆破振动对黄河大堤及围岩的扰动控制在了安全允许范围内,可供同类工程参考。

南水北调穿黄隧洞工程预应力混凝土施工技术

在简要介绍南水北调穿黄隧洞断面结构及锚索布置的基础上,详细介绍了该隧洞衬砌施工中采用的有黏结后张法环形预应力混凝土施工工艺,具体分析了混凝土浇筑、锚索张拉、锚具槽回填、孔道灌浆等工序的施工流程、方案及施工技术。施工实践表明,南水北调穿黄隧洞工程是有黏结后张法环形预应力混凝土施工技术在我国大洞径、高水头有压输水隧洞衬砌结构工程中的又一次成功应用,完全满足对预应力控制的条件,各项指标均达到设计要求,取得了较好的效果。

南水北调穿黄工程区黄土潜蚀地貌发育规律与形成机制初探

通过对南水北调中线穿黄工程区黄土潜蚀地貌的调查研究，提出了该区黄土潜蚀地貌的形成规律、力学作用机制及演化发展模式，并指出其对南水北调中线穿黄工程的稳定性评价及不良地质现象的防治。

穿黄隧洞预应力双层复合衬砌结构受力特性研究

结合穿黄隧洞衬砌1∶1仿真模型试验,采用三维非线性有限元方法进行计算分析,跟踪对比试验中无垫层衬砌段(联合承载)、有垫层衬砌段(独立承载)2种结构的试验监测数据,研究这种新型双层复合衬砌结构的受力特性。计算采用考虑接触的非线性有限元方法,模拟仿真模型试验中管片拼装、分层填土、内衬预应力张拉,以及内水压力施加(充水)的实际过程,研究管片之间以及内外衬之间的缝隙状态和传力机理。研究结果显示:即使内、外衬处于完全张开状态,无垫层模型的预应力荷载也可以通过插筋传递到外衬,表明插筋是实现内外衬砌联合承载的重要结构措施;有垫层模型内外衬砌具有独立承载特性。计算与试验成果对比显示,无论是结构变形、缝隙开度还是衬砌应力,两者规律一致、数值接近,其研究成果可供类似工程参考借鉴。

穿黄隧道双衬砌结构平面非线性有限元分析

针对穿黄隧道盾构双衬砌结构特点,采用MARC软件进行考虑接触问题的平面非线性有限元法计算分析。计算中模拟了3重接触:外衬与地基抗力单元之间的接触;外衬管片间的接触;内衬和外衬之间的接触。同时模拟了内、外衬施工过程和荷载施加过程,得出了衬砌结构变形的基本规律和结构细部应力特征,为盾构法隧道的衬砌设计提供参考。

穿黄隧洞形变检测及三维数字仿真管理系统研究

穿黄工程是南水北调中线总干渠穿越黄河的关键性工程,其中穿黄隧洞工程技术难度最大。穿黄隧洞采用双层衬砌结构,工程地质条件复杂,其在多变的水土压力作用下的变形情况直接关系到穿黄隧洞的运行安全和南水北调中线工程的正常供水。以三维激光扫描技术为工具,获取了穿黄隧洞过水面的三维信息,采用自主研发的"隧道形变检测/监测系统"对隧洞进行形变检测,并建立了穿黄隧洞三维数字仿真管理系统。将测绘技术应用于穿黄隧洞的运行管理,可提供可靠的技术支撑。

穿黄隧洞纵向变形三维有限元分析

穿黄隧洞深埋于河床摆幅大、冲淤变化剧烈的黄河河道,地处7度地震区,是一个由数百个环拼装联结的非连续变形柔性结构。河床冲淤变化以及地震荷载对隧洞纵向变形以及纵向变形缝的影响问题,是隧洞方案是否可行的关键技术问题之一。为此,采用自编的考虑接触的三维非线性有限元分析程序,计算隧洞结构纵向变形、变形缝张开度、错动位移等。针对隧洞模型计算范围大,接触面多等特点,通过采取多项措施控制计算规模,保证计算精度,结合程序的方程组快速求解方法,解决了穿黄隧洞纵向变形这一技术难题。计算结果表明,在最不利荷载组合作用下,隧洞变形缝的张开度、错动位移和相应跨缝螺栓应力以及混凝土应力均在设计控制的范围内,满足设计要求。