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。

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。

南水北调中线穿黄工程黄土高边坡稳定性分析

为对南水北调中线穿黄工程南岸连接渠的边坡稳定性进行验证,采用常规极限平衡法、非饱和土理论和可靠度理论,选择南岸渠道3＋500、4＋500两个典型剖面进行了稳定计算、分析。瑞典圆弧法和简化毕肖普法计算结果表明：在施工、运行、地震、水位骤降等工况下,边坡稳定安全系数满足规范要求。可靠度计算结果表明：边坡可靠度为99.670%~99.997%,可靠性较高。

南水北调中线穿黄工程安全监测设计

穿黄工程是南水北调中线的关键工程,穿黄隧洞为大型水工隧洞,采用盾构法在河底软土地层中穿越,所采用的复合衬砌结构型式为首次应用,无论在施工期、隧洞充水检查期,还是在正常运行期,都必须确保工程安全。针对穿黄隧洞的复杂地质条件,根据隧洞输送流量大、断面尺寸大、内水压大的结构特点,工程安全监测设计在隧洞中按多断面、多种监测仪器进行布置,并且实现了自动化监测,以确保工程从建设到运行的各个时期,均能及时、准确地掌握工程安全性状的演变过程,为分析、评价工程安全和决策提供可靠依据。

穿黄工程线路比选试验研究

在实体模型试验基础上,对穿黄工程隧洞方案和渡槽方案进行了不同过河线路的比较,通过对河势、水位、流速及河床冲淤几方面的试验研究,认为孤柏嘴线隧洞方案优于其他穿黄线路方案,不同线路的渡槽方案虽各有优缺点,但均是可行的。

穿黄工程与河势防洪研究

南水北调中线穿黄工程与河势防洪研究,经历了10多年的时间,由多家科研单位先后开展了现场调查、原型资料分析、数学模型计算,并分别在4座不同比尺的泥沙模型上,进行了不同工况和过河长度方案试验。综合分析其研究成果,可见各家所得的研究成果能相互印证,规律一致;从河势和防洪角度分析,孤柏嘴3km隧洞方案优于其他方案。

南水北调中线穿黄工程渡槽设计研究

根据南水北调中线穿黄河段的地形地质条件、黄河的洪水泥沙特性和穿黄工程规模大、技术复杂的特点,进行了多种方案的研究比较,推荐采用三向预应力矩形薄腹梁渡槽,下部结构为柱式墩、混凝土灌注桩基础。经过较全面的计算分析研究,渡槽能够满足各种可能条件下的施工和安全运行要求。

南水北调中线穿黄工程河段河床演变分析

穿黄河段地处黄河游荡性河段,河势演变复杂,为使穿黄工程技术上安全可靠,对穿黄河段河床演变进行了研究。通过实测资料对比分析,认为穿黄工程所在河段的河床演变,主要受上游来水来沙条件及本河段河床边界条件的影响。在上游水库及河势控导工程修建后,该段河床演变特点主要表现为主流摆幅减小,流路逐渐规顺,在孤柏嘴一带,河势较稳定,主流变幅已减至600m左右,是穿黄工程良好的比选河段。同时还研究了大洪水时主槽宽度和过流情况,在此基础上,认为穿黄河段河宽缩窄到2.8～3.2km范围内是完全可行的。

南水北调中线一期穿黄工程南岸渠道高边坡渗流分析

采用稳定渗流和非稳定渗流的三维有限元模拟技术,对南水北调中线一期穿黄工程南岸渠道高边坡的渗流状态进行了计算分析。根据拟采用的渗控措施,分别计算了渠道边坡在施工期、完建期、运行期和检修期内,采用不同降排水措施下边坡内的渗流状况,分析评价了各种渗控措施的降排水效果,对渠道边坡在不同阶段的渗控方案设计具有重要指导作用。

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。

穿黄工程深厚覆盖地层下高压旋喷土体加固施工工艺比选

南水北调中线工程穿黄隧洞盾构始发端头高喷加固主要保证破除洞门处竖井地下连续墙时的安全和在盾构机进入掘削面之前能使地层自稳及防止地下水流入,存在加固效果、成桩直径等难点,为确保盾构机始发施工的安全,通过多种高喷工艺试验进行高压旋喷土体加固施工工艺及施工参数的比选。经试验分析,最终选定双高压旋喷桩地基加固技术并对技术参数进行了优化。

南水北调中线穿黄工程对河势与防洪影响的试验研究

穿黄倒虹吸工程是南水北调中线的关键性和控制性工程,而工程所在河段又是典型的游荡性河道,河床演变情 况极其复杂,因此研究工程对河道的影响具有重要意义。通过实体模型试验,对工程修建后对所在河段河势与防洪的 影响进行了分析研究,为工程设计提供了科学依据。

SMW工法在南水北调中线穿黄工程盾构机常压换刀时地基加固中的应用

在简述SMW工法原理和主要特点基础上,介绍了南水北调中线一期穿黄工程概况及其地质条件,分析了盾构机常压换刀时采用SMW工法对地基进行加固的必要性,详述了实际施工过程中该工法的方案、工艺流程、技术参数及质量保障措施等。穿黄工程中采用的SMW工法深地层加固技术可为同类工程提供有益借鉴。

南水北调中线穿黄工程深竖井逆作法施工技术

南水北调中线穿黄工程盾构始发竖井深达48.5 m,地下水位高,施工区地层大部分为全砂层,预防基坑失稳是施工的关键。竖井施工采取"逆作法",即采用地下连续墙支护,持续排水降低地下水位,竖井底部提前采用高压旋喷桩封底,最后从上至下进行开挖及衬砌浇筑至底板,取得了良好的效果。

南水北调中线穿黄工程河道束窄方案试验研究

穿黄工程是南水北调中线总干渠与黄河的交叉建筑物，工程采用双隧洞并排穿过黄河，由于该河段是黄河由峡谷进入冲积性平原的过渡性河段，为典型的游荡性河道，河谷宽度达7～8km，最宽处可达11km，在穿黄工程线路处，河谷宽7．5km，河道南岸为邙山山岗，岸坡陡峭，主槽近岸，各种水流条件下主流较稳定，而北岸是宽阔的河滩地，因此，为缩短隧洞长度提供了有利条件。通过实体模型试验，对不同河道束窄方案在不同水沙条件下，对工程河段河势与防洪的影响进行了分析研究，提出了合理的束窄宽度，为工程设计部门提供了科学依据。

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。

南水北调中线穿黄工程河势与防洪初步研究

南水北调中线穿黄工程位于黄河游荡性河段 ,河势演变复杂。对穿黄工程河势与防洪主要问题的研究成果认为 ,孤柏嘴附近河段河势比较稳定 ,是穿黄工程的较好河段 ;穿黄工程处断面缩窄到 2 .8～ 3 .2km是可行的 ;穿黄工程各方案对河流的影响 ,隧洞方案较小 ;考虑各种不利条件 ,穿黄工程采用隧洞方案时 ,河床最大冲刷后水深为 9.48～ 11.6m ;采用渡槽方案时 ,河床最大冲刷后水深为 16.41～ 2 4.12m。

全断面针梁台车在穿黄工程斜井混凝土衬砌中的应用

随着水利、公路、铁路等工程建设事业的不断发展,时常遇到斜井工程,在斜井混凝土衬砌时将平洞段衬砌混凝土的针梁台车经过改造后使用,可大大提高斜井衬砌的速度和质量。本文通过全断面针梁台车在南水北调东线穿黄工程20°坡度斜井混凝土衬砌中的成功应用,主要介绍了该台车针梁部分移动的受力分析成果,据此改造了针梁台车,保证了施工进度,降低了施工成本。

全断面针梁台车在南水北调东线穿黄工程20°坡度斜井混凝土施工中的改进与应用

随着水利、公路、铁路等工程建设事业的不断发展,有一批为数不少的大坡度斜井工程在混凝土施工过程中都将面临隧洞由于受斜井的坡度、断面大小等因素的影响。通过全断面针梁台车在南水北调东线穿黄工程20°坡度斜井混凝土施工中的成功改进,为类似斜井混凝土浇筑全断面针梁台车的设计、施工提供借鉴。

南水北调中线穿黄工程施工区弃渣处理方法研究

在对南水北调中线穿黄工程隧洞方案和渡槽方案的弃渣量及其物理特性调查的基础上 ,对高含水塑性废土的处理方法进行了分析 ,结合施工区域环境特点提出推荐方案 ,并对弃土处理场环境条件及弃土方案环保措施进行了研究 ,制订了利用弃土建造人工景点和弃土填沟的综合利用方案。