水资源配置工程输水隧洞渗漏分析及处理措施

以珠江三角洲水资源配置工程为背景,对高新沙水库至沙溪高位水池段输水隧洞首次充水试验异常断面进行分析,并提出应对措施。监测项目数据分析结果显示,接缝、渗压及锚索锚固力等监测数据受内水压力影响明显,先随内水压力增大呈不利趋势变化,后随内水压力减小呈恢复趋势变化。经综合判断该隧洞在首次充排水试验期间有内水外渗情况发生,分析了隧洞渗漏可能造成的危害,并针对性提出缺陷处理措施,确保了隧洞运行的安全性和稳定性。

青岛胶州湾海底隧道涌水断层注浆效果综合检验方法研究

采用注浆全过程注浆压力–注浆量–注浆时间(P-Q-t)控制法、物探法、检查孔法与数字钻孔摄像法从宏观到细观对青岛胶州湾海底隧道F4–4涌水断层全断面帷幕注浆后的注浆效果进行检验,其中注浆全过程压力–流量–时间控制法将注浆压力限制在3～4 MPa,当注浆速度小于5 L/min超过20 min时,结束该孔注浆;TSP物探法对注浆前后的含水断层探测结果表明,注浆后围岩整体性得到提高,其变形模量提高19.1%,密度提高3.6%,泊松比下降7.1%,纵波波速VP增长0.8%,纵横波比VP/VS减小7.1%;按注浆孔的5%～10%钻探检查孔,当单孔出水量≤0.15 L/min时,达到注浆要求,满足开挖允许出水量标准;数字钻孔摄像法生成三维虚拟岩芯,计算裂隙充填浆脉的充填隙宽及产状,表明注浆后裂隙充填密实。4种检验方法综合判定含水断层注浆后围岩等级由V级提高到IV级,表明注浆效果良好,达到注浆止水加固的目的,综合检验法是检验注浆效果的有效方法,上述方法对类似工程具有一定的借鉴与指导意义。

厦门海底隧道防排水系统研究与工程应用

为了对中国海底隧道防排水系统设计提供理论依据,针对厦门海底隧道防排水系统设计问题进行了研究。通过对隧道涌水量进行计算,对堵水注浆圈作用进行分析并结合工程类比后,分析确定了厦门海底隧道的防排水设计原则及方案,即在主隧道不良地质地段和整个服务隧道采用全封堵方案,水压按全水头计算;在主隧道完整围岩地段采用限量排放方案,水压可进行一定折减。用堵水注浆圈、自防水衬砌结构、分区防水系统和隧道排水系统共同构成厦门海底隧道的防排水系统。现场工程实践表明:该防排水系统达到了预期效果,可供类似隧道工程参考。

泄水式管片衬砌壁后水压力分布特性模型试验研究

基于研制的泄水式管片衬砌–围岩泄流装置,采用室内试验方法对某铁路隧道装配式泄水式管片衬砌在高水压条件下衬砌壁后水压力分布规律进行研究,重点探讨单纯限排、堵水限排等不同泄水方案下衬砌壁后外水压力分布规律。分析排泄流量、泄水孔密度、注浆与否对隧道衬砌壁后水压力的影响,揭示隧道衬砌壁后整体和各位置处外水压力折减系数、外水压力大小等与衬砌泄水孔泄流量之间的二次曲线关系。研究结果可为高水压山岭隧道衬砌的设计提供参考。

岩石隧道渗流模型试验相似材料的研制及应用

为提高岩石隧道渗流场分析的合理性,通过大量以控制渗透系数为核心的配比试验,提出适用于岩石隧道渗流模型试验的围岩、注浆圈及初衬等新型相似材料及其原料配比.试验以黏土、细砂和玻璃纤维为原料配制围岩相似材料,以水泥和炭渣配制注浆圈相似材料,由多层编织土工布模拟初衬相似材料.结果表明:随细砂含量加大,围岩相似材料渗透系数呈非线性增长,稳定性逐渐降低,改变玻璃纤维的含量对其渗透系数影响不明显;注浆圈相似材料渗透系数值随炭渣含量增加近于线性增长,2.5 m水头下的试验值较1.35 m水头时更大;随着编织土工布叠加层数增加,初衬相似材料平均渗透系数呈快速减小并逐渐收敛的趋势,且单次渗透系数测试结果也趋于稳定;相同隧道排水量时,二衬外拱底处水压力远大于拱顶,逐步减小隧道排水量后,拱顶水压力值上升幅度大于拱底,调水阀接近闭合时,拱顶和拱底位置的水压力接近初始水压力.研制的相似材料工作性能稳定,并成功应用于工程渗流试验中.

深埋高水位山岭隧道支护与衬砌外水压力分析

为保护环境并尽可能降低隧道衬砌结构所承受的水压力,深埋高水位山岭隧道一般采取堵水限排的设计原则。在隧道力学和渗流力学的基础上进行数值分析和模型试验,研究渗流应力耦合作用下支护和衬砌的力学特性。研究结果表明:对于受排水影响明显的山岭隧道,作用于初期支护上的水压力不会随排水条件的改变而发生显著变化。当排水通道从围岩与初期支护的界面转变为初期支护与二次衬砌的界面后,会导致孔隙水压力从初期支护向二次衬砌转移,初期支护产生卸载并朝向围岩变形。隧道有效排水时,二次衬砌承受的水压力可忽略。随着排水系统退化导致排水受阻时,地下水流梯度逐渐下降,有效径向应力逐渐下降,朝向隧道的径向流量减少,且围岩变形减小,二次衬砌上的水压力增大。本研究为深埋高水位山岭隧道的初期支护和二次衬砌的初步设计提供了一个合理的方法,并有助于确定地面、水和支护间的荷载传输机制。

无纺布对海底隧道衬砌防水作用的试验研究

采用无纺布作为防水层中的垫层,是国内外隧道工程中结构外层防水常用的措施,但对于无纺布如何改善隧道衬砌背后水压力分布及结构应力分布却一直缺乏相应研究。依托厦门翔安海底隧道,对不同防排水方式(即全封堵、堵排结合及排放方式)的隧道衬砌无纺布作用进行研究,采用相似模型试验方法,模型试验的比例尺为1:38.88,试验台架可同时施加土压力和水压力。通过模型试验得出结论:无论在全封堵条件还是限排条件下,无纺布均起到很好的集水、附水的作用,加强了水在衬砌四周的流动性、相互补给性,使衬砌周围的水压分布更为均匀,并且改善了衬砌结构周边的应力环境。

岩溶隧道衬砌水压力分布规律研究

长期以来隧道衬砌水压力问题,一直是人们争论的焦点。依托宜万铁路岩溶隧道工程,对不同防排水方式(即全封堵、堵排结合及排放方式)的隧道衬砌水压力分布规律进行研究,研究方法主要采用模型试验及现场测试方法,模型试验的比例尺为1∶16,试验台架可同时施加土压和水压。通过模型试验得出水压力分布规律:全封堵条件下衬砌背后水压力不能折减,注浆圈也不能有效减小水压力;隧道内排水后衬砌背后水压力明显减小,并随着排水量的增加,水压力基本成直线下降;相同排水量时,注浆效果越好,衬砌背后水压力减小越明显;隧道采用全排导方式时,衬砌仍承受一定的水压。由模型试验得出的水压分布规律的部分结论,在现场水压力测试中得到了验证。

充水压力容器超高速撞击特性试验与仿真研究

通过试验和数值仿真研究铝球以约2.5km/s的速度撞击球形充水压力容器的撞击特性,容器为先充约80%的水再充2.0MPa氮气的球形不锈钢压力容器。结果表明:超高速撞击充水压力容器的主要损伤为穿孔和爆裂;铝球撞击穿透容器后在水中减速明显,未对容器后壁造成明显损伤;压力容器的工作压力相同时,在相近的撞击参数下,设计压力小的压力容器更易发生爆裂。研究结果可为在轨航天器上的压力容器设计和空间碎片防护提供参考。

天荒坪抽水蓄能电站高压隧洞充水试验实测资料分析

分析天荒坪抽水蓄能电站上游高压隧洞观测仪器在充排水试验过程中所记录的实测资料,讨论高压隧洞围岩承载、衬砌构造配筋、衬砌与围岩之间缝隙随内水压力增加而增加等隧洞渗透体积力理论概念,期望通过实测资料来进一步理解和说明高压隧洞渗透体积力理论,以便更好地指导设计。

安徽响水涧抽水蓄能电站引水系统充排水试验研究

充排水试验是水电站建设和电站运行管理不可缺少的关键环节之一,是对水道系统安全运行的第一次检验。本文通过响水涧抽水蓄能电站引水系统充排水试验,分析了试验关键环节和内容,对试验过程中得到的监测数据进行了重点分析,并对引水系统的关键布置进行了总结。为水电站运行提供第一手实测资料,为类似水电站水道系统的设计、施工、运行、管理等提供参考与借鉴。

泥沙浓缩旋管清液排放口布置形式

为确定一种新型水力吹填用水沙分离装置——泥沙浓缩旋管关键部件清液排放口的布置形式,使用数值模拟与物理模型试验相结合的方法对初步拟定的几种清液排放口形式进行了研究,并综合考虑工程适用性与浓缩效率,选取垂直主管布置排放管的外排放口作为该装置清液排放口。结果表明,该排放口形式的泥沙浓缩旋管不但可以提高吹填造陆入场泥沙浓度,同时还会降低入场泥沙细颗粒含量,从而改善吹填泥沙的工程性质。

大型干坞放排水过程中边坡稳定性分析

为研究复杂工况下干坞放排水过程中边坡的稳定性,以生物岛——大学城隧道工程为例,利用ANSYS计算软件进行数值模拟,同时结合现场监测数据,以修正理论计算方法,得出如下结论:1)干坞放、排水2个阶段,边坡几乎同时完成对水的"吸、吐"过程。"吸水"过程中边坡变形大于"吐水"过程中边坡的变形,并且边坡的"吸水"速率大于"吐水"速率,由于边坡持水能力,造成边坡内外水差局部最大达4m,对边坡稳定造成威胁;2)在控制边坡滑动时锚杆、锚索可以被动的发挥作用,而控制边坡的变形则十分有限;3)锚杆、锚索提高了潜在滑动面土体的整体性及强度,也使边坡土体内部刚度不连续,致使局部出现较大的屈服应力和变形;4)边坡两翼历史累积变形大于边坡中部。在边坡内外水作用下,由于边坡两翼约束方式不同,使之因"吸吐"水产生的变形也有差异。

厦门翔安海底隧道衬砌水压力特征研究

合理确定衬砌水压力是海底隧道结构设计的关键所在。采用复变函数和地下水动力学理论,推导了圆形海底隧道衬砌外水压力解析法计算公式,经对比验证,精度高、适用性广。通过海底隧道水压力模型试验研究得到,全封堵防水方式下,衬砌背后水压不能折减;限量排放时,衬砌背后水压力随排水量的增加而减小,建立了限量排放下的水压力计算公式,得到现场实测结果验证。研究成果应用于国内第一条海底隧道──厦门翔安海底隧道,为"以堵为主、限量排放"的支护结构设计和海底风化槽地段注浆堵水方案的制订提供了关键技术参数,现场应用成效良好。相关研究成果对后续海底隧道工程具有一定借鉴意义。

对排水型隧道衬砌承受渗流水压问题的一些探讨

结合隧道渗漏试验结果与地下水渗流过程中能量关系的分析,对影响地下水渗流水压的因素进行了探讨;联系工程实际与渗流过程的能量关系,提出了降低排水型隧道衬砌承受渗流水压的"分步折减"的思路。

反坡富水岩溶隧道抽排水系统的设置和应用

反坡富水岩溶隧道施工的主要难题是反坡抽排水,而快速有效地排除反坡施工地段的积水,对隧道的施工组织和现场管理影响重大。通过对宜万铁路齐岳山隧道进口段抽排水系统设置的论述,进一步说明快速有效的排水系统和良好的排水管理可以为富水岩溶反坡隧道施工提供相对安全的施工环境,进而为溶腔探测试验提供可能。

某城市河涌防洪排涝整治工程物理模型试验研究

通过建立物理模型,在选定的水文边界条件和相应工程运行要求下,对某城市河涌整治工程水面线及泵站规模进行了试验研究。试验结果表明,由于采用了更为精细的排水分区产汇流计算结果作为入流边界,试验测得的河涌中上游水面线明显低于设计成果,二者最大差值可达0.6 m左右;在设计标准(P=5%)下,满足运行要求(前池水位不超过13.0 m)的泵站规模为100 m3/s,按此规模进行抽排,河涌中上游最高洪水位较设计成果低0.5~1.0 m。试验方法和主要成果可为工程方案比选及优化提供重要依据,对类似河涌整治工程也具有一定的借鉴意义。

贵州某公路隧道岩溶水文地质研究

针对贵州某高速公路隧道进口右洞施工掌子面YK21+125处发生涌水的实况,通过分析隧道所处的地质构造环境、岩溶管道、地下暗河,综合判定该隧道形成了两组岩溶水系统,该隧道位于北部梁家屯岩溶水系统内,南部大尧寨岩溶地下水系统对隧道没有影响;设计开展了地下水示踪试验,查明隧道突涌水来源、途径以及地下水流速和岩溶管道介质特征。通过分析隧道岩溶水文地质特征及机制,提出防治建议措施。

市政混凝土排水管道工程施工技术探究

分析了市政混凝土排水管道工程施工管理的主要内容,从施工前期、中期、后期三个阶段,阐述了市政混凝土排水管道施工的技术要点,以确保排水管道的施工质量,促进市政工程的快速发展。

隧洞工程试充水后的安全监测探讨

隧洞工程在试充水后要进行安全监测工作,需结合隧洞工程实际情况合理布设监测断面,通过对所采集数据展开科学分析,明确隧洞充水后的运行状态。论文以某大型输水工程为例,讨论其中的输水隧洞工程在试充水后的具体安全监测工作,结合安全监测重点项目,着重对预应力衬砌段、普通衬砌段以及进出口段展开监测值分析,通过监测得出,该输水隧洞保持着良好的运行状态。