北京市南水北调工程配套工程东干渠输水隧洞设计方案研究

东干渠工程是北京市南水北调工程供水环路的重要组成部分,输水隧洞全长44.7 km,内径4.6 m。由于输水线路长、埋深大、内水压力高、风险源多,设计工作面临众多难点,设计采用结构力学、二维和三维有限元等计算方法,取得结构应力分布云图,确定控制工况及应力最大区域,模拟特殊工况下的结构破坏形式,充分确保结构安全可靠。通过将HDPE高密度聚乙烯自粘胶膜防水卷材应用到多层防水设计中,解决了双层衬砌容易发生层间窜水的难题,为达到一、二衬联合受力效果提供了条件。采用地下连续墙围护结构及玻璃纤维筋作为洞门结构配筋,避免了大面积施工降水对环境的影响,提高了盾构进出洞的施工效率。面对众多地铁、铁路、桥梁等风险源,引入了科学的风险管理机制,采取有针对性的风险分级,进行了全面的检测、评估、论证,确保了工程建设顺利完成。

亿千瓦级时代中国水电调度问题及其进展

三峡工程和西电东送工程开启了中国和世界水电史上从未有过的最大规模水电工程建设,中国水电取得了1亿千瓦、2亿千瓦和3亿千瓦里程碑成就。截至2017底,中国水电装机容量达到了3.41亿kW,是排名第2美国3倍多,等同于紧随其后世界5个水电大国总和。中国水电区域电网水电装机规模超过1亿kW,有两个省级电网水电装机规模分别超过了7000万kW、6000万kW,超过排名第5的日本,紧随排名第4的加拿大;十四大水电基地中,有7个干流梯级水电装机容量超过了1000万kW,最大金沙江流域超过了3000万kW;西电东送"南通道"和"中通道"20条特高压直流和8条特高压交流跨省跨区域水电输送能力1.05亿kW。中国水电史无前例的系统规模和发展速度,极大改变了国内外现有的调度管理方式,对传统的水电系统调度方法提出了重大挑战,需要全新的调度方法。本文概述了中国水电发展历程,总结了水电系统新变化和面临的三大水电问题,梳理了最近10多年中国水电突出的理论和方法进展,最后指出未来需要开展能源结构转型中的中国水电问题研究。

东干渠工程施工期间来广营地区地面沉降研究

作为北京市南水北调配套工程的重要组成部分,东干渠工程穿越了城区北部来广营和东部王四营两个区域地面沉降中心区域。通过收集和整理东干渠工程施工期间来广营地区地面沉降监测资料,研究东干渠隧洞施工期间该地区地面沉降的时空响应规律,进而对地下隧洞工程的地面沉降监测范围、监测时机、控制指标等进行分析。结果表明:在隧洞施工期间,来广营地区地面沉降的空间响应范围在顺洞轴线方向为监测断面后方-50 m至前方+1 400 m,垂直洞轴线方向的最大影响范围为1.0倍隧洞埋深范围。地面沉降的最大沉降速率和累积沉降量均小于该工程设计控制指标。隧洞一、二衬施作期间洞顶地面变形表现为隆起与沉降交替变化的过程。研究成果不仅为同类工程积累了经验,也为北京平原区地面沉降易发区域隧洞工程施工期间沉降控制标准的适宜性提供了例证。

盾构输水隧洞预应力钢筋混凝土衬砌结构设计研究

随着埋深不断增加,输水隧洞由埋深产生的内水压力相应增大,普通钢筋混凝土衬砌结构已不能满足承载要求。为此,对北京市南水北调中线配套工程东干渠工程的隧洞预应力衬砌结构设计进行了探讨研究。结果表明,利用现有成熟技术采用压浆式预应力复合衬砌可以满足该结构的适用性和耐久性要求。

深基坑全封闭防水技术

深基坑全封闭防水设计,采用钢筋混凝土地下连续墙、止水型钢、高压止水旋喷桩及空心和实心桩相结合的基坑封底措施,适用于地下水丰富且基坑降水困难或降水对周边建筑物安全存在较大影响的非降水深基坑开挖。本文结合北京市南水北调配套工程东干渠工程,详细介绍了全封闭防水设计的特点及技术方案,可供类似工程参考。

西气东输二线管道工程的设计特点

面对西气东输二线管道工程设计压力高达12 MPa、管径为D1 219 mm、干线长度超过4 000 km、全部采用X80高强度管线钢等一系列挑战,设计联合体对管道设计及管理工作进行了大量的改进与创新。文章从设计管理、专项科研、设计手段、设计技术等角度较为全面地分析和介绍了西气东输二线管道工程设计的主要特点。

南水北调北京市东干渠地质水文循环规律研究

南水北调北京市东干渠地下水循环动态类型分为渗入、蒸发、径流型和渗入、径流型两种,两者均接纳大气降水入渗、侧向径流补给。排水方式主要为地下水侧向径流和越流,总体流向自西北向东南。区内基岩裂隙水和松散类孔隙水的分布受构造的控制。应研究地下水循环规律,以减少地质变化对管线的危害。

武乡县东干线供水工程输水方式及线路研究与确定

文中主要从地形地质、工程设计、施工条件、运行管理等方面阐述了武乡县东干线供水工程输水方式及线路的研究、比较分析,并确定了切实可行的输水方式及线路。

南水北调东干渠工程垃圾填埋场土壤有害、危险气体环境特征分析

针对北京市南水北调东干渠工程凉水河段垃圾填埋场浅层及深层土壤的有害、危险气体浓度分布特征进行研究,分析结果表明:垃圾填埋场土壤环境中O2浓度均偏低,CO2浓度、CH4浓度检出超标范围较大,土壤环境属还原环境;VOCs浓度较高主要与微生物分解土壤环境中有机物等行为有关。在施工过程中可能因为隧道开挖而导致有害、危险气体富集进而导致有害、危险气体浓度过高现象,施工中务必做好通风等防护工作。土壤有害、危险气体环境分析为工程设计、施工等提供安全咨询工作。

基于InSAR遥感技术的工程沉降监测与分析—以南水北调东干渠工程为例

水利工程沉降变形监测以人工监测为主,对于长距离线性工程监测效率低、监测断面数量有限,较难分析和预警沉降风险.InSAR遥感技术具有对地表形变进行大范围、快速、精细化和高精度监测的优势,应用于南水北调地下输水工程沉降监测与分析具有可行性.以北京市南水北调东干渠工程东五环段、通州支线段为研究区,采用InSAR遥感技术获取2003-2010、2015-2019年地表形变信息,对区域地面沉降及工程沿线地面沉降进行分析.结果表明:通过InSAR解译的工程沿线地面沉降数据与人工监测断面数据对比,验证了监测结果基本一致.东干渠东五环段、通州支线位于地面沉降漏斗区,沉降量较大,沿线差异性沉降明显,基于沉降速率的差异性分析了工程存在的高风险沉降点.InSAR技术可作为水利工程安全监测与分析的新技术措施.