水利工程隧洞喷锚支护及衬砌加固施工技术

隧洞工程是水利工程项目施工过程中的重要构成部分,如何提升其施工质量,防止后期出现渗漏问题,是该领域特别关注的问题。对水利工程隧洞加固工程进行简要概述,在此基础上分别从隧洞喷锚支护加固施工技术和衬砌加固施工技术,两个层面详细介绍了强化隧洞工程质量的方法与措施。根据洞身围岩属性差异采用不同的强化加固技术,可以达到理想的效果。本研究有效积累了水利工程隧洞强化加固施工经验,可以为国内其他类似的水利工程项目提供经验借鉴。

水利水电工程隧洞衬砌及喷锚支护加固施工技术研究

为提升水利水电工程建设质量,提升后期运维养护效率,选取水利水电隧洞衬砌及喷锚支护施工技术为研究对象,对水利水电工程隧洞衬砌及喷锚支护加固施工技术质量控制提供理论分析。文章以某水利水电工程为例,对水利水电工程项目区段进行划分,重点分析了水利水电工程隧洞衬砌施工技术要点和喷锚支护施工技术要点,以期为同领域专业技术人员提供一定的理论支持。

隧道钢纤维喷射混凝土单层衬砌试验研究

为了解决隧道施工中采用单层喷射混凝土作为隧道永久衬砌的问题,对不同钢纤维及外添加剂掺量的混凝土分别进行了抗压、抗拉、抗渗以及弯曲强度等室内试验。结果表明,在喷射混凝土中加入钢纤维材料,其抗拉、抗弯以及抗渗水性能分别提高了65.6%、94.7%、98.1%;并通过现场试喷,选定符合设计要求、经济合理的配合比,在摩天岭隧道通风斜井施作了湿喷钢纤维混凝土,以单层衬砌代替原设计的复合式衬砌。工程实践证明,钢纤维湿喷混凝土,其支护强度达到了设计要求,喷射作业回弹损失量减少7%～15%。研究成果可为类似隧道纤维喷射混凝土单层衬砌技术的应用提供参考。

隧道钢纤维喷射混凝土性能试验及其工程应用

根据钢纤维喷射混凝土结构力学原理,为了研究钢纤维混凝土喷层在隧道单层永久衬砌支护中适用性,先分析钢纤维在混凝土中的增强力学作用机制,然后完成钢纤维喷射混凝土合理配比、抗拉、抗压、抗折及抗折初裂强度和弯曲性能等指标的室内试验;并结合具体的隧道现场喷射试验,以及围岩应力、钢纤维混凝土喷层应力及洞周附加水平收敛等监测数据进行分析。研究结果表明,钢纤维喷混凝土抗拉、抗折强度高,韧性好,喷层中的应力分布较均匀,具有较好的让压能力,喷射作业回弹损失量减少,说明钢纤维喷射混凝土是一种理想的单层衬砌支护材料,具有较好的推广应用价值。

聚丙烯纤维网喷射混凝土性能和衬砌试验

聚丙烯网状纤维喷射混凝土与传统素喷混凝土相比,抗拉、抗弯、抗渗水压力强度分别提高了56.2%,92.9%,100%;增加了密实性和质量稳定性;喷射作业回弹损失量减少10%～20%,粉尘减少1倍以上。在铁路、公路隧道中,已多次成功地将聚丙烯纤维网喷射混凝土用作隧道初期支护和永久衬砌,形成了完善的施工工艺,提高了隧道结构强度和质量。

长陡斜井钢纤维喷射混凝土单层衬砌试验研究

摩天岭隧道1#通风斜井纵坡45.3%,长度接近1 400m,在此条件下施工风险高、施工难度大;采用施工简单,抗拉强度高,可随开挖掘进同步实施的钢纤维喷射混凝土单层衬砌是一种理想的技术方案.在借鉴Q系统支护设计基础上初步确定了斜井隧道单层衬砌参数;通过钢纤维喷射混凝土室内力学试验和现场规模试验,确定并推荐了斜井隧道单层衬砌最优配合比;在以上工作基础上通过数值分析、现场规模试验和监测测试,对斜井隧道单层衬砌方案进行了优化和稳定性分析.研究表明:(1)在隧道喷射混凝土中加入体积掺量0.6%左右的钢纤维,可极大地增大喷射混凝土支护结构的延展性,其峰后强度明显提高,同时可随隧道开挖掘进同步进行,是一种经济、合理、可靠地隧道和地下结构工程支护结构;(2)由于采用湿喷工艺,钢纤维喷射混凝土早期强度高,施工质量高,施工环境影响小,回弹率低;同模筑混凝土相比,地质条件适宜性强,施工工艺简单、方便、灵活,在条件适宜时可作为隧道和地下工程的永久支护.(3)建议摩天岭隧道1#通风斜井洞身段Ⅱ、Ⅲ及Ⅳ级围岩无地下水出露洞段采用钢纤维喷射混凝土单层衬砌取代原设计的复合衬砌.

聚丙烯纤维混凝土喷层支护技术及其在顾桥矿区的应用

根据聚丙烯纤维混凝土结构力学原理,研究聚丙烯纤维混凝土喷层在煤矿锚喷巷道支护中适用性。结合淮南顾桥矿区典型锚喷巷道工程,完成聚丙烯纤维混凝土喷层的合理配比及抗拉、抗压、抗剪等指标的室内试验。与素混凝土喷层相比,聚丙烯纤维混凝土喷层中的应力分布较均匀,有较好的让压能力。工业性试验表明,聚丙烯纤维混凝土喷层抗拉强度高、韧性好、回弹量低、工艺简单等特点,具有较高的推广应用价值。

基于有限差分法的隧道新型支护结构稳定性分析

聚丙烯纤维混凝土具有良好的变形性能,可以很好地适应隧道施工过程中围岩应力释放而产生的围岩压力;混凝土湿喷技术的引入可有效地改善隧道内工作环境,提高混凝土喷射质量。将湿喷聚丙烯纤维混凝土和锚杆应用于隧道支护结构,可起到良好的经济效益和支护效果。为了确保隧道施工过程的安全性和稳定性,采用FLAC有限差分计算软件对该支护结构性能和隧道的稳定性进行了计算和分析。分析模型中考虑围岩材料的非线性特性,以及围岩–支护结构体系位移场、塑性区和锚杆轴力的分布特征。分析结果表明:这种支护结构可有效地降低拱顶下沉,底板上鼓,提高成洞空间;围岩和支护结构体系协同工作,极大地发挥围岩的自承载能力。

特长隧洞TBM施工与锚喷支护应用研究

研究目的:通过对特长隧洞衬砌结构的选择、支护参数设计、不良地质段支护技术等方面的研究,为特长隧洞的优化设计和TBM的结构安全和快速施工提供技术支持,工程经验可供今后类似工程参考。研究结论:大伙房输水工程特长隧洞根据围岩条件选择了开敞式TBM+锚喷支护复合衬砌施工方案,并且获得成功。实现的采用锚喷支护+二次衬砌复合衬砌替代管片衬砌既符合现代支护系统的NATM设计理念,解决了TBM施工的止水与排水难题,又节约了大量土地和大量资金。

聚丙烯纤维网湿喷混凝土隧道衬砌的应用研究

针对传统喷射混凝土用于隧道衬砌存在的质量离散性大、抗拉强度低、密实性和耐久性差等问题，研究采用在混凝土中掺入聚丙烯纤维网的解决方案。通过对不同掺量的聚丙烯纤维网混凝土试件进行实验分析，结果表明，在混凝土中掺入体积掺量为0．1％～0．2％的聚丙烯纤维网，可使抗拉强度提高50％以上，抗渗性能提高55．6％以上。在宝兰铁路东巨寺沟隧道直接喷射聚丙烯纤维网混凝土，并对喷层厚度测量和外观质量观察表明，喷层厚度均匀，表面平整；3个分段试件的强度值离散性小，平均抗压强度分别为43．2，44．3，44．2MPa，平均抗折强度分别为5．7，5．9，5．9MPa。聚丙烯纤维网混凝土既可用于隧道开挖后的支护，又能用于隧道的永久衬砌。

多尺度聚丙烯纤维混凝土在隧道二衬中的应用

为研究多尺度聚丙烯纤维混凝土在隧道二衬中的应用,开展多尺度聚丙烯纤维混凝土室内试验和现场试验,选用2种聚丙烯细纤维和1种聚丙烯粗纤维进行混掺,综合评估了多尺度聚丙烯纤维混凝土的坍落度、抗裂性、抗压强度和劈裂抗拉强度。结合重庆某山区公路隧道病害整治工程,选取地质条件相近的两个Ⅴ级围岩衬砌拆换段分别作为试验段和对比段进行了现场试验。结果表明:多尺度聚丙烯纤维混凝土抗压强度略有降低,但在满足现场泵送要求的同时,多尺度聚丙烯纤维的掺入能提高混凝土的劈裂抗拉强度,其劈裂破坏具有一定的延性;粗、细纤维的“桥接”作用能有效抑制裂缝的形成和发展,延缓混凝土起裂时间,减小裂缝的长度和宽度,粗、细聚丙烯纤维产生了1+1>2的混杂正效应,使得多尺度聚丙烯纤维在混凝土开裂全过程均起到良好的阻裂效果;浇注过程中,多尺度聚丙烯纤维混凝土未出现泌水、离析和堵管等不良现象,纤维分散性良好;衬砌结构成型180 d后,其强度满足设计要求,两段衬砌结构表面平整、光滑,均未发现肉眼可见裂缝,表明多尺度聚丙烯纤维混凝土可用于隧道二衬;由于使用时间还不够长,更多后期二衬情况有待进一步监测。

聚丙稀纤维网湿喷混凝土隧道衬砌结构的可靠度分析

根据可靠性理论的基本原则和方法,按现行隧道设计规范所采用的"荷载—结构"模式,对单线铁路隧道聚丙稀纤维网湿喷混凝土隧道衬砌结构进行了可靠度分析,用实例验证了方法的可行性。

软岩单线隧道新型支护结构有限元分析

采用有限元法对由聚丙烯纤维网湿喷混凝土、锚杆和钢格栅组成的软弱围岩隧道支护结构的应力、变形等进行了分析研究。对危险截面的强度验算表明,使用该支护结构的铁路隧道硐室稳定、安全度高。

纤维喷射混凝土硬化对隧道围岩的支护作用

为解决喷射混凝土在隧道新奥法施工中易开裂、强度低、支护作用不清晰等问题,研制一种新型无碱液体速凝剂,测定净浆凝结时间和砂浆强度。在喷射混凝土中掺入聚丙烯粗纤维和无碱液体速凝剂,进行喷射混凝土力学性能试验研究;考虑纤维喷射混凝土硬化规律,采用离散单元程序法(universal distinct element code,UDEC)分析纤维喷层对隧道围岩的支护作用。研究结果表明:此无碱液体速凝剂能有效加快混凝土凝结时间,减少喷射混凝土后期强度损失;聚丙烯粗纤维可有效提高喷射混凝土的强度和韧性;纤维喷射混凝土随时间硬化,喷层有让压卸载作用,有利于稳定支护结构。掺入聚丙烯粗纤维和研制的无碱液体速凝剂有效提高了喷射混凝土的强度和韧性,能更好地发挥喷射混凝土衬砌结构对隧道围岩的支护作用。在高地应力、大变形隧道施工中,聚丙烯粗纤维喷射混凝土具有广泛的应用前景。

东巨寺沟隧道纤维喷混凝土衬砌效果监测

介绍了东巨寺沟隧道聚丙烯纤维网湿式喷射混凝土衬砌试验概况和效果监控量测,量测结果表明,该种纤维喷射混凝土衬砌与围岩密贴性好,充分调动围岩自承能力,洞室稳定,且施工方便、造价低。

改性聚丙烯纤维砼在隧洞衬护中的应用

聚丙烯纤维混凝土具有比普通挂网喷砼更独特的工程特性,用于替代传统的挂网喷砼对水工隧洞的衬护,具有施工简单方便,技术经济性能良好的优点.介绍了龙泉岩樟溪一级电站引水发电隧洞应用聚丙烯纤维砼衬护,取得了良好技术经济效果的成功经验.

塑钢纤维喷射混凝土力学性能及现场试验

喷射混凝土广泛应用于隧道工程围岩支护中,是一种有效的初期支护手段。普通喷射混凝土为脆性材料,抗弯拉强度低,在软弱围岩或破碎岩体支护中,喷层易开裂,严重威胁施工安全。为了提高喷射混凝土的支护能力,添加塑钢纤维,增强喷射混凝土韧性。依据纤维力学增强机理,研究不同掺量塑钢纤维对喷射混凝土的抗压、劈裂抗拉和抗弯强度的影响;并开展现场喷射试验,对隧道周边收敛进行监测与分析。结果表明,塑钢纤维存在有最佳掺量,塑钢纤维喷射混凝土具有良好的抗压、抗拉和抗弯能力;在围岩支护中,起到让压卸载作用,喷层中应力分布较均匀,减少喷层开裂,适用于破碎或变形较大的围岩支护中,具有良好的推广应用价值。

干湿交替喷射混凝土硫酸盐侵蚀试验

为了研究隧道衬砌混凝土抗硫酸盐侵蚀性能,针对隧道单层衬砌结构常用的喷射混凝土,考虑施工方式、钢纤维掺入等因素,对喷射混凝土硫酸盐侵蚀性能进行分析。采用干湿交替加速侵蚀法,分析普通混凝土与喷射混凝土抗硫酸盐侵蚀性能差异;随后,采用X射线衍射(XRD)、综合热分析(TG-DSC)和扫描电子显微镜(SEM),对侵蚀后喷射混凝土产物的物相组成及微观形貌进行观察。研究结果表明:经硫酸盐侵蚀后,喷射混凝土基本性能损伤速度低于普通混凝土,而钢纤维喷射混凝土抗硫酸盐侵蚀性能最优;喷射混凝土硫酸盐侵蚀破坏方式从初期钙矾石破坏转变为后期钙矾石、石膏复合破坏;随着干湿交替次数增多,试件中钙矾石及石膏含量增加,氢氧化钙及水化硅酸钙含量降低。