新疆大石峡水利枢纽无压泄洪洞衬砌混凝土温控防裂研究

受高速水流长期冲刷作用的影响,泄洪洞衬砌混凝土一旦产生裂缝,必将引起过流面的空蚀破坏,进而影响工程的正常稳定运行。因此,对泄洪洞衬砌混凝土进行温控防裂研究具有重要意义。依托大石峡水利枢纽泄洪排沙洞工程,采用三维有限元法,计算分析了不同温控措施下泄洪洞衬砌混凝土温度及温度应力的变化规律,论证了不同温控措施的适宜性。结果表明:喷雾洒水措施对改善衬砌混凝土表面温度应力具有一定的效果,并对混凝土干缩裂缝有明显的抑制作用;通水冷却措施主要侧重于改善衬砌混凝土内部的温度和应力状况,但会促使降温过程提前产生,增加早期开裂的风险,因此在施工过程中应严格控制混凝土降温速率和早期降温幅度,建议控制混凝土降温速率不超过2.0~2.5℃/d;施工初期和冬季低温时期均是温度裂缝发生的较危险时段,以冬季保温措施配合施工期的降温措施可以获得更佳的效果。研究成果可为类似泄洪洞工程衬砌混凝土的温控防裂设计与施工提供参考。

引绰济辽工程输水工程隧洞段混凝土衬砌施工技术分析

为探讨输水隧洞混凝土衬砌施工技术,结合引绰济辽输水工程隧洞段施工第五标实践,从混凝土衬砌施工的重难点入手,分析了施工设备选型、衬砌混凝土配合比、洞内排水阻水施工、混凝土衬砌施工等技术要点,并提出具体的应用效果。实践得出:混凝土衬砌施工长期以来都是输水隧洞施工的难点和重点,决定着工程总体质量,在实际衬砌施工中严控设备选型,洞内排水、阻水,混凝土最优配合比及混凝土衬砌施工,是提升输水隧洞工程混凝土衬砌效果的关键,应在实际施工中高度重视。

跨断层铁路隧道二衬混凝土裂缝整治技术研究

近年来,随着我国铁路事业的飞速发展,隧道建设规模急剧增加,施工难度也相应上升。随着隧道建设的不断拓展,隧道二衬混凝土裂缝问题逐渐凸显,给工程质量和运营安全带来了较大的危害。本研究对跨断层铁路隧道二衬混凝土裂缝的成因进行了系统性分析,并研究了裂缝的处理和预防措施,对相关工程有一定的借鉴意义。

浅析平底圆形引水隧洞衬砌混凝土裂缝控制方法

二次衬砌混凝土是引水隧洞除灌浆外最后一道主体工程施工程序,其浇筑质量的好坏对通水后的正常运行关系重大。良好的衬砌质量,可以显著提高工程运行寿命,降低维护成本,有效确保供水效果。对衬砌混凝土质量影响最大的是裂缝,尤其是贯穿渗漏裂缝,其对整个隧洞正常运行的影响通常是致命性的,裂缝发展通常会加速混凝土老化,破坏混凝土内外结构,影响使用寿命,要重点加以研究。裂缝产生的原因是多方面的,需要从设计、施工以及养护等各个环节进行把控。本文结合工程实际,对隧洞衬砌混凝土裂缝控制方法进行介绍,供类似工程借鉴。

三峡永久船闸输水洞衬砌混凝土的温控研究

采用数值积分的有限元方法 ,模拟实际施工过程 ,对输水洞衬砌混凝土的温度应力进行了三维仿真计算分析 ,研究了多种温控措施的具体防裂效果 。

寒区隧道二衬混凝土冬季施工温控技术研究

冬季寒区隧道二衬模筑混凝土施工由于低温水泥水化不充分、不均匀,极易出现强度不达标、表面出现贯穿性裂缝等问题。根据含低温相变岩体温度场控制方程,从研究开挖时间对围岩温度影响入手,在充分考虑混凝土水化热影响条件下,分析寒区隧道围岩与二衬混凝土热量迁移传递规律,研究隧道内环境温度、浇注时洞内加热温度和加热时间对二衬模筑混凝土温度影响规律。研究结果表明,随着开挖时间的增加,围岩温度受环境温度影响的范围逐渐增大;围岩被加温一段时间后,表面温度和深部围岩温度较高,中间温度较低,形成了两头热,中间冷的温度分布情况;二衬混凝土24 h内的最低温度随着加热时间、加热温度和环境温度的增加(升高)而升高。在此基础上,提出一种简洁、实用的加热时间计算公式。现场实施效果表明,应用该计算公式,可实现嘎隆拉隧道冬季低温环境条件下二衬模筑混凝土高效不间断施工、表面无裂纹且现场实测强度大于C30强度等级的目标。

三峡永久船闸输水洞衬砌混凝土施工期温度现场试验研究

早期施工的三峡永久船闸输水洞衬砌混凝土,有不少的结构段在1/2长度附近发生了裂缝,而且一般都是贯穿的,严重影响了工程质量和寿命。为此,在北一延长段NY9和NY10结构段,进行了浇筑温控混凝土和常规混凝土的温度现场试验研究,分析了衬砌混凝土温度场的分布和随时间的变化规律。试验结果表明,衬砌混凝土的最高温度达到50℃以上,温升和温降快,在不到3d龄期即开始降温,而且降温幅度大。由于结构的厚度小,围岩的约束强,早期混凝土的抗拉强度又很低,加之干缩等影响,衬砌混凝土很有可能产生早期裂缝。对衬砌混凝土施工期裂缝的原因进行了分析,指出了隧洞衬砌混凝土温控防裂的重要性,提出了一些可行的温控防裂措施,并在输水隧洞衬砌混凝土的后期施工中得到了应用,取得了良好的防裂效果。

三峡永久船闸输水洞衬砌施工期温度与应力监测成果分析

介绍了三峡永久船闸输水隧洞衬砌混凝土温度与温度应力现场监测和裂缝观测成果.利用实测资料计算分析了输水隧洞衬砌混凝土边墙和顶拱的温度应力.采用弹性徐变温度应力理论分析了大型隧洞衬砌混凝土的温度与温度应力变化特点,并与实测值进行了比较.根据实测结果与理论分析,提出了大型隧洞衬砌混凝土施工期的温控有效措施:降低水化热温升、加强早期养护和冬季保温.

圆形压力隧洞限裂配筋设计方法研究

为研究圆形压力隧洞衬砌合理的限裂设计方法,采用钢筋混凝土有限单元法对隧洞衬砌的受力特性进行分析,指出隧洞衬砌具有内力值随衬砌开裂区域增加而减小、配筋取决于裂缝宽度的限制要求而非承载力、规范中的裂缝宽度计算公式不适用等特性。通过对厚壁圆筒承载力计算公式的重新推导,指出该方法没有引入裂缝处环向钢筋应变最大值与环向钢筋在整个圆周内平均应变的比值ψ',使得钢筋面积计算值过小。鉴于隧洞衬砌的受力特性及没有合适的ψ'计算方法,建议取消厚壁圆筒公式,而采用钢筋混凝土有限单元法进行隧洞衬砌的配筋计算。对能由有限元计算直接求得裂缝宽度的衬砌,以裂缝宽度限值要求确定钢筋用量与布置;对不能由有限元计算直接求得裂缝宽度的衬砌,以限制钢筋应力来控制裂缝宽度,即以钢筋应力限值要求确定钢筋用量与布置。最后,通过较多的算例给出隧洞衬砌的钢筋应力限值,当保护层厚度为50mm时钢筋应力限值可取120MPa,当保护层厚度为100mm时钢筋应力限值可取100MPa。

江坪河放空洞有压洞口段衬砌混凝土冬季温控方案分析

冬季衬砌混凝土施工面临的寒潮等问题,容易导致混凝土产生裂缝。基于有限元分析软件ANSYS,对江坪河放空洞有压段洞口段衬砌厚度为1.0 m的混凝土的拆模时间、围岩特性以及在遭遇寒潮时保温与否等6种不同的方案的进行了分析,并提出相应的温控方案和温控标准供设计与施工参考。

结构设计因素对泄洪洞衬砌混凝土施工期温度裂缝的影响

施工期温度裂缝会给高流速泄洪洞带来安全隐患,影响结构耐久性,应从结构设计开始加强控制。综合已有研究成果,补充部分三维有限元仿真计算,并结合三峡、溪洛渡、白鹤滩等巨型水电站泄洪洞衬砌结构设计的成功经验,系统分析结构型式、断面尺寸、内部钢筋和过缝钢筋、锚杆、衬砌与围岩间设砂浆垫层等结构设计因素对衬砌混凝土温度裂缝控制的影响程度,提出在衬砌结构设计中要兼顾混凝土温度裂缝控制,尽量减小约束,尽可能选择平直、小曲率、小断面结构,减小分缝分块,钢筋不过缝,衬砌与围岩间设砂浆垫层等。

隧道衬砌混凝土覆膜自动控制蒸汽养护施工技术

近年来在隧道二衬混凝土的回弹检测中,时有因养护不到位而影响混凝土质量,或因养护方法不当导致二衬混凝土表面开裂等情况的出现。针对此情况,固西公路炸嘴山隧道研发了蒸汽覆模养护技术,系统主要由养护罩、蒸汽系统和控制系统三部分组成,实现了对隧道衬砌混凝土采取蒸汽高温养护和标准养护两个阶段,取得了很好的效果。

水工隧洞衬砌混凝土通水冷却控温最佳时机

大坝混凝土通水冷却时机控制的成功经验,不能很好适用于薄壁衬砌结构控温控裂。以水工隧洞为例,采用有限元法仿真计算,深入分析衬砌混凝土内部最高温度、最大内表温差、最大拉应力、最小抗裂安全系数及温降速率等温控特征值与通水时间的关系。结果表明:通水冷却控温最佳时机是混凝土覆盖冷却水管开始通水、最大内表温差出现后瞬间终止。在白鹤滩水电站1#泄洪洞上平段144~145单元进行现场试验,并结合有限元法仿真,验证了其控温控裂的科学性和经济有效性,可供实际工程采用。

铁路隧道二次衬砌工程的施工质量控制

本文以某隧道二次衬砌工程的施工实例,论述了隧道二次衬砌工程从施工准备、工艺流程、技术要求、施工控制重点等方面如何加强施工质量控制。

羊湖电站引水隧洞施工组织与管理

羊湖电站引水隧洞长５８８３．１０３ｍ，内径２．５ｍ，海拔高程４４００ｍ以上，是目前世界上海拔最高的引水隧洞．具有海拔高、断面小、隧洞长、施工难度大等特点．本文就羊湖电站引水隧洞的施工组织与管理作一简要介绍，为在高寒缺氧地区进行隧洞施工提供一些可借鉴的经验．

小浪底工程进水塔混凝土的温度控制

小浪底工程进水口集中布置，进水塔群由10座进水塔组成，呈“一”字形排列，体积庞大且结构复杂，故对温度控制要求高。洞群衬砌为C30～C70高等级混凝土，且厚度在1～4m之间，温控问题突出。本文从设计、施工及实施效果全面进行了分析、介绍。

江坪河水电站无压泄洪洞衬砌混凝土冬季施工温控方案优选

为研究江坪河水电站无压泄洪洞冬季施工温控防裂的问题,采用三维有限元法模拟施工过程与温控措施,对1.5 m厚衬砌混凝土冬季施工基本工况、基本工况表面保护、封闭洞口、延长拆模时间4种工况进行了仿真计算。综合分析比较各工况特定断面的表面点在不同时间的温度应力值,得出结论:在冬季施工中为有效防止混凝土温度裂缝的产生,对底板、边墙宜采取表面保温保护措施。江坪河泄洪洞冬季施工各工况的温控方案的优选,可以为泄洪洞衬砌混凝土施工提供参考,对提高施工质量,降低施工成本有着重要的意义。

导流洞衬砌混凝土低温季节浇筑温控方案优选

乌东德水电站导流洞断面尺寸大,衬砌混凝土抗裂安全性要求高,低温季节浇筑施工难度较大,为了研究乌东德导流洞低温季节浇筑的温控防裂问题,采用三维有限元法模拟衬砌混凝土的施工过程和温控措施,针对1.2 m衬砌厚度的断面,综合考虑分缝长度、浇筑温度、通水水温、是否保温四个方面进行数值分析。经过全面对比分析各种温控方案下衬砌混凝土中间断面代表点的温度应力历时曲线,得出如下结论:在低温季节施工过程中,衬砌混凝土仓段的分缝长度应为6~9 m,必须采用有效的保温措施。

溪洛渡水电站无压泄洪洞衬砌混凝土秋季施工温控方案优选

为研究溪洛渡水电站无压泄洪洞秋季施工的温控防裂问题,运用三维有限元法模拟施工过程与温控措施,通过改变混凝土表面的热对流系数来模拟洒水、流水养护的影响,采用直接法模拟冷却水管的作用。运用ANSYS软件对1.0m厚衬砌混凝土秋季施工的5种工况,包括基本工况、基本工况加洒水养护、恒温流水养护、加洒水及恒温流水养护、无通水冷却,进行了仿真计算。通过比较相应工况中特定断面的表面点在不同时间的温度应力值和抗裂安全系数,得出结论:洒水能够有效降低拉应力;常温流水会加大内表温差;通水冷却有效降低最高温度,但应力改善效果不明显。秋季浇筑混凝土,早期宜洒水和通水冷却,后期恒温流水养护,这样能够有效避免温度裂缝的产生。

海底隧道C50衬砌混凝土抗裂技术研究与应用

海底隧道衬砌结构混凝土强度等级要求高,通常不低于C50,施工难度大,与传统的隧道衬砌工程相比在混凝土性能方面存在较大差异。结合某海底隧道工程,为解决海底隧道高强衬砌结构混凝土开裂问题,基于开裂风险计算模型进行评估设计,以混凝土不开裂为前提,优化原材料及配合比设计,并结合一次性浇筑长度、入模温度、拆模养护等施工工艺措施,最终形成了海底隧道C50衬砌混凝土裂缝控制技术,可有效避免早期收缩开裂。