复杂地质条件下跨流域调水超长深埋隧洞建设需研究的关键技术问题

我国兴建或拟建的若干长距离调水工程中的调水输水隧洞受选线制约,多要穿越地质构造背景复杂的山岭地区,面临自然环境恶劣、地震烈度高、地形地质条件复杂等诸多不利因素,工程建设难度及运营风险大。总结复杂地质条件下跨流域调水超长深埋隧洞建设需研究的关键技术问题,包括深埋隧洞工程的勘探、试验及测试技术,深埋隧洞围岩大变形及岩爆预测与防控技术,隧洞穿越活断层围岩-衬砌灾变机制与抗断技术,深埋隧洞围岩-支护体系协同承载机制与全寿命设计理论及方法,高压水害等不良地质条件下深埋长隧洞施工灾害处治技术5个方面,指出需要解决的工程科学技术问题及发展方向,为超长深埋隧洞工程建设提供一些参考。     

偏桥水电站引水隧洞施工全过程离散单元法仿真模拟研究

偏桥水电站引水隧洞K2＋010～+310地段位于节理发育岩体中,隧洞开挖后因没能及时支护引起岩体过度松弛,产生大量掉块现象。为保证隧洞的稳定性及基于工期的考虑,对该段隧洞的支护结构进行了优化设计,并采用国际广泛应用的离散单元法程序UDEC对该引水隧洞施工运营全过程进行了仿真模拟,探明了隧洞施工各阶段围岩内应力和位移分布,对支护结构优化设计进行了评估。同时,探讨了隧洞施工和运营全过程的离散单元法仿真技术。     

下穿高速公路过水暗挖隧洞设计及施工实例分析

随着中国高速公路建设的迅速发展,高速公路网纵横交错,为经济快速发展提供了有力的保障,但对后续修建工程穿过高速公路又是一大难题。笔者通过暗挖法下穿高速公路过水隧洞设计及施工实例介绍,说明采用大管棚及超前小导管注浆技术能有效控制路基沉降并保证高速公路正常运营。在隧洞施工过程中对路基沉降进行了详细监测,监测结果表明隧洞开挖对高速公路路基有一定扰动,但对高速公路正常运营基本无影响。     

某引水隧洞聚脲防渗施工技术

某引水隧洞的结构为双层衬砌,各层具单独受力特性,渗水的排水方式为内水内排,隧洞在试运营后渗水量偏大,增加了运营成本并且给隧洞结构安全带来很大隐患。文章首先介绍了高压引水隧洞的聚脲防渗施工处理。喷涂双组分聚脲施工部位主要为隧洞内衬分段施工的环向接缝和预应力筋锚具槽处。其次,介绍了聚脲材料和底涂材料,并对聚脲喷涂技术施工工艺和施工要求进行了详细介绍,采用压水试验检查,黏结强度、聚脲厚度监测,证明采用聚脲喷涂防渗技术对高压水工混凝土的防护、防渗、降低运营成本和高水压引水隧洞在长期安全运营具有重大意义。采用聚脲喷涂防渗技术处理后,渗水量大幅降低。     

长大引水隧洞地下水应对措施及处理技术

随着隧洞施工技术的提高、四新技术的不断涌现,水利水电工程建设中长大引水隧洞越来越多,工程建设中必然会遇到丰富的地下水,通过对长大引水隧洞施工中对不同性质、不同施工时段的地下水处理研究,重点介绍对保证施工安全、进度、质量及后期运营安全、质量的地下水施工应对措施及处理技术,并在此基础上对地下水处理更长远的思考,以供其他工程借鉴和参考。     

引大入秦工程隧洞安全评价研究

采用PSR模型,结合项目调研成果选取了31个影响隧洞安全的PSR指标,并采用AHP法确定各PSR指标的权重,将引水隧洞的安全状态划分为五个等级,综合评价引水隧洞所处的安全状态。最终根据PSR指标相关分析的结果,确定影响引水隧洞安全运营的五项主要因素。     

引水隧洞开挖对既有铁路隧道的影响研究

随着水利水电在西部大开发中的大力发展,出现了大量的引水隧洞,部分项目在修建过程中不可避免地影响到既有铁路隧道。漫滩电站引水隧洞工程,在隧洞开挖过程中,与成昆铁路花果山下33 m处近似正交穿越,其安全性至关重要。采用数值模拟和现场试验相结合的方法,分析了引水隧洞的开挖对既有铁路隧道的影响,并采取相应措施,保障了引水隧洞的施工安全和既有铁道的安全运营。供类似工程参考。     

超特长隧洞TBM施工“115”超前地质预报系统创建与实践——以北疆供水二期工程为例

超特长引水隧洞是跨流域调水工程项目的控制性工程,施工面临突涌水、塌方等诸多地质灾害风险。为研究适用于TBM法施工超特长隧洞地质灾害预报方法,通过调研地质灾害预报预警技术的发展历程与技术现状,提出TBM法施工超特长隧洞地质灾害预报面临的挑战和关键问题。针对上述挑战与难题,建立超特长隧洞TBM施工不良地质全覆盖预报系统,即"115"超前地质预报系统。该系统包括"1km"千米级宏观地质预报、"100m"百米级长距离地质预报和"50m"十米级短距离精细探查预报3个层次,通过多元信息联合反演分析,实现对掌子面前方不良地质和可能由其引发的地质灾害形式的全覆盖预报。采用"115"超前地质预报系统在北疆供水二期工程地质灾害预报中开展了工程实践和应用,准确预报了隧洞施工过程中不良地质发育情况,保证了超特长隧洞TBM高效掘进和安全施工。     

秦淮东河隧洞施工过程数值模拟分析

为保证秦淮东河工程西村隧洞的顺利实施,采用有限单元法对工程区的天然应力场进行数值模拟分析,建立三洞并线计算模型,分别从新挖河道、新建隧洞及上部覆土回填三个过程进行应力应变分析。提出分层开挖及回填的单层深度取值,监测分层开挖及回填时隧洞顶部位移及应力过程变化值。研究发现,隧洞进口处上部覆土约开挖四分之一深度时,存在边坡稳定隐患。覆土回填过程中,隧洞底部因竖向应力较大,而出现向上微拱变形。研究成果可直接应用于引水隧洞工程的设计计算和施工质量控制,可在类似工程中加以推广应用。     

南水北调中线工程潮河段隧洞施工通风设计研究

南水北调中线总干渠潮河段隧洞方案为2条平行圆形隧道,隧洞段长18.147 km,净间距26.6 m,设计洞径为12.1 m,采用2台土压平衡盾构机从进、出口相向掘进施工。由于隧洞较长,施工通风比较困难。根据隧洞布置形式、施工方案、主要污染源分析及隧洞施工作业环境的劳动卫生标准,研究计算了洞内需风量和风压,确定了通风方式和风机、风管的技术参数。     

铁路隧道污水处理站规模研究

为解决铁路隧道在施工期污水排放对环境敏感区环境的影响，必须设置隧道污水处理站。通过现场调研多个项目实际发生的隧道污水处理站建设情况，分析研究后提出如下结论： 1）铁路隧道在施工期可实现清水、污水分流以达到减少污水排放量、控制隧道污水处理站建设规模的目的。2）在考虑隧道施工期生产污水、清水分流的工程措施和隧道衬砌、注浆堵水等工程措施对涌水的削减作用的基础上，区分不同地质情况分段确定洞身单位长度正常涌水量乘以施工未衬砌段长度及涌水变化系数的积来确定隧道污水处理站的污水处理规模。3）与隧道污水处理站设计思路配套，建议在现行概（预）算编制办法规定计费范围的基础上，将清水、污水分流的工程措施费用，污水处理站设备的安拆及摊销费用，污水处理站的运营及维护费用纳入概算。     

综合管廊污水入廊分析及工程探究

现阶段我国管廊建设已成规模,并以给水管、中水管、电力和通信排管入廊的单舱支线管廊为主,少数建设有污水舱、雨水舱和燃气舱。由于重力雨水、污水管对高程、支管衔接和运维的要求较高,建设工程中雨污水入廊并线案例较少。以成都市玉虹路综合管廊为例,从工程总体和污水入廊方案分析,介绍综合管廊横断面、入廊管线、管廊平纵、典型节点设计,根据污水入廊方案介绍污水管材、接驳井、自动冲洗系统等针对性措施,总结污水入廊的基本条件,以期为类似管廊项目提供借鉴。     

盾构隧道近接既有管线的加固方案比选

以成都地铁18号线锦城广场站～世纪城站区间隧道下穿污水管为对象，采取对横跨隧道的DN800污水管道外部加钢套筒、在与右隧道并行且紧邻的废弃污水管中填充混凝土和注浆加固地层等四种组合方案，对盾构隧道近接既有管线并破坏部分既有结构进行数值模拟，得到不同方案下既有管线竖向位移和第一主应力的特征，得出结论:仅对DN800污水管加钢套筒或仅在废弃污水管内填充混凝土无法保证施工安全，额外注浆加固地层能提高安全储备但造成浪费。综合考虑安全性、适用性，选取方案三最优方案，即对DN800污水管加钢套筒同时在废弃污水管内填充混凝土进行加固。     

谈城市道路综合管线公共沟的规划设计

该文简要介绍了福建龙岩市综合管线的现状,阐述了在城市建设中采用综合管线公共沟的优越性,重点论述了公共沟规划设计的位置设计及总体工艺设计、结构设计、雨污水交叉处理等设计要点。     

倒虹吸隧道智能排污结构构想与数值分析

为减少甚至解决倒虹吸隧道中污物沉积和堵塞问题，提出一种新型倒虹吸隧道工作井智能排污结构。利用SolidWorks软件对隧道及工作井进行建模和数值模拟优化，并进行物理模型试验验证。研究结果表明： 1）外加辅助块体有助于降低湍流位置，而在一定范围内改变入口处水流流速对引水结构的影响不大； 2）在工作井内加入矩形三角块和在入口区加阶梯双三角块、出口区加矩形三角块是倒虹吸隧道较优的智能排污结构方案； 3）雨水方沟断面尺寸大小会对水流湍流位置和流速分布有所影响，但添加适当的辅助块仍具有较好的智能排污效果。     

盾构隧道下穿邻近污水管施工方案研究

以成都地铁18号线一期工程ZDK15+242.34施工断面为研究对象，采用外加厚度为0.02 m的钢套筒加固超近距离（与盾构隧道净距0.324 m） DN800污水管，运用MIDAS/GTS软件对盾构掘进过程进行数值模拟，分析了钢套筒对DN800污水管的加固效果。结果表明:钢套筒可以保证该污水管的安全。在施工过程中，盾构机与钢套筒的距离小于5 m时，钢套筒应力变化最为明显，且在左隧道施工完成时，钢套筒的应力值最大。盾构机在污水管前12 m到后8 m范围内施工时，距离隧道越近，污水管的沉降变化越大。污水管横穿废弃污水管及其内部填充的混凝土，会使污水管的沉降增大，与不穿越废弃污水管相比，污水管最大沉降差值增大1.5倍。     

污水盾构管道管片结构性能退化数值分析

为解决污水管道寿命期内力学性能和变形难以动态定量评估的问题,对混凝土污水管道腐蚀机制进行研究,建立多因素耦合作用下的污水盾构管道结构性能退化计算模型,应用Matlab软件对东濠涌试验段管道的力学性能和变形进行数值分析,通过分析可知： 污水管道内力在寿命期内一直处于增加状态,管道两侧（0°和180°位置,管道水平轴线右侧为0°,逆时针为正）轴力的数值和增长率均最大;最大负弯矩出现在管道两侧,最大正弯矩出现在管道底部,且寿命后期的增长率较大;寿命期内最大正剪力出现在135°和315°附近,最大负剪力出现在45°和225°附近,且后期增长率较大;通过内力变化对比分析得知,干湿循环区是内力变化最不利的区域;管道最大竖向位移发生在管道顶部,由于管片接头的存在,最大水平位移发生在18°和162°位置。     

PE实壁管及塑料检查井在综合管廊中的应用

PE实壁管被广泛用于埋地给水管道中,在综合管廊中使用较少。本文对入廊污水管道可采用的几种管材进行比选,推荐采用PE实壁管,同时配套设置塑料检查井。以宁波市广元大道综合管廊工程为例,对PE污水管及塑料检查井在综合管廊中的应用进行研究。     

大统路地道改建工程基坑开挖对邻近合流污水管的影响分析

大统路地道改建工程与现有合流污水管盾构隧道基本处于平行或重叠的位置关系,并且距离较近。该文综合考虑各项因素,结合不同工程范围合流污水管和地道基坑的相互关系,通过有限元模型分区段模拟分析了基坑开挖对合流污水管的不利影响,为基坑方案可行性提供可靠的分析数据。     

深埋排水调蓄盾构隧道管片1∶1力学试验系统的研发与应用

建设深埋排水调蓄隧道是缓解城市内涝问题的最有效方法之一。深埋排水调蓄隧道管片由于其直径大、外部水土荷载大、受内水压等特点,在工程实际应用前须对其受力变形特征进行研究。提出了一种1∶1平躺式原型盾构管片力学加载方法,并建立了一套管片模型试验数据采集系统。基于该试验系统,以上海苏州河段深埋排水调蓄水隧道为例,通过单环整环试验研究了埋深增加、蓄水和排水状态下管片结构内力和变形的变化规律,建立了接头抗弯刚度与偏心距之间的关系。试验结果表明:空管状态竖向收敛和水平收敛值分别为18,20mm,满管状态竖向和水平收敛值分别为78,80mm,蓄水对管片受力变形较埋深增加影响更为明显;卸载后管片变形无法恢复到初始状态,管片整体呈现非完全弹性的特点;接头抗弯刚度受管片内力影响较大并呈现空间变异性,空管状态接头抗弯刚度约为满管接头抗弯刚度的3~6倍;抗弯刚度与偏心距近似呈反比例函数关系,正负弯矩条件下均可以划分为3个阶段。