漫谈矿山法隧道技术第十四讲——隧道涌水及其控制方法

分析制定隧道控制地下水对策的基本观点:既要考虑隧道施工对地下水的影响,也要考虑地下水对隧道施工的影响。指出控制地下水的对策必须符合3个条件:1)确保施工作业安全、顺利地开展;2)不对周边环境产生有害的影响;3)以合理的工费和工期来实现。隧道涌水视其发生位置、涌水量、发生时期、涌水量的历时变化等是各种各样的,应对隧道涌水进行合理分类,以便有的放矢地采取相应的对策。介绍了日本统计的地质构造和涌水现象的分类。涌水处理应达到3个基本目标:1)确保隧道施工在无水的条件下进行,或者是在可以接受的渗漏水条件下进行,或者是在对周边环境"可接受干扰"的条件下进行;2)二次衬砌原则上不承受水压作用,不得已时把水压控制在二次衬砌容许的范围内;3)运营中的隧道洞内不能成为地下水流经的通道,隧道衬砌背后必须形成一个纵横交错的、不易堵塞的、通畅的排水系统。达到上述目标的基本方法是:充分利用和提高围岩的隔水性能,合理地处理好"排"与"堵"的关系。针对涌水处理的3个基本目标,分别介绍了国内外相应的经验和措施。1)一些国家的指南、标准对隧道的涌水量进行了分级,认为涌水量≤2.5 L/(min·m)时基本上可以认为是在无水条件下施工;一般的线状流水、经常涌水可以用自然排水法排水;而针对突发大量涌水,则需要采取特殊的地下水对策予以解决。2)按照二次衬砌是否承受水压,隧道可分为3种情况:1衬砌不承受水压,即所谓的完全排水型隧道;2衬砌承受全部水压,即所谓的非排水型(防水型)隧道;3衬砌背后设置注浆域,分担衬砌承受的水压,衬砌只承受部分容许的水压。从目前的隧道设计实际来看,在山岭隧道中多数采用方案1,在城市隧道中多数采用方案2,在高水压和突发大量涌水的极端情况下采用方案3。介绍了日本、美国的设计经验。3)我国铁路隧道采用把地下水引入隧道,再从洞内两侧边墙附近设置的排水沟排出地下水的做法是值得商榷的;特别是在可能发生冻害的地区,更不可取。在国外,日本、德国、法国等国家的铁路、公路隧道基本上是把中央排水管设置在仰拱内或仰拱下方,而在隧道两侧只留有用于排出流入隧道内的雨水或隧道清洗水的排水沟;因此,建议立项研究取消洞内排水沟,设置中央或两侧脚部排水管的问题。最后指出,实现涌水处理的3个基本目标我们尚需努力,特别是"目标"的定位问题,尚需进行基础性的研究才能解决。在隧道施工中,涌水是不可避免的、客观存在的现象,我们积累的经验非常丰富,但缺乏系统的、认真的总结和归纳。     

海底埋设管线平管起吊运动分析

基于有限元软件OrcaFlex,充分考虑不规则波浪、海流、管土相互作用以及船舶管线耦合运动,建立海底埋设管线平管起吊模型。参考DNV-RP-F110计算埋深管道受到的土壤阻力,依据DNV-RP-C205确定相关水动力系数。通过数值模拟研究分析管线在平管起吊过程中管道的运动响应以及吊绳张力的时间历程变化,为实际海底管线平管起吊提供一定理论参考。     

液压驱动转盘在海洋固定平台模块钻机上的设计与应用

海洋固定平台模块钻机空间狭小、布局紧凑、要求设备具有尺寸小、质轻、集成度高、运行安全可靠等特点,而传统电机驱动转盘的驱动方式存在传动链长、传动部件多、传动装置复杂、结构尺寸庞大等问题,在模块钻机尺寸有特殊要求的情况下安装难度大、使用和维修不便,影响总体布局和结构形式的设计。针对上述情况,通过液压驱动转盘与电驱动转盘进行对比,总结出液压驱动转盘小巧轻便、易于建造安装、能够优化钻台结构、操作维护费用低、安全可靠等特点,可为空间有特殊要求的海洋固定平台模块钻机提供一定的参考。     

大圆筒防波堤水平和竖向荷载共同作用下承载力数值模拟

大圆筒防波堤服役过程中受到水平荷载和竖向荷载的复合作用,并且不同的大圆筒结构因为直径及入土深度的不同,对水平荷载和竖向荷载复合作用的承载力也不同。采用Swipe加载模式,基于位移加载控制模式数值模拟了不同入土深度与直径比的薄壁大圆筒结构的承载力。计算结果表明:随着入土深度的增加,水平方向承载力线性增大,竖向承载力先期增速较大,后趋于稳定;当入土深度较小时,大圆筒薄壁结构两侧地基出现塑性贯通区,当入土深度较大时,两侧的塑性贯通区变为一侧出现;地基破坏时的水平和竖向荷载共同作用下承载力包络线呈外凸的椭圆形,随着大圆筒结构入土深度的增加,椭圆的半径增大;归一化的极限承载力变化趋势相同,得到偏于安全的承载力破坏包络线方程。     

丰南至古冶段改建工程设计研究

205国道丰南-古冶段旧路部分路段在唐山市区穿过,造成严重的交通干扰,事故频繁发生.为彻底改善205国道的交通状况,将205国道改线到中心城区外围,旧路作为城市道路使用,既保证了城市交通发展又为过境车辆提供快速、便捷通道.     

高原湿地公路盲管排水系统设计研究

国道213线郎木寺至川主寺公路改建工程通过我国最大的高原湿地——若尔盖湿地，设计中掌握公路附近湿地的地下水流特征才能确定盲管的管径和铺设密度。为此，在对郎川公路和若尔盖湿地资料收集和实地调查的基础上，通过在典型地区进行抽水试验获得实测数据，并采用数值模拟得到地下水流模型，从而进行盲管排水系统设计。     

金鸡山隧道衬砌防排水施工技术

结合金鸡山隧道工程实际，阐述了隧道衬砌施工防排水措施，详细介绍了塑料排水盲沟、矮边墙排水系统、防水板、施工缝止水条、沉降缝止水带、二次衬砌及拱顶压浆的施工方法及在施工中应注意的事项，并提出了一些新的施工思路。     

铁路客运专线红石岩隧道防排水施工技术

合（肥）武（汉）铁路客运专线红石岩隧道位于大别山区，隧道穿过山间沟谷，地表水发育，谷地节理密集，局部地段岩体破碎，有一定的透水性，在施工过程中采取“防、排、堵相结合，因地制宜，综合治理”的原则，通过狠抓防排水细节施工，收到了良好的防水效果。     

道路开口式排水口排水能力分析

利用水力学原理和经验公式,对不同形式的边沟流量和开口式排水口在连续坡度上及凹形竖曲线底部的排水能力进行了水力计算,并采用修正法计算了不同形式的边沟水流量。对排水口排水能力的水力计算,综合考虑了边沟形式、边沟内水流量、铺面横坡、道路纵坡等因素,得出了排水口排水能力在不同条件下的变化规律。     

重庆水下立交隧道施工期风险分析

隧道及地下工程建设面临着大而多的风险,尤其是越江隧道的建设更为突出。因此隧道工程项目风险管理也越来越受到工程建设领域的关注。以规划中的重庆两江隧道为依托,采用风险分析方法中常用的专家打分法,对该工程采用钻爆法可能遇到的风险因素实施风险分析与评估,并给出了相应的处置措施。希望能对该工程以及类似工程的实施提供一些参考。