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。     

隧道管棚超前支护施工技术

根据西直沟1#隧道实际工程特点,选取管棚超前支护技术。依据管棚支护的主要机理以及地形地质和荷载情况,采用扇形管棚布置。根据埋深较大时的简化泰沙基公式计算围岩最大压力,并选取管棚参数,对本隧道的施工提供了理论依据,为以后黄土隧道的施工积累了工程实际经验。     

钢管混凝土拱桥非线性分析

同时考虑了几何非线性和材料非线性,对浙江淳安南浦大桥进行结构非线性分析,结果表明对南浦大桥这种大跨（跨径大于300m）、宽跨比小（接近1／20）的钢管混凝土桁式拱桥,几何非线性和材料非线性的影响均较大,在设计和施工时不应忽略。     

珠三角科技型小微企业协同创新网络的构建

珠三角地区作为我国重要的城市群之一,拥有众多的小微企业,这些企业的发展模式受到大家重视和关注。文中首先分析了珠三角科技型小微企业协同创新存在的问题,提出协同创新网络的构建是解决当前一些问题的有效措施;其次,在协同创新网络的构建中,分析了构建的主体要素、构建的模式、构建的过程和具体的构建框架;最后分析了构建后的协同创新网络的特征。     

弹簧支吊架在FPSO高温管道中的应用

高温条件下管道热胀、冷缩和端点附加位移产生的位移载荷是造成管道应力过大和相连设备管口扭矩、反力过大的主要因素。合理设计管道走向和支架布置来增加管道系统柔性是减小管道热载、降低管道应力的主要途径。以机舱排烟管道系统为例,在CAESAR II中建立数值模型,分析了排烟管道的热胀载荷对管道的影响,比较了弹簧支架约束与刚性支架约束对高温排烟管道一次、二次应力的影响。研究发现,在高温管道中,弹簧支吊架不仅能增加管道系统的柔性,减小管道热应力,而且能降低管道对支架的约束载荷,减小管道所受的集中力。     

喷水推进器进水流道的声传播特性分析

进水流道作为喷水推进泵脉动声源通过进水口向远场辐射的传递通道,声波经流道传播后流道进口处声压峰值频率相对流道出口声压峰值频率发生较为显著的偏移。为解释该现象,文章以进水流道为对象分析其声传播特性。首先分别利用阻抗出口边界和自动匹配层出口边界计算分析了轴对称变截面管道的声传播特性,计算值与文献值吻合较好,验证了大截面管路声传播特性数值计算的可信性。然后以进水流道为对象,并以面平均声压衰减量为评价流道声学特性的指标,利用自动匹配层出口边界分析了流道的声传播特性。结果表明:由于低频段流道内仅能传递平面波,高次波被衰减,导致该频段声压衰减量较大;声压衰减量的最小值对应频率与喷泵叶频或其谐频接近,使得流道进出口截面处最大声压对应频率产生偏移。     

离心泵叶轮进口前非定常流动研究

以一离心泵为对象,进行模型泵叶轮进口前非定常流动的PIV试验及数值模拟。基于PIV试验结果可知,在不同流量工况下,吸入管内均存在着较为强烈的预旋流动,预旋流的方向与叶轮旋转方向一致。且泵偏离设计流量工况越大、与叶轮距离越近,预旋流的绝对速度越大。同时,应用数值模拟的方法,详细分析了吸入管内部流场中涡线、压力脉动等的非定常变化,得出在小流量工况下,吸入管内非定常预旋流动将会引起与叶轮转频较为接近的压力脉动,从而对整个泵系统造成严重危害。     

江海直达小型LNG运输船设计研究

讨论江海直达小型LNG运输的设计要点。以1 000 m3LNG运输船为目标,结合武汉长江大桥下游的长江平流通航条件以及投资和营运经济性,探讨相适应的船型尺度,确定合适的航速以及液货舱型式,对于机型的选择进行分析比较,提出较为合适的船型配置方案建议。     

油田树状集油可更换电伴热管道的开发及应用

为了简化集油工艺、降低工程投资,对于外围油田的低产、油气比高以及原油凝固点较低的油井,通常应用树状电加热集油工艺,其中电加热保温管道是该工艺的关键部件和设施。传统的电加热管道存在着接头数量多、过热烧损等问题,影响正常运行。文中设计一种可更换电伴热体的新型伴热保温管道结构,使电热体接头数量显著减少,实现了不开挖更换和修复伴热体,延长了管道整体寿命,增强了电加热系统的稳定性和可靠性,取得了良好效果。     

Ghrelin对大鼠小肠转运的作用及对中枢和胃肠道c-Fos表达的影响

目的观察静脉注射ghrelin对大鼠小肠转运的作用及对中枢和胃肠道c-Fos表达的影响。方法大鼠禁食24h,静脉注射ghrelin(2、5、10、20μg/kg),经预先埋置在十二指肠内的导管注入伊文氏蓝溶液,观察不同剂量ghrelin对大鼠小肠转运的影响及ghrelin受体拮抗剂(D-Lys3)GHRP-6对其作用的影响。采用免疫组织化学和图像分析方法观察静脉给予ghrelin对大鼠中枢和胃肠道的c-Fos蛋白的激活情况;观察(D-Lys3)GHRP-6对ghrelin作用的影响。结果 1静脉给予ghrelin 2μg/kg对大鼠小肠转运无显著影响,给予ghrelin 5、10、20μg/kg可剂量依赖性促进小肠转运,此作用可被(D-Lys3)GHRP-6阻断。2静脉注射ghrelin可激活中枢多个部位的c-Fos表达,包括下丘脑室旁核、弓状核、杏仁内侧核、迷走神经背核、孤束核、延髓最后区和胸腰段脊髓背角c-Fos均有表达;胃、十二指肠、空肠和近端结肠肠神经丛的c-Fos有不同程度的表达,其中以胃和近端结肠的c-Fos表达最为显著。应用ghrelin受体拮抗剂(D-Lys3)GHRP-6可抑制ghrelin激活的c-Fos表达。结论 Ghrelin可促进小肠转运,其促动力作用由其受体GHS-R所介导;静脉给予ghrelin可通过肠神经系统和中枢神经系统调节小肠运动。