岩溶公路隧道排水管道结垢堵塞机理室内试验研究

为了解决岩溶地区隧道工程普遍存在的岩溶结晶阻塞排水系统问题。依托玉石高速公路长塘隧道,现场采集溶岩隧道排水管内岩溶结晶物和水样,采用可见光分度计、化学分析试验测得岩溶结晶物及水样的化学组分,开展岩溶隧道排水管道结垢过程室内模型试验,研究岩溶结晶物形成的机理,分析不同流速、不同CO₂分压对于排水管道结垢的影响,最后围绕岩溶结晶物的形成机理,研究制备岩溶结晶物的清洗剂及其效果验证。结果表明：岩溶隧道排水流速增大、CO₂分压减小,排水管产生的结晶堵塞物增多,流速从0.5 L/s增大到0.8 L/s,结垢量增加17.29%,CO₂分压从4.5 bar减小到3 bar,结垢量增加16.89%;采用浓度为0.3%的甲酸试剂作为溶解清洗溶剂来清洗碳酸盐阻塞物。本研究可为隧道排水管结晶堵塞病害的防治提供理论参考。     

岩溶区隧道排水管结晶规律模型试验

针对隧道排水系统出现的岩溶地下水结晶堵塞问题,设计模型试验,研究了岩溶区隧道排水管结晶规律.首先,基于腐蚀性分析及饱和指数法,测试了隧道岩溶地下水的离子成分和浓度,分析了隧道排水管内结晶物的形成及结晶趋势.其次,基于供水系统、回水系统以及目标管道系统3个部分,设计组装了模型试验装置,模拟了隧道现场结晶现象.通过模型试验...     

基于磁处理法的隧道永磁体排水管防结晶试验

为预防隧道排水管结晶堵塞，提出永磁体排水管关键技术指标，通过自制的永磁体排水管开展室内试验和现场试验，研究磁场强度、流量、磁体布置间距对永磁体排水管内结晶的影响，根据不同条件下结晶物的质量变化和SEM图像进行试验分析。结果表明： 1）磁场强度为0.1~0.3 T时永磁体排水管具有较好的防结晶效果，磁场强度超过0.2 T后防结晶效果逐渐降低，当磁场强度为0.4 T时永磁体排水管内结晶量反而大于普通排水管； 2）随着试验管段内溶液流量增大，永磁体排水管的防结晶效果增强，但当流量超过450 mL/s之后，防结晶效果不再随流量增大而增强； 3）经永磁体处理后，管道内的结晶物由规则的立方体形状转变为粗糙松散的不规则体，由硬质块状转变为粉末状，有从方解石向文石、球霞石转化的趋势； 4）随着管道永磁体布置间距减小，管道内最终结晶量呈下降趋势，在10、40、70 cm 3种永磁体布置间距中，最佳布置间距为40 cm。     

贵州某公路隧道岩溶水文地质研究

针对贵州某高速公路隧道进口右洞施工掌子面YK21+125处发生涌水的实况,通过分析隧道所处的地质构造环境、岩溶管道、地下暗河,综合判定该隧道形成了两组岩溶水系统,该隧道位于北部梁家屯岩溶水系统内,南部大尧寨岩溶地下水系统对隧道没有影响;设计开展了地下水示踪试验,查明隧道突涌水来源、途径以及地下水流速和岩溶管道介质特征。通过分析隧道岩溶水文地质特征及机制,提出防治建议措施。     

灰岩地区隧道排水管长期性能及化学结晶淤堵机理

南方湿热多雨条件下,灰岩隧道地区排水管化学结晶淤堵是影响隧道结构安全的重要因素,为有效解决排水管化学结晶处治养护技术难题,有必要探究湿热条件下灰岩隧道排水管化学结晶淤堵机理。在模型试验的基础上,采用离散元理论及刚-柔接触理论,对灰岩隧道排水管化学结晶淤堵全过程进行了模拟计算与分析,取得了一系列成果：(1)获取了隧道工程排水管渗流作用下位移场与应力场的分布规律及特征,验证了模型试验结果的正确性;(2)根据模型试验及数值计算得出的泄水量-时间变化规律,提出了灰岩隧道排水管最佳破晶第一养护时间节点与最晚破晶第二养护时间节点;(3)揭示了灰岩隧道排水管长期性能及化学结晶淤堵机理。     

碱性环境隧道排水管结晶规律室内试验研究

我国西南地区修建的隧道存在着日益突出的排水系统结晶堵塞问题。为研究该环境下排水管结晶规律,基于地下水和结晶物分析结果,在实验室以PVC 管模拟隧道排水管、以纯CaCl2 和NaOH 试剂配制4 种pH 值(8、9、10、11)饱和溶液,分别进行试验管半充水和满充水2 种状态下8 种工况的56 d 结晶生长试验; 通过对晶体质量、XRD 和SEM 图分析,得出结晶规律。结果表明: 排水管结晶量随pH 值增大而增加,但受pH 值和充水状态的耦合影响;当pH 值为8~10 时,半充水管结晶量更高,结晶量受充水状态影响较大;当pH 值为11 时,在试验开始23 d 后满充水管结晶量逐渐高于半充水管,结晶量受pH 值影响较大。结晶体均为方解石,pH 值越大,晶体晶型以纺锤形为主、堆积越紧密、晶粒尺寸越小且均匀。     

强降雨条件下岩溶地质环境因素对隧道安全性的影响序列研究

为探究岩溶地质环境因素对隧道工程安全性的影响序列问题,采用室内模型试验方法,考虑岩溶隧道的溶洞布置形态、节理面倾角、溶洞直径、溶洞与隧道间距等地质环境因素,以湘粤岩溶地区典型公路隧道为依托进行试验研究。主要结论如下： 1）隧道衬砌表面孔隙水压力主要受到节理面倾角和溶洞布置形态的影响,且节理面倾角的作用要强于溶洞布置形态,竖向正交布置溶洞截面孔隙水压力变化区间约为斜向布置截面的10倍,而衬砌0°测点位置孔隙水压力变化区间约为180°测点位置的10倍; 2）衬砌表面土压力的影响序列为溶洞布置形态、节理面倾角、溶洞直径、溶洞与隧道间距; 3）节理面倾角和溶洞直径的增大均导致土压力的减小,溶洞距离和倾角之间符合l<-0.4θ+30时,衬砌顶部有明显的受压增大趋势。研究结果对岩溶区隧道灾害的研究具有一定的参考意义。     

高地温区隧道排水管结晶生长室内试验研究

在隧道运营甚至施工过程中常出现排水管结晶堵塞的现象,而我国西藏、云南等地区建设的高地温隧道越来越多,因此需要探究高地温对隧道排水管结晶的影响规律。依据隧道地下水和结晶物的现场取样分析,在实验室配制试验溶液以综合考虑地下水和隧道初支混凝土的相互作用;通过自制水循环和加温试验装置,进行5组水流温度区间的隧道排水管结晶56d生长模拟试验,分析水流温度对宏观结晶体生长规律和微观电镜扫描(SEM)晶体形貌的影响。研究表明:随着水流温度升高,试验管段内的结晶量呈先升高后降低的趋势;当水流温度在40～50℃范围时,试验管段内结晶生成量最多(4.11g)。水流温度高低会对结晶体晶型形貌和晶体间堆积方式产生明显差异,且与温度无明显规律;其中水流温度在40～50℃时,结晶体形态多为规则的块状晶体且晶体尺寸最大,其长边约为7μm。     

岩溶隧道修建水害风险评估及其防治对策探讨

以万利高速公路长安寨隧道为工程背景,综合考虑岩组岩性、地质构造、岩溶水动力分带和地形地貌等因素,运用层次分析法和模糊综合评判理论对岩溶隧道水害风险进行评估,确定了岩溶隧道水害风险等级,并根据风险等级制定了岩溶水害防治对策。     

三峡翻坝高速公路隧道

三峡翻坝公路位于湖北省宜昌市境内,穿越两坝一峡,地质条件极为复杂。沿线季家坡隧道、鸡公岭隧道和天鹅岭隧道岩溶强烈发育,隧址区遍布断层、溶洞、岩溶管道以及断裂破碎带等不良地质是全线最典型的高风险岩溶隧道,也是全线控制性隧道工程。为确保隧道施工安全,指挥部和山东大学联合承担了西部交通课题高风险岩溶隧道不良地质预报与灾害控制研究,针对上述3条高风险岩溶隧道,开展了大量的现场试验和相关科学研究工作。三峡翻坝公路是为缓解三峡坝区、葛洲坝区水运压力而建的一条重要通道,为     

污水处理达标后尾水排海工程实践

广东省汕头市潮阳区纺织印染环保综合处理中心污水处理厂经处理达标的尾水,最终通过压力管道排入广澳湾海域。该排海管道海域段长1021m,采用DN800~DN1000实壁PE管、法兰连接。考虑工程实际情况,通过选择合适的管材及接口、破波区采用钢板桩支护后开槽敷设、深水区采用铺管船法敷设等措施,确保设计方案安全可靠。施工过程中重点对沟槽开挖、海上运输、配重块设置、下沉敷设进行控制,并制定防台风、防船舶碰撞、防雾等应急方案,保证了工程安全实施。     

浅海大直径管道铺设应力控制技术研究

以徐圩新区达标尾水排海工程为例，大直径排放管管道弯曲应力控制工况为铺管施工环节，铺管施工需要严格控制管道弯曲应力，保证管道安全。本文对浅海铺管施工管道受力进行了理论分析，计算得到特定管径、管材、壁厚的管道铺设的极限水深，并利用有限元计算方法进行了验证，同时，介绍了铺管施工中管道应力控制的施工关键技术，为类似工程提供借鉴。     

考虑路面防结冰的城市隧道路面下热管敷设方案研究

针对利用隧道结构提取浅层地热能用以路面防结冰的系统,基于隧道敞开段结构特点提出隧道下路面埋管的总体敷设方案。在总体方案的基础上,通过建立道路下埋管数值模型,分析了路面埋管总体换热特点以及埋管间距对路面埋管换热性能的影响。结果表明：1)路面下换热管宜敷设在混凝土铺装层中,并采用单U型平行坡面布设；2)在一定范围内,相邻U型管间距是影响路面埋管防结冰系统效果的主要因素,进出水口间距变化对埋管防结冰系统运行效果影响并不明显。最后分析得到了本研究依托工程最佳性价比的埋管敷设方案,给类似工程应用提供了思路。     

岩溶隧道衬砌施工缝疏水涂层长期工作性能研究

岩溶隧道排水系统中普遍存在岩溶水碳酸钙结晶堵塞反复出现的问题,从而引发隧道渗漏水加剧,危及隧道运营安全.在依托工程中,对岩溶地区运营公路隧道衬砌施工缝渗漏水进行了引排水处理,并在排水半管的混凝土基面上施作了疏水涂层以减少结晶的附着,针对该疏水涂层的长期工作性能进行了室内试验和现场监测.选取基面接触角作为表征指标,通过室...     

连拱隧道穿越大型溶槽动态施工力学分析

在岩溶地区隧道建设中,经常遇到溶槽、溶管、溶洞等岩溶地质问题.目前对隧道穿越溶槽时围岩的变形特征及其稳定性研究较少.结合岩溶地区某连拱隧道穿越大型溶槽的施工过程开展岩石力学试验和隧道动态施工力学三维模拟,对连拱隧道围岩位移、应力、塑性区特征进行分析和评价,为岩溶地区连拱隧道围岩稳定性分析和溶槽处治方案设计提供依据.     

基于Infoworks ICM的城市排水(雨水)系统排水能力及内涝风险评估

为评估LSH流域排水（雨水）系统排水能力及其内涝风险,基于Infoworks ICM构建LSH流域的排水（雨水）系统水动力学模型,对现状排水（雨水）系统排水能力和内涝风险进行了评估,并根据评估结果对某重要区域提出相应的改造方案,然后通过模型对改造方案进行了模拟验证。结果表明,LSH流域的排水（雨水）管网达标率（满足2 a一遇）为68.4%,整体管道达标率较高。管道排水能力小于1 a一遇、1～2 a一遇、2～3 a一遇、3～5 a一遇和大于5 a一遇的管网占比分别为18.5%、13.12%、42.35%、15.38%、10.65%。LSH流域东南部区域存在较高的内涝风险。通过对沿齐州路东侧敷设1.2 m×1.2 m雨水管渠的改造方案进行模拟验证,表明该改造方案能较好的解决东广场区域的内涝积水问题。     

市政给水排水管道的类型与选择

城市化进程对市政给水排水提出了较高的要求。市政给水排水管道主要埋设在地面以下,管道的安全性关系到供水的安全性、排水的及时性。所以合理地选择管道的类型对市政给水排水工程较为重要。该文阐述了给水排水管道的类型与选择。认为:塑料管以其水力性能好、耐腐蚀性能好,安装方便等优点在市政给水排水中应用越来越广泛。钢管的抗压能力好,在供水的输水管、污水厂区使用较多。钢筋混凝土管制作成本低,在超大管径的排水管与雨水管具有较大的应用空间。     

应用HDPE双壁波纹管的经济性评价

介绍一种新颖的管材———高密度聚乙烯(HDPE)双壁波纹管,通过与传统钢筋混凝土圆管的比较,对其经济性做出评价,得到的主要结论为:管径≤800mm时,若埋深<2.5m,大多数情况下(Φ600例外)混凝土管的铺设单价要比HDPE管低;若埋深>2.5m,则混凝土管的铺设单价增长加快,比HDPE管要高出5%~22%左右。管径>800mm时,任一埋深HDPE管的铺设单价都比混凝土管高得多,此时需综合考虑其它因素,决定是否用HDPE管代替传统管材。