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。     

船舶能效数据清洗方法研究

船舶能效数据清洗对于建立准确的船舶能效模型,提高船舶能效计算和分析的准确度,指导船舶节能航行具有重要意义.对船舶能效数据的故障特征进行了分析,运用阈值理论、船舶航行关联理论对故障数据进行了识别,运用插值法和灰色关联理论方法对水深、对水航速以及主机油耗数据中的异常数据进行修正,并且根据数据错误特征和数据清洗方法制定了船舶能效数据清洗流程,以内河邮轮"凯娅号"船舶上安装的船舶能效数据采集系统采集到的能效数据为研究对象,对数据清洗结果进行了分析.结果表明,水深数据修正值与实测值平均误差为1.58%,油耗数据、对水航速数据修正值与实测值平均误差为2.8%,1.5%,误差较小,能够满足后续建模以及数据挖掘等工作.     

红外探水在高水位下断裂破碎带隧道施工中的应用

在隧道施工中,断裂破碎带富水段常出现涌水、突水突泥等地质灾害问题,在施工过程中进行超前预报探水可以在一定程度上减少人员伤亡以及财产损失。以揭(阳)惠(来)高速公路小北山一号隧道高水位断裂破碎带施工为工程背景,阐述红外探水技术的基本原理、实施方案、操作方法,以及HS-S310红外探水仪在工程中的应用实践。实践表明:超前红外探水技术针对于断裂破碎带隧道掌子面前方隐伏含水构造体的预报具有一定的准确性以及可参考性。     

船舶压载水处理设备的研制现状与认证

控制压载水对海洋水域环境污染的核心措施之一是在船上增添压载水处理设备,单独或组合运用机械、物理、化学以及生物学过程,对压载水及沉淀物内的有害水生生物以及病原体进行去除、灭杀、无害化.文章通过典型实例介绍了目前国内外对船舶压载水的处理方法、压载水处理设备以及最新认证情况.     

哇加滩黄河特大桥承台大体积混凝土施工温度控制

青海省哇加滩黄河特大桥主桥为(104+116+560+116+104)m钢-混叠合梁斜拉桥,承台长42m、宽25.5m、高6m,为大体积混凝土结构;桥址区气温垂直分布,日夜温差较大。为避免该桥承台表面出现大面积的温度裂缝,对承台大体积混凝土施工进行温度控制。针对桥址气候特点、承台的特殊位置等因素,从原材料、混凝土配合比等方面控制混凝土入模温度和水化热总量;采用有限元软件建立承台1/4模型,根据计算结果合理布置冷却水管、制定保温方案等;通过在混凝土内布设温度传感器,对施工过程进行温度监控,并根据温度数据及时调整保温和水化热排出措施、调整混凝土内外温差。采取以上措施,承台施工完成时,未发现大面积的温度裂缝,且混凝土的温度峰值和内外温差均在规范允许值之内。     

路基回弹模量季节变化规律研究

基于试验路段路基回弹模量与含水量、回弹弯沉的试验分析,建立路基回弹模量与含水量、回弹弯沉之间的相关关系。采用水分传感器跟踪观测路基含水量,研究路基工作状态下含水量及回弹模量的季节变化规律,提出路基回弹模量季节变化关系的建立方法,基于此方法建立的关系式可用于路基回弹模量设计取值参考,并可用于路基路面回弹弯沉验收时验收标准修正系数的确定。     

深水基础咬合桩基坑支护受力分析

针对深水基础承台明开挖基坑并采用咬合桩进行基坑支护的施工方法,对咬合桩的受力进行数值分析,探讨咬合桩的围檩支护位置与桩入土深度、围檩受力及桩身最大弯矩之间的关系,优化围檩的结构形式。分析结果表明:随着围檩支护位置下移,桩身弯矩明显减小,但围檩支撑反力显著增大;围檩四周支撑应采用刚度较大的工字钢进行加强。咬合桩的分析过程及计算方法可为同类工程提供借鉴。     

低强度混凝土桩处理桥头软基的试验研究

在软土地基修建高等级公路中,“桥头跳车问题”是一个技术难题。低强度混凝土桩是一种新型的处理桥头深厚软基的工法。某大桥桥头段深厚软基采用该工法处理,对桩顶及桩间土沉降、土工格栅上沉降、深层土体水平位移、孔隙水压力变化、土压力变化等进行了现场监测,进行了静载荷试验,对测试结果进行了分析。结果表明,该工法方法能大幅度减小沉降,减小对桥台基础的水平推力,具有显著的经济效益。     

隧道路面表面抗滑性能的调查与分析

采用手工铺砂法和摆式仪对贵州、云南等省的隧道路面抗滑性能进行了现场实测，调查的结果表明，隧道水泥混凝土路面的抗滑耐久性较差，使隧道交通存在着一定的安全隐患。分析了隧道内部特有环境对隧道路面抗滑性能的影响，并针对隧道路面类型的选择，提出了恢复隧道路面抗滑力的措施。     

影响水利工程施工质量的主要因素与控制措施

在水利工程施工过程中 ,影响其质量的主要因素有“人、材料、机具、方法、环境”等五方面。一个水利工程项目从开工到竣工投入运行的施工过程中 ,只要某一环节上出现问题 ,都会影响工程质量的提高或可能埋下质量事故隐患。因此 ,保证水利工程施工质量 ,努力实现施工合同条件中确定的施工质量要求 ,必须做到事前主动控制 ,事中积极检查 ,事后严肃把关的积极的预防措施。同时 ,必须贯彻“以防为主 ,防检结合”的方针 ,做到纵向全过程、横向全系统、意识全方向、时间全控制的质量管理要求 ,综合运用多种督查手段措施 ,确保结构安全 ,满足使用功能 ,外表美观大方