超长隧洞开挖若干问题的探讨

随着科学技术和经济的发展,不同用途的超长隧洞将越来越多。钻爆法和TBM法作为隧洞开挖的基本方法,其选取应考虑工程自身特点和工程沿线地质特性,并综合比较不同施工方法的优缺点。同时,超长隧洞开挖施工过程中高地温、岩爆、涌水、施工通风及进度等方面的问题更为突出,施工中必须采用合适的施工技术妥善解决,以实现快速、安全施工。     

自流冷却系统引水装置水力性能研究

为提出先进船舶自流冷却系统引水装置的定量设计原则,参照水泵性能描述方法,提出自流扬程的概念,用自流扬程和附加阻力描述引水装置水力性能。基于伯努利方程和边界层方程的计算分析表明,为提高自流扬程,引水装置吸入口应垂直于来流且高于边界层厚度。基于冲量定理进行计算分析并结合三维仿真计算结果表明,为平衡自流能力和附加阻力,引水装置的入口流速与航速之比宜设计在一定区间内。实船计算结果验证了本文设计方法的正确性。     

深溪沟排水洞工程围岩分类研究

国电大渡河流域深溪沟水电站的附属工程深溪沟排水洞工程围岩环境复杂,通过RMR、Q、水电规范等手段进行排水洞复杂围岩进行了施工期间围岩分类技术,为隧洞工程尤其是复杂地质条件下围岩分类提供简单易行的方法和信息化施工依据。     

马鹿箐隧道富水半充填溶洞综合治理技术

介绍了宜万铁路马鹿箐隧道"PDK252+401"处富水半充填溶洞形态、规模、工程地质、水文地质条件等地质特征,详细论述了该溶洞的综合治理措施,为同类工程的施工提供了一定的经验。     

我国隧道及地下工程发展现状与展望

分析我国隧道及地下工程的现状,包括铁路隧道、公路隧道、地铁隧道、水工隧洞、市政隧道和地下能源洞库等。总结近年来我国隧道及地下工程在各个方面的技术发展与创新,包括:勘测与地质预报、设计方面、施工方面、防灾救灾与通风照明、风险控制与运营管理、防水排水新材料与新工艺应用等方面。重点对施工技术方面的技术发展与创新进行了较为详细的阐述,包括:浅埋暗挖技术,盾构、TBM装备与施工技术,单护盾TBM,敞开式TBM,矩形顶管技术,盾构始发、到达零覆土技术,岩溶隧道处理技术,高地应力隧道变形控制及岩爆处理技术,钻爆法机械化作业线,瓦斯隧道问题,沉管隧道技术等。最后,对我国隧道及地下工程的发展进行展望,认为:特长隧道将成为我国隧道建设的"新常态",地铁工程将持续发展,城市铁路将逐步地下化,城市地下公路会悄然兴起,城市排蓄水工程深层隧道方案值得推广,地下空间开发利用与地下管廊工程将由原来的"单点建设、单一功能、单独运转"转化为"统一规划、多功能集成、规模化建设"的新模式,地下能源洞库将成为必然,南水北调西线工程值得期待,三大海峡通道的建设势在必行,互联互通的国际通道建设其隧道工程将会很多,也会遇到诸多挑战。总之,我国隧道及地下工程事业将会有更大的进步和更为广阔的发展空间。     

路基施工对下埋引水隧洞受力特征的影响

以某高速公路路基施工为对象,采用数值方法研究了不同工况下,填方加载、挖方卸载对既有引水隧洞的不利影响,获取了隧洞的力学特征,对比分析了填方加载后隧洞的三种加固方案,即内衬钢板、灌浆固结、灌注桩+系梁。结果表明:内衬钢板方案加固效果好,经济合理灌浆固结对软岩加固效果不佳;灌注桩+系梁框架结构将承担部分上部荷载,加固后隧洞应力值减小约50%。深挖卸载将导致隧洞底板最大拉应力由点至面分布,但应力最大值与开挖前几乎一致。最后,计算了深挖路堑爆破药量及安全距离。     

超大断面通航隧洞软弱围岩及支护体系受力变形特性研究

文中以开挖面积为604 m²的超大断面清水江通航隧洞为研究对象,以数值分析手段模拟超大断面软弱围岩隧道施工过程中围岩及支护体系受力变形特性。研究表明,隧洞开挖过程中,拱顶围岩变形影响区域较边墙大,但边墙处围岩受剪应力较拱顶围岩更高;采用长锚杆加固拱顶围岩,可取得较好效果,但长锚杆对边墙围岩加固作用不明显,边墙处更适宜采用短锚杆;隧洞临时支撑拆除前,下导坑临时侧壁弯矩、轴力急剧增大,接近屈服破坏;临时支撑拆除后,主洞初期支护受力明显增大,拱部和仰拱以受弯为主,边墙以受压为主,受力最不利位置为拱脚。     

引水隧洞突涌段变形特征及控制关键技术研究

深埋引水隧洞突泥突水洞段注浆固结圈与初期支护结构作为协同承载结构,其荷载分担与变形控制对结构和施工安全有重要作用。为研究深埋引水隧洞突涌洞段围岩与支护体系稳定性,以滇中引水狮子山隧洞为工程依托,通过现场对围岩-支护监控量测与第二层型钢拱架受力监测,结合施工工况动态分析围岩-支护体系受力与变形,研究总结突涌段施工变形控制关键技术。研究结论:(1)深埋隧洞突涌洞段拱顶累计沉降17.4 mm,达预留值的17%左右;拱肩、拱腰累计收敛106.6 mm、98.1 mm,达预留值100%左右。(2)突涌洞段理论预测极限位移150 mm;现场监测评价设定阈值uo=100 mm,当达到2/3时,应采取加强措施。(3)最佳开挖方法为微台阶法。各级台阶长度控制在3 m左右,按“快挖、快支、快封闭”原则组织施工。(4)超前预支护管棚结构起到提高固结体刚度作用,较固结体提高约13倍。(5)双层支护结构强度、刚度增加,承载能力明显提高,施工安全性也得以提高。     

锦屏二级水电站深埋特大引水隧洞关键技术

Seven tunnels across Jinping Mountain are arranged for Jinping Ⅱ Hydropower Station, with a total length of about 120 km. Among them, four headrace tunnels have a length of 16.67 km, an excavated diameter of 12.4-14.6 m, and a cover depth of 1 500-2 000 m in general. The maximum cover depth is 2 525 m, and the maximum external water pressure is more than 10 MPa. The tunnels are featured by great length, great depth and large diameter. It is the largest and most difficult among the underground tunnel groups built or under construction in China and even the world. With complex hydrogeological conditions and special topographical conditions along the tunnels, many challenging problems, such as rock burst under high in situ stresses, groundwater inrush in karst strata and failure of loading bearing structure, were encountered during construction. A great amount of groundbreaking studies were carried out regarding these problems. The key technical problems during construction of extremely large and deep tunnels were solved successfully. Safe and rapid tunnel construction and stable operation were achieved. The hydropower station started operation in 2014 and has been in a safe and stable operation state. The successful construction of headrace tunnels of Jinping Ⅱ Hydropower Station can provide some experiences and reference for deep tunnel projects in the world.