东河水库泄洪隧洞水流流态试验研究

通过东河水库泄洪建筑物的整体模型试验,揭示了泄洪隧洞的水力动态特性,验证了泄洪隧洞泄流能力及消力池的消能效果,为工程设计提供可靠的设计依据。     

水工溢洪隧洞底板混凝土施工技术

本文适用于大断面水工隧洞底板混凝土施工。大型水利工程普遍存在泄洪、溢洪隧洞工程,因水工隧洞长期泄洪、冲刷,对隧洞混凝土要求较高,本文针对隧洞底板混凝土施工技术进行分析说明。     

泄洪隧洞急流弯道水力特性

由于泄洪隧洞明流弯道流速大、弗劳德数高、流态复杂,因此极少在工程中应用,相关水力特性研究也较少。本文采用物理模型试验方法,对城门型泄洪洞急流弯道及其下游水流进行了观测。试验结果表明：弯道内水流具有轴向前行与由凸岸流向凹岸的横向运动,由此产生凸岸水面逐渐降低、凹岸水面逐渐爬高的发展趋势;凹岸水流超过隧洞直墙的部分紧贴洞顶继续沿轴向前行,同时其横向运动方向演变为由凹岸指向凸岸;洞顶贴壁水流跃过洞顶最高点后,沿着凸岸直墙下滑,形成瀑布;水流在弯道内呈现出环状状态,在下游平直隧洞内逐渐演变为表面起伏波动的水流。根据试验结果,建立了凹岸水流冲击拱顶初始位置及第一波峰冲击拱顶范围的预测经验公式,为泄洪隧洞弯道段设计提供参考。     

柏叶口水库泄洪发电洞初步设计水力学分析

介绍了柏叶口水库的工程概况和泄洪发电洞的布置情况,对泄洪发电洞进行了水力学计算分析,为确定水库的调洪运行方式和隧洞衬砌、出口闸门、下游泄槽等设计计算提供了科学合理的依据.     

泄洪发电共用隧洞的调压室问题

首先简述泄洪发电共用隧洞在我国的情况及对此问题的研究现况,建立了共同工作时的 基本方程式,对方程式提出繁简不同的各种计算方法,并推荐了不同设计阶段的适用计算 法,初步讨论了关开泄洪门对波动的影响及最不利的组合波动问题。第二部分分析了共用时 调压室的稳定判别条件,汇洪对稳定的趋势,由于调压室工作稳定的要求而对发电或泄洪量 的限制,调压室水面波动对稳定断面的影响。最后部份讨论了由汇洪而引起的脉动的性质及 其影响,提出泄洪发电共用隧洞技术问题的初步看法,并提出对此问题进—步研究的提要。     

隧洞外水压力物理模型试验研究

深埋隧洞高外水压力问题严重影响着隧洞开挖过程围岩稳定及衬砌结构安全,合适的确定方法对保证工程稳定运营显得至关重要.依托"引大济湟"调水总干渠深埋引水隧洞工程,进行了相似物理模型试验,研究了不同岩层结构和排水条件下外水压力大小及围岩渗流场分布规律的变化.对比分析了物理模型试验值、地勘规范估算值及经验取值区间三者之间的差异.结果表明,排水孔的设置会引起围岩地下水位的下降,隔水层可减轻地下水位下渗对隧洞的影响,同时外水压力折减系数物理模型结果βt基本满足经验折减系数区间,可为衬砌外水压力提供可靠的依据.     

紫坪铺工程煤系地层洞室施工中瓦斯的预防技术

紫坪铺水利枢纽工程建设中,处于右岸的4条引水发电隧洞、1条冲砂隧洞和2条由导流洞改造而成的泄洪排砂隧洞等7条地下隧洞均需穿越三叠系须家河组地层,地层中富含煤层,施工中瓦斯问题严重,是紫坪铺地下洞室建设中必须解决的关键问题之一。论文以紫坪铺水利工程穿越煤系地层的隧洞施工为工程背景,详细论述了隧洞等地下洞室施工中高瓦斯的防治与控制技术,采用该技术,紫坪铺水利工程地下洞室成功地穿越了高瓦斯地层,为同类工程的施工提供宝贵的借鉴资料。     

混凝土高坝泄洪可靠度研究

本文提出了混凝土高坝泄洪风险的计算模式,系统地分析了影响泄洪风险的不确定性及其随机变量,用JC法计算了国内一些混凝土高坝的泄洪风险,还对泄洪目标风险值进行了讨论.计算结果表明,我国混凝土高坝承担的泄洪风险大约为1O~5数量级,这与国外的研究结果是一致的.本文计算结果和分析方法可供我国高混凝土坝安全检查和工程设计时参考.     

高地温引水隧洞支护混凝土过水试验及数值模拟研究

高地温引水隧洞通水时,围岩及支护混凝土的温度变化是制约隧洞稳定的重要因素。为了研究衬砌混凝土在隧洞运行期间受低温水流作用的温度场,进行了喷射混凝土过水试验和数值模拟研究。结果表明:不同温度工况下,混凝土温度场达到稳定状态所需的时间不同。初始温度越高,所需时间越长。在不同温度条件下,混凝土相对应部分的温度变化趋势基本一致;不同温度工况下,混凝土稳定后的温度值空间变化趋势一致;从表层到底层逐渐增高。研究成果为隧洞工程衬砌混凝土稳定性和强度研究提供重要参考。     

斗晏水电站水工泄洪隧洞加固处理实践

斗晏水电站位于江西省寻乌县龙廷乡斗晏村附近,是一座具有发电、防洪、养殖等综合效益的中型水库工程。工程枢纽建筑物包括混凝土面板堆石坝、溢洪道、水工泄洪放空隧洞、发电引水隧洞、厂房等。坝址以上控制流域面积1714km2,水库总库容0.982×108m3,电站总装机容量为3×12.5MW     

上软下硬地层富水浅埋隧洞初支沉降及注浆止水防控技术

针对上软下硬地层中隧洞上台阶拱脚未坐落于基岩时,容易引起初支整体下沉、地表沉降过大等问题,以滇中引水龙泉隧洞出口段为工程背景,分析了隧洞开挖引起的沉降规律及原因,并进行了水泥-水玻璃双液浆胶凝试验和地表注浆现场试验.研究结果表明:地下水入渗是引起初支整体下沉和地表沉降过大的主要原因;上台阶开挖是引起地表沉降和拱顶沉降的主要阶段,约占各自沉降的68.01％和76.28％;基于双液浆胶凝试验和地表注浆现场试验,认为胶凝时间控制在25 s左右较为合理,采用地表注浆取得了较好的止水效果,地表沉降和拱顶沉降显著减小.     

机翼形堰水力特性的势流模型研究

0 前言河岸明流溢洪道或表孔泄洪隧洞的控制堰往往上游相对堰高很小而下游相对堰高很大.对适用这种情况的堰型研究尚不多.注意到美国国家航空咨询委员会提出的机翼形堰有其明显的体型特色,本文对这一新堰型4种剖面的二维流场进行了势流模型研究,用有限元法解出了泄流能力和堰面压强分布.研究表明这种堰可能是明流河岸泄水建筑物控制堰的一种较优堰型.     

深埋隧洞开挖造成的应力变化过程

采用应力路径定义的安全系数计算方法,以锦屏二级水电站引水隧洞为例,采用FLAC3D软件分析深埋隧洞开挖造成的应力路径和安全系数变化过程.研究结果表明:在深埋隧洞开挖过程中,拱项、边墙和仰拱围岩的主应力、应力路径和安全系数变化规律基本一致;开挖面在监测断面2倍洞直径之内时,开挖开始引起监测断面处应力变化,在1倍洞直径之内时,变化则比较明显;在监测断面前约0.3倍洞直径时,会引起应力急剧变化;随着隧洞的开挖,围岩主应力的方向也会发生旋转,最大主应力方向最终旋转为隧洞的切向,中间主应力方向旋转为隧洞的轴向,最小主应力方向旋转为隧洞的径向;当开挖面通过监测断面后,安全系数趋于稳定值,且大于1,说明该隧洞在此种支护措施下是安全的.     

高坝泄洪雾雨的强度和雾流分布范围研究进展

在水利枢纽附近一定范围内形成的雾化雨现象是高坝泄洪时不可避免的,雾雨不仅影响枢纽建筑物正常运行、交通安全、周围环境,还对大坝下游一定范围内的岸坡稳定性构成了直接的威胁.泄洪雾化流是一种很复杂的水-气和气-水的两相流,对它的研究涉及到很多方面,就实际工程而言,对泄洪水雾强度和分布范围的描述是其中的一个重点研究对象,其直接关系到工程的安全.本文总结多年来我国进行泄洪雾化研究的发展历程、泄洪雾化机理的认识、在对泄洪雾化机理认识的基础上,综述了学者们对泄洪雾化分布范围和强度的研究进展、分别评述了每种方法的优势和不足.从宏观的认识到定量的分析计算,对这一研究已经迈出了非常重要的一步,但由于泄洪雾化的复杂性,还难以给出准确的定量结果.随着研究的深入,泄洪雾化的研究成果会更加的深刻.     

考虑热交换的引水隧洞施工通风两相流模拟

针对深埋引水隧洞的储热作用所导致的施工通风散烟困难问题,建立综合考虑气固热交换、尘粒间相互耦合作用的三维非稳态欧拉-拉格朗日两相流紊流模型.尘粒间相互耦合作用力包括相间曳力、浮力、热泳力、升力和虚拟质量力等.结合某大型水电站深埋长距离引水隧洞施工通风,探讨隧洞内含尘气流的对流热交换规律,研究隧洞内风流微观运动机理以及粉尘运移规律.模拟结果表明:风流在风管出口下侧形成涡流区,1号和2号引水隧洞风流分布基本一致;工作面附近通风降温效果明显,隧洞壁面的表面平均换热系数沿工作面到风管出口处呈先增大后减小的趋势,表面平均换热系数模拟值与经验公式计算结果基本吻合;施工通风1,350,s左右时,粉尘浓度满足规范要求.     

古田双口渡水电站整体水工模型试验研究

由于双口渡水电站的溢流坝泄洪单宽流量大及下游河床狭窄且地质条件较差,原初步设计中担心其 溢流大单宽泄洪对水舌挑距及两岸稳定性的不利影响,挑射水舌受径向集中的强烈影响会对下游河床产生 的严重冲刷等问题．为此本水工试验除了验证泄流能力、水面线及流速分布等常规试验内容外．着重研究 分析溢流拱坝大单宽泄洪对水舌挑距及两岸的不利影响程度,同时重点研究挑射水舌受径向集中的强烈影 响对下游河床产生的严重冲刷问题,并采取一定的工程措施,最大限度地减轻下游河床冲刷,确保拱坝安 全泄洪．     

渗流-应力耦合作用下高孔低渗泥岩渗透特性演化模型

围岩渗透特性演化是地下工程稳定性分析的一项重要研究内容.以某泥岩高放射性核废料处置库工程为背景,结合相关室内试验和现场试验成果,以泥岩力学损伤为主线,建立了泥岩渗透性演化数学模型;结合处置库巷道围岩孔隙压力的多年观测资料,通过建立能够反映实际施工过程的计算力学模型,采用精确罚函数法以及Nelder-Mead优化算法相结合的有限元反分析程序,对巷道围岩渗透性参数进行了反演研究.结果表明:反演所得的泥岩渗透率数量级与试验值相同,孔隙压力沿围岩径向分布规律一致,反演孔隙压力值与实测值比较接近;围岩扰动区最大渗透率是原岩的381倍,围岩的损伤分布形态与渗透性扰动区相似,均近似为椭圆形.研究成果对软岩隧洞长期稳定性的预测与预报具有一定的参考意义.     

衬砌冷缝对隧洞结构稳定性的影响研究

应用大型有限元分析软件ANSYS,对某导流洞工程中存在施工冷缝的典型洞段采用面-面接触单元模拟冷缝受力特性,研究了冷缝不同初始缝隙值对隧洞结构稳定的影响.研究结果表明:衬砌冷缝初始缝隙值的大小对隧洞围岩塑性区深度和锚杆应力的影响甚小;在运行期内水压力作用下,冷缝呈张开趋势,冷缝初始缝隙值大小对衬砌钢筋应力影响较小;在封堵期外水压力作用下,冷缝呈闭合趋势,且过缝处钢筋应力随冷缝初始缝隙值的增加而增大,并有可能造成钢筋局部受压屈服破坏.由此可见,冷缝存在对隧洞衬砌结构的外压稳定更为不利.     

不同防排水条件下深埋隧洞衬砌外水压力研究

深埋隧洞的高外水压力问题影响隧洞开挖过程围岩稳定及衬砌结构安全.结合某调水干渠深埋引水隧洞,建立稳定渗流计算模型,考虑隧洞不同防排水条件和岩层分布,模拟计算隧洞衬砌外水压力及其折减系数取值方法.研究表明,采用排水孔和固结灌浆联合防渗加固措施可减小深埋隧洞洞室衬砌所受外水压力;而上覆地层存在隔水层较均质岩层隧洞衬砌外水压力有所降低;地勘规范估算所取的折减系数过于保守,隧洞衬砌处外水压力水头与地下水位的比值作为衬砌外水压力折减系数更为合理.     

TBM隧洞倾斜黏结锚杆受力特性分析及支护参数优化

依托北疆供水二期输水KS隧洞工程,针对敞开式TBM隧洞倾斜黏结锚杆设计了三角形带孔垫板,通过现场监测锚杆轴力进行锚杆受力特征研究,同时结合数值模拟进行对比分析,并对锚杆支护参数进行优化设计,研究结果表明:隧洞轮廓边缘锚杆近端轴力逐渐增大,在中性点(0.5 m)附近达到峰值,往锚杆远端处轴力逐渐减小.锚杆轴力最大值为3.48 kN,应力为7.09 MPa,应力比仅为0.030.隧洞不同位置处锚杆轴力有所差别,总体表现为拱顶处锚杆轴力最大,拱肩处次之,拱腰处最小.锚杆轴力计算值与实测值两者变化规律基本一致,但总体上计算值比实测值稍大,主要是由于现场测试时围岩已经发生位移,而且锚杆实际工作中锚固体部分产生一定滑移,造成实测值较低.综合分析建议锚杆长度从3.0 m减少到2.5 m,纵向间距从1.0 m增加到1.2 m,环向间距为1.0 m,梅花形布置,不仅可以减少施工周期,而且可以降低施工成本,具有较大的经济效益.