引滦入津输水隧洞混凝土衬砌质量的探地雷达检测

介绍了探地雷达法检测隧道衬砌质量的原理、方法.引滦入津输水隧洞混凝土衬砌质量的探地雷达检测结果表明,探地雷达法能够快速、准确地发现混凝土衬砌质量问题所在,为工程质量评价提供科学依据,是隧道混凝土无损检测的一种好方法,为类似的工程检测提供一个适用的参考及借鉴.     

导流隧洞混凝土衬砌结构有限元分析与研究

根据某水电站引水系统实际情况,采用ANSYS三维非线性有限元法,建立其引水系统中南导流隧洞的三维有限元模型,并对其钢筋混凝土衬砌结构进行分析,验证了衬砌方案和支护参数的合理性,提供衬砌配筋计算结果,并论证了现有衬砌和支护方案合理性,补充和完善加固处理措施.结果表明,南导流隧洞各段衬砌在计算工况下,水平位移最大值为0.256 mm,方向指向隧洞内部;垂直向最大位移为8.443 mm,方向向下;最大第一主应力为拉应力,其值为1.150 MPa;衬砌最大第三主应力为压应力,其值为-1.190 MPa,由于衬砌C25混凝土的抗压强度为11.9 MPa,故衬砌结构安全.但在侧墙与顶拱、侧墙与底板交界处应力值较大,应当采取适当措施加大结构的强度.     

引滦入津输水隧洞混凝土裂缝处理探讨

介绍了引滦入津输水隧洞工程概况,基于对衬砌混凝土裂缝的两期补强加固治理,提出了一套较为合理完整的裂缝处理方案。     

某水电站导流隧洞开挖与衬砌过程数值模拟研究

利用大型通用有限元软件ANSYS对潘口水电站导流隧洞开挖与衬砌过程进行数值模拟.隧洞开挖与衬砌采用ANSYS软件中的生死单元来实现,开挖与衬砌过程中的每一步荷载的施加均采用存储应力的方法来实现.衬砌跟进时间分别采用两种极端情况:(1)将隧洞部分岩体开挖后,待变形稳定后再加衬砌;(2)隧洞岩体开挖后,不允许变形,立即衬砌,也即边开挖边衬砌.这两种极端情况下的计算结果前者偏于安全、后者偏于危险,实际工程中隧洞开挖后的最佳支护时间应介于二者之间.故在两种计算结果的基础上结合工程实际情况和经验,对潘口水电站导流洞洞身段围岩及衬砌稳定进行评价,以期为实际隧洞工程设计提供依据.     

热力耦合作用下圆形水工隧洞围岩弹塑性解析解

为研究圆形水工隧洞围岩弹塑性区受力特点,基于Mogi-Coulomb强度准则和弹塑性理论,考虑温度和衬砌结构的影响,推导热力耦合作用下水工隧洞围岩应力、洞壁位移和围岩塑性区半径的解析解。依托新疆某高地温水工隧洞工程进行计算分析,对中间主应力系数、温度、混凝土强度、衬砌厚度和围岩应力分布及塑性区半径间的关系展开参数分析。结果表明：温度变化产生的拉应力会使衬砌结构对围岩支反力减小,围岩塑性区半径和洞壁位移有所增大,隧洞岩体稳定性变差;中间主应力系数b对岩体强度影响较大,b=0.5时围岩塑性区半径明显小于不考虑中间主应力时的塑性区半径;提高混凝土强度和增加衬砌厚度在初始阶段都能明显限制围岩塑性区发展,虽后续效果都不佳,但增大衬砌厚度更能限制围岩塑性区发展。     

水电站引水隧洞衬砌结构三维有限元分析

根据某水电站引水系统实际情况,采用ANSYS三维非线性有限元法,建立其引水系统中新建引水隧洞的三维有限元模型;并对引水隧洞的衬砌结构进行分析。验证衬砌方案和支护参数的合理性;同时提供衬砌配筋计算结果及优化建议,论证现有衬砌和支护方案合理性,补充和完善加固处理措施。结果表明,引水隧洞各段衬砌在各个工况下,水平位移最大值为0.41 mm,出现在侧面;垂直向最大位移为-6.53 mm,出现在顶拱处。衬砌最大第一主应力为拉应力,其值为2.33 MPa,发生于工况四,出现在顶拱处;衬砌最大第三主应力为压应力,其值为-8.19 MPa,发生于工况二,出现在衬砌侧面。由于衬砌C25混凝土的抗压强度为17 MPa,故衬砌结构安全。衬砌采取单层筋布置,各段环向配筋Φ20@200 mm,纵向钢筋Φ12@300 mm,考虑到方圆渐变段的应力状态较为复杂,优化设计后建议采用50 cm厚的衬砌方案。     

某输水隧洞10号施工支洞设计与施工

施工支洞的选型、结构稳定性、施工进度等直接影响主体工程的安全及进度,在不同围岩强度及类型情况下的支护型式、衬砌厚度、特殊段处理应根据具体情况进行调整。输水总干线工程由隧洞、PCCP管、预应力涵等结构型式组成,隧洞编号1至10根据输水工程10号施工支洞的基本情况,对支洞进入不同地质条件下的支护、衬砌型式及施工方法进行阐述与分析,以期完善施工支洞的设计及施工方法。     

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.     

深埋引水隧洞不同排水方案渗流场及衬砌外水压力研究

深埋长引水隧洞排水措施的布置与隧洞渗流场及衬砌外水压力关系密切,是保证围岩及衬砌结构安全的重要举措.结合滇中引水工程大理Ⅱ段深埋长引水隧洞,采用ABAQUS数值模拟的方法对不同排水方案下隧洞渗流场及衬砌外水压力变化规律进行了研究.结果表明,排水措施的布置能有效降低衬砌外水压力,但不同部位降低幅度不同,排水孔附近衬砌外水压力降低幅度较大,距离孔越远水压降低幅度越小;且排水孔数量越多,衬砌全范围内水压力降低越明显.研究结果可为西南深埋长隧洞工程防排水系统设计提供借鉴和参考.     

水工隧洞衬砌底板缺陷诱因及其对结构安全的影响分析

水工隧洞长年运行会出现裂缝、磨损、掉块、冲坑等缺陷,极大影响工程安全。针对水工隧洞衬砌底板冲坑产生的原因及其对结构安全的影响问题,开展隧洞断面水力特征参数的数值模拟,从水力学角度分析衬砌底板冲坑产生的原因,并开展运行和检修工况下不同冲坑深度对衬砌结构受力的影响分析,结合监测数据与模拟成果对冲坑所在位置截面承载能力进行验算,结果表明：隧洞底板流速与紊动能均较大,在运行过程中受高速水流冲蚀作用最强,也最容易产生破坏。冲坑形成后主要对隧洞底板和边墙弯矩的对称性及数值影响较大,对轴力及剪力影响较小。受内外水压力控制的差异,相对于检修工况,运行工况下冲坑对结构安全的影响更加明显,冲坑导致截面抗弯刚度显著减小,随着冲坑深度增加,抗弯承载力逐渐减小,工程运行中应重点关注运行工况下底板混凝土的冲刷情况。     

混凝土衬砌的爆振模拟试验研究

针对隧洞开挖施工中存在的爆破振动对混凝土衬砌的影响问题，就其试验研究的方法及爆破振动对混凝土强度的影响进行了探索和分析，得出了爆破振动速度与混凝土强度、在同一爆振速度下混凝土接受振动时的龄期与混凝土强度等关系曲线，从而确定出工程中所关心的安全振速、安全衬砌距离及合理衬砌时间等重要参数，并引用损伤理论对试验结果进行分析。     

水工隧洞混凝土防渗漏措施

水工隧洞在砼衬砌完成后,地下周围裂隙水被封闭于砼衬砌外。使其形成较高的水头压力,常常会在衬砌砼的薄弱部位渗出而影响构筑物的安全使用。本文就如何防治和出现渗水后的处理问题进行论述。     

断层错动形式对输水隧洞的影响

为了研究断层错动下隧洞结构的破坏规律,采用ABAQUS软件建立了数值计算模型,并对计算结果进行了分析,揭示地震破坏机理。首先建立数值模型,研究3种断层错动的形式:逆冲断层错动、走滑断层错动、倾向滑移断层错动,根据工程资料与回归公式选取断层错动的距离,并把错动距离逐级施加在模型上。然后分析了隧洞弯矩、剪力以及衬砌的内力沿隧洞轴向的变化规律,并根据相关规范判断隧洞的安全范围。研究结果表明:随着断层错动,距离断裂面上下盘各10 m,隧洞内力急剧变化,断层错动的影响较为集中和剧烈;在该模型中,走滑断层的影响范围最大,倾向滑移断层的影响范围次之,逆冲断层的影响范围最小;倾向滑移断层错动对隧洞应力的影响介于逆冲断层和走滑断层之间,逆冲断层和走滑断层错动下隧洞的最大主应力峰值出现在拱腰,而倾向滑移断层错动应力峰值出现在隧洞的拱顶和拱底;远离断裂面一定距离后,隧洞的最大主应力逐渐减小并趋近一个较小值,此时衬砌安全,说明断层错动对隧洞的影响范围有限;结合相关规范以及工程背景,发现远离断裂面65 m外的隧洞衬砌安全,这为实际工程提供了参考。     

水工隧洞混凝土防渗漏措施

水工隧洞在砼衬砌完成后，地下周围裂隙水被封闭于砼衬砌外。使其形成较高的水头压力，常常会在衬砌砼的薄弱部位渗出而影响构筑物的安全使用。本文就如何防治和出现渗水后的处理问题进行论述。     

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.     

既有铁路隧道健全度评价

结合某引水隧洞下穿既有铁路隧道的实际工程,采用超声回弹综合法、地质雷达物探法、激光断面仪法等无损检测方法,对预测的既有铁路隧道受下穿引水隧洞施工影响段进行了检测,检测结果：混凝土强度推定值为31.7MPa,大于设计强度（C20）;混凝土厚度均大于设计值,且衬砌背后无明显缺陷;净空断面均大于设计净空断面;衬砌表面存在裂缝及渗漏水情况,部分裂缝长度达到5m,但缝宽均小于3mm。采用劣化度的方法来判定隧道结构物的功能状态,该段技术状况能满足运营要求。将该段铁路隧道健康状况评定为C级。可为类似工程提供参考。     

冲击回波法在水利水电钢管压力隧洞脱空检测中的应用研究

冲击回波法是主要的无损检测手段之一。目前对于水利水电钢管压力隧洞的脱空检测研究不多。文章应用现有技术和设备对钢管压力隧洞脱空检测进行应用研究,通过预制与被检对象结构相似(钢板厚度、混凝土强度等)的结构,并对该结构进行脱空测试,确定模型脱空阈值,并利用确定的阈值对结构进行脱空检测,测试结果表明,冲击回波法能够有效的对钢管压力隧洞的脱空进行检测。最后综合分析水工相关规程中的测试方法及流程,进行汇总整理并结合对钢管压力隧洞脱空检测技术,形成了一整套针对钢管压力隧洞钢衬脱空的检测方案,为有效检测钢管压力隧洞脱空提供了重要的技术支撑。     

无损检测技术在公路隧道施工质量检测与控制中的应用

介绍了采用无损检测综合技术,依据相关规范、规程,从在建公路隧道初期支护和二次衬砌两个施工阶段,对隧道支护结构的施工质量进行检测与控制的方法.首先,依据工程实例,浅析了地质雷达技术在衬砌结构中的不同类型缺陷的图像和组成结构的图像识别,如空洞、钢支撑、衬砌厚度等雷达图像特征.其次,简述了衬砌强度检测技术.最后,通过实例,验证运用超声回弹综合法检测衬砌混凝土强度是否满足设计要求、地质雷达法确认隧道支护结构的施工质量好坏的有效性和可靠性.     

深埋TBM隧洞渗流动态演化机制

针对TBM隧洞动态掘进特征,采用与时间相关的动态边界条件模拟隧洞开挖、管片支护以及豆砾石灌浆等施工过程,结合管片衬砌在高(内、外)水压作用下渗透系数随着充排水过程而不断变化的特点,采用基于立方定理和管片接缝张开度的等效渗透系数来反映结构变形对渗透系数的影响,进而提出管片衬砌的等效耦合模型,并将其在大型有限元软件ABAQUS中进行二次开发得以实现,开展深埋TBM隧洞从施工开挖、管片衬砌支护、充水运行到放空检修全过程周期的仿真模拟分析。研究结果表明:在TBM隧洞动态掘进过程中,洞周孔压先随着开挖掌子面的推进而降低,并在衬砌支护后有所回升,在距离隧洞5倍洞径范围内孔压变化剧烈,开挖影响范围在25倍洞径范围左右;在考虑管片衬砌渗透系数随充水、排水过程的逐渐变化特性后,隧洞渗流场体现了明显的动态变化特征,在充水和排水过程中衬砌外孔压均呈现先减小后增大的规律。     

清凉山水利枢纽工程水工隧洞衬砌混凝土防渗漏措施

清凉山水利枢纽工程水工隧洞为无压输水全断面砼衬砌埋藏式水工隧洞,采用城门洞形砼衬砌。清凉山水工隧洞在实际施工中,采用"先引导"、"后排水"的方法对衬砌混凝土采取相应防渗漏措施。