特种水泥超前灌浆在地下输水隧洞施工中的应用

为确保洞线长、洞室埋深较深的大型水利地下输水隧洞顺利开挖及施工安全，以某地下隧洞工程洞段为例．论述特种水泥（HSC）超前预注浆在穿越断层等不良地质洞段中的施工工艺及方法，为今后类似地质条件下的洞室施工提供参考和借鉴。     

九龙江北引二期工程进水口区域爆破振动安全与控制

福建省九龙江北引二期工程存在榆水隧洞爆破开挖与进水口区域混凝土建筑物浇筑并行施工和进口洞脸边坡稳定问题,隧洞爆破振动对新浇筑的低龄期混凝土建筑物的质量影响和进口边坡安全稳定危害引起建设方的高度重视.在隧洞爆破施工过程中采用爆破振动监测方法,获得了隧洞爆破时的爆破振动衰减规律和进口边坡的响应特点,掌握了进口闸室与沉沙池混凝土浇筑部位的最大振动强度和振动分布规律,依照各监控部位的爆破振动控制标准,提出了符合现场施工且确保爆破振动安全的施工方案和控制措施.     

多元结构地基抬田饱和非饱和渗流模型试验

结合江西峡江枢纽控制工程中的库区抬田研究课题,开展多元结构地基上抬田饱和非饱和渗流模型试验研究。结果表明,在稳定渗流条件下,防渗层内部的天然水头势随时间变化属于饱和-非饱和渗流,孔隙水压力总体较小,负压水头势在防渗层以上部分表现为随埋深增加而增大;在有地下水顶托时抬田结构渗流量稍有增加。但均符合设计规范对地基渗流的要求,用试验结果修正的三维有限元计算模型对抬田结构进行模拟计算,大量减少了试验工作量,且结果满足实际工程需要。     

超近距交叉隧洞弱振动爆破技术及振动特性分析

晋江引水隧洞下穿既有金鸡山引水隧洞,超近距交叉段的下洞钻孔爆破振动会对上洞安全造成严重影响。通过现场爆破振动监测数据分析,对下穿隧洞钻爆条件下上洞振动响应特性进行研究。结果表明:整个钻爆施工过程中,各向峰值振动速度均由掏槽孔段爆破产生;随着开挖断面逼近交叉中心区域,爆破振动主频逐渐增大,振速随爆心距减小增加较快,竖直向振速增幅最为明显。在此基础上,对交叉段钻爆方案及施工工艺进行优化调整,提出了一套以短进尺、多断面、多时序微差起爆为原则的弱振动钻爆技术。     

美姑河坪头水电站深部白云岩岩溶砂化岩体质量分级

美姑河坪头水电站深部发育白云岩岩溶砂化现象,地下硐室围岩岩体质量降低。以岩体完整程度、岩体结构特征、结构面状态的统计分析为基础,对白云岩岩溶砂化进行宏观分级及定性分析了岩溶砂化对岩体质量分级的影响。以引水隧洞为例,结合岩溶沙化区岩体结构特征对水电围岩岩体质量分级方法进行修正,提出以"岩溶砂化发育程度修正系数"为核心的围岩岩体质量分级模型。该模型评价结果与5号支洞、压力管道中平段施工支洞、蝶阀室交通洞、上室交通洞等现场施工实际揭示情况吻合度较高,适用性较好,可为地下硐室支护设计与施工提供基础依据。     

一种新型运输小车在隧洞施工中的应用

安溪蓝田水库电站高压隧洞平洞段需安装内径2000mm，长280m的压力钢管计300t（管厚14，16，18，20，25mm），在中间设置一个施工支洞，长度为111m，平洞段隧洞开挖和钢管衬砌断面图如图1所示。在进行现场施工过程中，先在主洞的底部（如图1示阴影部分）用混凝土填平，以便于钢管和混凝土在主洞内进行运输，在这种情况下，为了加快施工进度，提高经济效益，采用了一种新型的运输小车进行钢管现场运输。图1平洞段隧洞开挖和钢管衬砌断面图（单位：mm）1运输小车的工作原理这种小车的形状如图2所示。设置有前后2个汽车方向机、4个轮胎和前后2个…     

无压输水隧洞拱顶的粘土回填设计与施工

九龙坡水库系江西省新余市境内的一座小型水库,总库容40万m~3,为50年代建的“三边”工程。原右端坝下涵管由于施工质量差,于1983年冬天作毁损处理,并在大坝左端山体内兴建开挖无压输水隧洞。洞长102m,洞宽0.6m,洞高1.3m,为城门洞形,洞身为混凝土结构,四周衬砌厚度为0.2m,见图1。     

深圳市东部供水工程输水隧洞施工钻爆设计的探讨

深圳市东部供水工程整条输水线路中，其中隧洞占60％，输水隧洞均采用钻爆法开挖，由于钻爆设计施工等因素的影响，开挖实际进度大多数落后于计划进度，部分承包商为减少开挖投入不愿采用光面爆破，产生超欠挖或局部顺层塌方掉块，造成模注衬砌时增加大量工时处理欠挖或超坍混凝土，延长了施工工期，增加了工程投入，从而影响全线按时通水的目标，为改善隧洞开挖钻爆中存在的问题，现对隧洞钻爆开挖设计进行总结提高，仅供类似工程施工参考与借鉴作用。     

复杂特殊地质特大断面导流隧洞施工技术

特大断面导流隧洞施工过程受到工程所处围岩性质、地质条件的影响严重。在分析复杂特殊地质条件下特大断面导流隧洞的施工难点与存在问题基础上,分类总结了导流隧洞在不同复杂地质条件下的开挖方法有超前导洞法、预留核心土法、台阶开挖法、分层分部开挖法,支护方法有联合支护和超前支护,并结合实际应用对以上施工方法和施工工艺进行了阐述,以期为今后类似复杂地质特大断面导流隧洞施工提供借鉴和参考。     

断面形状对隧洞围岩稳定性的影响分析

采用ANSYS软件分别对圆形断面、矩形断面、直墙圆拱形断面、蛋壳形断面形状的水工隧洞开挖进行了有限元分析计算。通过各种断面隧洞开挖后的位移、应力和塑性区的分析,对四种断面形状进行了优选。结果表明：圆形断面隧洞洞顶出现的沉降量最小,洞周应力分布均匀,出现的最大拉应力最小;矩形隧洞洞周围岩的沉降值和最大拉应力最大,应力集中程度和塑性区范围也最大;蛋壳形隧洞的洞周位移应力值和塑性区范围仅次于圆形隧洞。综合考虑隧洞的使用空间、造价等因素后,认为蛋壳形断面是最合理的隧洞断面形状。     

隧洞施工和持续干旱对岩溶地下水影响的定量评价

隧洞施工和持续干旱导致岩溶地区地下水位大幅下降会造成严重的生态和环境问题。因此,定量评估两种因素共同影响下的岩溶地下水系统响应有助于施工单位和居民采取有效应对措施。研究采用离散管道-连续介质耦合模型方法,建立了考虑动态施工条件下的九龙岭长隧洞工程区岩溶地下水三维数值模型,并通过工程区水文地质资料和监测钻孔水位数据对模型进行校准,用控制单一影响因素方法分别评价了在2022年8月至2022年10月隧洞施工和极端干旱两种因素对区域岩溶地下水系统的影响。结果表明,研究区域均衡期内地下水位受干旱影响范围占研究区域面积的55.43%(约649.72 km²),是隧洞施工影响的35.1倍,持续干旱是造成研究区域大面积地下水下降的主要原因;随着干旱持续,隧洞沿线整体地下水位下降受干旱影响较大,但在少量局部洞段隧洞轴线上方(如距隧洞入口14～15 km、18～19km段)水位下降是受隧洞突涌水不同程度的影响;通过对研究区域地下水水量平衡分析发现,在均衡期内干旱影响的补给减量约为824.5万m³,明显多于隧洞涌水造成的地下水流失量,持续干旱对研究区域地下水的影响...     

降雨入渗对微生物注浆加固边坡的稳定性影响研究

利用微生物注浆加固边坡,分析降雨入渗作用下微生物注浆加固土体的非饱和土-水特征参数,并采用Van Genuchten公式进行拟合,获得微生物注浆土体渗透函数的特征参数。利用MIDAS/GTS分析降雨入渗条件下,坡面加固边坡的非饱和土体,在流固耦合作用下的暂态孔隙水压力,并用于考虑基质吸力影响的边坡稳定性计算。根据设定的降雨情况,探讨了注浆边坡在不同降雨强度、不同降雨持时的稳定性。结果表明:微生物注浆加固可以有效减小降雨入渗对边坡的影响,对提高边坡的稳定性具有明显的促进作用;相同加固方案、相同降雨持时情况下,降雨强度越大,边坡的稳定性越差,其中当降雨强度达到30mm/d时,所有加固方案的边坡处在失稳状态;降雨持时相同,随着注浆加固厚度的增加,坡体孔隙水压力负值区减少,边坡的稳定性进一步增加。     

爆破堆石坝体造孔混凝土防渗墙试验槽段设计探讨

爆破堆石坝由于坝体组成颗粒极不均匀,结构松散、复杂,架空现象明显,坝体防渗处理是一个难点;当坝体防渗处理采用混凝土防渗心墙时,造孔槽段直接影响防渗墙的顺利修筑及施工质量。通过合理选取己衣水库混凝土防渗心墙造孔试验槽段,采取两种不同的施工工艺,详细分析槽孔充盈系数、成墙厚度,并针对施工中遇到的特殊情况(孔斜、塌孔、漏浆、卡钻)给出了相应的处理措施,取得了造孔混凝土防渗墙的施工工艺,再大范围施工,效果明显,为今后类似工程的设计与施工提供了丰富的经验。     

天然与人工滤层对渗管出水的影响

为了探究天然河床砂厚度对渗管取水工程出水量的影响,以及天然河床砂和人工反滤层的交互作用,通过物理模型试验,设置3种天然河床砂厚度、3种来流流量和不同水深,观测不同工况下渗管出水量的情况.根据试验结果进行回归分析.回归方程计算的出水量与试验值误差基本都在±5%以内,平均误差的绝对值仅为0.19%,较以往参考值算法更加精确;出水量的改变与天然河床砂渗透系数和人工反滤层渗透系数的大小有关,当天然河床砂的渗透系数小于人工反滤层最小渗透系数时,渗管出水量随着天然河床砂厚度的增加而减小;反之,则随着天然河床砂厚度的增加而增加.反滤层渗透系数对渗管出水量的影响要大于水头高度对出水量的影响.回归方程的方法提高了渗管出水量计算的精度,可用于实际工程的指导,在渗管取水工程的设计中需考虑天然河床砂与人工反滤层之间的交互作用,根据天然河床砂的渗透系数与厚度合理选择人工反滤层.     

深厚覆盖层上面板堆石坝渗流敏感性分析

为研究防渗帷幕尺寸参数及坝基参数对大坝渗流的影响，以合理优化防渗系统的经济成本。以新疆某深厚覆盖层上面板堆石坝为例，通过自编程准三维渗流分析程序建立渗流模型；使用递进判别的敏感性分析方法，对防渗帷幕深度H、防渗帷幕厚度D、防渗帷幕渗透系数K_a、地基渗透系数K_b以及过渡区渗透系数K_c进行敏感性分析，确定各参数间的敏感性排序。实例分析表明，对单宽渗流量更敏感的参数为H、K_a、K_b，对防渗帷幕渗透坡降更敏感的参数为H、K_c。定量给出参数敏感性的显著性水平，提高敏感性分析的准确性和可靠性，可为深厚覆盖层上面板堆石坝渗流分析提供依据。     

衬砌渗透性对深埋隧洞渗流场及塑性区的影响研究

将深埋隧洞简化为圆形轴对称模型,推导得到其渗流场和考虑渗透体积力的弹塑性解.以此为基础,通过衬砌与围岩渗透系数比值变化,对隧洞渗流场、塑性区和渗漏量进行分析,探讨衬砌渗透性影响.算例表明,当衬砌为透水材料时,衬砌及围岩内水头从外向内迅速减小,但当衬砌与围岩渗透系数比值大于50后,渗流场变化不再显著.隧洞渗漏量随衬砌与围岩渗透系数比值增大逐渐增大,但比值大于50后,趋于稳定值.对于存在初始塑性区的无压隧洞,当衬砌不透水时,衬砌的塑性区较大;塑性区随衬砌与围岩渗透性增大逐渐减小,并趋于稳定.对于存在初始塑性区的有压隧洞,保持内压不变,随着衬砌渗透性的增大,塑性区迅速加大,但当衬砌与围岩渗透系数比值大于50后,塑性区不再变化;对于无初始塑性区的隧洞,保持内压不变,衬砌的渗透性对塑性区发展影响较小.     

衬砌渗透性对深埋隧洞渗流场及塑性区的影响

将深埋隧洞简化为圆形轴对称模型,推导得到其渗流场和考虑渗透体积力的弹塑性解。以此为基础,通过衬砌与围岩渗透系数比值变化,对隧洞渗流场、塑性区和渗漏量进行分析,探讨衬砌渗透性影响。算例表明,当衬砌为透水材料时,衬砌及围岩内水头从外向内迅速减小,但当衬砌与围岩渗透系数比值大于50后,渗流场变化不再显著。隧洞渗漏量随衬砌与围岩渗透系数比值增大逐渐增大,但比值大于50后,趋于稳定值。对于存在初始塑性区的无压隧洞,当衬砌不透水时,衬砌的塑性区较大;塑性区随衬砌与围岩渗透性增大逐渐减小,并趋于稳定。对于存在初始塑性区的有压隧洞,保持内压不变,随着衬砌渗透性的增大,塑性区迅速加大,但当衬砌与围岩渗透系数比值大于50后,塑性区不再变化;对于无初始塑性区的隧洞,保持内压不变,衬砌的渗透性对塑性区发展影响较小。     

文登抽水蓄能电站工程区地下水三维非稳定渗流场的数值模拟

抽水蓄能电站建设中的尾水隧洞开挖可能引起的周围地下环境的变化,在水文地质条件和工程地质特征的分析的基础上,研究了文登抽水蓄能电站工程区地下水分布特征和平硐、尾水隧洞开挖引起的强排水特征,概化出工程区水文地质概念模型,建立了工程区地下水三维非稳定渗流模型。采用求解有自由面渗流场的改进的截止负压法、改进的排水子结构法、管道子结构法和预处理共轭梯度法等理论对文登抽水蓄能电站平洞开挖和尾水隧洞开挖（衬砌后）不同施工阶段的非稳定渗流场进行了数值模拟分析。研究了尾水隧洞开挖（不衬砌）后、尾水隧洞开挖衬砌后这两种方案下地下水渗流场动态变化过程及对周围地下水环境的影响。计算结果表明：①平硐和水道系统开挖对研究区地下水位下降有着直接的影响,且影响较大。②尾水隧洞衬砌300d后,地下水流场基本恢复至稳定状态。     

原料配比对 α-SiO2基微孔陶瓷灌水器性能的影响

选取石英砂为骨架材料,碳粉为造孔剂,高岭土、钠长石为粘结剂制备α-SiO₂-莫来石复相多孔陶瓷灌水器.研究了原料配比对多孔陶瓷灌水器性能的影响规律,得到了多孔陶瓷灌水器的最优配比.结果表明:石英砂含量过高易引起材料性能的下降.随着碳粉含量的增加,多孔陶瓷的孔隙率逐渐加大,密度逐渐降低.钠长石、高岭土含量的增大使得玻璃相的生成减少,晶相含量的上升,有利于改善强度.灌水器的流量随工作压力的增大而增大,其规律近似于线性.在同一工作压力下,随着造孔剂含量的增加,微孔陶瓷灌水器的流量也随之增加,这归因于微孔陶瓷孔隙的增加.多孔陶瓷灌水器渗透系数与孔隙率成幂函数关系.当原料中石英砂:碳粉:高岭土和钠长石质量比为60∶15∶25时,α-SiO₂基多孔陶瓷灌水器兼备良好的材料性能和水力性能,可以满足田间使用要求.     

渠道的冻胀破坏与防治

在渠道防渗工程中,混凝土衬砌渠道被广泛采用。但据调查,有50％以上的混凝土防渗渠道都遭到不同程度的冻胀破坏,其主要原因是:(1)基土中各种形态水(即渠道渗漏水,地下水和地面水的补给水)的存在,在冻结过程中,形成水分由暖土区向冻结区迁移积聚,使基土中的含水量超过起始冻胀含水量。(2)基土属于冻胀类土。(3)在负温作用下,土体孔隙中水分冻结,土体体积膨胀即冻胀力产生。随着土体中水分的增加而冻胀力不断增大。