水工输水隧洞衬砌结构裂缝成因及预防

文章以研究水工输水隧洞衬砌结构的裂缝形成机理及温度裂缝灵敏性为主线,选取沈阳水工输水隧洞衬砌工程为研究载体。依次分析隧洞衬砌的裂缝形式及推断形成机理、分析温度裂缝与通过有限元分析建立模型并长期追踪温度、温度应力变化及对应关系来探讨混凝土温度裂缝的灵敏性,验证了水工输水隧洞衬砌裂缝形成原因的推断正确性。为了防止裂缝的形成,具体温控防裂措施总结如下3点:①在水工输水隧洞衬砌施工期间,分缝分块必须合理,选取低水化热水泥类型来降低温度应力,预防早期裂缝的形成;②在水工输水隧洞衬砌投入使用期间,上述分析温度应力变化受水温影响较大,所以取水时应采取相应措施降低水温周期内变化值,温度维持相对恒定后方可流入输水隧洞中;③对于投入使用的输水隧洞应定期停水检查混凝土衬砌是否有裂缝,对于有裂缝的情况应立即采取合理的措施进行修补,避免带裂缝运行,造成安全隐患。     

衬砌混凝土等级对输水隧洞地震响应的影响研究

我国属于多地震国家,开展输水隧洞等水利工程设施的抗震性能研究具有重要意义。文章以辽宁省柴河供水工程输水隧洞为工程背景,通过ANSYS有限元分析的方法,对衬砌混凝土等级对输水隧洞地震响应的影响进行数值模拟研究,结论显示提高输水隧洞混凝土衬砌的等级,会使地震应力作用下的输水隧洞应力增大,不利于隧洞本身抗震性能的改善。因此,建议采用C25混凝土进行输水隧洞衬砌施工,同时结合外部抗震带等其他工程措施,改善输水隧洞的抗震性能。     

衬砌混凝土等级对输水隧洞地震响应的影响研究

中国属于多地震国家,开展输水隧洞等水利工程设施的抗震性能研究具有重要意义。文章以辽宁省柴河供水工程输水隧洞为工程背景,通过ANSYS有限元分析的方法,对衬砌混凝土等级对输水隧洞地震响应的影响进行数值模拟研究,结论显示提高输水隧洞混凝土衬砌的等级,会使地震应力作用下的输水隧洞应力增大,不利于隧洞本身抗震性能的改善。因此,建议采用C25混凝土进行输水隧洞衬砌施工,同时结合外部抗震带等其他工程措施,改善输水隧洞的抗震性能。     

围岩温度对输水洞衬砌混凝土温度与温度应力的影响研究

为了研究围岩温度对隧洞衬砌混凝土温度应力的影响规律,确保长距离输水隧洞的安全运行,以某水电站无压输水洞为研究对象,采用三维有限元温度场与徐变应力场仿真计算平台,对20、40、60、80 ℃围岩温度情况下的输水洞施工期及运行期进行仿真模拟。分析围岩温度对输水洞衬砌混凝土温度场和徐变应力场的影响,并研究了浇筑温度对高围岩温度隧洞衬砌混凝土应力场和损伤程度的影响。结果表明：围岩温度对输水洞衬砌混凝土温度场和温度应力场影响均较大,围岩温度每升高1 ℃,则衬砌混凝土的最高温度平均升高0.5 ℃,最大应力增大约0.033 MPa;浇筑温度每降低1 ℃,则其最大应力值减小约0.07 MPa。衬砌混凝土底板与边墙的交界处以及顶拱与边墙的交界处为隧洞衬砌结构的易损伤部位。降低浇筑温度,可以有效减小衬砌混凝土的损伤量,改善其应力状态,抑制损伤的发展。此研究可为类似高围岩温度隧洞工程提供参考。     

理论分析法求解施工期隧洞衬砌混凝土温度应力

文章推导了理论分析法求解地下混凝土结构(输水隧洞衬砌)施工期温度应力的计算公式,结合对三峡永久船闸输水隧洞衬砌的研究,分析了不同浇筑工况下温度应力的基本规律及相应的工程措施.     

外掺ＭｇＯ对水工隧洞混凝土温度徐变应力的影响

ＭｇＯ外加剂的微膨胀特性可以有效补偿混凝土自身干缩及温度变化带来的收缩应力,进而减 少裂缝的产生,近年来多被应用于水利工程混凝土大坝的建设,但是将其应用于地下工程混凝土衬砌的 研究却比较少见。为了探明外掺ＭｇＯ混凝土在衬砌结构温度应力上的补偿效用和规律,基于ＡＮＳＹＳ的 ＵＰＦｓ二次开发对辽宁省某输水隧洞工程进行了长历时的混凝土温度徐变应力计算,模拟了掺加ＭｇＯ和 不掺加情况下隧洞衬砌混凝土的温度应力情况。仿真计算结果表明,掺加ＭｇＯ对水工隧洞衬砌承受的 拉应力具有一定的补偿作用,能够有效改善衬砌的受力情况。     

输水隧洞二衬施工设计参数对应力分布特征的影响

应力作用是水工隧洞混凝土衬砌结构开裂破坏的主要原因,对其展开研究具有重要的意义和价值。此次研究以辽宁省某输水工程输水隧洞为工程背景,利用数值模拟的方式探讨了衬砌混凝土等级、配筋率和线膨胀系数对衬砌结构应力的影响规律,并提出相应的工程设计和施工建议,可以对相关研究和实践提供有益的支持和借鉴。     

输水隧洞二次衬砌混凝土裂缝产生原因和控制措施

阐述了输水隧洞二次衬砌混凝土产生裂缝原因、危害并且从施工材料和施工过程控制上对输水隧洞二次衬砌混凝土裂缝的预防提出了控制措施     

苗坑水库工程引水隧洞稳定性及应力分析

输水隧洞经常发生的病害主要为衬砌裂缝,因此对隧洞裂缝进行分析对维护衬砌结构的稳定性至关重要。以苗坑水库输水工程为例,结合断裂力学理论以及混凝土断裂准则,建立输水隧洞衬砌结构稳定性的安全评价方法。依据计算模型,分析裂缝位置及角度对衬砌结构安全性以及稳定性的影响,最终确定引水隧洞的稳定性和应力条件,以此为隧洞支护提供建议。     

盾构输水隧洞双层复合衬砌的联合受力分析

针对城市修建的地下盾构双层衬砌输水隧洞,由于隧洞围岩承载能力低、管片与二衬混凝土间可能存在初始间隙,在高内水压力作用下衬砌混凝土承受的应力过大,导致衬砌易出现拉裂和渗漏。本文通过有限元方法,对盾构双层衬砌输水隧洞进行模拟计算分析。结果表明:若管片、二衬之间不存在间隙,则大大降低二衬混凝土的拉应力及管片的压应力,使两者的受力趋于均匀,确保了管片和二衬混凝土组成的双层衬砌结构的联合受力作用。结果可为双层复合衬砌结构进一步优化提供依据。     

全圆隧洞针梁模板台车混凝土衬砌分区施工技术

输水隧洞衬砌施工是工程建设中的重要内容,施工过程中存在作业面狭窄、工期紧张、质量标准要求高等问题。输水隧洞衬砌采用全圆针梁模板衬砌台车能够加快施工进度,保证浇筑体一次成型的精度和外观质量,但影响全圆针梁模板台车衬砌混凝土质量最大的因素是混凝土浇筑分区。为更好解决问题,文中对分区设置、技术措施、施工经验进行了阐述,为今后大型输水隧洞衬砌施工提供了有益参考。     

输水隧洞粘贴碳纤维布加固效用的有限元分析

因碳纤维布具有抗拉强度高和耐久性能强等特点,粘贴碳纤维布进行输水隧洞的补强加固是一种逐步推广应用的有效方法,具有高强高效、施工便捷、运输方便、耐腐蚀、自重轻等优势。以深圳市东江水源工程沙湾隧洞为例,以三维有限元作为计算分析工具,论证碳纤维布在输水隧洞加固中的应用成效。计算分析表明:碳纤维布加固能够改善衬砌混凝土的应力状态,对隧洞衬砌结构的稳定起到了一定的作用;碳纤维布参与承担运行期后续增大的外水压力等荷载后,能够明显的改善衬砌混凝土的受力状态,并能抑制衬砌混凝土进一步开裂。     

南水北调中线岗头隧洞安全监测成果分析

安全监测工程是了解和评价施工期和运行期建筑物安全性态的重要手段。本文对南水北调中线京石段应急供水工程岗头隧洞施工期安全监测成果进行初步分析,主要阐述了隧洞全断面衬砌观测断面的温度、钢筋应力、混凝土应变、岩石变位及渗透水压力的变化范围和规律,为同类型输水隧洞的安全监测设计和实施提供借鉴。     

水温影响下有压水工隧洞结构稳定分析

为解决运行期有压引水隧洞温度荷载和均匀内水压力联合作用下的应力计算问题,采用有限元法分析隧洞运行期水温变化所产生的温度应力对衬砌应力场与应力极值的影响,通过ANSYS Workbench进行有限元分析,计算运行期不同水温影响条件下的应力分布情况,并对比了弹性力学法计算的温度应力极值。计算结果分析表明,在隧洞运行期混凝土水化热基本稳定后,水温为温度应力的主导条件,水温升高会增大衬砌径向拉应力。因此,对于夏季高温地区或高水温地区需调整隧洞衬砌的配筋,以适应水温产生的温度应力对隧洞衬砌结构的影响。     

输水隧洞衬砌混凝土裂缝处理

水工隧洞衬砌混凝土,受自身混凝土温度、收缩变形及地质水文等因素影响,容易产生裂缝,导致混凝土结构的稳定性下降。文中分析了输水隧洞裂缝产生原因,以及采用化学灌浆法对所产生裂缝进行的处理。还介绍了灌浆工艺及施工要点、主要材料及其性能和灌后效果检查,总结了裂缝处理施工经验。     

珠三角水资源配置工程隧洞埋岩深度及间距的影响分析

以珠三角水资源配置工程中的复合衬砌盾构输水隧洞为研究对象,在采用简化计算模型的基础上,利用ABAQUS有限元数值分析软件,分析不同外荷载工况下,不同埋岩深度及隧洞间距下管片衬砌环的应力和变形情况。由管片衬砌环最大径向变形及容许应力确定此时可承受的内水压力大小,并得到内水压力大小随埋岩深度和隧洞间距变化的影响规律,以供工程实践参考。     

水工隧洞衬砌混凝土温控施工技术进步与防裂效果分析——评《水工隧洞衬砌混凝土温控防裂技术创新与实践》

正近年来,随着衬砌混凝土技术的不断发展,基于温度变化导致的混凝土裂缝现象得到了一定程度的控制,相比较其它类型混凝土施工项目来说,水工隧洞衬砌混凝土温控施工技术难度大、工艺复杂,在实际项目实施过程中防裂效果并不稳定。《水工隧洞衬砌混凝土温控防裂技术创新与实践》(樊启祥、殷亚辉,中国水利水电出版社 2015版)以水工隧洞衬砌混凝土温控防裂技术为主要研究对象,全书共分为十章,第一、二、三张分别就水工隧洞衬砌混凝土裂缝现象、衬砌混凝土近代技术、温     

全环内通式衬砌台车在大伙房水库输水隧洞工程中的应用

为在大伙房水库输水工程中解决开敞式硬岩掘进机开挖、衬砌平行作业,提高隧洞施工效率及质量,研制了适用的QM12/S型全环内通式衬砌模板台车。在TBM掘进施工中进行了生产性试验,满足了对混凝土的质量要求。施工中解决了供、排水管线,通风风筒,高压电缆,出渣皮带,运输机车,混凝土输送泵、混凝土罐车的穿越与通行难题,实现了衬砌混凝土与TBM掘进的平行作业。     

水工隧洞混凝土衬砌裂缝主要原因及预防措施

混凝土衬砌裂缝是水工隧洞常见的缺陷，本文结合国内工程实践，对水工隧洞混凝土衬砌裂缝进行分类，结合典型水工隧洞混凝土衬砌有限元温度徐变应力仿真计算，分析了裂缝主要原因及预防措施。     

盾构高压输水隧洞新型半埋式钢管复合衬砌结构研究

目前高内水压力的输水盾构隧洞基本是采用分离式双层衬砌结构,是当前最安全的结构模式,但不一定是最合理的。该文提出了一套盾构输水隧洞新型半埋式钢管复合衬砌结构,该种衬砌结构为:盾构管片外衬、钢管内衬、内外衬间不全部填充自密实混凝土及软垫层设置于内衬钢管外表面。基于新型半埋式钢管复合衬砌结构,利用ABAQUS有限元分析软件,分析了不同自密实混凝土填充程度,不同软垫位置等条件下,钢管内衬应力,填充自密实混凝土应力及外衬盾构管片的变形。根据计算结果,新型半埋式钢管复合衬砌结构,可以有效控制盾构外衬的变形及自密实混凝土的应力。同时,半埋式钢管复合衬砌受力明确,且有利于隧洞排水,可为高压输水隧洞结构设计提供参考。