地下工程测量发展回顾与展望

地下工程测量是地下工程建设和施工的重要技术,对地下工程建设和施工起保障和监督作用。随着科技进步和城市化进程的加快,人类将向地下空间发展。地下工程测量的服务面将大大拓宽,新理论、新技术将不断涌现,同时地下工程测量将向自动化、数字化、智能化方向发展。     

南水北调中线大宁河补水工程区域工程地质条件概述

通过对南水北调中线大宁河补水工程线路地面地质调查,初步评价了西线剪刀峡(檀木-茅草坡)方案工程地质条件,认为一级泵站大昌八角丘场址工程地质条件优越,剪刀峡水库库尾二级取水泵站檀木场址较神基坪场址工程地质条件适宜。自大昌八角丘至剪刀峡隧址区地表岩溶发育,岩溶涌水、涌泥、局部高地应力是该隧洞段关键性工程地质问题。檀木至茅草坡深埋长隧洞存在高地应力至软岩流变、长隧洞局部高压涌水、局部岩溶涌水、沿河断裂接触性岩溶涌水等工程地质问题。     

锦屏二级水电站引水隧洞区域三维初始地应力场反演回归分析

本文采用三维有限元法对锦屏二级水电站引水隧洞区域的三维初始地应力场进行了反演回归分析,实测点处地应力计算值与实测值吻合较好,表明经过回归得到的地应力场是合理的,可为隧洞设计、稳定性分析和确定合理的施工方案提供基础性资料和科学依据。     

涔天河工程1号泄洪洞出口边坡与隧洞联合变形分析

涔天河水利枢纽扩建工程1#泄洪洞出口段开挖断面大、坡度较陡、围岩风化程度高、洞口偏压严重。由于受持续强降雨影响,隧洞出口段上半洞开挖完以后,洞口边墙围岩及洞顶仰坡出现了系统性拉裂现象,导致工程停工。为尽快恢复施工,保障水库按时下闸蓄水,在原有支护措施基础上提出了一系列增强加固支护措施,并增加洞室及边坡变形监测。通过建立能反映真实施工过程的大型三维计算模型,利用初期变形监测数据,对围岩的变形参数进行初步估计,并预测了隧洞出口下半洞及出口明渠基础开挖产生的变形情况,初步研究表明,在初设与增强加固支护措施的保护下,洞口及边坡的总体安全性可以得到保障,研究成果促进了工程恢复施工。而后,结合新增的由于隧洞出口下半洞及出口明渠基础开挖产生的变形监测数据,对施工开挖进行了全过程反演分析,获得了更为准确的岩土体变形参数,变形监测数据与数值模拟结果吻合良好,说明了反演分析的可靠性。最后,对工程永久衬砌施工进行模拟,计算了工程完工后永久衬砌新增变形量,并对衬砌应力进行了安全校核。本文研究成果对工程快速恢复施工及水库按时蓄水泄洪产生了较为重要的作用。     

长距离输水隧洞施工中TBM的应用分析

在长距离输水隧洞的施工中,由于隧洞工程较为庞大,需要多个工作面同时进行施工,多种施工技术共同运用,这给长距离输水隧洞的施工带来很大的困扰。以TBM技术的应用现状作为切入点,重点探讨和提出TBM技术在长距离输水隧洞施工中的具体应用。     

海洋液化地基中输水管道变形特性的振动台试验研究

埋地管道应用广泛,而在管道铺设过程中穿越的大范围可液化土层,面临着地震作用下管道液化上浮和变形破坏等风险。依托某临海火电站直埋管道工程,采用室内振动台模型试验方法,分析了海洋液化地基中输水管道的变形特性和动力响应,探究了砾石压重法和排水板加固法的抗液化效果。结果表明:海洋饱和砂土地基在动力荷载作用下发生液化,不同深度土层加速度出现不同程度的衰减,上部土层加速度衰减幅度最大且沿深度减小;不同土层中土体超孔压先快速上升达到峰值并维持稳定直至振动停止;在振动过程中,管道发生了明显上浮,且上浮速率逐渐降低,当振动停止时达到最大上浮位移;砾石压重法对于管道抗液化效果不佳,加速度和超孔压时程曲线与标准工况基本一致,中上层砂土出现明显液化现象,但超孔压峰值存在一定下降,且管道上浮与标准工况相比下降65.4%;而宽、窄排水板加固法效果更加显著,整体土层液化现象得到抑制,超孔压峰值与标准工况相比较小,且在振动期间持续降低,平均峰值与标准工况相比分别下降48.30%和38.91%,同时管道竖向位移与标准工况相比降幅均超过100%。在实际工程应用中,推荐使用排水板加固方案,同时需要选择适当的排水通道宽度。     

基于河-湖-库水系连通的孔雀河生态输水分析

本文结合对孔雀河流域水系分布和工程特点的分析,提出了基于河-湖-库水系连通的孔雀河流域抢救胡杨林生态系统的输水方案,并对输水水源、输水路线、输水水量以及输水最佳时间进行了探讨。提出采取跨流域河-河、河-湖、河-库水系连通的方式,提升水资源利用的有效性。当博斯腾湖水位在1046.5 m以上时,可以从博斯腾湖调水,分西线和东线两条路线,分别向孔雀河中游和下游输生态水,输水量在(0.8-1.0)×108 m3;而当博斯腾湖处于低水位运行时,建议从塔里木河调水,“引塔济孔”,由中线和南线两条路线分别向孔雀河中下游和下游输生态水,输水量在1.0×108 m3左右;输水时间以8月底-9月为宜,在输水过程中,需采取一定的工程措施,扩大输水的生态效益。     

走滑断层错动影响下跨活断层铰接隧洞破坏机制模型试验

以滇中引水香炉山隧洞为背景工程,通过小尺度物理模型试验,对断层错动模拟过程中的隧洞上覆围岩破裂形态、衬砌破坏形态和裂纹发展、应变分布特征等关键响应特征开展试验分析,深入地研究了走滑断层错动影响下跨活断层铰接隧洞的破坏形式及破坏机制。在铰接隧洞抗错断设计参数作用机制方面,详细研究了衬砌节段长度、衬砌厚度、隧洞直径、隧洞轴线与断层带夹角、隧洞断面形式,衬砌材料力学特性等因素对铰接设计隧洞抗断性能的影响。研究结果表明:(1)当跨活断层隧洞不采用铰接设计时,在断层错动作用下隧洞破坏模式为剪切和弯曲组合破坏,衬砌破坏程度严重,存在剥离脱落现象。隧洞截面呈现椭圆化变形,整体坍塌趋势明显;在当前试验中,无铰接隧洞破坏范围达4W_f (W_f为断层带的宽度)。(2)当跨活断层隧洞采用铰接设计时,在断层错动作用下隧洞整体变形呈现S形,衬砌结构破坏形式为节段间的转动和错台,衬砌节段相对完整,破坏程度较轻;当前试验中,铰接隧洞破坏范围为2.14W_f,相较于无铰接隧洞减少48%,表明铰接设计可改变活断层错断作用下隧洞的变形破坏模式,并减小隧洞结构的...     

福建寿宁地下水分布特征及找水方向研究

寿宁境内属于闽东典型的基岩山区,受地形(地貌)和地质、水文地质条件的影响存在局部村庄缺水的情况。在野外地质调查基础上,结合地形(地貌)、地质条件、水文地质条件和水文地质钻探施工结果,提出不同区域的找水方向。在研究区内发育压扭性构造、张性构造、风化裂隙的区域,寻找相对应的压扭性构造裂隙水、张性构造裂隙水、风化裂隙水。局部处于补给区和径流区的缺水村庄可以考虑跨区域调水,在构造发育地段还可以考虑水平隧洞开发地下水。     

引水隧洞开挖围岩及支护稳定性研究

为了研究软弱地层下引水隧洞上下台阶分部开挖后围岩稳定性,本文依托引水隧洞,采用三维有限元软件进行了数值模拟计算,分析了隧洞上台阶开挖后以及支护后围岩的位移场分布规律,得到了如下结论：(1)当隧洞上台阶开挖后,但未支护的情况下,会对围岩产生较大扰动,尤其是在隧洞的拱底上方的岩层。(2)在隧洞上方的岩层会产生不均匀的竖向位移,隧洞的正上方地表沉降量为3 mm,而在边缘部分的地表沉降量仅为1 mm。(3)当隧洞上台阶开挖支护后,在引水隧洞的正上方地表沉降量降为1 mm,而在边缘部分的地表沉降量降为0.5 mm。在隧洞周围围岩的变形量均降到了2～2.3 mm。