外水压力

摘要： 以水库引水工程隧洞工程为研究对象,利用有限元软件建立三维数值模型,分析了内、外水压力作用下引水隧洞的受力变形及螺栓损坏对隧洞衬砌的影响。研究表明,外水压力作用于引水隧洞时,衬砌管片呈现出向内收缩的变形趋势。衬砌管片内部环向压力大于外部环向压力,拱底处衬砌接头表现出应力集中的现象。拱底处衬砌内侧的管片接头位置,衬砌管片压应力出现峰值,该部位易被压碎。外水压力作用下螺栓损坏对衬砌管片和螺栓的影响有限。内水压力作用于引水隧洞时,管片衬砌结构的变形主要为向外侧变形,对于环向应力,主要以环形拉应力为主,且管片内侧的环向拉应力大于外侧。

摘要： 抽水蓄能电站输水发电系统在地下水、复杂地质条件、众多的地下洞室结构及多种渗控措施等因素的共同作用下,常形成复杂渗流场.某抽水蓄能电站厂区探测出24条断层,为研究其输水发电系统设计渗控方案的渗控效果,建立了集主要断层于一体的三维有限元模型,并基于此模型提出了输水发电系统的渗流特性、最大渗透坡降和外水压力分布,分析了断层灌浆处理前后引水系统混凝土衬砌段渗透流量变化情况和地下厂房洞室群各洞室渗透流量.计算结果表明:采用钢筋混凝土衬砌、钢板衬砌、多层排水廊道和排水孔幕相结合的渗控措施具有良好的防渗、降低地下水位和引排渗水效果,可为厂房内部机电设备的安全运行提供保障.

摘要： 文章以某水库引水隧洞工程为研究对象,利用有限元软件建立三维数值模型,分析了外水压力作用下引水隧洞的受力变形。研究主要得到以下结论:外水压力作用于引水隧洞时,隧洞衬砌管片呈现出向内收缩的变形趋势。由于整个衬砌受外水压力作用,衬砌管片内部环向压力大于外部环向压力,并且隧洞拱底处衬砌接头表现出应力集中的现象。衬砌管片接缝位置主要受压,且压力分布呈不均匀状态,隧洞拱底和拱腰处衬砌接缝外侧压力小于内侧压力,隧洞拱顶处衬砌接缝沿着纵向中部压力小于前后端压力;环向螺栓主要受压,同一个接缝处前后螺栓受力不一样大,当隧洞受外水压力时,接缝处有无螺栓对衬砌管片的受力变形基本无影响,仅在无螺栓的接缝位置有影响。隧洞拱底处衬砌内侧的管片接头位置,衬砌管片压应力出现峰值,衬砌管片在该部位易被压碎。

摘要： 近年来,随着我国隧道工程的大力发展,水工隧道面临的工程难题越来越多,其中隧道高水压力问题备受关注。通过有限元数值方法,建立模型,对外水作用下水工隧道衬砌结构受力问题进行研究分析。研究结果表明,在外水压力作用下,整体上管片衬砌向内部收缩变形,呈现出衬砌顶部变形较大并向腰部管片逐渐减小的趋势;衬砌隧道的环向应力以压应力为主,其中衬砌管片内侧压应力较大,自隧道底部向顶部逐渐减小;管片衬砌最大拉应力主要分布外侧,而在内侧出现最大压应力,在外水压力作用下极易可能被压碎;随着衬砌水头的逐步增大,各个接缝的平均压力也随之增大,J1、J2、J3和J4、J5、J6的压力分布具有较显著的对称性,衬砌上各个接缝在径向上呈现由内至外逐渐减小的趋势。综合上述研究成果,以期为现有水工隧道衬砌结构设计提供参考。

摘要： 水工隧洞外水压力的确定是水工隧洞设计的一项重要内容,特别是深埋长隧洞显得尤为重要。现有外水压力计算方法较多,但实际工程应用时系数的确定受人为因素影响较大。在分析各计算方法的基础上,通过建立横置圆筒模型进行理论公式推导,得出了相对较为简单明了的公式,便于在地下洞室建设领域推广使用。

摘要： 基于地下水渗流理论,结合既有外水压力折减系数的解析计算方法,优化了限量排放条件下隧道衬砌外水压力折减系数的计算公式;采用大型隧道渗流模型试验系统,对优化公式中的限量排放工况进行模型试验,并讨论隧道排水量、注浆圈渗透系数等综合影响因素下折减系数的变化规律及对隧道限排设计参数的影响,以此对优化前后的公式进行对比分析,验证其正确性。结果表明:(1)在同一注浆圈渗透系数但不同排水量的条件下,折减系数β随隧道排水设计参数的增加而减小;(2)隧道排水设计参数的系数m随着注浆圈的渗透系数的增大而增大;(3)优化后的解析结果能切实反映实际值,且相比优化前具有更广的适用范围。

摘要： 为研究隧洞外水压力对衬砌结构的影响,针对引汉济渭秦岭隧洞的高地下水头特点,采用数值计算分别对无灌浆层和有灌浆层两类情况下衬砌完全不透水、渗透性较低、设置排水孔3种工况进行了研究,分析了不同工况下衬砌外水压力的变化,并以典型洞段的堵排水方案为例,验证了排水孔设计的合理性。结果表明:随着衬砌结构透水性的增强,作用于二次衬砌的外水压力逐渐降低;当衬砌具有一定渗透性而未设置排水孔时,灌浆层渗透系数越小,作用于衬砌上的外水压力越小,且随着灌浆层厚度增加,衬砌外水压力不断减小,渗流量不断降低,当灌浆层厚度达到一定程度后,衬砌外水压力值虽继续减小但降幅明显趋缓;采用围岩灌浆并设置排水孔,可使作用于二次衬砌上的外水压力大幅度减小,且有效降低渗流量。综上,采用围岩灌浆的同时设置排水孔可取得良好效果,使作用在二衬结构外表面的地下水压力水头基本接近于零,达到了设计要求。

摘要： 本文根据宁夏南部山区某水利工程实际情况,针对小端面输水隧洞断面选择、外水压力、钢筋混凝土抗腐蚀性和隧洞断面的结构设计进行了研究分析,得出具有参考价值的结论,为工程输水隧洞的断面形式选择和结构设计提供了理论依据。

摘要： 某引水式水电站已建成投产运行多年,引水隧洞已历经多次放空检修,总体运行状况良好,仅在引水隧洞的局部洞段出现破损现象;破损位置相对集中在特定洞段的底拱,且出现修复后再次破损的情况。为确保电站长期安全运行,对局部洞段的破损现象进行分析,研究处理措施和评估处理措施的有效性。图4幅。

摘要： 隧道局部超挖汇水增加了支护结构的承载负担,容易造成支护结构开裂、渗漏水,从而影响隧道施工安全。基于此,为了研究汇水压力对隧道支护结构变形特征、应力特性、内力变化的影响规律,以富水地段隧道开挖为背景,通过数值仿真研究5种外水压力工况下,同一断面内不同位置的隧道支护的应力及位移。结果表明:超挖部位汇水后,支护结构受沿隧道轮廓环向分布的外水压力会产生沿外水压力方向的位移,主要影响范围在超挖汇水部位。在拱顶和拱肩超挖时汇水部位产生应力集中现象;边墙超挖时最大主应力逐渐减小,最小主应力逐渐增大。外水压力只对汇水部位的内力产生影响,外水压力的增加会使轴力逐渐变大,弯矩逐渐减小。此外,拱顶超挖汇水时,拱顶弯矩逐渐由负弯矩变为正弯矩。研究成果可为富水段隧道围岩变形的控制以及支护结构的补强措施提供参考。

摘要： 衬砌外水压力和涌水量的影响因素是复杂岩溶地区引水隧洞设计关注的重点,对隧洞排水减压与环境保护意义重大.针对滇中引水工程大理Ⅱ段引水隧洞,基于圆形隧洞渗流理论推导了外水压力折减系数和隧洞涌水量公式,研究了衬砌和注浆圈的参数对隧洞衬砌外水压力及涌水量的影响.研究结果表明:衬砌厚度的减小和渗透系数的增大将导致外水压力减小,但会显著增大隧洞涌水量,不利于隧洞周边环境保护;而增大注浆圈厚度或减小其渗透系数在降低衬砌外水压力的同时可有效控制隧洞涌水量.研究结果可为西南复杂岩溶地区隧洞工程防排水系统设计提供参考.

摘要： 隧道衬砌结构外水压力和限量排放标准是岩溶山区隧道工程建设关注的焦点.以某富水隧道为依托,借助FLAC3D软件通过流固耦合数值分析,对富水隧道衬砌结构合理的外水压力取值和限量排放标准进行研究.分析了围岩无注浆条件下隧道外水压力随排水量的变化规律,进而提出了基于结构安全的隧道外水压力取值和地下水排放标准,同时分析了围岩注浆条件下隧道外水压力随注浆圈厚度和地下水排放量的变化规律,提出不同注浆厚度条件下地下水排放标准和合理的注浆圈厚度取值.

摘要： 介绍了锦屏二级水电站引水隧洞工程结构和水文地质条件,建立地下水三维渗流场数值计算模型,分析电站引水隧洞在不同运行工况下地下水分布特点,重点研究隧洞运行期的围岩和衬砌结构的最大外水压力,富水区深埋隧洞防渗加固"以堵为主,堵排结合",提出了喷锚支护、高压固结灌浆和全断面钢筋混凝土衬砌相结合的隧洞联合加固措施,以减小隧洞施工对周边水文地质环境的影响、降低引水隧洞外水压力,确保引水隧洞长期运行安全.

摘要： 外水压力是隧洞衬砌承受的主要荷载之一,也是控制其建设与运行或检修过程中衬砌结构安全的关键因素.目前外水压力的取值仍然以经验公式为主,存在很大的局限性和不准确性.首先分析对比了衬砌外水压力的折减系数法、理论解析方法和数值分析方法几种取值方法,然后进行了不同渗透环境和衬砌支护条件下的衬砌外水压力计算.结果表明,随着围岩渗透性和衬砌厚度的增大,衬砌外表面的水压力越大;对于渗流数值计算,模型范围应取距离隧洞中心不小于30倍洞径;考虑渗流场的时间效应,开挖完成10d后隧洞的渗流场趋于稳定,衬砌支护20d后衬砌外侧水压力分布趋于稳定.

摘要： 外水压力是隧洞外压设计的控制性因素,外水压力最大值决定了衬砌结构设计及安全运行.深埋的水工输水隧洞,衬砌外壁往往承受较大的外水压力,特别是隧洞放空检修时,外水压力将达到极大值.结合某工程对隧洞放空检修时衬砌外压平压机理进行分析研究,得出衬砌综合外压极大值,并论证衬砌排水措施对降低衬砌综合外压极大值的重要性.

摘要： 外水压力是隧洞衬砌承受的主要荷载之一,而针对体力理论,在外水压力作用下的衬砌内力计算鲜有研究.基于渗透力计算理论,采用弹性力学的方法,建立了包含衬砌—注浆圈—围岩的水工隧洞三圈计算模型.推导了圆形隧洞下衬砌范围内的应力、内力计算公式,与面力方案下得出的公式进行对比,进一步讨论了在体力和面力两种方案下,衬砌上的弯矩轴力的差异性,并分析两种方案下衬砌范围内的应力分布曲线;注浆圈和衬砌厚度对围岩、衬砌渗透力影响等问题.结果表明,体力方案下的轴力、弯矩、应力值要小于面力方案;两种方案的轴力作用线并不重合,体力方案下的作用线在衬砌内部;适当的增加注浆圈的深度可以降低衬砌外水压力;一定程度上增加衬砌的厚度可以提高衬砌的承载力.

摘要： 大伙房输水隧洞六河段地质条件极端复杂,在该洞段选取了两处断面布置安全监测仪器,通过对安全监测成果分析,说明安全监测对不良地质洞段施工的重要性,并验证了隧洞设计的合理性.六河段安全监测准确地反映了隧洞施工期和运行期的状态，各种仪器的数据指标都在设计取值允许的范围内，表明该段硐室结构是安全的。但外水压力有增大的趋势，需要加强关注。

摘要： 采用钻爆法修建海底隧道必须采取有效措施预防塌方、涌水、突泥等地质灾害,海底隧道钻爆法施工时如何安全穿越断层破碎带是工程设计与施工的技术难点.本文结合厦门跨海峡隧道围岩的特点,研究钻爆法穿越断层破碎带的注浆加固、防排水技术,提出不同围岩条件下的隧道防排水和注浆设计方案.根据实验室三轴试验结果得到的强风化花岗岩渗透系数以及反演的围岩力学参数,数值仿真风化槽隧道衬砌的外水压力分布特点和量值.研究成果为衬砌结构设计以及国内同类型隧道的衬砌防排水和衬砌支护技术设计提供可靠指导.

摘要： 渝湘高速公路某深埋特长隧道位于岩溶富水区,其左洞ZK38+645～ZK39+040位于构造溶蚀地段,岩体裂隙较为发育,二次衬砌结构受到高外水压力的作用.本文依据该隧道实际施工情况,选取8种计算工况,采用大型有限元软件ANSYS10.0,对左洞典型高外水压力作用的断面进行弹塑性数值模拟分析,详细研究各种工况下二次衬砌结构的受力特性及其安全性状况,研究结果表明:在高外水压力作用下,该隧道仰拱和边墙的内力都较大,特别是墙脚的结构安全系数最小,极易产生破坏,设计施筑的二次衬砌结构所能承受的最大外水压力不超过0.5MPa.

摘要： 高压管道的抗外压稳定是抽水蓄能电站水道系统放空的关键,本文以华东琅琊山抽水蓄能电站1号高压管道输水系统放空为例,阐述放空过程的控制要求,并对放空前后的监测数据进行分析,尤其对充排水时渗压计测值增大的情况进行解释,对指导同类型高压管道放空有一定的借鉴意义.

摘要： 本发明公开了一种高外水压力动水条件下地下洞室固结灌浆方法，涉及地下工程领域，解决地下洞室在高外压力条件下围岩裂隙的大量涌水问题，避免动水作用对固结灌浆施工造成的影响，保证固结灌浆施工质量。本发明采用的技术方案是：高外水压力动水条件下地下洞室固结灌浆方法，先向地下洞室的岩体打深排水孔，对渗漏涌水进行集中引排；然后向地下洞室的岩体打堵水孔，对堵水孔的阻水帷幕孔段进行堵水灌浆，形成阻水帷幕；再封堵深排水孔；再封闭岩面，再在地下洞室岩面施工衬砌混凝土，形成固结灌浆盖重体；最后对衬砌混凝土与阻水帷幕之间的区域进行固结灌浆。本发明适用于在高外水压力动水条件下地下洞室固结灌浆。

摘要： 本发明公开高外水压力条件下富水断层堵水加固施工设备及工艺，涉及富水断层堵水领域。该高外水压力条件下富水断层堵水加固施工设备及工艺包括移动基板、固定板、第二液压缸、堵水盘、割地刀杆和滑动环，移动基板固定连接有两个第一液压缸，第一液压缸内均滑动连接有第一活塞杆，固定板固定连接在两个第一活塞杆之间，第二液压缸固定连接在固定板下，堵水盘固定连接有连接头，连接头开设有输料孔，割地刀杆与插杆转动连接，滑动环滑动套接在插杆上。该高外水压力条件下富水断层堵水加固施工设备及工艺能够使堵水材料在固化后能够与地面下的硬岩结合的更加紧密，再结合堵水盘的作用使得堵水效果更好的功能。

摘要： 本发明公开了一种高外水压力下密闭空间渗漏竖井混凝土回填方法，涉及水利水电工程领域，解决竖井内大量渗漏涌水对钢衬安装和回填混凝土浇筑的不良影响。本发明采用的技术方案是：高外水压力下密闭空间渗漏竖井混凝土回填方法，采取堵与排结合的措施，有序疏导渗漏涌水，避免动水作用对钢衬焊接及回填混凝土的不利影响。采用预埋阻水排水设施，采用排气灌注的原理，向回填仓回填混凝土，解决密闭空间中混凝土浇筑难题；采用高流态自流平自密实混凝土，解决密闭空间中回填混凝土施工无法进行仓面振捣作业的难题；运用岩面接触灌浆的原理，进行高压顶水接触灌浆，封堵渗漏涌水，使回填混凝土与岩石密切接触。本发明用于水工地下建筑物改扩建和修复。

摘要： 本实用新型公开了一种降低埋藏式压力钢管外水压力的排水结构，包括压力钢管及排水洞，排水洞布置在压力钢管外部，所述压力钢管及排水洞通过排水孔连通，在压力钢管外侧设置有若干环向排水盲材和纵向排水盲材，在排水孔内设置有与压力钢管外侧纵向排水盲材连通的排水管，所述环向排水盲材和纵向排水盲材通过回填混凝土和喷混凝土预埋在压力钢管外侧，其中喷混凝土置于回填混凝土表面。本实用新型通过将排水孔布置于排水洞与压力钢管之间的岩体内，最终将岩壁、管壁排水系统中的外水通过排水洞排出，达到排水降压效果；结构简单、运行方便、安全可靠，能有效降低外水压力，节省工程投资，可在水利水电工程施工技术领域广泛推广应用。

摘要： 本实用新型涉及地质勘察技术领域，特别是涉及一种基于勘察阶段钻孔内测量隧道外水压力装置，其特征在于，包括竖向的且下端延伸至拟建隧道断面周边的勘察孔，在勘察孔下端设置有扁平柱形结构的盒体，盒体下方设有监测探头，监测探头上端具有向上的导线并从盒体中部具有的让位孔穿出延伸至勘察孔上端外部与数据采集仪器相连；盒体上设有填充注入孔并能够向盒体内注入填充物质以形成密封结构；在盒体上端还连接有承载绳，承载绳上端向上延伸并连接在勘察孔上端；本实用新型具有结构简单，能够更加准确的勘察监测得到隧道外水压力，能够更加方便操作施工的特点。

摘要： 富水地层隧道衬砌的外水压力测试设备，其特征在于：隧道衬砌模型置于圆柱形的试验箱体的底部；隧道衬砌模型外侧设有水压力传感，上方的试验箱体内埋设有一层或多层模拟土样；试验箱体由带底的底部箱筒和多节无底的箱筒拼接而成；试验箱体的顶部设置有带阀门的进水管；底部箱筒和箱筒均设置有带阀门的排水管，且排水管上安装有流速计。该装置能够模拟出富水地层的不同围岩、不同水头高度、不同排水条件的环境，测出在特定环境下隧道衬砌所受的外水压力；其测得的外水压力值与实际工程中隧道衬砌的水压力值更接近，从而能为为富水地层隧道的抗水压防水设计、施工及维护，提供更准确的试验依据；进而更好的保证隧道的安全运营。

摘要： 本实用新型公开了一种隧洞管片外水压力监测装置,本实用新型通过在管片混凝土浇筑前在钢筋笼上设置预埋套管，预埋套管有两个开口，一个开口在管片内侧，另一个开口在管片外侧，预埋套管内壁有螺纹，将土工布包裹的渗压计设置在空心尖头螺杆内部前端，空心尖头螺杆外壁设有螺纹，空心尖头螺杆外壁的螺纹与预埋套管内壁的螺纹配套使用，空心尖头螺杆连接螺杆推进器，通过推进器推动空心尖头螺杆沿着预埋套管内侧从管片内侧向管片外侧移动至空心尖头螺杆前端穿过管片外侧初凝的浆液，空心尖头螺杆上设置有进水孔，渗压计线缆连接二次仪表读取管片外水渗透压力值。

摘要： 本实用新型提出了一种地下工程外水压力监测快速安装装置，涉及压力监测技术领域。包括外套管，所述外套管内设置有控水组件以及与控水组件活动连接的空心轴杆，所述控水组件与所述外套管活动连接；所述空心轴杆的两端还分别设置有滤砂透水组件和防爆格兰组件，所述空心轴杆与所述控水组件通过滤砂透水组件连通；所述外套管的外壁还设置有安装组件；本实用新型的结构简单、安装快速、便于维护的方法和装置依附于固定钢板，从而减少了大型设备施工，对现场安装条件影响小，安装快速；采用控水堵头机械式的旋转密封方式，安装方便、快速，且维护过程简单、安全；同时增加了外水压力监测装置的重复利用率，经济效益显著。

摘要： 本实用新型提供一种盾构管片上外水压力监测仪器安装装置，涉及安装装置技术领域。所述一种盾构管片上外水压力监测仪器安装装置包括安装箱，所述安装箱的内部安装有监测仪器，所述安装箱的内部转动设置有散热机构，所述散热机构靠近安装箱的内顶部，所述安装箱的顶部形成有空腔，所述空腔的内部收容有转动机构，所述转动机构的驱动端设置有驱动机构，所述转动机构与散热机构的连接处设置有联动机构。本实用新型提供的一种盾构管片上外水压力监测仪器安装装置具有能够对仪器运行时所产生的热量进行散热、降温，使之表面出现热量过高的情况，进而保障了仪器的正常监测工作，同时也使得安装装置具备散热、降温的功能。

摘要： 本实用新型涉及地质勘察技术领域，特别是涉及一种基于勘察阶段拟建隧道外水压力监测结构，包括竖向的且下端延伸至拟建隧道断面周边的勘察孔，在勘察孔内设有竖向的安装管，安装管下端延伸至勘察孔内部下端，在安装管内孔下端设有检测探头，检测探头上端具有向上的导线并从安装管上端穿出延伸至勘察孔上端外部与数据采集仪器相连；在安装管下端外圆周面上还设置有膨胀层以使得膨胀层与水接触后能够膨胀并相贴支撑在勘察孔内周壁上；且安装管外圆周面上的且位于膨胀层下方的位置设置有贯穿其壁厚方向设置的透水孔；本实用新型具有能够更加方便检修，能够更好的实现监测构件的重复使用以降低成本的优点。