隧洞的案例
水工隧洞不同工況爆破開挖對臨近隧洞動態響應分析
水工隧洞在掘進開挖的過程中，一般利用光面爆破技術，這種技術可以保證水工隧洞的爆破開挖輪廓被得到有效的控制，并降低爆破振動對鄰近水工隧洞圍巖和襯砌的影響。 模型釆用cm-g-us單位制，整體模型的尺寸為42.2ⅹ6ⅹ20.5m，拱頂與上邊界相距5m，拱底與下邊界相距5m，新建水工隧洞與左邊界相距5m，完工水工隧洞與右邊界也相距5m，水工隧洞寬為8m，高為9.9m，襯徹厚度為0.3m，新建水工隧洞與平行完工水工隧洞間距為15.9m，新建隧洞現已掘進進尺1m，炮孔深度為1.5m。整體模型如圖所示。
爆破開挖屬于瞬態分析過程，該過程存在較大的分線性，爆破過程中存在大變形，大位移，材料變形也會發生塑性變形甚至破壞，因此材料也屬于非線性，因此爆破屬于非線性動力學。當今商業軟件對于爆破分析較多的主要有LS-DYNA，autodyn，abaqus以及fluent等軟件，LS-DYNA軟件在開發初期主要用于非線性結構碰撞，爆破沖擊等動力響應分析，是北約組織武器結構設計的分析工具，如今該軟件已廣泛應用于國防軍工企業和民用企業，民用企業主要用于隧道開挖爆破，聚能爆破等的研究。LS-DYNA主要一款求解器，早期與ansys合作并入ansys的顯示動力學分析模塊，如今已經被ansys收購成為其一個模塊，LS-DYNA由于其使用范圍廣，可以在較多的領域進行有效的模擬.
展開 基于ABAQUS的隧洞圍巖裂隙擴展二次開發及研究
摘 要：隧洞圍巖中含有天然裂隙,裂隙的不穩定發展影響隧洞圍巖的穩定性。為研究隧道圍巖內部裂隙擴展規律,以ABAQUS為平臺,將MC準則（Mohr-Coulomb）嵌入子程序VUSDFLD進行二次開發,同時引入單元刪除算法以實現巖石模型破壞效果。結果表明：（1）隨著荷載的不斷增加,裂隙尖端出現應力集中現象。（2）裂隙下部的受拉區域明顯大于上部,裂隙下部先于上部發生破壞。整個受壓過程中,模型主要為剪切破壞模式。（3）裂隙尖端豎直與水平方向裂縫主要有MC剪切破壞導致。（4）隧洞處于軟弱地層,巖石破壞時應力為3.23 MPa。為增強圍巖穩定性,采用灌漿措施填充圍巖裂隙以抑制圍巖內部裂隙的擴展。
關鍵詞：圍巖;裂隙;MC準則;VUSDFLD;二次開發;單元刪除算法;
1 引言
水工隧洞地質情況復制,部分隧洞圍巖內部含有天然缺陷,這些缺陷以裂隙的方式存在。在開挖擾動作用下,裂隙擴展成宏觀裂縫,導致圍巖失穩引發安全事故。因此,對隧洞圍巖裂隙擴展規律展開研究具有重要意義。本文以某引水隧洞為例,結合隧洞圍巖實際力學屬性,將MC準則嵌入ABAQUS子程序VUSDFLD進行二次開發。通過建立的數值模型,對圍巖內部裂隙的擴展規律展開研究。
2 工程概況
某水庫輸水工程隧洞由取水口、輸水隧洞、永久支洞等組成。輸水隧洞1段進口底高程96.50 m,出口底高程90.50 m,長5.23 km。本段輸水隧洞采用鉆爆法施工,成洞洞徑6 m,圓形斷面。交叉穿越位置為Ⅲ類圍巖,襯砌厚度為0.5 m,輸水隧洞襯砌混凝土采用C25。隧洞局部處于花崗巖軟弱地層,圍巖整體性較差,內部含有天然裂隙。
3 模型建立
3.1 計算模型
取隧洞圍巖圓柱體樣本,樣本尺寸為?50 mm×100 mm。
展開 盾構輸水隧洞雙層襯砌有限元分析
工程從佛山市順德區境內的西江干流鯉魚洲島上取水，在鯉魚洲島上設置一座泵站，經鯉魚洲泵站加壓后，通過兩條盾構隧洞輸水到新建的高新沙水庫，工程線路總長113.1km，其中盾構隧洞長84.9km，占比75%。 本工程輸水距離長，工程平均埋深30~40m。所穿越地區為珠江三角洲核心城市群，房屋密集，河網發達，地質條件復雜，內外水壓高。工程最大靜內水壓達1MPa，是目前國內復合襯砌盾構輸水隧洞中內壓最大的。本處以穿越中微風化泥質巖層，盾構外徑為6m的一段輸水隧洞雙層襯砌結構為分析對象，計算所需材料參數如下表：
E/kPa
γ/（kN/）
c/kPa
ψ/°
μ
土體
2e6
20
300
36
0.28
管片
3.55e7
25
/
/
0.25
鋼管
2e8
78.5
/
/
0.28
二、預研究問題概述
根據珠三角水資源配置工程資料數據，采用ABAQUS軟件建立二維模型，來模擬盾構輸水隧洞雙層襯砌施工及其通水全過程情況。通過軟件分析，得到盾構輸水隧洞周圍土體和襯砌結構的內力和變形規律，進而為工程開挖和設計提供指導。
三、有限元模型建立
1 理論分析
（1）隧道襯砌施工采用軟化模量法，即在襯砌施工前，將開挖區域單元的模量先降低，以此模擬隧道開挖后與加上襯砌之間，周圍土層產生的應力釋放與重分布的情況。
（2）周圍土體與隧道管片、隧道管片與襯砌鋼管之間的接觸模型取：相互緊挨，共同承擔外部水土壓力和內部水壓；它們之間的接觸考慮彎矩、剪力和壓力的傳遞。
展開 世界最長輸水隧洞，徐工再次見證“沙漠引水奇跡”
▲ 徐工三臂鑿巖臺車
開創“沙漠引水奇跡”
本次參與施工的喀雙隧洞地處準噶爾盆地東北部，古爾班通古特沙漠東北緣，穿越福海縣、富蘊縣、青河縣、奇臺縣，全長283.39公里，是目前在建的世界最長輸水隧洞。根據施工分段規劃和施工方案，喀雙隧洞包括TBM開挖洞段和鉆爆法開挖洞段，經過多方考察，山西水工局項目部最終選擇徐工三臂鑿巖臺車承擔鉆爆法開挖洞段的施工。
▲ 喀雙隧洞衛星圖
專業團隊 全程無憂
戈壁荒灘地質條件復雜，氣候條件極其惡劣，使得施工難度、工程風險與投資成本都成倍增加。為實現大斷面隧道機械化施工，針對施工所面臨的掌子面穩定性控制、支護結構參數優化、機械化施工工法及施工工藝參數選取等主要施工難題，徐工鐵裝派出技術團隊，通過現場試驗、資料調研、理論分析等手段，提出一系列專業有效的成套化解決方案、并提供全程保姆式服務，保障項目穩步推進。
▲ 徐工鑿巖臺車駛入喀雙隧洞入口
綠水青山就是金山銀山
水是生命之源、生產之要、生態之基。新疆有優越的光照條件，但干旱缺水、生態環境惡化、荒漠化等問題已經成為制約發展的嚴峻挑戰。
▲ 干旱的巴音布魯克大草原
該工程建成后，將能為約2億人提供用水，流域內生態環境同步得到顯著改善，亙古不變的戈壁荒漠將會變為塞外糧倉與西部花園，更將幫助新疆充分發揮區位優勢，為“一帶一路”貢獻一個重要的商貿物流和科教文化中心區，帶動西部經濟蓬勃發展。
作為國內領先的隧道施工成套化裝備提供商，徐工集團圍繞隧道及地下空間施工裝備板塊不斷深耕細作，致力于為客戶提供優質、高效的隧道施工成套化解決方案，為全面貫徹落實可持續發展貢獻力量。
展開 
基于粘結裂縫模型的混凝土襯砌壓力隧洞水力劈裂分析
基于粘結裂縫模型的混凝土襯砌壓力隧洞水力劈裂分析_張新海
水工隧洞設計規范（NBT 10391-2020） ￥15
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展開 水利水電--水電站進水口
曾稱為設計低水位）以下的一定深度，引進深層水，水流為有壓流，其后常與有壓引水隧洞或壓力管道連接，適用于從水位變化幅度較大的水庫中取水。有壓進水口也稱深式進水口或潛沒式進水口。有壓引水式水電站和壩后式水電站的進水口大都屬于這種。
有壓進水口按其所在位置和結構形式分為：豎井式（隧洞式）、塔式、岸塔式（壓力墻式，包含斜坡式）、壩式。
①豎井式進水口（又稱隧洞式進水口）：在進口附近的山體中開挖豎井，井壁襯砌的水平斷面一般呈矩形，閘門安裝在由山體中開挖出來的豎井井底，頂部布置啟閉機室。進水口其后接引水隧洞。這種形式的優點是：結構簡單，不受風浪、冰的影響，抗震性能好；由于充分利用了巖石的作用，鋼筋混凝土工種量少，投資少。缺點是：豎井前的一段隧洞只能在低水位時進行檢修。適用于岸坡較陡、巖石較好的情況，地質條件差時不宜采用這種型式。
②塔式進水口：位于水工隧洞或土石壩壩下埋管的首部，是一個不依傍山坡，獨立于水庫之中的封閉式塔或框架式塔，又稱進水塔。塔底裝設閘門，在塔內或頂部布置啟閉機室。塔式進水口受風、浪、冰和地震的影響大，穩定性不如豎井式，需要較長的工作橋與岸邊或壩頂連接。適用于岸坡低緩、巖石破碎或覆蓋層較厚，不宜采用靠岸進口的情況。
封閉式塔一般采用斷面為矩形的鋼筋混凝土結構。根據水位變化情況,可在不同高程設置取水口，分層引取水庫中上層溫度較高、符合灌溉要求的清水。
③岸塔式進水口（又稱壓力墻式進水口）：緊靠在岸坡上經開挖、平整、護砌而成的進水塔，結構形式與塔式進水口相同。根據巖坡的穩定條件，塔可以直立，也可以斜依在岸坡上（又稱斜坡式進水口），喇叭口，閘門槽都在山巖外面，啟閉機室與山巖之間不用架橋。
展開 ABAQUS中的瞬態滲流和穩態滲流 ￥10
（附件tunnel_pore0、tunnel_sflow）
隧洞孔壓 /Pa（每個Frame0.1小時）
隧洞位移 /m（每個Frame0.1小時）
水利部印發《調水工程標準化管理評價標準》
掃碼查看附件
附件1 調水工程標準化管理整體評價標準
附件2 渠道（渡槽）標準化管理評價標準
附件3 管涵（隧洞、倒虹吸）標準化管理評價標準
文章來源：中國水利
扔石頭扔出來的沖力理論
布里丹的沖力理論發展了科學史的一個重要的思想實驗，被稱為“隧洞實驗”，它的重要性是因為它帶來了一個振蕩和擺動。這個虛構的實驗假想了一個穿過地心的隧洞，在一定的高度有一枚炮彈豎直掉入隧洞內，炮彈走直線穿過地球達到另一面時一定會到達與原來相同的高度，當這枚炮彈再次從地球那面落入隧洞時，將會發生類似的運動，形成一種振蕩。
這個思想實驗在力學發展史上具有重要意義，它給動力學分析帶來了振蕩和擺動的概念，在 17世紀的力學發展上起到了關鍵作用，伽利略、惠更斯、萊布尼茲的動力學分析中，都將擺動作為重要原理來討論。
如果我們返回到爭論扔石頭運動的年代，或許在我們看來，“扔出去的石頭運動”這么習以為常、地球人都知道的事根本沒有討論價值，如果人類都生活在這種理所當然中，沖力理論就不會有；沖力理論沒有，后來的伽利略、牛頓理論也必然不會出現。這給我們的啟示就是，如今在我們的生活中那些習以為常的事，所設計的產品，是不是都在“習以為常、地球人都知道”中理所當然的接受了？
來源：力學酒吧
展開 武漢巖土所建立“一帶一路”深部工程災害防控國際合作研究平臺
上述成果應用于中巴經濟走廊巴基斯坦NJ水電站深埋引水隧洞工程、川藏鐵路深埋隧道群等國際國內重大工程建設，解決了深部工程面臨的強巖爆、大規模塌方等工程災害防控技術難題，正在推廣應用于新建川藏鐵路林芝—雅安隧道工程、巴基斯坦蘇克阿瑞水電工程、大渡河和金沙江水電地下洞室群、國家水網深埋隧洞工程建設，以及山東瑞海金礦、湖北宜化磷礦等深部資源開采等重大工程。
該項研究得到了中國科學院國際合作局國際合作伙伴計劃“一帶一路”深部工程災害防控國際研究計劃的支持。在合作研究過程中，武漢巖土所項目團隊加強了與國內外相關領域的合作交流，共同建立了深部地質工程災害防控國際研究平臺、培養了深部巖體力學與工程安全科學國際一流研究隊伍。
展開 
下閘！世界在建規模最大水電站正式蓄水
大壩建基面開挖處理完成
2020年初
1#、5#導流隧洞下閘，上下游圍堰完成使命，大壩開始擋水，3條導流隧洞和6個壩身導流底孔承擔大壩度汛任務。
2020年底
剩余的3條導流隧洞下閘，金沙江水再次回歸河道，江水全部由6個壩身導流底孔下泄，并控制壩前水位不超過660.35米。
2021年4月
2~6日
大壩1~5#導流底孔下閘。
華東院自1991年承接白鶴灘水電站前期工作以來，幾代人接續奮戰在金沙江畔。經過三十年不懈努力和艱苦奮斗，高質量完成了電站的全過程勘測設計和部分移民工程的建設，攻克一系列世界級關鍵技術難題，為建設這座新時代“大國重器”作出重要貢獻。
白鶴灘水電站，凝結了幾代華東院人的智慧、心血與汗水，也見證了華東院三十年來銳意進取的砥礪征程，必將成為世界工程史上的又一豐碑！
本文圖片、文字等來自網絡，版權歸原作者，
如有侵權，請聯系刪除。
展開 南水北調西線工程為何遲遲沒有開工建設？
在《南水北調工程總體規劃》中，西線工程將在長江上游通天河、支流雅礱江和大渡河上游筑壩建庫，開鑿穿過長江與黃河分水嶺巴顏喀拉山的輸水隧洞，調長江水入黃河上游。
在初步方案中，西線工程可為黃河流域每年增加超過300億立方米水。
王光謙告訴記者，這其中，包括西線調水約240億立方米；黃河中、上游建水庫“蓄水”約80億立方米左右；黃河本身的“內循環”增加約80億立方米左右。
三大爭論焦點
從2002年開展第一期工程項目建議書后，西線工程一直“杳無音信”，直到18年后2020年，南水北調西線工程規劃方案比選論證報告才報送國家發展改革委，建設西線工程的路可謂走得異常艱難。
“由于爭論很大，也導致至今沒有開工建設。”王光謙說。
據王光謙介紹，西線工程爭論的焦點集中在工程難度大、生態環境影響大、工程投資大效益低三個方面。
技術上是否可行？
據介紹，規劃中的西線工程途徑青藏高原崇山峻嶺，地質活動較活躍，工程地質條件復雜，施工條件差。
在2016年由原國務院南水北調辦主任張基堯寫的《南水北調回顧與思考》一書中，記者看到這樣的表述：西線施工沿線有大量深埋、大斷面隧洞，最長的洞段73公里，最大洞徑9.58米，隧洞施工技術難度大，在我國尚無先例。
但隨著近年來我國工程技術的不斷進步，很多原來以為“不可能完成的任務”，現在看來都不是問題。尤其是隨著川藏鐵路工程的開工建設，在王光謙看來，西線工程的施工技術完全可以達到要求。
展開 中國水利世界之最(圖)
小浪底洞群進水口，在一塊長270m、最高120m的人造絕壁上，開糟鑿了最大開挖直徑達19.8m，有19個洞口的16條大直徑的隧洞。在左岸約1km2的單薄山體中，一共開鑿了100多個地下洞室，整個山體幾乎被掏空，構筑起世界上最大的地下“迷宮”。
—世界上最雄偉的進水塔群。
進水口10座進水塔連成一座寬276.4m，高113m，最大長度70m的鋼筋混凝土塔群，混凝土澆筑量達80多萬m3。其工程規模，結構復雜和施工難度堪稱世界之最。
—3條世界最大的孔板隧洞。
依照設計，在完成導流任務后的3條直徑為14.5m的導流洞中，增設內徑為10m和10.5m的環形突坎—孔板，使高速水流通過孔板環的一縮一擴，在洞中消減大量能量，從而降低流速，減少水流對建筑物的沖蝕和破壞。每條導流洞增設3級孔板，改建成永久泄洪洞，是世界上最大的孔板消能泄洪洞。
—世界最大的消力池。
泄洪系統出口的3個一級消力池總長210m、寬356m、深28m。由9條隧洞和1條溢洪道下泄的高速水流在其中進行兩級消能，是世界上最大、最集中的消力池。
—3條直徑為6.5m的排沙洞，采用雙圈環繞坎黏接預應力混凝土襯砌技術，建筑出世界最大的排沙洞，同時填補了國內空白。
—水輪機的抗磨、防護技術達到世界最先進水平。
—土石壩聯合機械化高強度施工達到世界先進水平。
世界最高的混凝土空腹重力拱壩
公元1980年 中國在湖南沅陵建成鳳灘壩,高112.5m,為世界最高的混凝土空腹重力拱壩。
世界規模最大的水輪泵站
公元1972年 中國湖南青山水輪泵站竣工。總抽水流量15.26m /s，凈揚程50m，年提水量1.3億m ，灌溉農田35萬畝,是世界規模最大的水輪泵站。
三峽工程：世界多項工程之最
三峽工程是當今世界最大的水利樞紐工程。
展開 “鐵路版”港珠澳大橋正式上馬，挑戰世界難題！
英吉利海峽隧道、廣深港獅子洋隧道等隧道，采用一條線路、兩個隧洞設計，一旦出現災情事故，可利用兩個隧洞互相疏散。金塘隧道則采用單洞設計，且海中段長約9公里，無法設置直通地面的出入口，對隧道內的防災救援設計難度極大，要求極高。
第四，海中對接難度大。金塘隧道采用兩頭盾構掘進，中途對接貫通的模式建設，寧波側的盾構機掘進長度約4920米，金塘側盾構機掘進長度約5950米，總掘進長度比廣深港獅子洋隧道多出了近2000米，盾構長距離相向掘進、海中對接、洞內解體，對接精度要求更高，技術更復雜，拆機與運輸更困難。
第五，復合地層高水壓長距離掘進難度大。強度極高的破巖好比“鉆石層”，粘粉粒含量高的地層好比“年糕團”，軟硬不均的地層一方面快速磨損盾構機的刀具，另一方面又結成泥餅貼在刀盤上，大大增加了大直徑、長距離、高水壓更換刀具的風險和施工難度。
來源：超級建筑
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