【摘要】：為滿足核電廠循環(huán)水冷系統(tǒng)用水需求,通常需要在深水區(qū)修建排水隧洞、排水立管與排水頭部,該施工過(guò)程中,地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜、施工條件惡劣、人員安全難以保障等問(wèn)題尤為突出。為提升工程質(zhì)量、保證施工安全、提高施工效率、節(jié)約工期,陸豐核電一期排水工程通過(guò)對(duì)現(xiàn)有施工技術(shù)的吸收、總結(jié)、改良、創(chuàng)新,提出一種新型工法栽管法,并擬做典型施工。然而,該工法中的一些重難點(diǎn)工序能否安全實(shí)施仍需要驗(yàn)證,分析地質(zhì)參數(shù)對(duì)于栽管法施工影響的敏感程度也十分必要。本文就上述問(wèn)題展開分析,并取得以下研究成果:1、介紹了垂直頂升法和栽管法兩種施工方案的工藝流程和控制要點(diǎn),通過(guò)工程分析法和經(jīng)驗(yàn)分析法對(duì)兩種工法實(shí)施的可行性進(jìn)行了理論分析和計(jì)算,并從項(xiàng)目工期、工程質(zhì)量、施工控制、防滲處理、工程成本的角度進(jìn)行了方案比選�？紤]流固耦合作用,建立了包含排水立管“栽種”、排水隧洞下穿排水立管、排水立管與排水隧洞連通三個(gè)關(guān)鍵工序在內(nèi)的三維有限元模型,并闡述了材料特性、計(jì)算荷載、分析步、滲流的數(shù)值模擬方法。2、開展了栽管法全過(guò)程施工數(shù)值模擬分析。首先,對(duì)排水立管“栽種”過(guò)程進(jìn)行模擬,分析排水立管結(jié)構(gòu)變形特征與應(yīng)力分布,以及外側(cè)混凝土保護(hù)層與排水立管應(yīng)力變形的關(guān)系;其次,對(duì)排水隧洞盾構(gòu)下穿排水立管施工進(jìn)行模擬,研究排水立管在施工擾動(dòng)作用下的自身沉降與傾斜度隨開挖進(jìn)尺的變化以及既有排水立管對(duì)排水隧洞襯砌變形的影響,并對(duì)盾構(gòu)開挖面孔隙水壓力分布以及合理支護(hù)力選取進(jìn)行了分析;最后,對(duì)排水隧洞與排水立管連通施工進(jìn)行了模擬,分析了管片環(huán)切割之后以及排水立管鑿除基座混凝土之后的應(yīng)力分布特性。3、提出了基于Morris法的栽管法施工地質(zhì)參數(shù)全局敏感性分析方法。首先,通過(guò)敏感性分析方法的比較,選用Morris法進(jìn)行全局敏感性分析;其次,選取密度、彈性模量、內(nèi)摩擦角、粘聚力、滲透系數(shù)、孔隙比共6個(gè)參數(shù),依據(jù)Morris法基本原理,針對(duì)排水立管“栽種”精度受排水隧洞開挖的影響,進(jìn)行Morris法試驗(yàn)設(shè)計(jì);最后,通過(guò)對(duì)計(jì)算結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析,得出結(jié)論:彈性模量、內(nèi)摩擦角對(duì)排水立管豎向沉降的影響較為顯著,且彈性模量、內(nèi)摩擦角與其他參數(shù)的耦合作用對(duì)排水立管豎向沉降的影響較大;彈性模量、密度、內(nèi)摩擦角對(duì)排水立管傾斜度的影響較為顯著,且彈性模量、內(nèi)摩擦角與其他參數(shù)的耦合作用對(duì)排水立管傾斜度的影響較大。
【圖文】：

1.1 工程背景.1.1 總體布置陸豐核電廠位于廣東省陸豐市碣石半島南端的田尾山，核電廠規(guī)劃容量百萬(wàn)千瓦核電機(jī)組，其中一期工程將建設(shè) 2 臺(tái)機(jī)組，包括確保廠區(qū)防洪安洪堤工程、確保電廠安全生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的廠外取排水工程以及滿足電廠設(shè)備運(yùn)的重件碼頭工程等。該電廠采用以海水為冷卻水的循環(huán)水冷系統(tǒng)，共規(guī)劃水隧洞，電廠運(yùn)行產(chǎn)生的低放廢液連同冷卻水通過(guò)排水隧洞排放至較深水期工程需完成 2 條排水隧洞施工，隧洞開挖計(jì)劃采用礦山法輔助通過(guò)花崗化段后，再采用盾構(gòu)工法實(shí)施開挖。1#排水隧洞設(shè)計(jì)起止里程為 SSK0+0K1+658.564，其中里程 SSK0+736.000～SSK1+658.564 段采用盾構(gòu)法施工水隧洞起止里程 SSK1+816.727～SSK3+512.366，其中里程 SSK3+004.0K1+816.727 段采用盾構(gòu)法施工。陸豐核電廠排水隧洞平面布置如圖 2-1 所示。

本工程建設(shè)規(guī)模為 2 處排水頭部建筑物，其中每個(gè)頭部建筑物設(shè)有 8 個(gè)排水出口。排水頭部構(gòu)筑物采用重力式圓筒結(jié)構(gòu)，圓筒為無(wú)底有蓋板的混凝土圓筒結(jié)構(gòu)，蓋板下圓筒壁上設(shè)排水窗口 4 個(gè)，每個(gè)窗口寬 3.5m。圓筒壁厚 600mm，底部加厚到 800mm，內(nèi)趾寬 500mm，外趾寬 2000mm，圓筒外徑 7.6m。排水頭部建筑物結(jié)構(gòu)持力層為中粗砂，基槽開挖至持力層后租用“長(zhǎng)旭號(hào)”平臺(tái)作為沖孔施工平臺(tái)，開始沖孔施工，沖孔完成后將預(yù)制立管吊起放入已完成的沖孔中，通過(guò)導(dǎo)管澆筑混凝土，使立管與巖石層固結(jié)在一起，“長(zhǎng)旭號(hào)”平臺(tái)移位，安裝混凝土圓筒，然后依次拋填 10~100kg 塊石，回填開山石，拋填護(hù)底塊石等。排水頭部海域水深約 20m，立管高度 12m，內(nèi)空尺寸 2×2m；立管下端與隧洞頂部連接，上端與海水連通，立管伸入隧洞范圍內(nèi)的鋼筋采用的是玻璃纖維筋，盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)通過(guò)栽管位置時(shí)，完全可以正常掘進(jìn)，無(wú)需采取任何措施。隧洞掘進(jìn)貫通后，，按照原設(shè)計(jì)將排水口段盾構(gòu)外土體進(jìn)行注漿加固，封閉該段巖石層的裂隙滲透。陸豐核電廠排水隧洞與排水立管剖面圖如圖 2-2 所示。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM623

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本文編號(hào)：2597654