【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,該施工過程中,地質環(huán)境復雜、施工條件惡劣、人員安全難以保障等問題尤為突出。為提升工程質量、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對現(xiàn)有施工技術的吸收、總結、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工序能否安全實施仍需要驗證,分析地質參數(shù)對于栽管法施工影響的敏感程度也十分必要。本文就上述問題展開分析,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,通過工程分析法和經(jīng)驗分析法對兩種工法實施的可行性進行了理論分析和計算,并從項目工期、工程質量、施工控制、防滲處理、工程成本的角度進行了方案比選�？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關鍵工序在內的三維有限元模型,并闡述了材料特性、計算荷載、分析步、滲流的數(shù)值模擬方法。2、開展了栽管法全過程施工數(shù)值模擬分析。首先,對排水立管“栽種”過程進行模擬,分析排水立管結構變形特征與應力分布,以及外側混凝土保護層與排水立管應力變形的關系;其次,對排水隧洞盾構下穿排水立管施工進行模擬,研究排水立管在施工擾動作用下的自身沉降與傾斜度隨開挖進尺的變化以及既有排水立管對排水隧洞襯砌變形的影響,并對盾構開挖面孔隙水壓力分布以及合理支護力選取進行了分析;最后,對排水隧洞與排水立管連通施工進行了模擬,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力分布特性。3、提出了基于Morris法的栽管法施工地質參數(shù)全局敏感性分析方法。首先,通過敏感性分析方法的比較,選用Morris法進行全局敏感性分析;其次,選取密度、彈性模量、內摩擦角、粘聚力、滲透系數(shù)、孔隙比共6個參數(shù),依據(jù)Morris法基本原理,針對排水立管“栽種”精度受排水隧洞開挖的影響,進行Morris法試驗設計;最后,通過對計算結果的統(tǒng)計分析,得出結論:彈性模量、內摩擦角對排水立管豎向沉降的影響較為顯著,且彈性模量、內摩擦角與其他參數(shù)的耦合作用對排水立管豎向沉降的影響較大;彈性模量、密度、內摩擦角對排水立管傾斜度的影響較為顯著,且彈性模量、內摩擦角與其他參數(shù)的耦合作用對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)劃容量百萬千瓦核電機組，其中一期工程將建設 2 臺機組，包括確保廠區(qū)防洪安洪堤工程、確保電廠安全生產(chǎn)運營的廠外取排水工程以及滿足電廠設備運的重件碼頭工程等。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，電廠運行產(chǎn)生的低放廢液連同冷卻水通過排水隧洞排放至較深水期工程需完成 2 條排水隧洞施工，隧洞開挖計劃采用礦山法輔助通過花崗化段后，再采用盾構工法實施開挖。1#排水隧洞設計起止里程為 SSK0+0K1+658.564，其中里程 SSK0+736.000～SSK1+658.564 段采用盾構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。

本工程建設規(guī)模為 2 處排水頭部建筑物，其中每個頭部建筑物設有 8 個排水出口。排水頭部構筑物采用重力式圓筒結構，圓筒為無底有蓋板的混凝土圓筒結構，蓋板下圓筒壁上設排水窗口 4 個，每個窗口寬 3.5m。圓筒壁厚 600mm，底部加厚到 800mm，內趾寬 500mm，外趾寬 2000mm，圓筒外徑 7.6m。排水頭部建筑物結構持力層為中粗砂，基槽開挖至持力層后租用“長旭號”平臺作為沖孔施工平臺，開始沖孔施工，沖孔完成后將預制立管吊起放入已完成的沖孔中，通過導管澆筑混凝土，使立管與巖石層固結在一起，“長旭號”平臺移位，安裝混凝土圓筒，然后依次拋填 10~100kg 塊石，回填開山石，拋填護底塊石等。排水頭部海域水深約 20m，立管高度 12m，內空尺寸 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的鋼筋采用的是玻璃纖維筋，盾構機掘進通過栽管位置時，完全可以正常掘進，無需采取任何措施。隧洞掘進貫通后，，按照原設計將排水口段盾構外土體進行注漿加固，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。
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM623

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本文編號：2597654