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基于组合权重灰色评价法的管道结晶堵塞预测

价值工程 2024年第15期43卷 52-55页

作者：孙贯拓宁波市奉化区交通投资发展集团有限公司宁波315000

为减少隧道在施工及运营过程中的结晶堵塞,对隧道排水管道进行结晶分析,总结结晶堵管影响因素。通过层次分析法和熵权法结合的组合权重法对各影响因素权重进行分析,结合对各评价指标权重分析,通过灰色评价方法,构建一种新的评价预测模... 详细信息

为减少隧道在施工及运营过程中的结晶堵塞,对隧道排水管道进行结晶分析,总结结晶堵管影响因素。通过层次分析法和熵权法结合的组合权重法对各影响因素权重进行分析,结合对各评价指标权重分析,通过灰色评价方法,构建一种新的评价预测模型。结果表明:一级评价指标中水因素所占影响权重较大,离子浓度因素与管道因素影响基本一致,而二级评价指标中pH值、流速、Ca^(2+)浓度对隧道排水管道结晶堵塞影响较大,管道坡度和类型次之,水温、HCO_(3)^(-)浓度和非结晶类离子浓度对隧道排水管道结晶堵塞影响最小。

关键词：隧道排水结晶堵塞灰色评价评价指标

广东高速公路隧道排水系统结晶堵塞分布及防治

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广东交通职业技术学院学报 2024年第2期23卷 4-10页

作者：夏小明刘夏冰区国钊张彦龙广东省政府还贷高速公路管理中心广东广州510623 广东华路交通科技有限公司广东广州510420 广东省隧道工程安全与应急保障技术及装备企业重点实验室广东广州510420

通过调研广东地区运营高速公路隧道,分析其排水系统结晶分布特征、排水系统结晶机理和防治措施。结果表明:广东地区高速公路隧道排水系统结晶现象普遍,主要分布在粤北地区的岩溶隧道,部分非岩溶隧道也存在该现象,且隧道渗漏水是普遍伴... 详细信息

通过调研广东地区运营高速公路隧道,分析其排水系统结晶分布特征、排水系统结晶机理和防治措施。结果表明:广东地区高速公路隧道排水系统结晶现象普遍,主要分布在粤北地区的岩溶隧道,部分非岩溶隧道也存在该现象,且隧道渗漏水是普遍伴随的病害现象;岩溶区隧道排水系统结晶主要与碳酸盐沉积反应有关,非岩溶区结晶则主要与衬砌混凝土Ca^(2+)析出有关,结晶严重程度均与地下水的CO_(2)浓度相关;隧道排水系统结晶防治措施包括优化排水系统设计与混凝土的抗Ca^(2+)析出率、排水沟降水和结晶堵塞疏通。研究结果可为公路隧道排水系统建养提供参考。

关键词：隧道工程排水系统结晶堵塞治理措施

岩溶管道结晶堵塞水动力-化学反应耦合模拟对比研究

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中国岩溶 2023年第2期42卷 245-256页

作者：毛成君杨蕴吴剑锋董平吴吉春南京大学地球科学与工程学院江苏南京210023 河海大学地球科学与工程学院江苏南京211100 南京水联天下海水淡化技术研究院江苏南京210046

岩溶隧址区含水层内的高矿化度地下水渗入排水管道中,由于温压条件的改变,会导致渗流结晶从而堵塞排水管道。为定量化研究隧道排水系统结晶堵塞过程,本文首次构建了考虑管道水动力场、浓度场和化学反应场耦合的排水管岩溶水结晶堵塞模型... 详细信息

岩溶隧址区含水层内的高矿化度地下水渗入排水管道中,由于温压条件的改变,会导致渗流结晶从而堵塞排水管道。为定量化研究隧道排水系统结晶堵塞过程,本文首次构建了考虑管道水动力场、浓度场和化学反应场耦合的排水管岩溶水结晶堵塞模型,采用动网格和水平集方法定量刻画隧道排水系统结晶堵塞过程,开展模拟对比研究,分析温度、流速和溶液浓度等因素对结晶堵塞的影响程度。结果表明:(1)两种方法均能实现结晶堵塞过程的模拟预测,其中动网格方法建模简单,且求解精度高;水平集方法可追踪拓扑结构的变化,模拟管道完全堵塞的过程;(2)纵管内流速普遍大于横管,横管内CaCO3晶体浓度高于纵管,因此结晶堵塞主要发生于横管中;(3)温度和溶液浓度与结晶速率呈正相关关系,管内流速与结晶速率呈负相关关系。本文构建的考虑水动力-化学反应耦合的结晶堵塞数值模型可为岩溶隧道堵塞早期识别与安全评价提供技术支撑。

关键词：岩溶隧道结晶堵塞数值模拟动网格水平集

一种控制隧道排水系统结晶堵塞的新型除垢剂研发与性能研究

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隧道建设（中英文） 2023年第11期43卷 1973-1983页

作者：胡家玮王聪雷广军温波兰州理工大学甘肃兰州730050 甘肃公航旅路业有限公司甘肃兰州730070

为解决在全球范围内普遍存在的隧道结晶问题,研究一种新型除垢剂。通过采集隧道结晶垢样可知,水样中Ca^(2+)、Mg^(2+)、CO_(3)^(2-)、SO_(4)^(2-)的含量较低,HCO_(3)^(-)含量较高,以及弱碱性环境是结晶形成的主要原因;使用能谱分析和扫... 详细信息

为解决在全球范围内普遍存在的隧道结晶问题,研究一种新型除垢剂。通过采集隧道结晶垢样可知,水样中Ca^(2+)、Mg^(2+)、CO_(3)^(2-)、SO_(4)^(2-)的含量较低,HCO_(3)^(-)含量较高,以及弱碱性环境是结晶形成的主要原因;使用能谱分析和扫描电镜表征其组成和微观结构可知,隧道结晶物的主要成分是方解石型的碳酸钙。选用模拟实验装置来研究水样/除垢剂质量比对除垢速率的影响,通过主剂、辅剂相结合的方式,利用响应面方法优化除垢剂配方,并进行腐蚀性和溶解性的安全性检测。研究结果表明:1)最佳配比为质量分数为7.5%~8.5%的氨基磺酸、0.2%~0.8%的DTPMPA和0.2%~0.8%的PBTCA;2)经实验室模拟验证,除垢率为85%~99.8%,并可根据实际情况调整除垢剂配比以满足不同环境下的除垢要求。

关键词：隧道排水系统结晶堵塞化学除垢剂

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岩溶隧道排水管结晶堵塞试验与数值模拟研究

现代隧道技术 2022年第2期59卷 159-166页

作者：程咏春曾祥纪王振佳王栋杨蕴吴咏敬董平中交路桥建设有限公司北京101100 河海大学地球科学与工程学院南京211100 南京水联天下海水淡化技术研究院南京210046 南京大学地球科学与工程学院南京210046

为实现岩溶区隧道排水系统堵塞过程的精准刻画和预警防控,开展了与现场1∶1等比例的排水系统堵管室内试验,探讨了仿真现场水动力、水化学和干湿循环条件下管道结晶沉淀量的变化规律,构建了考虑水动力和碳酸盐岩组分溶解-沉淀化学反应耦... 详细信息

为实现岩溶区隧道排水系统堵塞过程的精准刻画和预警防控,开展了与现场1∶1等比例的排水系统堵管室内试验,探讨了仿真现场水动力、水化学和干湿循环条件下管道结晶沉淀量的变化规律,构建了考虑水动力和碳酸盐岩组分溶解-沉淀化学反应耦合驱动过程的数值模型,结合室内试验数据,对所建立的隧道排水管结晶堵塞模型进行验证。模拟结果表明,随着时间的推移,模拟值与试验观测值之间的误差逐渐减小,至15 d左右,二者拟合决定系数R2为0.67,证明在相对较长时间尺度下,所构建的数值模型在一定程度上能够较好地预测隧道排水管道内的结晶生成过程,模型能为隧道排水系统堵塞问题的防治提供理论指导,进而为岩溶隧道地质灾害的早期识别与安全评价提供保障。

关键词：公路隧道数值模拟排水系统动网格结晶堵塞

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一氧化碳变换冷凝液系统异常现象及对策

煤化工 2024年第2期52卷 42-44,48页

作者：刘保涛孙素敏邓文刚王文斌中海石油华鹤煤化有限公司黑龙江鹤岗154100

介绍了一氧化碳变换冷凝液系统工艺,针对高、低温冷凝液系统在运行过程中出现的冷凝液闪蒸槽压力低、高温冷凝液泵温度高、低温冷凝液汽提塔液泛、压力点及汽提气分离器液位计管道结晶堵塞和变换冷凝液系统腐蚀等问题进行了原因分析,通... 详细信息

介绍了一氧化碳变换冷凝液系统工艺,针对高、低温冷凝液系统在运行过程中出现的冷凝液闪蒸槽压力低、高温冷凝液泵温度高、低温冷凝液汽提塔液泛、压力点及汽提气分离器液位计管道结晶堵塞和变换冷凝液系统腐蚀等问题进行了原因分析,通过在冷凝液闪蒸槽增加氮气管线、增加高温冷凝液泵机封水换热器、减少洗氨塔锅炉给水量、增加伴热管线和直喷蒸汽、使用加厚耐腐蚀管道等措施解决了上述问题,实现了一氧化碳变换冷凝液系统的长周期稳定运行。

关键词：一氧化碳变换高温冷凝液低温冷凝液液泛结晶堵塞腐蚀

西北高铁隧道盲管结晶堵塞机理及防治措施研究

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西北高铁隧道盲管结晶堵塞机理及防治措施研究

作者：张春洋兰州理工大学

学位级别：硕士

在我国广大的中西部地区,许多隧道所处的岩层内的水中含有大量的离子。当这些水由隧道的盲管收集排出时,水中的离子会由于各种原因产生结晶。这些结晶体附着在盲管上,会对盲管的排水造成影响;甚至会出现结晶体堵塞盲管,造成盲管内的水... 详细信息

在我国广大的中西部地区,许多隧道所处的岩层内的水中含有大量的离子。当这些水由隧道的盲管收集排出时,水中的离子会由于各种原因产生结晶。这些结晶体附着在盲管上,会对盲管的排水造成影响;甚至会出现结晶体堵塞盲管,造成盲管内的水无法顺利排出的现象。这就会导致隧道衬砌背后的水压增大,衬砌出现变形和开裂,影响隧道的安全,从而影响隧道的正常运营。本文结合西北某高铁隧道内盲管结晶的具体情况,通过采用现场调研、理论分析、试验研究、数值模拟等手段,对影响隧道盲管结晶的各种因素开展了分析研究,并取得了相关的研究成果。主要的研究内容如下:(1)对某高铁隧道内的盲管结晶状况进行了调研,并对盲管中流水的离子成份进行了化验分析,得到了水中的主要离子成分及各离子的含量。并在此基础上研究分析了盲管产生结晶的原因及主要影响因素。(2)采用多种试验方法,对二氧化碳、温度、水压力、p H值、水流量、流水坡度等对水体内的离子结晶的影响该规律进行了研究。研究采用单因素多次试验的方法,得到了单因素在不同变量时的结晶规律,最后总结了导致隧道内盲管结晶的最主要的因素。(3)采用数值模拟的方式,研究分析了隧道环向盲管在排水顺畅、单侧堵塞1/2、双侧堵塞1/2、单侧完全堵塞、双侧完全堵塞情况下,隧道盲管部位的孔隙水压力、衬砌应力与围岩位移的分布情况与变化规律。(4)通过查阅国内外相关文献,总结了隧道盲管系统堵塞的处理措施。在参考本研究结果的基础上,提出了防止空气进入隧道盲管的措施,研发了一种针对隧道盲管内结晶体的清理设施,并对隧道盲管结晶堵塞的防治提出一些参考建议。

关键词：西北高铁隧道盲管结晶堵塞影响因素防治措施

公路隧道排水管路结晶堵塞影响因素及防治对策研究

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公路隧道排水管路结晶堵塞影响因素及防治对策研究

作者：汪志良西安建筑科技大学

学位级别：硕士

公路隧道排水管路结晶堵塞问题是随着隧道防排水工程的诞生而诞生的,国内外在隧道建设过程中一直被该问题所困扰,排水管堵塞会导致岩溶裂隙水积聚在隧道衬砌内,增加衬砌的承水压力,导致衬砌开裂渗漏水、仰拱上浮等一系列问题,给行车带... 详细信息

公路隧道排水管路结晶堵塞问题是随着隧道防排水工程的诞生而诞生的,国内外在隧道建设过程中一直被该问题所困扰,排水管堵塞会导致岩溶裂隙水积聚在隧道衬砌内,增加衬砌的承水压力,导致衬砌开裂渗漏水、仰拱上浮等一系列问题,给行车带来安全隐患。本文结合陕西安岚高速公路何家寨隧道及大巴山隧道的建设过程,针对公路隧道排水管路结晶堵塞问题,开展现场调研和理论分析,并在此基础上设计隧道模型装置进行现场中试试验,系统考察隧道排水管路结晶堵塞的影响因素,并提出了相应的防治对策。主要研究结论如下:(1)初支渗出水普遍比掌子面渗出水的p H及钙离子浓度高,这与地下水和初支混凝土接触并发生反应有关。隧道排水管结晶堵塞的影响因素有排水水质、隧址区的地质条件、防排水设计等。(2)试验采用两种不同组成的试验用水,分别探究了管道坡度、材质、排水流量对管道结晶堵塞的影响。研究发现,管道坡度越大,管道结晶量越少;HDPE双壁波纹管比HDPE管、PVC管、PPR管结晶现象更严重;在非满管流的前提下,排水流量越大,管道结晶量越多。含高HCO的试验用水比含高Ca的试验用水在试验前期更容易导致管道产生结晶,另外,两种不同水质条件下,管道排水中的p H、钙离子浓度、总碱度随时间有不同的变化趋势,但总体趋势都是先增大后减小。(3)试验采用静态阻垢法,研究了聚环氧琥珀酸(PESA)、聚天冬氨酸(PASP)、聚马来酸酐(HPMA)、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷(PBTCA)的单独阻垢性能及两两复配条件下的协同阻垢效应,结果显示:PESA与PBTCA、HPMA与PESA、HPMA与PBTCA之间具有一定的协同效应,尤其PESA与PBTCA的配比为4:1(总浓度为25 mg/L)时,阻垢率可达84%。相对于不添加阻垢剂的情况,添加阻垢剂后的水中p H、钙离子浓度随时间下降缓慢,在相同时间内管道结晶产生量明显减少。(4)试验选用柠檬酸和草酸作为基础复配有机酸,并引入渗透剂、分散剂等合成了新型除垢剂。研究发现,柠檬酸与草酸以4:1复配可达到最优的除垢效果,相比于其它复配比例,添加该复配比例的除垢剂的水中钙离子浓度和p H增长速度更快,在反应72 h时,除垢率可达70.7%。在此基础上,添加渗透剂、分散剂、稳定剂后除垢率略有上升,最高可达74.6%。

关键词：公路隧道岩溶裂隙水隧道排水管结晶堵塞防治对策

结晶堵塞隧道调研与现场试验--以云南某隧道为例

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中阿科技论坛（中英文） 2022年第10期 140-144页

作者：武东阳肖振江云南腊满高速公路有限公司云南西双版纳666300

本文以云南省某结晶堵塞高速公路隧道为例,通过现场调研、现场试验等手段,对该隧道的结晶体来源及预防措施进行了探析。结果表明:结晶体成分主要为CaCO_(3);结晶体CaCO_(3)中Ca^(2+)主要来源于水泥和速凝剂,CO_(3)^(2-)主要来源于地下水... 详细信息

本文以云南省某结晶堵塞高速公路隧道为例,通过现场调研、现场试验等手段,对该隧道的结晶体来源及预防措施进行了探析。结果表明:结晶体成分主要为CaCO_(3);结晶体CaCO_(3)中Ca^(2+)主要来源于水泥和速凝剂,CO_(3)^(2-)主要来源于地下水和CO_(2);利用20%掺量粉煤灰代替20%水泥,可以减少喷射混凝土的钙溶出作用。

关键词：隧道排水系统结晶堵塞预防措施