溪洛渡水电站特大型地下厂房洞室群开挖质量控制

溪洛渡水电站地下厂房洞室群规模居国内之首,洞室密集?边墙高?跨度大,玄武岩组内层间与层内错动带使岩体非连续性问题突出?为保证洞室群开挖施工达到高质量?高效益和良好的稳定性,施工过程中,采用大量的先进质量控制措施和检测手段,严格控制开挖对岩体的损伤范围,保证了洞室轮廓的良好成型;建立设计?科研?施工一体化的实时监测动态分析反馈系统,根据监测和反演分析成果对支护参数进行动态调整?开挖结束后,围岩最大变形与设计值吻合,洞室整体稳定性较好?总结溪洛渡水电站特大型地下厂房洞室群开挖方法和质量控制措施,对类似工程具有指导和借鉴作用?     

白鹤滩水电站地下厂房位置及轴线选择设计

白鹤滩水电站地下厂房是典型的大跨度、高边墙巨型地下洞室群。工程区地质条件较复杂,柱状节理玄武岩发育,层间层内错动带形状差,地应力复杂。地下洞室群围岩稳定成为地下厂房位置及轴线设计的关键。综合考虑地质条件、枢纽布置等因素,对拟定的不同轴线方案采用FLAC3D软件对洞室群进行了数值开挖模拟,获得了洞周围岩变形特征及应力分布状态,推荐了最优的地下厂房位置及轴线方向,为枢纽布置格局确定奠定了基础。     

层间错动带影响下巨型地下洞室围岩变形及支护措施研究

白鹤滩水电站地下洞室群规模宏大且围岩地质条件复杂,软弱层间错动带影响下的地下洞室群开挖围岩稳定性及支护设计难度成为白鹤滩水电工程建设当中的关键技术问题。以右岸7号尾调室受层间错动带斜切影响为例,采用3DEC数值分析软件对其在不同支护方案下围岩和层间错动带变形的控制效果进行分析,探讨层间错动带分布位置对系统支护方案和局部加强支护方案的影响。研究表明:7号尾调室开挖围岩整体稳定性良好,系统支护方案满足维持整体稳定要求,但在层间错动带C_4、C_5局部影响范围内,需进一步采取针对性的加强支护措施,从而加强局部围岩的安全储备。研究工作的成果可为类似深埋地下工程施工及支护方案的确定提供参考。     

黄登水电站地下厂房洞室群开挖支护设计

黄登水电站地下厂房洞室群主要由主副厂房、主变室、母线洞以及进厂交通、通风排风等辅助洞室组成,整个厂区洞室纵横交错规模宏大,属大型地下洞室群,其围岩支护参数应根据围岩稳定分析及施工期反馈分析成果进行动态调整。监测成果表明黄登地下厂房洞室群的开挖方式及围岩支护参数是合理可靠的,黄登地下厂房洞室群围岩在系统支护及局部加强支护联合作用下整体处于稳定状态。     

中梁一级水电站地下厂房洞室群围岩稳定的分析方法

介绍了采用三维数值仿真分析方法对中梁一级水电站地下厂房洞室群的围岩稳定进行分析、为地下厂房洞室群的结构布置、开挖方式、围岩支护提供依据的过程,可为类似工程提供参考。     

引水发电系统地下洞室群围岩稳定性研究——以功果桥水电站为例

功果桥水电站地下厂房位于右岸,地下洞室群边墙高、跨度大,地质条件复杂。文章通过对厂房区地下洞室群的工程地质条件进行分析,确定地下洞室群的围岩类别,预测洞室开挖后的应力应变情况,评价洞室群围岩稳定性,为洞室群的位置选定及支护形式设计提供依据;通过对块体稳定分析找出确定性块体,为施工开挖支护提供依据。     

棉花滩水电站地下厂房开挖施工

棉花滩水电站地下厂房的施工特点是洞室群复杂，且以地下厂房为中心的三大洞室均为大洞室高边坡，不能一次完成开挖支护，故在施工中强调施工观测及施工过程的程序化，针对不同部位洞室的需要，分别采用了与之相适应的开挖方式，地下厂房由上至下Ⅰ－Ⅴ层顶拱、边墙均采用锚支护方式，主要以锚杆挂网喷混凝土为主要支护型式，地下厂房施工观测进行了围岩收敛观测、松动圈测试和多点位移计锚应力观测，总体观测表明，地下厂房围岩安全     

瀑布沟地下厂房洞室群开挖支护设计研究

瀑布沟水电站地下洞室群规模庞大,洞室密集,纵横交错,总共布置约37条永久地下洞室,形成庞大复杂的地下空间结构,调室群围岩稳定问题突出。本文介绍了瀑布沟水电站地下厂房洞室群的开挖分层、分区及喷锚支护设计。瀑布沟地下厂房洞室群锚喷支护设计以工程类比法为主,通过三维有限元方法对拟定的洞室围岩支护参数进行数值模拟分析计算,从而提出适合本工程的支护参数,结合施工期监测数据对支护设计合理性及围岩稳定性进行评估。     

特大型地下厂房开挖支护关键技术研究与创新

笔者结合乌东德水电站地下厂房开挖支护施工,总结了地下厂房特大跨度穹顶安全开挖、顶拱竖向超深锚索施工、大跨度高边墙开挖、岩锚梁精细开挖支护等施工关键技术,形成了地下厂房洞室群开挖支护施工新技术。针对乌东德水电站地下厂房开挖规模大、洞室稳定问题突出、质量要求高等特点,地下厂房洞室群开挖支护施工新技术在地下厂房开挖支护过程中得到了成功应用,顶拱大仰角超深锚索施工技术实现了大型洞室锚索无排架施工,解决了顶拱锚索造孔、入索等关键工序施工难题,节约工期近2个月;大跨度高边墙开挖施工技术确保了高边墙及高边墙穿洞等关键部位围岩稳定;岩锚梁精细开挖支护技术实现了主厂房岩锚梁开挖质量及岩台精确成型,无欠挖,平均超挖4.3 cm,不平整度6.4 cm,被评为"优质样板工程";特大跨度穹顶精确安全开挖技术确保了顶拱整体开挖成型质量良好;施工过程中未发生质量和安全事故,质量均满足设计要求,总体合格率100%,优良率95%以上。     

小湾水电站地下厂房洞室群围岩稳定分析

本文重点介绍了小湾水电站地下厂房洞室群不同开挖程序围岩的稳定，爆破震动对围岩的动力影响，不同支护方案洞室稳定情况有围岩支护的建议，可供小湾水电站及类同地下厂房设计，施工参考。     

基于工程类比的高地应力地下洞室高边墙围岩支护强度评价

高地应力地下厂房高边墙围岩支护强度的评价对于保证大型地下工程围岩稳定性具有重要意义。猴子岩水电站地下厂房地应力高、强度应力比低,施工开挖中出现喷混凝土开裂、岩锚梁错位、岩体开裂、锚墩内陷等典型的围岩变形破坏现象,对洞室安全造成严重威胁。通过多点位移计、锚杆和锚索的应力监测数据分析,将猴子岩和锦屏Ⅰ级水电站地下厂房进行比较,提出了预应力锚索和锚杆的单位面积预应力支护强度计算方法,并根据评价结果对局部洞段进行针对性的围岩补强支护设计。结果表明:猴子岩地下厂房围岩变形整体上比同期的锦屏Ⅰ级围岩变形大,而锚索应力水平比锦屏Ⅰ级小,锚杆应力水平整体相当;猴子岩地下厂房下游边墙的支护强度大于锦屏Ⅰ级下游边墙的支护强度,上游边墙的支护强度小于锦屏Ⅰ级下游边墙相应部位支护强度,猴子岩地下厂房上游边墙补强支护后的围岩变形得到有效控制,表明了补强措施的有效性。研究可为类似高地应力地下洞室围岩支护设计和支护强度评价提供参考和借鉴。     

大型地下洞室群主洞室规模优化及支护设计研究

通过对乌东德水电站岩锚梁体型、蜗壳开挖结构及母线廊道内电气设备布置等方面的研究,对主厂房洞室规模进行了合理优化。基于对国内17个已建水电站地下厂房资料进行统计分析,建立了厂房不同部位长短锚杆与洞室规模之间的关系,同时结合规范初步确定了厂房不同部位的支护方案及参数。在此基础上,构建三维数值模型,进一步分析不同工况下洞室群围岩的稳定性。研究结果表明:优化后的水电站地下厂房布置紧凑,厂房规模大幅降低,与同期建设的白鹤滩水电站相比,其跨顺比、长垂比降幅分别达10.6%和15.7%;施加的围岩支护可以较好地控制围岩变形,且有锚索支护工况在保障洞室稳定安全方面较优,围岩整体稳定性较好,进一步验证了支护方案设计的合理性和有效性。研究成果可为类似地下工程的安全建设提供借鉴。     

中东某抽蓄地下厂房洞室群地震动力响应分析

针对中东某抽水蓄能电站地下厂房抗震稳定性问题,以掌握地下厂房洞室群围岩地震动力响应为目标,采用动力时程分析方法,依据当地及欧洲标准,对该地下厂房洞室群地震响应进行三维非线性数值模拟,分析了洞室围岩加速度、位移、塑性区、应力分布特征及支护受力特征。结果表明:在地下厂房洞室群围岩开挖面上,围岩的加速度会表现出明显的放大效应,且结构面上会加剧加速度响应;位移时程响应与输入地震荷载位移时程曲线形态一致,但在幅值和相位上有一定差异;围岩相对变形、残余变形较大的部位与加速度放大系数较大的部位一致,围岩塑性区和应力松弛区增加较为明显的部位与加速度放大系数较大、相对变形和残余变形较大的部位基本一致;在地震作用下,围岩支护结构受力增长较小,锚杆受力超过300 MPa的百分比与围岩变形、塑性区的发展规律一致。研究成果对地下工程围岩抗震稳定性分析和抗震设计具有参考价值。     

白鹤滩水电站左岸地下厂房施工期围岩稳定安全监测分析

白鹤滩水电站地下洞室群规模巨大,地质条件复杂,地应力高,洞室开挖期间安全风险大,需要监测围岩稳定情况。通过分析左岸地下厂房第Ⅰ至第 Ⅳ 层开挖安全监测资料,揭示围岩变形规律、特性和原因,并给出了为稳定围岩采取的工程措施。成果表明:洞室施工期围岩变形是地质条件、地应力和开挖等因素共同作用的结果;错动带、裂隙和断层等地质构造影响洞段的顶拱围岩变形总量和变形深度均相对较大,一般洞段下游拱脚围岩变形相对大;顶拱中心和上游拱脚围岩变形大部分在深度6.5 m以内,下游拱脚部分桩号深度超过11 m的区域有一定变形,上下游岩台围岩变形深度大于顶拱;支护锚杆应力、锚索荷载在厂房内的空间分布规律和变化规律与围岩变形一致;一般洞段顶拱的锚杆和锚索受力仍有较好的余度,岩台层采取的针对性处理措施有效地提升了开挖成型效果。研究成果可为后续开挖期间围岩稳定的控制提供参考。     

地下厂房施工过程的三维非线性数值模拟分析

根据冗各电站地下厂房开挖支护的施工顺序,以隐式杆单元模拟锚杆,以壳单元模拟混凝土喷层,采用三维非线性有限元技术,对洞室群的开挖支护动态过程进行了模拟计算。通过三维非线性有限元计算分析得到:洞室群动态开挖过程中围岩应力变形的分布规律,围岩塑性区的发展规律,锚杆受力变化情况。计算结果表明:整个开挖过程中,洞周围岩位移变化规律正常,量值较小,塑性区主要分布在洞室周边,围岩稳定性较好;但在洞室交叉口处围岩的变形较大,出现较大范围的塑性区,在此基础上提出了支护措施优化方案,并对优化方案的效果进行了评价。     

蒲石河蓄能电站地下厂房开挖卸荷变形及锚杆应力特性分析

蒲石河抽水蓄能电站地下厂房采用喷钢纤维混凝土、系统锚杆及锚索等组合而成的柔性支护体系,厂房高边墙因开挖卸荷作用,产生变形。通过大量原型观测数据,结合岩体内部变形及岩体应力作用理论。分析了地下洞室高边墙围岩变形及加固锚杆应力的特性。     

开挖方式对地下厂房洞室群围岩力学特性的影响

为了解大型地下厂房洞周围岩的力学性态,以金沙江某地下厂房洞室群为工程背景,基于卸荷岩体力学理论,采用三维有限差分法,研究不同开挖方式对洞室群洞周围岩卸荷力学特性的影响。计算结果表明：不同开挖方案对洞周围岩卸荷影响程度均较小;洞室群开挖后,主厂房、尾调室顶拱围岩卸荷程度远小于边墙;受相邻洞室开挖的影响,主变洞顶拱卸荷程度较大,但深度较浅;由于尾调室顶拱围岩力学参数优于主厂房顶拱,其卸荷程度略小于主厂房顶拱;尾调室高边墙卸荷程度大于主厂房边墙。该研究成果对工程设计与施工具有指导意义。     

二滩水电站地下厂房的监测及反馈分析

二滩水电站地下厂房晚国目前已建成的最大的地下厂房，布置上采用三大平行洞室，且整个洞室群位地高地应力区，在设计和施工中对洞室夺的位移和应力进行了监测，并对监测成果进行了反馈分析，文章介绍了厂房地下洞室开挖过程中围变形特征，岩爆等现象，为高地应力区洞室开挖的监测和反馈分析的信息化设计提供参考。     

乌东德水电站右岸地下厂房施工期围岩稳定分析

安全监测是地下洞室围岩稳定安全评价的重要手段。乌东德水电站右岸地下厂房规模巨大,主厂房、主变洞、调压室三大洞室平行布置。为确保施工期围岩的安全稳定,通过使用多点位移计、锚杆应力计、锚索测力计、锚杆测力计、测缝计等监测仪器,对围岩表面和深部的变形进行监测,分析了地下厂房三大洞室第Ⅰ—第Ⅲ层开挖的位移特性与变形规律。监测结果表明:开挖引起的上层围岩变形较小,且主要集中在浅表层;三大洞室岩锚梁高程以上最大变形为16.43 mm,主厂房顶拱、上游侧岩锚梁和尾水调压室上游边墙围岩变形较大;爆破开挖扰动、开挖引起的空间效应以及较差的地质条件是围岩变形增长较快的主要影响因素;通过采用加强支护等措施,能有效控制围岩变形的发展。     

地下厂房开挖过程中围岩状态的可视化仿真研究

将地下厂房围岩稳定有限元计算的结果，通过计算机程序数据采集，实现地下厂房岩石开挖过程围岩力学状态的可视化仿真。以地下厂房为例，实现随开挖过程厂房围岩位移、应力、屈服范围、锚杆应力等状态的动态可视化仿真，这对保证地下厂房开挖的稳定起到了重要的作用。在施工系统仿真中融入围岩稳定性分析将是可视化仿真发展的必然趋势。