高地应力地下厂房洞室群围岩稳定分析

通过对某水电站地下厂房洞室群围岩稳定数值计算及模型试验成果分析,初步探讨了高地应力条件下深埋地下洞室脆性围岩的破坏特性、洞室稳定性分析方法及支护设计要点.     

浅析瀑布沟水电站地下厂房系统洞室群围岩变形

瀑布沟水电站地下厂房系统洞室群由于地应力高,开挖时围岩变形大,施工中曾多次发生岩爆,对围岩稳定造成了不利影响。通过对施工期围岩变形监测进行分析研究,为地下洞室的开挖、支护及稳定性评价提供了一些可借鉴的经验。     

大岗山地下厂房洞群施工开挖围岩稳定性分析

为分析大岗山水电站地下厂房洞室群施工开挖过程中围岩的稳定性状况,采用多元回归分析方法反演了厂区初始地应力场,提出了厂区初始地应力的分布函数;根据建立的地下厂房三维数值计算模型,获得洞室开挖后围岩位移场、应力场和塑性区的变化规律。计算结果表明:大岗山地下厂房洞室群开挖后围岩整体是稳定的,洞周分布的软弱岩脉是影响围岩稳定的关键因素,在地下厂房施工过程中,必须对软弱岩脉和开挖暴露的破碎带进行超前注浆加固处理。计算成果有效指导了工程的设计与施工。     

水电站地下厂房洞室设计优化论证研究

以中国与尼泊尔交界处的拉苏瓦水电站为例,根据地下厂房区围岩特征、结构及三维地应力测试成果,提出深埋、大跨度地下洞室群设计优化方案,并结合我国围岩评价标准与国外通用的Q系统、RMR分类、Hoek-Brown强度准则等标准综合分析和计算比较,推荐了地下厂房围岩稳定性评价方法。推荐方法可最大限度地确保大型地下洞室群的围岩稳定和施工安全,实现工程建设目标。该洞室设计优化方法已在拉苏瓦水电站工程中成功应用,并通过了2015年4月25日尼泊尔8.1级强烈地震的考验。     

细晶白云岩溶蚀“砂化”现象对坪头水电站工程的影响

坪头水电站引水隧洞后段及厂址区各工程部位围岩为震旦系灯影组细晶白云岩及含磷灰岩等，由于细晶白云岩受岩溶作用影响强烈，溶蚀“砂化”现象明显，岩体多呈“砂包石”状，部分呈“砂土”状，散体结构，自稳能力极差，岩体以Ⅳ～V类围岩为主。开挖过程中，洞室岩体塌方、掉块现象严重。这种细晶白云岩溶蚀“砂化”的特殊地质现象对洞室的块体稳定影响极大，对工程的影响也很大。在充分认清和了解其形成机制及形成过程后，采取适当、有效的处理措施，保证了洞室围岩的稳定和各水工建筑物的安全运行。同时对今后工程再次遇到类似的情况，具有重大的指导和借鉴意义。     

三道湾水电站地下厂房洞室围岩支护方案研究

根据甘肃讨赖河三道湾水电站地下厂房区的实际情况,建立了地下厂房洞室典型断面分级开挖和支护的有限元模型,采用弹塑性有限元法对洞室开挖和支护过程进行了仿真模拟分析,并分析评价了围岩稳定性,对开挖支护方案进行论证。比较了有支护与无支护情况洞室围岩的应力、位移与塑性区的分布,得出三道湾水电站地下厂房洞室设计支护形式在技术上是合理的,洞室围岩是稳定的,锚喷支护后围岩整体稳定性有保证,可正常运行。     

坪头水电站岩溶砂化细晶白云岩的特性及围岩分类

为了能及时准确地对坪头水电站引水隧洞后段及厂址区内各水工建筑物洞室开挖揭示的围岩细晶白云岩进行围岩类别的确定,为工程设计提供科学合理的地质依据,在充分调查该区水文地质条件及岩溶发育特征和认识细晶白云岩岩溶砂化现象形成机制的基础上,通过大量的岩石磨片鉴定试验和物理力学性质试验,全面细致地查明了围岩细晶白云岩的物质组成及其在不同岩溶砂化情况下的物理力学特性。依据国家相关规程规范,结合各洞室实际开挖揭示情况和试验结果,对该区内岩体进行了围岩工程地质分类,总结出不同岩溶砂化细晶白云岩的围岩类别的特征及其综合评分情况,并对该区确定的Ⅲ类、Ⅳ类和Ⅴ类不同类别的围岩,有针对性地采取相应的工程处理措施,从而确保了各水工建筑物洞室的围岩稳定和安全运行。     

超大洞室群施工期围岩稳定性数值反馈分析及支护作用研究

向家坝水电站地下厂房工程地质条件较差,边墙高、跨度大,开挖规模巨大,施工期围岩稳定性问题比较突出。在对区域工程地质条件进行分析的基础上,建立了向家坝水电站超大洞室群的三维数值模型,采用统计回归方法对地应力场进行反演分析。按照实际开挖支护程序对地下洞室群开挖进行模拟,对向家坝地下洞室群开挖过程中围岩的稳定性特征进行了分析。计算结果表明：超大洞室群施工期围岩局部稳定性问题突出,施加相应支护措施后改善明显。     

丰宁抽水蓄能电站二期地下厂房施工期围岩安全监测分析

丰宁抽水蓄能电站二期地下厂房洞室群开挖尺寸大、围岩岩性复杂、区域结构面丰富,使其围岩稳定性变得复杂;对丰宁电站二期地下厂房洞室群围岩位移和支护受力情况进行监测并分析能实时掌握水电站地下厂房洞室群的整体稳定性状况。故在丰宁抽蓄电站二期主厂房和主变室中布置了大量监测仪器,对地下厂房洞室群围岩施工期的位移和支护受力情况进行了实时监测。通过对监测数据分析发现,与岩性、围岩分类、埋深和开挖规模相近的水电站地下厂房工程相比,丰宁抽蓄电站主厂房和主变室的围岩变形量值偏大,这与围岩中丰富的不连续结构面、围岩的蚀变性和地下厂房开挖扰动相关。此外,在支护受力上,主厂房和主变室的锚杆应力量值总体正常,锚索也对主厂房围岩起到了较好的加固效果。     

小孤山水电站地下厂房洞室围岩稳定分析

文章以小孤山水电站工程地下厂房洞室围岩为对象,运用三维弹塑性有限元分析方法,对该工程地下洞室群进行整体计算,得出开挖过程中和开挖结束后洞室围岩的应力、变形情况,对小孤山地下厂房洞室群围岩稳定性进行综合评价。     

向家坝水电站地下厂房洞室群围岩稳定分析

 采用三维弹塑性损伤有限元数值分析法对向家坝地下厂房洞群围岩稳定性进行了分析论证。探讨了围岩力学参数以及围岩力学模型对洞周塑性区、应力与位移的影响,通过多种方案计算和比较,论证了向家坝地下厂房大型洞室参数、支护形式、支护参数的合理性。综合分析后认为：向家坝水电站右岸地下厂房洞室群的成洞条件较好,围岩基本是稳定的,经过锚喷支护后整体稳定是有保证的。     

索风营水电站右岸地下厂房洞室群围岩稳定数值模拟

为判断索风营水电站右岸地下厂房洞室群围岩稳定性,采用自主研制的三维弹塑性有限元程序对该地下厂房洞室群岩体初始应力场、开挖方案、开挖过程、加固措施、围岩应力及变形等方面进行了数值模拟.数值模拟结果表明,该地下厂房洞室群围岩稳定性整体较好,可为工程设计与施工提供指导.     

西南某水电站三维地应力场分布规律研究

地应力对于分析水电工程的地下洞室或厂房稳定性至关重要,为分析西南某大型水电站的三维地应力场分布规律,保证地下厂房洞室群的稳定性,对水电站现场进行了实地地质调查,分析了所获取的大量地应力实测资料和探洞片帮特征,并对探洞片帮进行了数值模拟计算。研究结果表明:该水电站总体上水平向应力大于自重应力,以构造应力为主;右岸岩体地应力大于左岸岩体地应力,左、右岸厂房区及河谷区有应力松弛和应力集中,岸坡区有应力松弛现象;水电站左岸、河谷及右岸地应力方向存在明显差异,左岸厂房区的地应力方向为NW向,右岸厂房区地应力方向为NNE向,河谷为EW向,整个工程区地应力是以构造应力为主的中等量级地应力。研究结果为该水电站地下洞室稳定性分析提供了相关参考和依据。     

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。     

二滩水电站地下厂房系统洞室围岩变形研究

二滩水电站地下厂房系统洞室由于地应力高．开挖时围岩变形大．施工中曾多次发生岩爆，对围岩稳定造成不利影响。通过对施工期围岩变形的观测分析研究．为地下洞室的开挖、支护及稳定性评价提供了一些可借鉴的经验。     

旭龙水电站地下厂房主要工程地质问题分析

通过分析潜在工程地质问题,为旭龙水电站地下厂房围岩支护设计提供地质依据,应用现场调查、室内外试验和三维数值模拟相结合的方法,对地下厂房围岩稳定问题及相应机理进行了深入分析。结果表明：围岩以花岗岩等硬岩为主,岩石类别主要为Ⅱ类,少量Ⅲ类。潜在工程地质问题主要包括不稳定块体、缓倾角结构面、小夹角长大结构面、局部高地应力、洞室涌水等,可能引起局部围岩片帮、掉块、崩落或塌方等变形破坏;大方量不稳定块体可能导致部分洞段整体失稳;洞室涌水会降低局部围岩稳定性,不利于施工。研究成果明确了旭龙水电站地下厂房主要工程地质问题,为围岩开挖和支护设计提供了理论支持。     

坪头水电站枢纽总体布置及设计特点

坪头水电站为引水式电站,总装机180MW,主要建筑物由混凝土闸坝、引水隧洞、地下厂房等组成。工程设计过程中遇到多泥沙河流引水排砂、细晶白云岩溶蚀“砂化“、腐蚀性地下水、地下厂房防渗、混凝土骨料石粉含量过高等技术问题,通过一系列的专题研究,提出了解决办法,满足了工程的安全运行要求。     

瀑布沟水电站地下厂房围岩稳定性评价

通过地下洞室围岩质量分区、洞室纵轴线与岩体结构面、地应力方位的论证,选择了瀑布沟电站地下厂房的合理位置。根据边坡稳定原理,计算了地下厂房边墙楔体的稳定值与围岩定性评价基本相同,楔体稳定。     

高地应力洞室围岩变形破坏规律研究

锦屏一级水电站右岸地下厂房地质条件复杂,地应力高,对围岩稳定造成较大不利影响。统计分析了厂区地下洞室群施工期的围岩变形破坏现象,归纳出高地应力条件下地应力方向、洞室轴线方向对围岩变形破坏的影响规律。研究表明,高应力条件下洞室群围岩破坏程度除了受最大主应力控制,还与洞室规模密切相关;而且高地应力引起的围岩破坏在时间上有滞后性,需研究实施支护的合适时机。上述结论为地下洞室后续合理施工及支护提供了理论依据,也可为高地应力区洞室轴线布置和围岩变形破坏预防提供参考。     

基于高地应力及结构面组合的地下厂房围岩分类

大型水电站地下洞室围岩准确分类是稳定性评价的重要前提,以瀑布沟水电站地下厂房工程为基础,通过Unwedge程序搜索顶拱围岩不稳定块体,分析了高地应力和结构面组合对水电HC法和Q系统法的岩体分类结果的影响,并对两种分类方法进行了局部修正。结果表明：两种方法修正前后的分类结果相关性、一致性明显提高,更适用于高地应力和结构面组合复杂条件下的围岩分类,可作为规范方法的有益参考。