锦屏一级水电站地下厂房洞室群施工

本文结合锦屏一级水电站地下厂房洞室群开挖支护施工技术,详细介绍了高地应力、低抗压强度地质条件下,大型地下洞室群开挖支护施工程序、施工通道规划原则、三大洞室开挖支护施工方法、围岩监测与支护参数动态调整,可为类似工程提供设计、施工参考。     

溪洛渡水电站左岸地下洞室群安全监测与分析

利用溪洛渡水电站左岸地下洞室施工期埋设的多点位移计、锚索测力计、锚杆应力计等仪器的监测资料,对溪洛渡左岸地下主要洞室开挖施工期间围岩的变形及应力进行了综合分析与评价,并与目前国内较大的水电工程地下厂房围岩变形进行了比较分析。结果表明,围岩变形受施工开挖爆破、跟进支护速度和地质条件的影响较大;锚杆应力值不大,并在开挖结束后趋于稳定;锚索锚固效果良好。施工开挖期间,溪洛渡地下洞室各项监测成果均能准确反映出洞室围岩在开挖施工过程中的变形规律。     

官地水电站地下厂房围岩应力与变形分析

本文对官地水电站地下厂房围岩岩体的初始地应力与开挖后的应力进行了分析研究。研究区域包括厂房顶拱、边墙和底板。其结论是随着各层开挖深度的不断增大,拉应力逐渐减小,而在底板附近则出现拉应力增大的现象;随着洞室逐层向下开挖,剪应力也逐渐增大,屈服区域不断地向下延伸;洞室围岩位移变形情况是底板变形最大,边墙次之,顶拱最小。     

彭水电站尾水洞施工开挖过程数值分析

通过弹塑性有限元计算,对乌江彭水水电站尾水洞开挖过程进行了数值模拟.分析了施工开挖中洞周围岩位移的变化规律和开挖完成后围岩的应力和变形;探讨了由于开挖卸荷引起的岩体力学参数降低对围岩变形、应力的影响.在此基础上,对设计采用的锚固支护措施的加固效果及围岩稳定性作出了评价.计算分析表明:尾水洞群由于洞室开挖洞径大,洞室岩柱相对单薄,围岩开挖变形量较大,各洞最大位移在40～70 mm之间,相邻洞室间岩柱塑性区基本贯通,洞室高边墙的稳定问题将显得较为突出;设计喷锚支护措施处于正常承载状态,能够满足围岩稳定性要求.     

大型洞室分层开挖围岩位移释放率与支护效用探讨

针对大型洞室从上往下分层开挖和每一层从一端到另一端沿水平方向分步开挖的空间开挖特点,基于应力反转法研究了大型洞室分层分步开挖过程中不同部位围岩位移释放规律,基于摩尔应力圆法提出了围岩支护效用的定量评价方法.工程实例研究表明,大型洞室顶拱和边墙不同部位围岩在当前层开挖前、开挖过程中和开挖后的位移释放率都不一样;开挖过程中围岩屈服区体积演化是一个与应力释放系数相关的非线性变化过程;不同位移释放率条件下,支护系统对提高围岩强度的作用效用可通过支护前后围岩摩尔应力圆到强度特征曲线的距离来定量表述.     

偏压小间距隧道施工力学行为及围岩破坏规律

为研究偏压小间距隧道施工力学行为及围岩破坏规律。在CD法施工下,通过建立偏压小间距隧道有限元模型,利用ABAQUS有限元软件在不同开挖顺序及不同隧道间距下对偏压小间距隧道施工过程进行了动态模拟与分析,基于强度折减法基本原理,探讨了不同隧道间距下围岩塑性破坏规律,确定了合理隧道间距。研究结果表明:①在不同开挖顺序下,先行左洞开挖方式要优于先行右洞:②随着隧道间距的增加,左洞围岩位移不断减小,右洞围岩位移先减小后增加;③随着隧道间距的增加,沿中间岩柱竖向中心线的水平位移逐渐减小;竖向应力则表现为先减小后增大的规律;④右洞开挖完成后,两洞初期支护中右拱腰处的弯矩明显大于拱顶处,而轴力则反之;⑤随着隧道间距的增加,中间岩柱塑性贯通程度逐渐弱化,安全系数不断提高,等效塑性应变逐渐减小。研究结果可为偏压小间距隧道的设计与施工提供依据。     

彭水电站地下厂房开挖支护全过程的数值模拟

地下厂房洞室群的开挖,势必引起洞室群围岩位移场和应力场的调整,过大的变形和应力集中都会造成围岩的破坏,对洞室的稳定产生影响,因此围岩稳定分析一直都是地下工程领域中的研究重点和难点.基于彭水电站地下厂房的开挖,首先分析了开挖后围岩位移与变形规律,并与监测资料比较,计算结果与监测情况十分吻合;分析了不同开挖步下厂房周边的应力分布规律,研究围岩塑性区的空间分布特征;定量分析了开挖支护前后塑性区方量的变化,评价支护的有效性.     

Ⅲ～Ⅴ类围岩隧洞初期支护方式

天然岩体在重力及构造作用下具有初始地应力．开挖洞室以后．应力重新分布．在洞室周围产生应力集中。如是应力大于围岩强度．则围岩将产生破坏．施工时需要支护。根据工程实践经验．Ⅰ类围岩不需要支护．Ⅱ类围岩视情况可喷薄层混凝土．开挖跨度大时可采用喷锚支护．Ⅲ类以下围岩需要支护。     

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。     

拉哇水电站地下厂房围岩稳定分析

大型地下洞室群结构及地质条件复杂,其围岩稳定性受施工方法、支护方式及围岩自身等多方面因素影响。以拉哇水电站地下厂房为研究对象,采用三维非线性有限元法进行数值模拟分析,研究其在开挖过程中围岩位移、应力及塑性区的变形规律,分析其围岩稳定性能,为工程开挖及支护提供科学依据。结果表明:拉哇水电站围岩变形最大位移达74. 44 mm,拉、压应力最大值分别达1. 06 MPa和23. 14 MPa,主厂房顶拱、边墙及洞室交叉部位区域稳定性较低,在实际施工中,应加强监控并适当调整支护方案。     

断层破碎带公路隧道超前支护效果研究

公路隧道穿过断层破碎带时的超前支护措施研究是隧道开挖过程中的一个重要课题。以某穿过断层破碎带的隧道为例，采用有限元分析软件ＭＩＤＡＳ／ＧＴＳＮＸ进行隧道开挖工序的数值模拟。模型着重分析研究超前小导管、超前小导管注浆以及双层超前小导管注浆对隧道软弱围岩开挖时的支护效果。结果得出双层超前小导管注浆法对隧道周边围岩变形量的综合影响相比其他措施更大，其对隧道拱顶的围岩改善效果又明显优于拱腰处。方案研究可对相似地质条件下的公路隧道施工措施提供科学的参考依据。     

隧洞围岩稳定性及支护时机分析

通过荷载释放法计算确定某水电站尾水隧洞的最佳支护时机,并依据该最佳支护时机分析毛洞开挖和采用拟定支护措施下围岩整体稳定情况。结果表明,洞室开挖过程中洞周应力释放,围岩应力重分布;随着围岩荷载释放率的增加,洞室最大变形量也有所增加,围岩应力释放率达到70%时,测点变形增量显著增加,此时为该深埋隧洞的最佳支护时机;相较于裸洞开挖,施加喷锚支护能改善隧洞整体应力变形和塑性区的发展,同时又可很好地控制支护成本。     

溪洛渡地下厂房三大洞室围岩稳定监控技术

溪洛渡地下厂房三大洞室规模巨大,施工期洞室围岩稳定性监控是工程顺利进行的前提和保障.施工前依据前期科研成果制定了科学合理的开挖、支护方案,施工过程中严格控制开挖、支护质量,适时开展监测资料分析和监测成果反分析,跟踪洞室围岩位移、应力、塑性区范围发展过程.根据监测与反分析成果,定期对建筑物整体稳定性进行评价,并对局部可能失稳的岩体及时加强支护.开挖完成后,围岩位移的发展和破坏深度及支护设施应力总体较小,围岩整体稳定状态良好,局部围岩加强支护后较好地控制了位移.     

二滩水电站尾水调压室的开挖与支护

二滩水电站尾水调压室是典型的高边墙、大跨度、特大断面地下洞室，施工中采取了合理的开挖施工方案，如施工道路的布置以及施工支洞的设置等。根据高大洞室结构特点采用了有效的综合性支护方式，尤其是在开挖支护施工阶段跟踪进行围岩应力应受监测，及时调整施工方案，确保了整体围岩稳定和结构安全，在进度和质量方面都达到了预期的目的。对于施工中出现的各种不利情况，如岩爆、边墙顶拱局部变形大等，采取了一系列处理措施，取得了良好的效果，为类似的高大洞室开挖支护施工提供了可资借鉴的经验。     

乌东德水电站洞室开挖围岩应力重分布的数值分析

为研究锚杆支护作用对乌东德水电站地下洞室围岩应力状态的影响,采用FLAC 3D软件进行数值模拟分析。模拟结果表明,设置锚杆支护提高了洞室开挖过程中围岩的最小主应力,围岩整体稳定性大幅提高;在地下洞室开挖面的顶板、顶板与侧墙以及四周全断面分别设置锚杆支护,得到的最大主应力增量分别为0.93、2.46 MPa和6.50 MPa,说明锚杆安装在四周的工况对围岩稳定最为有利;锚杆数量、长度和预应力对围岩应力重分布均有明显影响,当单侧锚杆的数量、长度和预应力分别为5根、2.0 m和60 kN时,可形成完整的圆弧应力拱,提高了开挖面围岩的整体稳定性。     

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     

东非某大型水电工程地下洞室群稳定性研究

以东非某大型水电站为研究对象,建立地下洞室群的三维数值模型,基于Hoek-Brown破坏准则确定岩体力学参数,采用等效方法模拟系统支护效果,模拟洞室群七层开挖及支护的全过程,分析、对比围岩的变形、二次应力及塑性区等力学响应和整体稳定性。计算表明,Hoek-Brown准则是实用及可靠的;开挖后洞室变形、应力松弛、塑性区深度等均不显著,洞室整体稳定性良好,局部交叉部位需加强支护;采取系统支护后,上述力学响应均明显减弱,表明了支护的有效性;分析结果为后续的设计及施工提供重要依据。     

新奥法在大洞径洞室开挖施工中的应用

溪洛渡水电站右岸泄洪洞洞室开挖断面大,地质条件复杂,施工时如不重视开挖和支护的相互关系,就会造成塌方、冒顶等安全事故,带来一系列经济损失。主要介绍施工中根据新奥法施工原理编制的施工方案和组织施工,从开挖分层和支护形式上充分考虑施工期围岩安全稳定,规范施工程序,使支护作业面最大限度地紧跟开挖作业面施工,将动态的、随机的、不断变化和调整的开挖及支护工序变换过程,转化为相对固定的工作程序,以起到良好的效果。     

高地应力下大型地下洞室开挖期硬岩片帮机理分析

片帮是高地应力下地下洞室硬岩开挖中的常见破坏现象,严重影响施工安全。双江口地下厂房洞室围岩在开挖施工初期发生了较为严重的片帮。本文基于该工程的现场调查和室内试验数据,对高地应力下大型地下洞室开挖期的片帮特征进行了分析,结果表明:开挖后沿洞周切向分布的大主应力形成压致拉裂作用,可诱发片帮;高地应力下的完整硬岩更易发生片帮;应力集中处片帮风险更高;片帮发生后应及时支护,否则可能发生渐进性松弛开裂。     

白鹤滩水电站左岸主厂房分级开挖围岩变形规律研究

白鹤滩水电站地下洞室群结构复杂,主厂房第Ⅰ—Ⅴ级开挖,围岩变形量大、围岩稳定性问题突出。依据主厂房第Ⅰ—Ⅴ级开挖、支护完毕后围岩变形监测资料、地质资料、现场施工情况,得到主厂房围岩变形规律。在高地应力和大埋深共同作用下,0+12(1号机组)断面围岩位移量最大,为58. 18 mm;主厂房下游边墙围岩位移量大于上游边墙;围岩松弛卸荷区距离洞壁3. 5~6. 5 m;围岩位移与开挖卸荷关系紧密;开挖临近监测断面时,位移~时序曲线呈台阶式增长;开挖结束后,随着开挖面远离监测断面,围岩位移量增长速度较小,最终趋于稳定。总结分析白鹤滩左岸主厂房围岩变形规律,对于保证主厂房分层开挖施工期安全和预测下阶段洞室开挖围岩稳定性具有重要意义。