不良地质条件下排水隧洞开挖一次支护稳定分析

不良地质条件下排水隧洞开挖后的一次支护对于限制围岩变形、确保围岩稳定及隧洞结构安全具有重要作用。在考虑围岩初始地应力场的基础上,采用三维非线性有限元模型模拟了排水隧洞开挖及一次支护过程,分析了不良地质条件下(Ⅴ类围岩)的围岩应力及隧洞一次支护结构的稳定性,可为隧洞支护三维有限元结构设计优化和合理安排支护时机提供依据。     

溪洛渡水电站地下厂房洞室群围岩稳定与支护设计

溪洛渡地下厂房洞室跨度大、边墙高,洞室纵横交错,围岩稳定问题突出。根据有限元计算分析、工程类比、地质力学模型试验,确定了围岩支护参数,施工期根据监测反馈分析成果对3大洞室的围岩稳定进行分析评价,并对支护参数进行动态调整。目前,溪洛渡地下厂房洞室群开挖支护完成,监测反馈分析成果表明,洞室群围岩稳定,支护设计合理。     

天生桥一级水电站放空隧洞开挖支护分析

本文通过天生桥一级水电站放空隧洞围岩稳定有限元分析，论述隧洞开挖中的一次支护的重要性和施作时机问题，希望对隧洞的设计和施工有借鉴作用。     

阿不都拉水库发电隧洞围岩稳定性分析

为了解隧洞Ⅳ类围岩稳定性,以新疆塔城市阿不都拉水库为例,采用Midas软件对发电隧洞围岩稳定性进行模拟分析,结果表明采取的支护设计方案是合理的,支护后的围岩是稳定的,支护设计参数可以满足要求,为隧洞的支护方案设计和施工提供科学的依据。     

高地应力条件下输水隧洞断面选型及支护设计

在高地应力条件下选择合理的隧洞断面型式以及支护结构,对保证施工期围岩稳定及隧洞长期运行安全具有重要意义。针对滇中引水工程高地应力洞段,通过对比分析不同断面型式下隧洞围岩应力、变形及塑性区分布规律及量值大小,确定了隧洞断面型式为马蹄型,有利于隧洞围岩受力及结构稳定。在综合分析隧洞围岩的应力变形情况及塑性区深度的基础上,结合工程类比法确定了隧洞施工过程的临时支护措施及永久衬砌方案。通过对比支护前后隧洞围岩的变形数值及塑性区分布范围发现:临时支护措施能够有效的控制围岩的变形及减小围岩的塑性破坏范围,经永久衬砌后的隧洞围岩处于稳定状态,无明显的塑性破坏产生。     

引水隧洞开挖支护方案围岩稳定的非线性有限元模拟

将围岩与衬砌结构看做整体承载结构,将围岩结构视为弹塑性体,结合工程实例,采用ABQUS非线性有限元软件,对Ⅳ、Ⅴ类围岩洞段进行模拟计算,从塑性变形的角度分析围岩稳定性并提出合理支护方案.模拟分析结果为:Ⅳ类围岩稳定性较差,支护处理后,顶拱塑性区基本消失;Ⅴ类围岩稳定性很差,必须进行超固处理.研究结果对同类型其他引水隧洞工程围岩稳定评价及支护设计具有一定指导意义.     

涔天河水库扩建工程2~#泄洪洞衬砌结构设计简介

涔天河水库扩建工程2#泄洪洞洞身尺寸12m×12.5m,施工期根据该隧洞地质条件、变形观测成果,确定隧洞临时支护设计参数。混凝土衬砌结构设计时根据隧洞地质条件及排水措施,对围岩压力、外水压力等荷载合理取值进行分析,采用传统结构力学方法对混凝土的衬砌厚度及配筋进行计算分析,进行不同衬砌厚度及配筋组合计算,选取较为经济合理的衬砌厚度和配筋组合。     

深埋高地应力水工隧洞开挖及喷锚支护模拟计算探析

水电工程是一项极其复杂的系统工程,通常具有建设规模大、外部环境多变、施工周期长及施工难度大等特点。由于存在较多的潜在施工进度影响因子,往往难以管控施工进度,进而影响工程预期目标效益的实现。文章根据工程实例对深埋高地应力水工隧洞开挖及喷锚支护利用非线性有限元软件进行模拟分析,通过模拟计算检修期、运行期、施工期围岩稳定性以及支护结构受力状况,提出了满足支护结构安全与围岩稳定性的优化设计,可为复杂地质条件的水工隧洞开挖与安全稳定支护提供一定理论依据。     

大伙房水库输水隧洞围岩锚杆应力监测研究

本文介绍了大伙房输水隧洞施工期锚杆应力监测研究内容,包括监测依据、仪器布置、监测成果及分析等,并对隧洞施工开挖期间锚杆受力情况,支护后的围岩稳定情况以及支护措施进行介绍,在分析判断的基础上,对支护参数进行了调整.     

长潭河水利枢纽导流隧洞进口段开挖及支护设计

长潭河水利水电枢纽工程导流隧洞进口段岩石风化,层间错动及节理裂隙发育,岩体结构松散,开挖时存在围岩稳定问题。为保证隧洞及早进洞和施工期安全,对该段采取先开挖导洞再进行扩挖并采用管棚法施工。介绍了隧洞进口段开挖与支护的设计。     

复杂地质条件下引水隧洞围岩稳定性分析

地下工程具有广阔的发展前景,而其围岩的稳定性关系到工程的施工安全以及运行安全。采用有限元分析方法,对计算模型的有限变形原理、洞室参数的选择进行了介绍。依托柳坪水电站引水隧洞工程,依据相关设计参数,建立三维整体模型,模拟了复杂地质条件下引水隧洞在开挖不支护、开挖支护完成后、地震工况条件下围岩稳定性计算结果,说明隧洞围岩主要受到压应力的作用,且通过衬砌能有效地控制围岩变形。并对结果对比分析,得出了3种工况的安全系数均大于1,隧洞围岩结构稳定性较好,且引水隧洞垂直方向变形均大大超过水平方向等结论,为施工及结构设计提供参考。     

阿海水电站大型导流洞衬砌结构设计

以阿海水电站导流洞为实例,介绍了大型导流洞设计中常用的工程类比法、结构力学法及有限元法。采用传统的工程类比法及结构力学法可快速完成导流洞衬砌初步设计及计算,再用该初步成果进行有限元分析复核,较为合理的完成阿海大型导流洞衬砌结构设计及计算。导流洞于2007年4月开工,2009年1月过流,2011年12月下闸蓄水,安全运行近3年。导流洞下闸后进洞检查未见明显损坏,从一个侧面验证了该衬砌设计方法的正确性。     

拱坝对近坝肩导流洞结构衬砌的影响研究

为了更加深入准确的研究靠近拱坝坝肩导流洞的真实受力情况,使导流洞在施工期安全运行,研究分析了拱坝对靠近坝肩导流洞的影响。采用Ansys有限元分析法,建立拱坝和导流洞整体有限元模型,分析在自重,自重加静水情况下拱坝对导流洞产生的附加应力,为隧洞衬砌配筋提供依据。计算结果表明:拱坝对导流洞靠近坝肩部位产生的附加应力不容忽视,坝肩岩体灌浆对减小附加应力有一定作用。研究成果可为近拱坝坝肩导流洞的设计和施工提供参考。     

高地温隧洞温度场三维数值模拟分析

在高地温条件下,温度场是影响引水隧洞结构稳定的重要因素。为了研究不同工况下引水隧洞的温度场特性,以新疆布仑口—公格尔水电站高地温引水隧洞为依托,采用有限元仿真模拟的方法建立三维模型,对不同工况下高地温引水隧洞围岩及衬砌结构的稳态温度场特性进行了模拟计算,并取衬砌结构及围岩不同测点的温度场特性值进行对比分析。结果显示:受洞口及掌子面影响,围岩及衬砌温度随洞深增大可分为平缓段和骤升段两个阶段,且呈非线性变化。衬砌腰拱与顶拱内表面温差随洞深增大逐渐减小,且与工况有关,施工期最大值为1.26℃,运行期最大值为0.22℃。从模拟结果与实测结果的对比分析可知,实测与模拟所得围岩温度场分布特性相同。研究成果可为高地温引水隧洞热力耦合分析及其洞室稳定性提供了理论依据,同时也可为高地温区相关工程提供参考。     

浅议大型导流洞衬砌设计方法

以阿海水电站导流洞为实例,介绍了大型导流洞设计中常用的工程类比法、结构力学法及有限元法,并将其运用到大型导流洞设计过程中,其设计思路对类似工程设计具有一定的参考价值。     

基于渗流应力耦合的导流洞封堵期 结构安全分析

通过建立复杂三维渗流场模型,对导流洞整体三维渗流场特性进行分析;同时基于渗流—应力耦合模型,应用空气单元模拟导流洞渗流场分析中的排水孔效应,采用三维弹塑性非线性有限元法对导流隧洞开挖、支护、下闸蓄水及封堵期的围岩稳定及结构安全性进行了全面仿真计算分析。结果表明,采用空气单元可以有效模拟排水孔的排水效果;在顶拱围岩设置排水孔可有效降低洞周围岩的外水压力水头,改善支护结构的受力状况。     

龙滩水电站导流洞进水口中墩结构空间非线性有限元分析

龙滩水电站导流隧洞进水口结构属于典型的非杆件体系水工混凝土结构，较为合理的设计方法是采用钢筋混凝土非线性有限元法进行配筋设计。采用空间非线性有限元方法对进水口中墩结构进行分析后认为：原有的配筋方案基本能满足结构承载力要求；在基本计算中分缝的影响可以不计；在闸门孔口附近应采取适当的防水措施；对中墩前部和尾部可以优化配筋方案。     

直墙半圆拱导流洞衬砌结构优化研究

根据国内外对于地下洞室围岩稳定性及衬砌结构优化设计的研究思路,运用ANSYS数值分析软件对某直墙半圆拱导流洞工程进行分析,选取典型断面建立有限元分析模型。分析开挖期的围岩应力分布情况与变形规律,优化后运行期围岩及支护的稳定性态。得出如下结论：隧洞全段采用分层开挖、喷锚支护的开挖支护方案,对衬砌结构进行优化验算后,对于Ⅲ1类围岩采用70cm厚的C25钢筋混凝土衬砌;Ⅲ2类围岩采用90cm厚的C25钢筋混凝土衬砌;IV类围岩采用90cm厚的C25钢筋混凝土衬砌。     

猴子岩水电站导流洞泥洛堆积体段的施工方法及体会

猴子岩水电站导流洞位于大渡河左岸,开挖最大断面为16.5 m×18.25 m,长度约为2 km。隧洞出口位于大型泥洛堆积体上中部,岩体破碎、抗压强度极低且地下水发育。施工中采用光面爆破、超前支护等控制围岩稳定的施工方法,利用超前地质预报、围岩监控量测等信息化手段指导施工,确保了安全施工和进度。本工程已于2011年4月底实现导流洞成功分流并经历了一个汛期考验,至今运行情况良好。