深埋隧洞开挖岩爆数值模拟与预测

为能更好地反映深埋隧洞岩爆的脆性破坏特征,在岩爆的数值模拟中采用了一个复合破坏准则弹脆塑性本构模型,并结合锦屏二级水电站辅助洞工程,综合运用各种判据和方法建立岩爆的预测体系,对开挖过程中岩爆的发生情况进行了预测,判定在洞肩和洞底角点处发生岩爆可能性较大,这与锦屏二级水电站辅助洞岩爆实际发生情况基本一致。对岩爆的预测具有一定的参考价值。     

锦屏二级水电站引水隧洞主要工程地质问题分析

对锦屏二级水电站引水隧洞在前期试验洞施工建设过程中遇到的工程地质问题进行分析研究。概述了锦屏二级水电站引水隧洞地应力场、岩爆及其监测预报的情况,并对隧洞高外水压力和涌突水问题进行分析研究;提出通过加强初期支护防治岩爆和“以堵为主、堵排结合”的涌突水防治措施。     

基于微震监测技术的隧洞强岩爆预测实践

岩爆监测与预报是岩土界公认的世界性难题。锦屏二级水电站的引水隧洞的高地应力和复杂的地质结构导致了该隧洞群开挖过程中岩爆频发,对人员和设备安全造成较大的影响和潜在威胁。以锦屏二级水电站某隧洞开挖过程中强岩爆为例,介绍基于微震监测技术的岩爆预测方法。分析显示,监测系统可以采集到岩爆较为明显的前兆信息,通过人工分析处理后,可对风险区域进行较为准确的预测预报,为工程安全施工提供了重要的参考依据。     

岩爆预测与防治中几个问题的研究现状

摘要雅砻江锦屏水电站地下工程埋深大,工程区地质构造复杂,洞线中遇到与天生桥二级水电站引水隧洞中性质相近的岩石,具有发生岩爆的应力条件与岩性条件。事实上1991年,在5km长的勘探平洞施工中,已有轻度岩爆发生。岩爆将是本工程中的一个关键问题,但到目前为止,岩爆又是一个研究得很不充分的课题。本文在对岩爆研究现状叙述的基础上,提出了锦屏工程岩爆治理工作的建议:1.早期对岩爆作宏观判断;2.优化设计;3.施工中用声发射和微震监测;等等。     

TBM通过强岩爆洞段的施工

介绍了四川锦屏二级水电站引水隧洞TBM通过强岩爆洞段施工所采取的措施,包括导洞开挖选型、掘进参数的确定、掘进注意事项、结果分析等。结果表明,由于措施合理,TBM顺利通过强岩爆洞段。     

锦屏二级水电站引水隧洞工程强岩爆综合防治措施研究

锦屏二级引水隧洞工程一般埋深1500～2000m,最大埋深2525m,具备发生强至极强岩爆的条件,工程开工以来已发生多次强岩爆.为最大限度降低强岩爆对工程安全和进度的影响,结合辅助洞和排水洞的施工经验,锦屏二级引水隧洞工程采用了微震监测、应力爆破解除、中空预应力注浆锚杆、水涨式锚杆、纳米仿钢纤维混凝土等综合防治措施.这些措施的综合运用在水电和交通隧道工程领域尚属首次,并已取得一定成果.     

锦屏水利枢纽辅助洞高压大流量突涌水防治

辅助洞作为锦屏水电枢纽工程(一、二级)水电站的前期控制性工程,既是沟通东、西雅砻江交通的重要通道,又是锦屏二级水电站引水隧洞的施工辅助洞和地质探洞.辅助洞(西端)施工过程中,实际揭露出的最大地下突涌水压力大于6MPa,最大涌水量达15.6 m3/s,洞口排水稳定流量最大达3 m3/s,丰富的地下水给辅助洞施工带来了极大的困难.经过两年多的努力以及几次大涌水防治的成功实践,积累了一定的经验,也逐步摸索出一套应对高压大流量突涌水隧洞的施工与防治方案.结合锦屏辅助洞(西端)的施工,分析了掘进过程中遇到的几次高压大流量突涌水的规律特征,对高压大流量突涌水具体防治措施作了总结归纳.辅助洞(西端)高压大流量突涌水防治经验和方法将对锦屏二级水电站引水隧洞的施工和今后类似工程建设具有借鉴作用.     

锦屏二级水电站引水隧洞岩爆段TBM穿越技术

锦屏二级水电站引水隧洞埋深大,地应力高,岩爆问题突出。结合该工程TBM岩爆段施工所遇见的岩爆现象、危害以及防治措施,总结了TBM岩爆开挖经验。     

超深埋隧洞TBM施工的岩爆研究

TBM工法最显著的优势就在于掘进速度快,其决定性因素是掘进、支护设备与隧洞地质条件的匹配程度,而岩爆(尤其是强烈岩爆)是制约锦屏二级水电站隧洞开挖进度的瓶颈问题。本文结合施工排水洞岩爆现象及支护处理措施,对岩爆的声学特征、时空效应、破坏方式等进行分析,总结了TBM施工洞段岩爆的特点。在水电隧洞工程中引入了微震监测进行岩爆预报,也是目前岩爆监测与预报或预警最有效的技术之一。在对岩爆发生规律、特点、预报研究的基础上,根据TBM设备的特点和能力,提出了防治不同等级岩爆的工程措施和建议。     

浅谈锦屏二级水电站洞挖岩爆成因及预防措施

介绍锦屏二级水电站地处高应力地区,在洞室开挖过程中常发生岩爆一些预测及防治措施。     

锦屏二级水电站岩石单轴压缩试验

结合锦屏二级水电站深埋长隧洞开挖岩块岩石单轴压缩试验结果,对岩石力学参数进行了分析研究。结果表明:岩石力学参数随着深度的增加呈增大趋势,而泊松比和软化系数基本不变化;岩石的应变软化现象随着深度的增加越来越明显,岩石解除地应力后,岩石内部存在的能量在岩石加载破坏的同时得到释放,现场发生岩爆的几率大。     

某水电站引水隧洞岩爆可能性判别及预测

新疆某水电站引水隧洞开挖中发生多次应变型零星岩爆,主要表现为劈裂破坏后成层剥落,给工程建设和人员设备安全带来较大威胁。在区域地应力场回归分析的基础上,针对依据现有规范无法得到爆坑深度及对非圆形洞室判断结果存在一定误差的不足,引入了硬脆性岩体破坏预测准则(m-0准则)。在对该准则进行适应性判别后,采用所提方法和规范方法对该水电站引水隧洞剩余洞段岩爆可能性进行了综合判别。结果表明:采用m-0准则可对爆坑深度进行有效预测,剩余洞段岩爆主要以片帮和连续剥落的轻微岩爆为主,局部洞段具有发生中等岩爆和强烈岩爆的可能性。研究结果可用于该工程后续洞段开挖支护设计,另可为类似深埋硬岩工程岩爆可能性判别提供一定的借鉴及参考。     

江边水电站引水隧洞岩爆特征及防治措施

江边水电站引水隧洞的岩爆发生直接影响工程开挖进度并严重威胁施工人员及设备的安全,因此,研究岩爆的特征和发生规律显得尤为重要。概括介绍了引水隧洞岩爆发生特征、规律、预测预报方法,并详细阐述了岩爆防治措施及施工技术。     

锦屏二级水电站1号引水隧洞绿泥石片岩洞段监测成果初步分析

绿泥石片岩具有强度及弹性模量等力学参数较低、遇水软化效应明显的特点,易出现围岩持续变形、支护结构损坏、大规模塌方等破坏情况。通过对锦屏二级水电站1号引水隧洞绿泥石片岩洞段围岩变形、支护和衬砌结构应力应变及衬砌外水压力监测成果的初步分析,了解该洞段的工作状态,为1号引水隧洞的安全评价提供科学依据,为类似工程提供参考。     

锦屏二级水电站引水隧洞三维渗流分析

锦屏二级水电站位于四川省雅砻江干流锦屏大河湾上,利用大河湾之间的水位落差,凿洞引水发电,是雅砻江上装机规模最大的水电站.其引水隧洞长约18～20 km,并具有超深埋、大直径特点.工程地质和水文地质条件极其复杂,采用反演分析方法来修正确定水文地质参数;由于研究的范围很大,而隧洞尺寸相对很小,计算模型采用大模型和小模型相结合的连续介质模型,对大结构面如断层则采用薄断层导水单元来模拟其导水率.通过计算分析研究,预测引水隧洞在施工中的最大渗水量,评价、分析和讨论了隧洞开挖和形成后对周围环境的影响,为设计施工提供参考依据.     

锦屏二级水电站引水隧洞围岩岩爆特性研究

为了解锦屏二级水电站引水隧洞围岩岩爆特性,对该工程区典型岩爆岩样系统地开展了岩石力学特性试验研究。试验结果表明:岩样较完整坚硬、抗压强度高,主要以脆性破坏形式为主;典型地层试样的岩爆倾向性指数平均值Wet均大于2.0,当地处高应力区时,岩爆特征明显;岩样卸围压破坏过程中变形特征规律为初始卸载围压越大,岩石的扩容效应越显著,与常规三轴压缩试验相比,岩样卸荷破坏的峰后应力跌落时的轴向应变变化较小,初始围压越大脆性破坏特征越明显;CT扫描断面与图像重组手段分析表明,试样在卸荷试验过程中,首先经历压密阶段,然后进入扩容状态直至破坏,破坏后存在"密度回弹"现象。卸围压试验中,试样瞬间发生破坏,多数伴有破裂响声,多数产生"双剪"破坏;利用岩体基本质量指标来描述岩石坚硬程度和岩体完整程度,提出了一种新的岩爆判据形式与分级标准,利用试验成果对提出的岩爆判据与分级进行了验证,结论与锦屏二级水电站辅助洞岩爆实际情况相符。     

锦屏一级水电站左岸1885m高程以上边坡开挖施工规划

锦屏一级水电站双曲拱坝最大坝高305 m,坝顶以上边坡最大开挖高度220 m,呈典型的＂V＂字型河谷,岸坡陡峻,施工场地狭窄,施工辅助设施布置困难。主要从施工风、水、电、施工道路、集渣平台和挡渣墙的布置、边坡开挖施工布置与规划等方面介绍了锦屏一级水电站左岸1 885 m高程以上边坡的开挖施工。     

深埋特长引水隧洞岩爆预测与防治探讨

岩爆作为深埋长大隧洞开挖的常见地质灾害,极大地威胁着施工人员及设备的安全。本文在分析岩爆易发条件争易发时间的基础上。结合锦屏4#引水隧洞工程实例,对深埋特长引水隧洞岩爆预测与防治措施进行了综合阐述。对今后类似工程的施工起到一定的指导和借鉴作用。