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。     

猴子岩水电站尾水调压室围岩加强支护设计专题咨询会议在成都召开

受国电大渡河流域水电开发有限公司的委托,中国水利水电建设工程咨询有限公司于2014年2月17日,在成都主持召开了四川省大渡河猴子岩水电站施工阶段尾水调压室围岩加强支护设计专题咨询会议。猴子岩地下厂房地处高地应力区,地质条件复杂。尾水调压室开挖和支护施工中边墙出现岩体劈裂等破坏现象,在上游拱脚发现喷混凝土裂缝现象。尾调室最大变形近70mm,部分锚杆应力计和锚索测力计量程超设计张拉力。     

地下厂房洞室群开挖过程中的工程地质问题

猴子岩地下厂房洞室群位于高地应力区,围岩强度相对较低。在地下洞室群开挖过程中,出现喷层开裂与围岩表层剥落、掉块、坍塌等现象。现场勘测表明,围岩变形、锚杆锚索应力、围岩松弛深度及范围均较大。根据地下洞室群工程地质条件,对围岩进行了分类,分析了围岩变形产生的原因。据此有针对性地实施了局部加强支护,包括适度加密系统锚杆和锚索、降低锚索锁定吨位、对主厂房Ⅳ类围岩采用较高密度的锚杆以及锚索、灌浆和钢筋混凝土修补等处理措施,以提高岩体抗破坏能力,保障围岩稳定。     

高第二主应力条件下大跨度洞室围岩变形破坏特征分析及支护措施

猴子岩地下厂房区域地质构造复杂,洞室群埋深大,位于以水平构造应力为主的高—极高地应力区。与一般高地应力情况不同的是,猴子岩厂区第一、第二主应力均较高,分别达到36.43 MPa和29.82 MPa,使得高地应力对洞室高边墙的不利影响不能通过调整厂房轴线来规避,这为洞室施工和支护设计带来较大挑战。从工程施工过程中出现的变形破坏现象以及位移、支护应力监测资料、声波检测资料入手,归纳高第二主应力下大跨度地下洞室群的变形破坏特征为:1岩爆现象普遍;2围岩变形量及破坏深度大;3锚固支护结构负荷水平高。对围岩变形破坏机理作初步探讨,并根据支护效果总结了高第二主应力下支护设计和支护措施的经验,可为高第二主应力条件下大跨度洞室围岩的稳定分析提供参考。     

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。     

水电站高地应力地下洞室群施工期围岩变形破坏研究

针对猴子岩水电站地下洞室群施工期岩体破坏现象,研究了其围岩变形破坏模式,利用应力莫尔圆和复合强度判据对高地应力情况下的应力驱动型变形破坏进行了成因机理分析,并提出了有效的工程应对措施。研究成果有利于进一步认识高地应力地下洞室群围岩变形的稳定性,可供类似地下厂房洞室群的设计与施工借鉴。     

锦屏二级水电站地下厂房下游拱肩开裂与中隔墙锚索破坏原因分析及处理措施

针对锦屏二级水电站地下厂房开挖支护中后期,下游拱肩开裂、外鼓、剥落及混凝土浇筑期间中隔墙锚索破坏问题,分析其原因,认为是与洞轴线成小夹角的层状陡倾角岩体受该部位强烈集中的高地应力影响和中隔墙岩体三向卸荷变形影响有关。为此,对地下厂房和主变洞下游拱肩开裂部位采用表层、浅层和深层喷锚支护措施进行综合处理,对中隔墙岩体进行低压固结灌浆。实施后,效果好,有效地保证了围岩稳定与厂房安全。     

彭水地下电站厂房洞室布置及支护设计

彭水水电站是在复杂岩溶地区建设的大型地下电站,地下电站洞室群布置充分适应了厂区的围岩地质特性,在高陡倾角的岩层中主厂房洞室平行于岩层走向布置,将主变布置在地表、母线出线通过长竖井连接、率先采用新型的变顶高尾水隧洞,极大地减小了地下电站洞室群的规模;以充分翔实的地质勘探成果和多理论、多方法的数值模拟分析为基础,确定了主厂房顶拱以张拉锚杆喷锚支护为主、边墙以预应力锚索及喷锚支护为主的支护方案,在施工过程中强调"新奥法"动态支护设计的理念,并在岩锚梁锚固、预应力锚墩结构、高边墙无盖重固结灌浆等方面积极创新.     

某水电站地下厂房开挖初期监测成果分析

地下厂房的洞室变形和应力监测基本能够较全面地反映围岩变形情况、支护锚杆及锚索的工作状况.围岩应力、锚索荷载在地下厂房洞室开挖和支护初期的增加间接验证了围岩变形监测成果,在时间和空间上具有较好的关联性.地下洞室的首层开挖对顶拱变形较大,第一、二层的开挖对拱脚和边墙的变形影响较大,位移增量区域均存在向低高程(开挖面)下移、...     

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。     

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。     

乌东德地下厂房岩体深部加固及施工程序研究

乌东德水电站右岸地下厂房洞室群赋存于前震旦系褶皱基底,为陡倾下游的层状浅变质岩。主厂房第Ⅵ层大桩号段开挖时,单次长度达35.0 m,由于上游边墙处的施工支洞顶部岩体挖除、侧向约束解除、边墙高度突增,导致主厂房上游边墙岩体深部出现较大范围的沿层面开裂及滑移、围岩变形及锚索受力陡增,危及到主厂房施工及运行期安全。为此,采用三维离散元法对岩体开裂部位加固及第Ⅵ层后续开挖区段长度进行了对比研究,并提出了"锚索+接缝灌浆"的处理方案及"小区段、间隔开挖+及时支护"的施工程序。目前,右岸地下厂房已全部开挖完成,各部位监测项目均已收敛,监测成果验证了加固方案及开挖程序的合理性。相关思路可为后续同类工程的建设提供参考。     

高地应力硬岩大型洞室群围岩变形破坏与岩石强度应力比关系研究

岩石强度应力比是表征围岩稳定性的重要指标之一。研究围岩变形破坏与强度应力比的关系,揭示二者间的规律性联系,对高地应力硬岩大型地下洞室群围岩稳定性控制具有重要意义。以具典型高地应力特点的锦屏一级水电站和猴子岩水电站2个硬岩大型洞室群为研究对象,首先系统梳理了2个工程的围岩岩性、岩石强度和初始地应力等工程地质条件,并详细统计了洞室群施工期围岩破坏类型和数量;通过对地下洞室群围岩的岩石强度应力比进行分区,并结合围岩140多个破坏现象和发生部位,建立了高地应力硬岩大型洞室群围岩变形破坏与岩石强度应力比之间的联系;采用不同的初始地应力分级标准,并结合洞室群围岩破坏特征,验证了基于强度应力比修正的地应力分级标准对高地应力硬岩洞室群的适用性,揭示了围岩应力诱导型破坏随岩石强度应力比的变化规律。研究成果有助于今后高地应力条件下硬岩大型地下洞室群施工期围岩破坏类型预测,并为提出具有针对性的施工期围岩稳定控制措施提供参考。     

杨房沟水电站地下厂房围岩稳定分析

杨房沟水电站地下厂房具有"跨度大、边墙高、规模大"的特点,开挖过程中出现不同的围岩变形破坏问题.笔者通过现场调查分析,总结了地下厂房下游边墙的三类边坡破坏模式:应力型破坏、结构面型破坏、结构面～应力组合型破坏,其中,结构面控制型为主要变形破坏模式.依据不同变形破坏模式,在系统支护的基础上,采取相应的加强支护措施,经支护...     

二滩水电站地下厂房系统洞室围岩变形及支护处理措施

二滩水电站地下厂房系统洞室群规模巨大，其跨度、高度均位居世界前列。由于场区地应力比较高，在开挖期间出现了局部围岩的大变形及岩爆、喷混凝土层剥落等不良现象。对围岩采用系统喷锚支护，局部作加强处理，稳定性良好。工程利用岩体质量Ｑ值确定围岩支护压力，为在设计支护强度方面提供了实例。     

白莲河地下厂房F8断层洞室段支护技术

介绍白莲河地下主厂房出露的F8断层,斜切洞室顶拱、上游边墙及岩壁吊车梁岩台,对围岩稳定产生的不利影响。采用分段开挖支护、长锚杆及锚索加固、固结灌装、格构梁喷护、排水等工程措施进行综合处理,并审慎监测,以确保洞室围岩稳定。     

文登抽水蓄能电站地下厂房施工期围岩变形机理分析

文登抽水蓄能电站地下厂房岩性较好,但地应力场相比同等埋深下其它工程偏高,且主厂房有断层穿过。为更好地分析地下厂房施工期围岩稳定性,依据文登抽水蓄能电站地下厂房施工期地质情况、物探成果、安全监测数据和数值分析成果,对施工期围岩变形机理进行了分析。成果表明,地下厂房开挖扰动使围岩出现松弛,松弛深度在1．4ｍ以内;地下厂房总体变形不大,支护体系受力也在正常范围内,较大变形和支护受力区域主要受局部不良岩体结构和较强的开挖卸荷扰动影响所致;受较高岩体质量和地应力场条件影响,厂房开挖后围岩松弛圈内易出现平行于边墙的卸荷性裂隙,使得围岩中局部可能会出现相对较大的变形和较高的支护受力。