惠州抽水蓄能电站地下洞室群施工建模与仿真

分析了惠州抽水蓄能电站地下洞室群的施工特点,从层次化、模块化的思路出发,充分利用关键路径技术(CPM)和循环网络仿真技术(CYCLONE)的特点,建立了施工工序模型和整体施工网络模型,并对惠州抽水蓄能电站地下洞室群施工全过程进行了仿真建模.通过将整体施工网络模型与地下洞室群施工组织设计相结合,对惠州抽水蓄能电站地下洞室群施工进行数字仿真,确定了洞室群合理的施工工期,施工进度安排、关键路线与施工强度等.此方法已应用在实际工程中,证明了该建模方法和整体模型的正确性和可行性.     

复杂地下工程施工安全风险评估与控制

为了解决地下工程施工中对已有建(构)筑物及管线的保护、不良地质问题的处理、开挖施工的安全,结合工程实例,分析工程施工环境中的安全风险源分布、评价及对结构施工的影响.借鉴北京地铁地下工程施工安全风险控制标准,提出了各种工况或不良工程地质条件下的施工工艺及安全控制措施.     

地下洞室群施工程序的仿真模拟研究

介绍以随机的生产线平衡原理,动态数组和公共时钟为基础,结合地下工程施工特点和经验总结而开发的,用于地下洞室群施工程序仿真模拟的系统,该系统具有能够快捷地实现对施工系统的仿真模拟等特点,应用于小湾超大型地下厂房洞室群施工程序模拟,成效良好。     

新建高层建筑对下方隧道影响的测试分析

在既有地下工程上方新建高层建筑,则高层建筑施工将对地下工程产生不利影响.通过采用现场监控量测与有限元数值模拟相结合的方法,对高层建筑施工整个过程对隧道的影响进行了研究.计算结果与现场实测数据相比较,得出隧道处于安全的工作状态.因此,在既有地下结构上方新建建筑时,宜采用桩基础形式,并采取施工措施降低对其不利的影响.     

隧道施工监控量测分析与应用

由于隧道与地下工程施工技术复杂,安全制约因素多,各种地下工程事故时有发生,解决这类问题的最重要措施就是在施工期间开展严密的监控量测,通过监测来准确地预报地下工程及周围环境的变化,来确保地下工程及周边建筑物、地下管线的安全.结合某高速公路隧道的现场监控量测,介绍监控量测断面布置、量测数据的处理、分析,监测结果表明,测试段的各项监测数据均趋于稳定,隧道结构处于安全状态,其监测结果对后续施工有一定的指导意义.     

大型地下洞室群施工交通运输仿真分析

大型地下厂房洞室群施工交通运输是一项庞大而复杂的系统工程.介绍了基于生产线平衡原理而研发的大型地下洞室群施工交通运输仿真系统(UPCTS),可通过开挖和衬砌施工全过程仿真,对地下洞室群施工交通运输方案的可行性和优化进行量化评判,具有较强的实践性和拓展性.该系统应用于锦屏二级水电站引水隧洞工程,论证了其施工交通运输方案可行,并对运输方式与车辆型号提出了优化建议.     

地下工程锚固技术分析

锚固技术能充分发挥岩土能量,利用和提高岩土的自身强度和自稳能力,可以有效控制岩土体及工程结构物的变形.针对我国目前地下工程建设发展急需的问题,分析了地下洞室支护结构的类型,探讨了各种支护类型的锚固机理,通过正确认识各种锚固方式的作用机理,来指导地下工程建设实践,确保地下洞室建设和运营过程中的施工安全与工程稳定,具有显著的经济效益和社会效益.     

地下实验室开挖围岩损伤评价方法及应用

为揭示地下实验室施工开挖围岩损伤演化规律,以甘肃北山埋深560 m的深部地下实验室为研究背景工程,建立基于Hoek-Brown准则的深部围岩弹塑性损伤本构模型,提出地下实验室施工开挖围岩损伤度的评价方法,编制计算程序并对地下实验室施工开挖与超载过程进行数值模拟。研究结果表明：洞室群施工开挖后围岩处于轻微弹性损伤状态,并未出现塑性损伤,洞室群整体安全稳定;随着超载的增加,围岩损伤区范围明显扩大,当超载到2.5倍初始地应力时,在洞室群交叉部位出现高度损伤区和开挖破裂区,建议对洞群交叉部位加强支护,并对中隔墙部位进行重点监控测量。研究成果为优化地下实验室建设方案提供理论指导。     

地下洞室岩体流变参数反分析

岩体蠕变是大型地下工程围岩稳定性分析中的一项重要研究内容,它为地下洞室群的长期稳定性研究提供理论依据。通过对某地下洞室群监测资料的分析,研究了该地下洞室群的蠕变特性,并通过FLAC3D程序反馈出岩体流变参数。将流变参数代入数值模型进行正计算,可预测洞室完全趋于稳定的时间,也可分析运行期围岩的稳定性。     

地下厂房洞室群岩体蠕变特性分析

岩体蠕变是大型地下工程围岩稳定性分析中的一项重要研究内容,它为地下洞室群的长期稳定性研究提供理论依据.本文通过对某地下厂房洞室群近期监测资料的分析,研究了其地下洞室群的蠕变特性,一方面丰富了蠕变分析的理论和方法,另一方面可以对该地下厂房洞室群在运行期的长期稳定性进行预测.     

断层位置及强度对地下洞室围岩稳定性影响

岩体工程的稳定性主要受岩体结构控制,而断层是岩体工程中最常见的一类规模较大的地质不连续面。断层的力学性质及其与洞室的相对位置关系决定了围岩的稳定状态,通过数值计算及三峡工程地下厂房变形监测分析表明：断层的存在严重恶化了围岩的应力及变形分布,不同断层位置、不同自然应力场条件下围岩的应力及变形特征存在着明显的差异;断层摩擦强度对断层位于顶拱部位时的围岩变形影响较大,而粘聚力对断层位于边墙部位时影响较大,而且这种影响规律随侧压系数的增大而增大。     

基于Petri网的地下洞室出渣系统建模仿真

出渣是控制开挖进度的重要工序,如何配备最适宜的自卸汽车台数,使装载机的利用率最高、岔口前排队概率最小,保证出渣运输工作顺利进行,同时满足不同道路等级的行车密度要求,是出渣过程中需要考虑的问题.结合溪洛渡工程,将地下厂房洞室群多工作面、多工种交叉作业情况下的出渣问题抽象为有限源多级随机服务系统,重点介绍了应用Petri网理论建立出渣系统模拟模型和模型实现的过程,并采用三阶段法的仿真策略,对水电站地下洞室群出渣系统进行仿真研究,取得了与实际情况相近的仿真模拟成果,为机械方案的优选提供了决策支持.     

大跨度地下洞室群围岩多尺度块体稳定性预测方法

组成地下洞室的围岩存在不同尺度结构面所切割形成的不同尺度、不同形态结构体。这些结构体是导致施工期围岩失稳的主要因素,而且在洞室开挖前无法确定其具体位置,给围岩加固设计带来了困难。由勘探平洞地质调查获得的结构面资料,依据不同尺度结构面的成因、规模,预测其在开挖面上的出露位置十分重要。从结构面成因角度考虑,运用几何-力学耦合模拟方法,建立大跨度地下洞室围岩岩体结构模型;依据断层机制,运用力学成因拟合规模较大的断层、破碎带、层面,而基于现场结构面调查统计的结果,应用随机模拟方法并结合结构面连通率特征拟合随机结构面;采用正交试验及块体理论,确定由结构面组合形成块体的几何形态,搜索多尺度块体的分布,确定特定块体、半特定块体与随机块体的分布;进一步采用极限平衡理论,分析可能发生破坏的块体,得出洞室开挖面上需要加固的块体;最后,开发了基于几何-力学成因的多尺度结构面组合稳定性分析程序UNDGD2.0。他还以某在建抽水蓄能电站工程为例,搜索洞室不同开挖面上的块体组合类型与规模,分析由结构面组合构成局部块体的稳定性,为地下洞室开挖方案的确定及设计优化提供理论依据。     

断续节理洞群渗流效应的数值模拟

采用三维有限差分FLAC3D程序,以二滩工程地下洞群为背景,考虑断续节理是影响地下洞室围岩稳定的重要因素,为有效反映其影响,本文提出Interface界面模型模拟断续节理的力学效应,对考虑与不考虑节理岩体渗流对围岩稳定性进行了大量计算工况的准三维数值模拟。得到相应的结论,可供大型地下洞室群稳定分析时作为参考。     

断续节理洞群渗流效应的数值模拟

采用三维有限差分FLAC^3D程序，以二滩工程地下洞群为背景，考虑断续节理是影响地下洞室围岩稳定的重要因素，为有效反映其影响，本文提出Interface界面模型模拟断续节理的力学效应，对考虑与不考虑节理岩体渗流对围岩稳定性进行了大量计算工况的准三维数值模拟。得到相应的结论，可供大型地下洞室群稳定分析时作为参考。     

大型地下洞室开挖数值模拟分析

以某水电站调压井大型地下洞室群施工为例,通过典型断面关键点位移、小主应力及安全系数随开挖步的变化,分析了开挖对大型地下洞室群围岩稳定造成的影响．数值计算表明,开挖过程中,围岩整体稳定性较好,但是围岩位移、小主应力随开挖步的不断递进而持续增大,关键点安全系数持续减小,最大位移与最大拉应力均位于调压井下部,分别为10．57mm及1．10MPa,局部关键点最小安全系数不满足规范要求,所以洞室开挖后需及时支护．计算表明,当二次衬砌高程大于关键点所处高程,该点安全系数明显增大,满足规范要求,且通过支护方案比选,调压井混凝土浇筑至625．5111高程是该工程最经济合理支护方案．     

双井水平盐腔恒定内压的天然气储库

盐岩是国际公认的能源储存理想介质。中国盐岩呈层状分布并具有单层厚度薄、杂质含量高、含有众多不可溶夹层的特点,故地下能源储库更宜采用水平腔体形式。为保证水平盐腔的运营安全且实现整个候选场址能源储库总容积的最大化,提出双井水平盐腔恒定内压的储气库形式,即在水平腔体中对称均匀设置两口井,分别用于注采天然气和卤水,并保持运营过程中腔体内气压为恒定最大值。根据金坛盐岩实际地质构造及岩石力学参数,使用FLAC^3D有限差分软件,建立双井水平盐腔恒定内压储气库模型进行数值模拟,从稳定性、密闭性、可使用性和井喷分析4个方面研究其长期运营的可行性和安全性;另设置对照组模拟传统腔体的工作状态,与其进行对比。结果表明：双井水平盐腔恒定内压储气库满足长期运营安全性等各方面的要求,且其性能明显优于传统储气库;此外,该储气库形式还具有经济、灵活、调峰能力强,能很好地应对井喷,相同容积造价低,能充分利用盐层密集建腔等诸多优点,是适合中国盐岩特点的储气库形式。     

大型地下水封石油洞库围岩完整性、变形和稳定性分析

围岩完整性、变形和稳定性对地下水封石油洞库建造具有至关重要的影响。以我国首个在建的大型不衬砌地下水封石油储备库项目为背景,运用弹塑性理论,在室内岩石三轴试验基础上,研究了花岗岩地层大型不衬砌地下水封石油洞库围岩的完整性以及变形和稳定性。研究表明:岩石的完整性从剪胀出现开始受到破坏,采用剪胀起始点对应摩擦角可对地下工程围岩开挖松动区进行估算;该大型地下水封石油洞库洞室开挖松动区范围从0~15.6m不等,且与埋深成正比;由于开挖过程中应力路径与剪胀线关系不同,各洞室间中墙完整性变化趋势存在差异;洞壁围岩位移方向与山丘地表走势相关,拱顶沉降和水平收敛值在8~45mm之间;在洞室底板位置出现了拉应力区,在洞库两侧边墙下端和起拱处出现高剪应力区,在开挖过程中可能出现局部破坏现象。     

某电厂黄河岸边取水泵房沉井施工技术

沉井是在高水位地质条件或受场地限制时,所采用的一种地下结构施工方法,目前在南方地区应用较多,大型的沉井结构在北方地区特别是黄河岸边应用的相对较少．以某电厂黄河岸边取水泵房大型沉井工程为例,详细介绍了沉井下沉受力计算和沉井施工的关键技术,该工程采用围堰沉井方案,沉井分节预制、一次不排水下沉的施工方法,顺利地完成了沉井施工．相对传统的岸边取水泵房施工方法,缩短了施工工期,并为北方地区大型沉井施工提供了实例．