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。     

彭水地下电站高边墙围岩施工控制技术

针对岩体加载和卸荷过程中力学性质的本质区别,以彭水地下电站工程的施工开挖为例,分析了岩体卸荷变形对"大型地下洞室纵轴线顺岩层走向呈0°夹角方案布置在薄层、陡倾角层状灰岩、夹软弱页岩层中的高边墙"的影响,从岩体卸载的角度对围岩施工变形进行了研究。通过超前导洞勘探开挖,埋设先进的监测仪器等,借助监测数据分析其变形特征,有针对性地采取了加固处理措施,有效指导了工程施工。可供同类工程参考。     

乌东德水电站左岸地下电站小夹角陡倾岩层主厂房开挖支护技术

从地下厂房布置与地质条件的关系出发,阐述了地下厂房的开挖、支护施工技术与成效,重点研究小夹角陡倾岩层下开挖分层与爆破方式优化、仰角锚索施工技术创新、直立隔墙对穿锚固技术优化、直立高边墙挖空率与围岩稳定的关系等问题,运用数据统计对比进行了分析。本文提出的优化创新技术对土建工程洞室布置、开挖与支护技术应用具有一定的参考价值。     

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。     

功果桥水电站主要工程地质问题及对策

功果桥水电站工程枢纽区地质条件较为复杂,地层呈单斜构造,横河展布,岩层陡倾上游偏右岸;岩体风化、卸荷作用强烈,陡倾角结构面发育,缓倾结构面轻度发育;地下洞室深埋于微风化～新鲜岩体中,围岩为陡倾层状岩体。针对工程开挖中存在的主要工程地质问题,提出相应的处理措施,为工程的顺利进行奠定了坚实的基础。     

乌东德水电站地下厂房主要工程地质问题研究

乌东德水电站两岸地下厂房位于坚硬的中厚层陡倾角灰岩及白云岩内,具有“大跨度、高边墙、中厚层、陡倾角、低地应力、小夹角”的工程特点,归纳总结开挖揭露出的工程地质问题有8类：即层面走向与厂房轴线夹角小所引起的高边墙变形稳定问题;块体问题;B类角砾岩因抗压强度与变形模量相对较低存在的围岩变形稳定问题;层面附碳质薄膜区因岩体完整性差而存在的变形稳定问题;顶拱零星分布的较长大缓倾角裂隙所引起的块体问题;零星分布的短小缓倾角裂隙较发育区顶拱局部变形或掉块问题;走向与厂房轴线夹角小且性状较差的断层或长大裂隙所引起的局部边墙变形稳定问题;溶洞问题。对各类工程地质问题的特点进行归纳总结,可为设计采取针对性的处理措施奠定坚实的地质基础。     

小湾水电站枢纽区工程地质条件简介

小湾水电站枢纽区两岸地形陡峻，基岩为单斜横河陡倾上游的中深变质岩，地质构造复杂，表层均匀风化．卸荷作用强烈，岩体渗透特性与构造关系密切；岩体为坚硬块状岩体，属高地应力地区．坝基以完整的Ｉ＋Ⅱ类体为主，抗力体稳定条件较好，边界清楚，对地下厂房洞室群、尾水洞、泄洪洞等运用Ｑ系统和ＲＭＲ方法进行分类，大部分洞段为好围岩；开挖后将在坝前、水垫塘两侧及隧洞进出口等处形成高陡边坡，不存在边体稳定问题，对个别地段仍应注意支护和锚固．     

复杂地质条件下全强风化岩体的高边坡设计

桐子林水电站导流明渠开挖高边坡区内地质条件复杂,岩体普遍全强风化、卸荷强烈,风化、卸荷水平深度较深,为层状~碎裂、层状~镶嵌结构的Ⅴ级岩体。边坡开挖高陡,最高可达120m以上,边坡稳定性差。在边坡设计中,经边坡稳定性宏观分析及边坡稳定计算,遵循设计原则进行边坡开挖支护设计,并根据施工地质和监测资料进行动态调整和优化,在采取适当的工程措施后可保证边坡稳定。     

陡倾结构面影响下巨型地下洞室穹顶开挖围岩稳定性分析

白鹤滩水电站地下洞室群规模宏大且围岩地质条件复杂,左岸尾调室洞径达48 m,埋深330 m,受中高地应力、陡倾裂隙、断层等影响,大型穹顶开挖面临着局部高应力区围岩脆性破坏和结构面控制下围岩松弛区变形稳定问题。采用3DEC数值分析软件对多组结构面控制下左岸尾调室开挖过程中围岩变形特征及应力集中程度进行数值模拟,采用三维空间等值面技术分别比较了开挖过程中围岩变形分布特征和应力集中分布特征。研究表明,受大主应力及结构面组合影响,围岩高应力破坏风险不高;但陡倾结构面的存在对穹顶围岩变形有较大影响,围岩变形最大的区域发生在穹顶NW向侧翼区域;陡倾结构面交叉切割使得穹顶局部部位浅层岩体松弛更加突出,易发生松弛坍塌破坏。研究工作的成果可为类似深埋地下工程施工及支护方案的确定提供参考。     

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.     

层状岩体横观各向同性劣化模型研究

层状岩体呈现出明显的横观各向同性力学特征,为此,将层状岩体视作层间岩石与层面组成的复合材料,分别就层间岩石力学性质建立相应的力学模型,并提出了劣化模型的弹模裂化极限取值统一限定条件。可考虑层状岩体强度及弹性模量在峰后随塑性应变增大而减小的现象,更能准确地模拟层状岩体洞室开挖的力学响应。在乌东德水电站陡倾层状岩体洞室的围岩开挖稳定性分析的应用中,计算结果与现场监测结果吻合,证明该模型适用性。     

大型地下洞室高边墙无盖重固结灌浆试验研究

研究布置在薄层、陡倾角、软弱页岩层状中的大型地下洞室高边墙在无盖重条件下,通过固结灌浆加固处理,验证固结灌浆施工工艺,以确定合适的灌浆压力及浆液配比;验证无盖重固结灌浆加固处理措施对洞室高边墙围岩稳定性的影响。所取得的研究成果填补了大型地下洞室高边墙布置在薄层、陡倾角、软弱页岩层状中实施无盖重固结灌浆加固处理尚无成功经验的空白。     

水布垭地下电站洞室布置方案研究

水布垭地下电站厂区地层上硬下软,上部为栖霞组层状岩体,软硬相间,下部为马鞍组、黄龙群组和写经寺组软岩,其间还有相向对倾的断层F2、F3的切割,地质条件复杂,软岩成洞问题十分突出.结合厂区地形和具体的地质条件,利用坝子沟开挖引水渠,坝子沟南侧边坡上布置岸塔式进水口.引水隧洞为1机1洞垂直进水塔平行布置,与主厂房轴线夹角为70°,进口中心高程334.25 m,出口中心高程189.00 m,上平段与下平高压段之间由60°斜井段相接.主厂房轴线方向N296°,主厂房的平面尺寸168.50 m×23.00 m×65.47 m(长×宽×高),其中机组段长118.70 m,安装场长41.50 m.尾水为1机1洞垂直主厂房轴线平行布置,从马崖高边坡正面坡坡脚出口.     

倾倒变形体成因机制及稳定性

陡倾产状岩体倾倒变形是自然界常见的一种地质灾害,对工程建设存在一定危害。水库大坝两坝肩开挖,多为基岩开挖,因此伴随着基岩岩体卸荷倾倒变形体发育。根据现场倾倒变形体的特征,进行形成因机制及边坡破坏模式分析和稳定性计算分析。     

彭水水电站主厂房下游边墙岩体卸荷松弛特征

彭水水电站主厂房开挖跨度30 m,长252 m,边墙最大高度76.5 m.主厂房开挖到第3层即高程219～229 m时,下游边墙桩号0+135～0+200,长约70 m段发生卸荷松弛拉张塌落现象.为了查明下游边墙岩体卸荷松弛受损伤的范围、与开挖前相比其强度和性状有何差异、稳定性如何等,以地质编录、小口径钻探、钻孔录像、声波测试、注水试验等资料为基础,对边墙岩体卸荷松弛特征及影响因素进行了分析,将卸荷松弛带划分为强卸荷松弛带、弱卸荷松弛带和微卸荷松弛带,并对其稳定性作出了宏观定性评价,为实施工程处理提供了依据.     

大奔流沟料场施工期高边坡稳定性数值模拟

锦屏一级水电站大奔流沟料场边坡开挖高度468 m，开挖量巨大，岩层陡倾坡外，快速开挖卸荷过程中边坡安全稳定问题突出。在边坡破坏模式分析的基础上，建立了考虑层状岩体各项异性的数值分析模型，研究边坡开挖过程中应力、位移、塑性区和锚固受力演化特征，并评价边坡稳定性。研究表明，边坡整体稳定性主要受控于边坡的地质结构特征、层间错动带和岩层层面的抗剪强度等因素。总体上，开挖完成后边坡安全系数满足规范要求。     

两河口水电站灌浆平洞洞口封堵段综合灌浆措施的研究及应用

两河口水电站坝址区岩体以砂质板岩、粉砂质板岩为主,属于薄层状地质构造,其灌浆平洞洞口段受岸坡和灌浆平洞双重爆破开挖作用影响,顺坡向卸荷裂隙和陡倾微细裂隙发育,灌浆时易发生抬动、劈裂、串冒漏浆等特殊情况,难以保证灌浆质量,属于大坝防渗的关键部位和薄弱环节,蓄水后若发生较大的渗漏问题将会造成难以弥补的损失,且在高水头作用下的补灌处理工程施工难度大、作业环境差、工程投资多,因此,在施工过程中必须高度重视,应立足一次处理到位。阐述了对两河口水电站灌浆平洞洞口封堵段综合灌浆措施进行的研究及应用。     

阿海水电站导流洞围岩稳定性预测及反馈研究

阿海水电站工程区主要为砂板岩互层状岩体，导流洞部分洞段围岩为相对较软的板岩及具有各项异性的砂板岩互层状岩体。洞室开挖后由于二次应力的分布有可能产生围岩变形，因此对导流洞的围岩稳定性的预测分析对工程具有重要的指导意义。本文利用围岩应变率及围岩单轴抗压强度两种围岩稳定性评价方法，以及对导流洞围岩应力及变形进行有限元模拟分析，并结合施工后导流洞变形监测结果，对整个洞室围岩稳定性进行综合分析评价。     

含陡倾软弱破碎带节理岩质高边坡稳定性分析

岩质边坡破坏模式及稳定特征主要由边坡发育的控制性软弱结构面决定,以福建某抽水蓄能电站右岸含陡倾软弱破碎带边坡为研究对象,在地质分析基础上,综合运用离散单元强度折减法,对边坡破坏模式及稳定性进行分析。研究结果表明:边坡主要表现为陡倾软弱破碎带和顺层缓倾优势结构面共同控制的滑移变形破坏模式,自然边坡整体稳定性较好,工程开挖会导致边坡稳定性降低,岩体朝向河谷方向的变形量值较大,安全系数不满足规范要求;对边坡采取以预应力锚索加固为主的治理措施后,边坡变形得到了有效控制,稳定性满足要求。     

乌东德右岸地下电站主厂房开挖变形及处理

乌东德水电站主厂房具有大跨度、高边墙、陡倾岩层的特点,在右岸主厂房进行第Ⅵ层开挖时,#7~#8机组段上游边墙以及#9~#10机组段下游拱座部位围岩出现持续较大变形现象,#9~#10机下游拱座同时出现喷混凝土裂缝、掉块现象,经针对性加固处理及调整施工程序,变形已收敛;在进行#8机窝与尾水支管贯通期间,#9~#10机组下游拱座部位第二次出现喷混凝土开裂及掉块现象,通过扩大加固范围,第二次变形得到控制,后续机窝顺利完成开挖。通过总结乌东德右岸主厂房开挖变形过程及处理措施,为类似工程提供经验参考。