锦屏二级水电站引水隧洞TBM施工工法研究

 锦屏二级水电站引水隧洞是我国目前规模最大的水工隧洞群,特点是洞线长、埋深大、技术难度大,且沿线突水、岩爆、塌方各种地质灾害十分突出,为确保工程施工的安全与按期顺利发电,有必要选择安全快速的掘进方式,为此针对TBM工法,进行大量的调查研究与分析论证,研究结果表明：无论是从岩石的可钻性、耐磨性,还是从岩石的变形、破坏特性,TBM施工都是可行的,对可能遇到的地下水、岩爆、围岩大变形等不良地质条件的处理,较传统的钻爆法有一定的优势,对人员设备的安全具有更好的保护作用。结合地质超前预报和施工中不断改进的施工工艺和支护手段,可以较好地解决施工过程中可能遇到的一些工程难题。     

基于微震监测的锦屏二级水电站深埋隧洞岩爆孕育过程分析

为研究锦屏二级水电站深埋隧洞岩爆孕育及发展过程,利用构建的微震监测系统对^#3引水洞的TBM掘进过程进行全天候连续实时监测。通过获取大量微震监测数据,分别从微震事件的时空序列分布、事件活动率、微震能量、能量密度及视体积对隧洞岩爆前各参数变化特征进行分析,并从动态裂纹扩展角度揭示了岩爆孕育过程中微破裂的萌生、发展、扩展直至相互贯通的宏观破坏机制,初步探讨了微震活动演化规律与岩爆间的时空内在联系。监测与分析结果表明：多数岩爆都存在有可被微震监测定位的微破裂前兆,微震活动率、微震能量及累积视体积均有不同程度的上升趋势。部分岩爆的驱动源由本地岩爆能量与转移能量之和获得,即E_驱动=E_本地+E_转移,强岩爆可再次诱发邻近位置产生岩爆。研究结果,初步证明了利用微震监测系统对深埋隧洞岩爆进行实时监测的可行性。     

锦屏二级水电站引水隧洞开挖施工监理

锦屏山以近南北向展布于河弯范围内,山势雄厚,重峰迭嶂,沟谷深切,峭壁陡立。山脊多呈尖棱状、主脊两侧山梁呈梳状排列。山峰高程大多在4000m以上。引水隧洞工程区内三迭系分布面积约占90%以上,其中广布的碳酸盐岩地层出露面积占70%~80%。由于经受强烈的区域变质和急剧的上升作用,岩溶不甚发育,岩溶地貌景观不很普遍。引水隧洞洞室开挖采用TBM与钻爆开挖相结合的方式,对开挖施工过程监理管理进行了总结。     

锦屏二级水电站引水隧洞衬砌混凝土裂缝缺陷修补

混凝土裂缝是一个普遍存在而又难以解决的工程实际问题。锦屏二级引水隧洞衬砌混凝土在高压水流、山体应力等情况下产生了诸多裂缝,采用化学灌浆对混凝土裂缝进行修复,进而对结构混凝土进行补强施工,取得良好的效果。对锦屏二级水电站引水隧洞衬砌混凝土裂缝缺陷修补工艺进行了总结。     

锦屏二级水电站隧洞涌水的数值反演与预测

 锦屏二级水电站位于河间高山峡谷岩溶区,大规模隧洞群的开挖会显著改变地下水循环条件,形成隧洞涌水,辅助洞施工期间的涌水特征表明,锦屏山体存在12条陡倾导水裂隙带。利用MODFLOW建立5种工况下的三维稳定流模型,着重刻画对涌水起重要作用的导水裂隙带。以各涌水点的实测涌水量为拟合依据,使用UCODE数值反演软件对模型进行校正,关键参数得到优化,从而提高模型可靠度。参考辅助洞的防渗模式,模型预测防渗前后隧洞群的总涌水量分别为40.35和31.19 m3/s,隧洞开挖致使工程区内两大泉断流。泉水的恢复需要更有效的防渗措施。     

锦屏二级水电站深埋长隧洞群的建设和工程中的挑战性问题

锦屏二级水电站大型深埋隧洞群由4条引水隧洞、2条辅助洞及1条施工排水洞组成,隧洞群总长约118 km,具有埋深大、洞线长、洞径大、地应力水平高、工程地质条件极其复杂、施工布置困难等特点,是目前世界上己建、在建总体规模最大、综合难度最大的水工隧洞群工程。隧洞群建设中面临地下水预报与处理、岩爆防治等关键技术问题。通过对锦屏二级水电站深埋隧洞群建设中遇到岩爆及突涌水工程治理等工程应用实例进行研究总结,提出下一步工程中所面临的挑战及应对措施。锦屏二级水电站工程深埋长隧洞的建设所取得的经验,可为类似工程提供有益的借鉴。     

锦屏二级深埋隧洞构造型岩爆诱发机制与案例解析

全长超过16 km的锦屏二级深埋隧洞沿线经过不同的地质单元。在开挖过程中,岩爆的诱发受控于地质构造条件以及由其所导致的局部地应力场,其中与地质构造直接关联的构造型岩爆影响最为突出。系统总结国内外深部工程中岩爆研究的前沿成果,结合锦屏二级水电站深埋隧洞工程中大量岩爆案例所揭示的客观规律,将构造型岩爆进一步细分为端部构造型、滑移构造型和应变构造型岩爆。采用离散元程序和相关的岩爆风险评价指标,开展深入地岩爆案例反演和机制解译,揭示深埋隧洞工程不同类型构造型岩爆的发生机制,并分析该类工程环境下关键岩爆控制因素及各因素的控制机制。最后,针对不同类型的构造型岩爆,提出相应的防治方案,可以为类似工程提供借鉴。     

锦屏二级水电站引水隧洞岩爆特征及微震监测规律研究

 通过对锦屏二级水电站引水隧洞施工期间大量岩爆记录的深入研究,分析总结出岩爆沿里程分布规律、岩爆围岩破坏方式、隧洞横断面岩爆位置规律、岩爆次数与距掌子面的距离关系、岩爆次数与开挖后暴露时间关系、岩爆烈度与其围岩破坏范围关系等岩爆特征规律。通过对这些规律及岩爆分布与地质构造之间关系的研究,总结地质构造和岩爆的相互作用规律。将微震监测技术用于引水隧洞工程施工,进行深埋隧洞的岩爆监测预警,实现对微震活动的全天候连续监测分析,并根据现场对岩爆的微震监测结果,对微震的时空演化与岩爆之间的关系进行初步探讨。研究结果表明：深埋岩体隧洞中,岩爆的时间、空间、强度等分布存在较明显的规律性,并且与地质结构、施工工法、施工扰动等影响因素之间有着必然的联系,其中地质结构对岩爆的发生起控制作用;岩爆发生之前普遍存在一个孕育过程,并伴随着大量微破裂的产生和微震能量的释放(微震前兆),微震活动对岩爆事件普遍具有时间优先性和空间一致性,可利用其指导安全施工。本文的工程实践验证了微震监测技术用于深埋岩体隧洞岩爆监测预警的可行性,并具有较高准确率,从而为隧洞的岩爆预测和安全施工提供新的研究思路。     

雅砻江锦屏二级水电站开工在即

记者日前从二滩水电开发有限责任公司获悉，中国动迁移民数量最少的巨型水电站一锦屏二级水电站项目由国务院正式核准。     

锦屏二级水电站深埋引水隧洞岩爆特征及防治措施

硬脆性大理岩条件下深埋隧洞的岩爆问题是西部开发建设中遇到的工程难题之一。文中通过对锦屏二级水电站辅助洞、施工排水洞与引水隧洞施工中发生的岩爆规律与特征的分析总结,提出了该地区地质条件下岩爆的基本条件、分类、风险分区、时空分布特征等。文中阐述了岩爆防治设计思想与原则,并从设法降低潜在震源区的应力水平与设法提高围岩的抗震(抗冲击)能力两个方面出发,针对TBM掘进与钻爆法掘进的不同开挖方案,分别提出了不同的岩爆防治措施。     

倾斜岩层双洞四线暗挖车站围岩稳定性研究

重庆轨道交通环线涂山站为倾斜岩层中双洞四线大跨暗挖车站,单洞开挖跨度为21.56 m,双洞净距19.7 m,所处岩层中斜层理和交错层理较发育,贯通性好,层面结合处岩体破碎,结合较差。为研究此暗挖车站围岩稳定性,采用有限元分析软件MIDAS/GTS建立三维有限元模型,对其施工过程进行数值分析。通过分析此暗挖车站开挖过程中围岩变形、应力和塑性破坏区的分布特征和变化规律,验证了支护措施和施工方案的合理性,并为薄弱部位加强和一次拆撑长度优化提供了理论依据。     

彭水地下水电站厂房通风数值模拟及方案比较

利用CFD技术对地下水电站发电机层、水轮机层气流组织进行了数值模拟计算。对不同的风口大小、风口数量、风口布置位置形成的室内速度场、温度场分布进行了分析对比,提出适合于本文实际的送风方案,并对所选方案的不同运行工况进行了数值模拟研究,为设计提供了依据。     

基于层状岩体卸荷演化的锦屏I级地下厂房洞室群稳定性与调控

 锦屏I级水电站地下厂房洞室群开挖支护设计与施工控制以及整体稳定性等问题十分突出,施工期已经明显呈现出高应力、低强度应力比条件下围岩的卸荷变形与破坏特征。根据锦屏I级地下厂房层状岩体力学特性,采用考虑卸荷演化的层状岩体本构模型及其数值模拟方法,反演获得初始地应力场以及层状岩体力学参数。在此基础上,对锦屏I级地下厂房洞室群进行三维数值模拟分析,获得一些对高应力下锦屏I级水电站大型地下洞室群施工期围岩稳定与支护安全等方面的认识,提出洞室群围岩应力释放调控、松弛区承载力调控以及变形开裂调控等适时工程调控措施与建议。研究结果表明,洞室群整体开挖完成后的现场监测结果和围岩稳定现状等证实了所提出的认识和调控措施的合理性,表明层状岩体本构模型及其数值模拟分析方法能够较好地反映高应力下层状岩体中大型地下洞室群施工期的工作性状。     

分岔隧道的围岩应力及变形数值分析

利用ABAQUS有限元程序,建立数值模型,模拟了分岔隧道不同洞段的开挖过程,分析了围岩变形与应力分布特点。基于数值分析,提出了针对不同洞段的支护形式。工程实例证明：这种支护形式有效地改善了围岩的应力分布,控制了围岩的变形。     

观音庙隧道Ⅳ级围岩段施工方法数值模拟分析

根据重庆市云万高速公路观音庙隧道Ⅳ级围岩段的施工方法数值模拟分析结果,得出Ⅳ级围岩段切实可行的施工方法,可供工程参考。     

南京地铁一号线南京站车站隧道设计

地铁南京站采用双洞式隧道过站,隧道埋深浅,控制因素多,先前国内没有类似工程经验,文章通过对设计方案、结构计算及铁路线路防护措施等介绍,为今后类似工程提供设计参考.     

隧道侧岩溶分布对围岩稳定性影响的数值模拟研究

以朝东岩隧道为背景,运用二维弹塑性分析研究了隧道侧面45°和正侧面不同大小、不同距离的溶洞分布对隧道围岩稳定性的影响。研究结果表明:隧道侧面溶洞随距离的增大,围岩稳定性增强,距离与隧道开挖引起的释放位移之间存在明显的相关关系,影响的分界线大约在溶洞尺寸的2～3倍;在拱顶附近的周边释放位移比底部的释放位移大。同时隧道侧面的溶洞容易引起隧道开挖过程中的偏压现象,隧道整体向溶洞一侧发生释放位移。     

解析水电站压力前池的设计重点

我国多数的引水式水电站都面临着两个大难题，一是冬季的防冰棱问题，二是夏季的引水排沙问题。如果设计水电站时不能有效解决这两个问题，则会影响水电站的后期使用。以下笔者结合具体的工程，系统探讨了水电站压力前池的设计重点。     

岩石边坡潜在失稳区域微震识别方法

 为深入研究锦屏一级水电站左岸边坡深部岩体微震活动规律并评价边坡稳定性,在已有微震监测资料基础上,结合常规监测数据,并借助RFPA有限元数值模拟手段,分析左岸边坡深部岩体微破裂萌生、发育和扩展的演化机制,解释高程1 829 m处2#固结灌浆平洞多点位移计变化与微震事件时空分布规律之间的内在联系,再现典型剖面边坡渐进破坏全过程,重点阐述高程1 885 m坝顶平台裂缝形成机制。综合施工工况和工程地质情况分析,表明微震监测系统可以有效地识别和圈定边坡深部岩体微破裂区域和潜在滑裂面,边坡外观变形及微震活动性与该部位地质构造及灌浆活动有密切关系,灌浆导致的应力重分布和边坡内部天然裂隙带错动变形是诱发高程1 885 m坝顶平台裂缝的主要原因。研究结果为更好地理解和分析复杂应力条件下岩石边坡变形及其微震活动性诱发失稳机制提供重要的参考。