高地应力地下厂房洞室群围岩稳定分析

通过对某水电站地下厂房洞室群围岩稳定数值计算及模型试验成果分析,初步探讨了高地应力条件下深埋地下洞室脆性围岩的破坏特性、洞室稳定性分析方法及支护设计要点.     

低地应力区地下洞室开挖后围岩位移二维离散元数值模拟

以西北某水利工程地下洞室为例，对低地应力状态下洞室开挖后围岩位移变化及其相应特征，采用了二维离散元法进行数值模拟研究，结果表明：低地应力区地下洞室开挖后围岩位移主要发生在拱顶位置，而发生在侧壁水平位置上的围岩位移量则明显不及前者，这说明低地应力区地下洞室开挖后围岩变形破坏主要发生在洞顶垂直方向，侧壁水平方向围岩变形破坏规模和强度均不及前者。     

高地应力洞室围岩变形破坏规律研究

锦屏一级水电站右岸地下厂房地质条件复杂,地应力高,对围岩稳定造成较大不利影响。统计分析了厂区地下洞室群施工期的围岩变形破坏现象,归纳出高地应力条件下地应力方向、洞室轴线方向对围岩变形破坏的影响规律。研究表明,高应力条件下洞室群围岩破坏程度除了受最大主应力控制,还与洞室规模密切相关;而且高地应力引起的围岩破坏在时间上有滞后性,需研究实施支护的合适时机。上述结论为地下洞室后续合理施工及支护提供了理论依据,也可为高地应力区洞室轴线布置和围岩变形破坏预防提供参考。     

高地应力下大型地下洞室开挖期硬岩片帮机理分析

片帮是高地应力下地下洞室硬岩开挖中的常见破坏现象,严重影响施工安全.双江口地下厂房洞室围岩在开挖施工初期发生了较为严重的片帮.本文基于该工程的现场调查和室内试验数据,对高地应力下大型地下洞室开挖期的片帮特征进行了分析,结果表明:开挖后沿洞周切向分布的大主应力形成压致拉裂作用,可诱发片帮;高地应力下的完整硬岩更易发生片帮...     

高地应力软岩隧洞开挖扰动特征与规律研究

高地应力软岩隧洞由于地应力高,软岩强度及变形模量低,变形和破坏现象十分突出.以滇中引水工程香炉山隧洞为依托,研究了不同洞室形状和地应力场条件下,高地应力软岩隧洞围岩的变形和破坏特征.研究表明:隧洞开挖后,围岩应力、变形、破裂范围及支护结构受力均呈分区分布特征,大主应力传递轮廓和围岩变形轮廓基本呈垂直关系.对于高地应力软...     

白鹤滩水电站右岸巨型地下厂房围岩高应力破坏特征分析及处理措施

白鹤滩水电站右岸巨型地下厂房地质条件复杂,初始地应力水平较高,开挖支护实施阶段厂房顶拱及高边墙围岩普遍发生了片帮、破裂、松弛、轻微岩爆及喷层开裂等高应力破坏。为了确保地下厂房围岩稳定安全,在地质条件、地应力水平、围岩特性分析基础上,结合围岩变形监测、数值计算、现场查勘等分析了厂房围岩高应力破坏特征,并系统地提出有效的浅表层和深层喷锚组合的加固处理措施,从而确保了围岩稳定和施工安全。积累的经验对高地应力区大型地下洞室开挖支护具有一定的指导意义。     

超大洞室群施工期围岩稳定性数值反馈分析及支护作用研究

向家坝水电站地下厂房工程地质条件较差,边墙高、跨度大,开挖规模巨大,施工期围岩稳定性问题比较突出。在对区域工程地质条件进行分析的基础上,建立了向家坝水电站超大洞室群的三维数值模型,采用统计回归方法对地应力场进行反演分析。按照实际开挖支护程序对地下洞室群开挖进行模拟,对向家坝地下洞室群开挖过程中围岩的稳定性特征进行了分析。计算结果表明：超大洞室群施工期围岩局部稳定性问题突出,施加相应支护措施后改善明显。     

杨房沟水电站地下洞室关键岩石力学问题及工程对策研究

杨房沟水电站地下洞室群规模宏大、地质条件复杂,施工期围岩稳定问题突出。为解决洞室开挖过程中普遍揭露的脆性岩体高应力破坏、缓倾结构面导致的顶拱变形破坏、喷层开裂脱落等岩石力学问题,结合施工地质、监测成果和数值模拟开展动态反馈分析,对洞群围岩稳定性进行了系统地分析和预测。结果表明,在洞室群开挖过程中,上游侧拱肩位置存在应力集中,是导致脆性硬岩发生片帮破坏的主要原因,而及时、有效的系统支护对抑制围岩应力型破坏至关重要;缓倾结构面对顶拱围岩变形与稳定起着控制性作用,主要表现为断层下盘岩体坍塌破坏和深层变形问题;在中高地应力条件下,受不利地质构造和施工质量等因素控制,洞室顶拱混凝土喷层容易发生开裂、脱落问题。通过开展施工期围岩监测反馈分析,不仅能够解释围岩变形破坏机制,而且能够为支护设计优化和信息化施工提供科学依据。     

浅析瀑布沟水电站地下厂房系统洞室群围岩变形

瀑布沟水电站地下厂房系统洞室群由于地应力高,开挖时围岩变形大,施工中曾多次发生岩爆,对围岩稳定造成了不利影响。通过对施工期围岩变形监测进行分析研究,为地下洞室的开挖、支护及稳定性评价提供了一些可借鉴的经验。     

高地应力区洞室围岩开裂问题研究进展

综述了近年来国内外高地应力下地下洞室围岩开裂问题的研究进展,重点分析了围岩开裂机理、应力和应变开裂判据,总结了围岩开裂影响因素及工程实际中常用的微震监测、声发射监测等监测与监控手段和常用的数值模拟软件,并指出了当前研究中存在的主要不足之处,包括爆破开挖、邻洞开挖和中间主应力对围岩开裂的影响等,认为爆炸荷载与地应力动态卸荷耦合分析、连续与非连续耦合数值模拟及地下洞室动态设计等将是今后的研究重点和突破方向。     

江垭电站地下厂房洞室围岩监测与分析

为监测江垭水利枢纽地下厂房洞室围岩的稳定性 ,在地下厂房的 3大洞室共布置了 4个观测断面并埋设各类测试计 478支 ,随着洞室开挖过程进行监测设施埋设施工和观测。监测成果反映了施工期洞室围岩的位移变化、应力分布状态 ,经与有限元计算成果比较 ,其位移变化、应力分布规律一致。洞室局部曾出现过几条裂缝 ,通过对裂缝观测成果及成因分析 ,已进行了处理。根据对地下厂房洞室围岩监测与分析 ,对洞群围岩稳定性的初步评价是 :厂区岩体较坚硬完整 ,锚喷支护后的围岩变形较小 ,锚杆应力值不大 ,几条洞室局部曾出现的裂缝经过处理 ,已不再发展。因此施工期间地下厂房洞群围岩整体稳定性较好 更多还原     

巨型地下厂房创新支护技术应用

白鹤滩水电站地下厂房位于高地应力区,洞室群规模巨大、挖空率高,围岩以Ⅲ1类玄武岩为主,大型层间层内错动带、柱状节理玄武岩和陡倾角长大裂隙等不良地质构造发育,洞室群效应明显,围岩稳定问题突出,开挖成型困难。为此,地下厂房开挖过程中拟采用硅粉喷射混凝土、新型锚索锚固材料,以达到快速支护的目的;利用全螺纹树脂锚杆提高岩锚梁成型质量;采用混凝土提前置换错动带以有效控制围岩变形。详细介绍了上述一系列支护技术的应用情况及控制技术。工程实践证明,上述措施实施后很大程度上保证了地下厂房开挖成型与围岩稳定。     

地下厂房顶拱塌方加固处理及施工过程稳定性分析

以大岗山水电站地下厂房在第一层开挖施工过程中的顶拱塌方及其支护加固为研究实例,在塌方区地质调查基础上,通过有限差分程序FLAC 3D建立数值分析模型,研究了塌方区的支护加固效果及后续开挖对塌方区稳定性的影响。研究表明：塌方后顶拱碎石区变形较大,而其它关键部位位移变化不大,变形增加均在3mm以内,说明施加支护对滑体周边区域变形起到了较好的控制作用;随着主厂房继续开挖,围岩应力卸荷调整,锚索、拱撑等与围岩相互作用,滑体附近岩体应力分布趋向均匀,拱顶拉应力区基本消失;锚索内力增大并逐步向深部传递,说明锚索在后续开挖中有效发挥了支护力,对于塌方区的稳定起到重要作用。     

荣地水电站增机扩容工程引水隧洞围岩特征及分类

阐述了荣地水电站发电引水隧洞围岩岩体的岩性、岩石强度、结构面产状与状态以及地下水特征,依据规范对围岩进行分类,把初设成果与开挖结果进行对比,指出存在问题,提出建议,为类似工程提供经验。     

在红层上兴建水电工程的环境工程地质问题

通过对我国红层上兴建水电工程的总结,环境工程地质问题包括:1.工程作用。由于施工爆破引起岩体各种结构面的拉张和开挖基坑卸荷而增大岩体的透水性;基坑开挖临空岩体沿剪切带的水平位移和垂直回弹,而造成岩体结构松弛和力学强度的降低。2.环境水中硫酸盐对混凝土的溶性及对坝基岩体可溶盐和灌浆材料的溶蚀,导致机械管涌,混凝土疏松,剪切带恶化,坝基强度(包括f值)降低。3.软弱夹层——剪切带在水库运行后,长期泡水和在渗水压力作用下而泥化,摩擦系数f值降低,剪切带中易溶物的溶蚀,还有化学管涌和化学淤堵之虞。4.粘土岩的快速风化。由于粘土岩亲水性和大的比表面积,具有失水收缩干裂,再遇水膨胀崩解的快速风化特征,主要因素是受大气的温度和湿度的控制。红层中兴建水利水电工程所产生的环境工程地质问题是可以认识,有规律可循和可预报防治的。     

湛江国储地下水封洞库工程主洞室顶拱层开挖爆破试验研究

爆破施工安全控制是大型地下储油(气)库开挖过程中需要解决的关键问题之一。以湛江地下水封石油洞库工程顶拱层开挖为例,通过现场爆破试验获取围岩振动及损伤监测数据,对爆破荷载作用下洞库围岩影响进行安全评价。试验结果表明:爆破后孔壁无明显爆生裂隙,半孔率符合技术要求,爆破振动速度小于安全控制标准,爆破影响深度控制较好,表明试验采用的光爆孔线装药密度及钻爆参数基本合理;各洞室交错爆破开挖,有利于控制主洞开挖爆破振动对邻洞的影响;需进一步将最大爆破单段药量控制在34 kg以内,以更好控制爆破振动。研究结果对大型地下水封洞库工程爆破设计、施工有参考价值。     

糯扎渡地下厂房开挖围岩变形及支护应力监测

为了掌握糯扎渡电站地下厂房的开挖质量,开挖施工期间,针对地质情况和开挖设计方案,在厂房顶拱和边墙等典型部位布置了8个主要监测断面,对围岩应力、变形进行监测。监测成果表明：地下厂房开挖方式和支护体系设计合理,厂房顶拱和边墙岩壁光爆和预裂效果好,开挖对围岩变形影响小,桥机运行后,岩壁梁锚杆应力与岩壁间裂缝未显著增加。     

白莲河抽水蓄能电站地下厂房围岩稳定性研究

 安全监测是保障大型地下厂房施工期和运行期围岩稳定的重要技术手段,亦可用于反馈设计和指导施工。利用施工期和运行期安全监测成果,分析研究了白莲河抽水蓄能电站地下厂房围岩变形、支护锚杆应力、锚索锚固力、格构梁钢筋应力等的变化过程和相互影响规律,并对地下厂房围岩的稳定性进行了综合评价。结果表明：电站地下厂房围岩最大表面变形15.79 mm,最大锚杆应力150.5 MPa,最大钢筋拉应力63.76 MPa,最大钢筋压应力75.56 MPa,且各项测值已趋于稳定,围岩在经历施工期快速变形和蠕动变形后已经趋于稳定。     

地下厂房岩壁梁岩台开挖

百色水利枢纽地下厂房布置在辉绿岩体内 ,围岩以Ⅲ类为主 ,具有节理裂隙发育、完整性差、岩石硬而脆的特点 ,施工时突破传统开挖方法 ,提出了“岩壁梁岩台二序开挖”的新方法 ,取得了良好的开挖效果。为不良地质条件下的岩壁梁岩台开挖探索出了一条新路子