黄登水电站地下厂房洞室群开挖支护设计

黄登水电站地下厂房洞室群主要由主副厂房、主变室、母线洞以及进厂交通、通风排风等辅助洞室组成,整个厂区洞室纵横交错规模宏大,属大型地下洞室群,其围岩支护参数应根据围岩稳定分析及施工期反馈分析成果进行动态调整。监测成果表明黄登地下厂房洞室群的开挖方式及围岩支护参数是合理可靠的,黄登地下厂房洞室群围岩在系统支护及局部加强支护联合作用下整体处于稳定状态。     

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。     

溪洛渡水电站地下厂房洞室群围岩稳定与支护设计

溪洛渡地下厂房洞室跨度大、边墙高,洞室纵横交错,围岩稳定问题突出。根据有限元计算分析、工程类比、地质力学模型试验,确定了围岩支护参数,施工期根据监测反馈分析成果对3大洞室的围岩稳定进行分析评价,并对支护参数进行动态调整。目前,溪洛渡地下厂房洞室群开挖支护完成,监测反馈分析成果表明,洞室群围岩稳定,支护设计合理。     

瀑布沟地下厂房洞室群开挖支护设计研究

瀑布沟水电站地下洞室群规模庞大,洞室密集,纵横交错,总共布置约37条永久地下洞室,形成庞大复杂的地下空间结构,调室群围岩稳定问题突出。本文介绍了瀑布沟水电站地下厂房洞室群的开挖分层、分区及喷锚支护设计。瀑布沟地下厂房洞室群锚喷支护设计以工程类比法为主,通过三维有限元方法对拟定的洞室围岩支护参数进行数值模拟分析计算,从而提出适合本工程的支护参数,结合施工期监测数据对支护设计合理性及围岩稳定性进行评估。     

复杂地质条件下大型地下洞室群围岩稳定性研究

断层等软弱地质结构面是控制地下洞室群围岩稳定的主要因素。以某水电站大型地下厂房为例,采用三维非线性有限元法分析了地下洞室群的围岩稳定,建立了考虑优势断层结构面的地下洞室群三维有限元模型,对比分析了有、无支护方案下洞周围岩位移场、应力场及塑性区分布。结果表明,洞周围岩变形受断层影响显著,断层贯穿部位多发生应力突变,断层出露部位塑性区分布范围较大;施加支护方案后,围岩变形得到了有效控制,应力集中和围岩塑性区分布范围均有所减小。     

三道湾水电站地下厂房洞室围岩支护方案研究

根据甘肃讨赖河三道湾水电站地下厂房区的实际情况,建立了地下厂房洞室典型断面分级开挖和支护的有限元模型,采用弹塑性有限元法对洞室开挖和支护过程进行了仿真模拟分析,并分析评价了围岩稳定性,对开挖支护方案进行论证。比较了有支护与无支护情况洞室围岩的应力、位移与塑性区的分布,得出三道湾水电站地下厂房洞室设计支护形式在技术上是合理的,洞室围岩是稳定的,锚喷支护后围岩整体稳定性有保证,可正常运行。     

广蓄电站一期地下厂房洞室群非线性分析

为了论证广州抽水蓄能电站一期地下厂房洞室群布置可靠性，并弄清复杂岩体应力，开挖次序，支护型式等对沿室轩围岩稳定的影响，对地下厂房洞室群进行线性有限元分析。     

大型地下洞室开挖支护弹塑性损伤有限元分析

应用弹塑性损伤有限元理论,采用增量荷载变刚度迭代法,对地下厂房洞室群的稳定性进行三维数值模拟,以判定地下厂房洞室群布置、施工开挖顺序、围岩支护参数的合理性。模拟计算结果表明:围岩的破坏区基本限制在洞周2~6 m范围内,洞周位移为2~5 cm,围岩应力分布较均匀,整体稳定状态较好,说明采用的开挖方式和锚固支护参数基本是合理。但在洞室交岔口和断层穿过的部位,锚杆应力和洞周位移偏大,在断层处局部破坏范围也较大,这些部位的稳定条件稍差,在施工中可增加一些随机锚杆和锚索进行支护。通过施工过程中监测数据与计算结果的对比分析,验证了三维弹塑性损伤力有限元计算的正确性。     

引水发电系统地下洞室群围岩稳定性研究——以功果桥水电站为例

功果桥水电站地下厂房位于右岸,地下洞室群边墙高、跨度大,地质条件复杂。文章通过对厂房区地下洞室群的工程地质条件进行分析,确定地下洞室群的围岩类别,预测洞室开挖后的应力应变情况,评价洞室群围岩稳定性,为洞室群的位置选定及支护形式设计提供依据;通过对块体稳定分析找出确定性块体,为施工开挖支护提供依据。     

开挖方式对地下厂房洞室群围岩力学特性的影响

为了解大型地下厂房洞周围岩的力学性态,以金沙江某地下厂房洞室群为工程背景,基于卸荷岩体力学理论,采用三维有限差分法,研究不同开挖方式对洞室群洞周围岩卸荷力学特性的影响。计算结果表明：不同开挖方案对洞周围岩卸荷影响程度均较小;洞室群开挖后,主厂房、尾调室顶拱围岩卸荷程度远小于边墙;受相邻洞室开挖的影响,主变洞顶拱卸荷程度较大,但深度较浅;由于尾调室顶拱围岩力学参数优于主厂房顶拱,其卸荷程度略小于主厂房顶拱;尾调室高边墙卸荷程度大于主厂房边墙。该研究成果对工程设计与施工具有指导意义。     

西部三大水电工程地下厂房研究比较

系统地对比了锦屏一级、两河口、溪洛渡三大水电站地下厂房的主要地质特征、设计参数和围岩支护强度,采用三维有限元方法,计算分析其围岩变形特征以及破坏区分布特征,总结整理了3个工程的计算结果并与其他水电工程地下厂房进行了横向对比分析。为类似跨度30 m级洞室群稳定性评价和工程施工设计提供了参考依据。     

中东某抽蓄地下厂房洞室群地震动力响应分析

针对中东某抽水蓄能电站地下厂房抗震稳定性问题,以掌握地下厂房洞室群围岩地震动力响应为目标,采用动力时程分析方法,依据当地及欧洲标准,对该地下厂房洞室群地震响应进行三维非线性数值模拟,分析了洞室围岩加速度、位移、塑性区、应力分布特征及支护受力特征。结果表明:在地下厂房洞室群围岩开挖面上,围岩的加速度会表现出明显的放大效应,且结构面上会加剧加速度响应;位移时程响应与输入地震荷载位移时程曲线形态一致,但在幅值和相位上有一定差异;围岩相对变形、残余变形较大的部位与加速度放大系数较大的部位一致,围岩塑性区和应力松弛区增加较为明显的部位与加速度放大系数较大、相对变形和残余变形较大的部位基本一致;在地震作用下,围岩支护结构受力增长较小,锚杆受力超过300 MPa的百分比与围岩变形、塑性区的发展规律一致。研究成果对地下工程围岩抗震稳定性分析和抗震设计具有参考价值。     

超大跨度地下厂房施工期稳定性研究

向家坝水电站超大跨度地下厂房处于相对较差的地质条件下,受多条断层和软弱夹层的影响且岩体节理裂隙发育,其施工期稳定性问题十分突出。对影响围岩稳定性的主要因素进行了分析,研究了其围岩稳定性特征,同时通过数值模拟研究了施工期围岩稳定性的相关规律和施工相关措施的影响,对同类超大跨度地下厂房的施工期稳定性研究具有重要的参考意义,对其设计和施工具有一定的指导作用。     

冶勒电站地下厂房工程地质条件及围岩稳定性

冶勒水电站地下厂房紧邻具有多期活动性的安宁河东支断裂北段，岩体历经多次构造运动作用，低序次的小断层和节理裂隙较发育，地质构造背景及工程地质条件复杂，开挖跨度大，岩体完整程度及成洞条件与国内已建地下厂房工程比较是相对较差的。为此，就地下厂房开挖揭示的工程地质条件、围岩特征及围岩稳定性进行了分析与评价。     

白鹤滩水电站左岸地下厂房支护优化设计

白鹤滩水电站地下厂房洞室群地质条件复杂。为了确保该大型地下洞室群围岩稳定,确定出合理的系统支护参数,根据工程类比初拟锚杆、锚索等系统支护参数,利用前期地质勘测成果,精确模拟了断层、层间错动带等大型地质结构面并根据实测地应力方向及数值对模型施加地应力,从而使计算模型更贴近实际。有限元计算结果表明:施加合适的系统支护参数,地下厂房高边墙最大变形量值由80~90 mm减少至50~60 mm,高边墙塑性区深度由支护前的约8~12 m减少到支护后的约5~7 m。经与监测数据对比分析可知,数值计算结果能比较客观地反映围岩变形的量级。施工期对特殊地质部位采取了针对性加强支护措施,确保了围岩稳定和施工安全。     

东非某大型水电工程地下洞室群稳定性研究

以东非某大型水电站为研究对象,建立地下洞室群的三维数值模型,基于Hoek-Brown破坏准则确定岩体力学参数,采用等效方法模拟系统支护效果,模拟洞室群七层开挖及支护的全过程,分析、对比围岩的变形、二次应力及塑性区等力学响应和整体稳定性。计算表明,Hoek-Brown准则是实用及可靠的;开挖后洞室变形、应力松弛、塑性区深度等均不显著,洞室整体稳定性良好,局部交叉部位需加强支护;采取系统支护后,上述力学响应均明显减弱,表明了支护的有效性;分析结果为后续的设计及施工提供重要依据。     

裂隙化硬岩洞室围岩稳定概率分析方法

在较坚硬的裂隙化岩体中，地下洞室围岩的稳定性决定于岩体的失稳机理和天然的随机因素。本文以块体理论为基础，考虑岩体结构面几何参数和力学参数的随机性，研究了块裂岩体地下结构围岩稳定随机分析方法，并认为结构几何特征的随机性控制关键块体的生成概率，力学参数的随机性控制关键块体在力学上的实现概率，裂缝化岩体地下洞室围岩的失稳可能性是两者的并联事件。根据文献资料，作了一实际算例。     

引汉济渭工程秦岭隧洞围岩稳定性有限元分析

对引汉济渭工程秦岭引水隧洞开挖的初期支护施工过程围岩结构的塑性变形分布规律进行分析研究,结合计算结果,为初期支护过程围岩的稳定性提供分析依据,以便对现场施工提供合理化建议。采用非线性弹塑性有限元法,依据地下结构设计理论及岩石的Drucker-Prager屈服准则,考虑围岩和初期支护衬砌结构的整体性,对秦岭引水隧洞的Ⅲ、Ⅳ类围岩开挖和初期支护结构的施工过程进行了模拟,计算了开挖施工过程三种不同工况下围岩顶拱及侧向的塑性变形。结果表明:秦岭隧洞初期支护施工过程的三种工况下围岩结构的塑性变形主要集中在顶拱120°范围内及两侧边墙,隧洞围岩结构整体处于安全状态。     

张河湾抽水蓄能电站地下厂房系统开挖监测分析

张河湾抽水蓄能电站装机4台,单机容量250MW。地下厂房系统由主副厂房、主变及开关室、母线洞等组成。厂房系统开挖后,监测到围岩位移迅速增大,空间位移表现明显,围岩位移和应力一般在支护后变化逐渐趋缓;围岩位移和锚杆应力曲线呈台阶式分布,从围岩位移变化、锚杆和锚索应力变化来看,厂房与主变室的交叉洞口处,变形较大,厂房上游拱座处受力较为复杂,变形也较大。说明开挖对围岩的位移影响很大,施工中支护必须及时跟进。     

基于DE-SVM的围岩支护模式识别设计方法研究

地下工程地质环境复杂和基础信息匮乏,围岩的地质结构参数与稳定性之间具有复杂的非线性关系.基于差异进化(DE)算法和支持向量机(SVM)提出了一种围岩支护的模式识别设计方法,通过支持向量机对收集代表性样本数据的学习,建立地质结构参数与支护类型的映射关系,即可以自动地根据围岩地质特征进行支护类别的设计.由于支持向量机的惩罚因子和核参数的选取对其预测精度有较大影响.引入全局智能优化算法--差异进化算法对上述参数进行优化,获得支持向量机的最佳预测模型.该方法克服了传统神经网络的过学习和一般支持向量机参数选取盲目的问题.通过工程实例的计算分析,说明该方法是可行的,能获得满意的效果.