某水电站地下厂房开挖初期监测成果分析

地下厂房的洞室变形和应力监测基本能够较全面地反映围岩变形情况、支护锚杆及锚索的工作状况.围岩应力、锚索荷载在地下厂房洞室开挖和支护初期的增加间接验证了围岩变形监测成果,在时间和空间上具有较好的关联性.地下洞室的首层开挖对顶拱变形较大,第一、二层的开挖对拱脚和边墙的变形影响较大,位移增量区域均存在向低高程(开挖面)下移、...     

复杂地质条件下大型地下厂房顶拱施工技术研究

溧阳抽水蓄能电站地下厂房围岩地质条件复杂、地下水丰富,确保地下洞室围岩,特别是厂房顶拱的安全稳定是开挖支护的难点.通过超前降低地下水、顶拱预固结灌浆和超前地质勘探,提高围岩的自稳能力.开挖中严格执行“短进尺、弱爆破、勤支护”的施工程序,按照顶拱锚索钻孔、顶拱多点位移计安装、两侧导洞开挖支护、中墩开挖支护、系统锚索安装和拱脚预应力锚杆安装的工序进行.安全监测成果表明,施工中围岩变形得到了有效抑制,顶拱安全处于受控状态.厂房顶拱开挖提前2个月完成,取得了在不良地质条件下厂房开挖的良好成绩.     

乌东德水电站右岸地下厂房施工期围岩稳定分析

安全监测是地下洞室围岩稳定安全评价的重要手段。乌东德水电站右岸地下厂房规模巨大,主厂房、主变洞、调压室三大洞室平行布置。为确保施工期围岩的安全稳定,通过使用多点位移计、锚杆应力计、锚索测力计、锚杆测力计、测缝计等监测仪器,对围岩表面和深部的变形进行监测,分析了地下厂房三大洞室第Ⅰ—第Ⅲ层开挖的位移特性与变形规律。监测结果表明:开挖引起的上层围岩变形较小,且主要集中在浅表层;三大洞室岩锚梁高程以上最大变形为16.43 mm,主厂房顶拱、上游侧岩锚梁和尾水调压室上游边墙围岩变形较大;爆破开挖扰动、开挖引起的空间效应以及较差的地质条件是围岩变形增长较快的主要影响因素;通过采用加强支护等措施,能有效控制围岩变形的发展。     

基于工程类比的高地应力地下洞室高边墙围岩支护强度评价

高地应力地下厂房高边墙围岩支护强度的评价对于保证大型地下工程围岩稳定性具有重要意义。猴子岩水电站地下厂房地应力高、强度应力比低,施工开挖中出现喷混凝土开裂、岩锚梁错位、岩体开裂、锚墩内陷等典型的围岩变形破坏现象,对洞室安全造成严重威胁。通过多点位移计、锚杆和锚索的应力监测数据分析,将猴子岩和锦屏Ⅰ级水电站地下厂房进行比较,提出了预应力锚索和锚杆的单位面积预应力支护强度计算方法,并根据评价结果对局部洞段进行针对性的围岩补强支护设计。结果表明:猴子岩地下厂房围岩变形整体上比同期的锦屏Ⅰ级围岩变形大,而锚索应力水平比锦屏Ⅰ级小,锚杆应力水平整体相当;猴子岩地下厂房下游边墙的支护强度大于锦屏Ⅰ级下游边墙的支护强度,上游边墙的支护强度小于锦屏Ⅰ级下游边墙相应部位支护强度,猴子岩地下厂房上游边墙补强支护后的围岩变形得到有效控制,表明了补强措施的有效性。研究可为类似高地应力地下洞室围岩支护设计和支护强度评价提供参考和借鉴。     

长河坝水电站地下厂房围岩变形特征

以施工期变形监测资料为基础,结合地质条件、物探、监测和施工资料,对长河坝水电站地下厂房的围岩变形破坏特征进行了分析。分析结果表明:高应力区大跨度地下洞室群洞室立体交叉,作为一种非连续介质,岩体在施工过程中厂房顶拱累计变形总量小,变形深度大,每次开挖爆破震动使得变形速率呈阶梯状增大。厂房上下游边墙岩锚梁部位累计变形总量相对较大,变形时间长,变形速率随深度的增加逐渐减小;受爆破震动影响,变形曲线呈阶段性上扬。主厂房与洞室平交段变形时间长,累计变形位移量大,其变形速率大、变形深度大与岩体结构面关系不大,变形大主要与地应力较高、交叉洞段开挖卸荷以及爆破开挖后应力重新调整等有关。根据变形特征,提出了一些施工建议。     

锦屏一级水电站地下厂房施工期下游拱腰部位的裂缝成因分析

锦屏一级水电站地下厂区地质条件复杂,地应力较高。本文通过对厂房下游拱腰部位裂缝的性状和特征分析,得出厂房下游拱腰部位出现裂缝的主要原因是地下厂区地应力较高,岩石强度偏低,高地应力及局部偏压的存在,导致开挖后厂房下游侧顶拱部位围岩强烈的应力集中,应力超过了围岩强度,围岩表层在高地应力作用下劈裂,并向临空方向变形,从而造成地下厂房下游拱腰部位的开裂。     

溪洛渡水电站左岸地下洞室群安全监测与分析

利用溪洛渡水电站左岸地下洞室施工期埋设的多点位移计、锚索测力计、锚杆应力计等仪器的监测资料,对溪洛渡左岸地下主要洞室开挖施工期间围岩的变形及应力进行了综合分析与评价,并与目前国内较大的水电工程地下厂房围岩变形进行了比较分析。结果表明,围岩变形受施工开挖爆破、跟进支护速度和地质条件的影响较大;锚杆应力值不大,并在开挖结束后趋于稳定;锚索锚固效果良好。施工开挖期间,溪洛渡地下洞室各项监测成果均能准确反映出洞室围岩在开挖施工过程中的变形规律。     

特大型地下厂房开挖支护关键技术研究与创新

笔者结合乌东德水电站地下厂房开挖支护施工,总结了地下厂房特大跨度穹顶安全开挖、顶拱竖向超深锚索施工、大跨度高边墙开挖、岩锚梁精细开挖支护等施工关键技术,形成了地下厂房洞室群开挖支护施工新技术。针对乌东德水电站地下厂房开挖规模大、洞室稳定问题突出、质量要求高等特点,地下厂房洞室群开挖支护施工新技术在地下厂房开挖支护过程中得到了成功应用,顶拱大仰角超深锚索施工技术实现了大型洞室锚索无排架施工,解决了顶拱锚索造孔、入索等关键工序施工难题,节约工期近2个月;大跨度高边墙开挖施工技术确保了高边墙及高边墙穿洞等关键部位围岩稳定;岩锚梁精细开挖支护技术实现了主厂房岩锚梁开挖质量及岩台精确成型,无欠挖,平均超挖4.3 cm,不平整度6.4 cm,被评为"优质样板工程";特大跨度穹顶精确安全开挖技术确保了顶拱整体开挖成型质量良好;施工过程中未发生质量和安全事故,质量均满足设计要求,总体合格率100%,优良率95%以上。     

双江口水电站地下厂房洞室群稳定性分析

结合双江口水电站大型地下厂房洞室群工程,在厂区地质勘察资料的基础上,建立了厂区大型三维地质概化模型,采用FLAC-3D有限元软件模拟了高地应力条件下地下厂房主要洞室开挖与支护过程中围岩应力和稳定状况,结果表明:开挖后,洞周位移总体量值不大,主厂房、主变室和尾水调压室3大洞室围岩塑性区没有出现贯通,洞周围岩松动区范围完全在锚索、锚杆的设计长度控制范围之内.     

地下厂房洞室群开挖过程中的工程地质问题

猴子岩地下厂房洞室群位于高地应力区,围岩强度相对较低。在地下洞室群开挖过程中,出现喷层开裂与围岩表层剥落、掉块、坍塌等现象。现场勘测表明,围岩变形、锚杆锚索应力、围岩松弛深度及范围均较大。根据地下洞室群工程地质条件,对围岩进行了分类,分析了围岩变形产生的原因。据此有针对性地实施了局部加强支护,包括适度加密系统锚杆和锚索、降低锚索锁定吨位、对主厂房Ⅳ类围岩采用较高密度的锚杆以及锚索、灌浆和钢筋混凝土修补等处理措施,以提高岩体抗破坏能力,保障围岩稳定。     

岩滩水电站扩建工程地下厂房围岩变形反馈分析

岩滩水电站扩建工程地下厂房开挖尺寸大、地质条件复杂、开挖工期长,为了保证施工期的安全,需准确地了解地下厂房施工期围岩的稳定性。通过实测的地应力及现场岩石力学试验获取围岩稳定性计算初始参数,利用遗传算法优化的BP神经网络和安全监测实测位移值反演岩体力学参数,进而采用三维有限差分法反演获取地下厂房各开挖步的围岩稳定情况。岩滩水电站扩建工程地下厂房开挖后,围岩变形总体较小,塑性区分布有限,洞室群围岩稳定性良好。应力集中及塑性区比较集中的部位主要位于主厂房底部边墙与尾水管周围,该区域开挖时须加强支护跟进及监测工作。     

文登抽水蓄能电站地下厂房施工期围岩变形机理分析

文登抽水蓄能电站地下厂房岩性较好,但地应力场相比同等埋深下其它工程偏高,且主厂房有断层穿过。为更好地分析地下厂房施工期围岩稳定性,依据文登抽水蓄能电站地下厂房施工期地质情况、物探成果、安全监测数据和数值分析成果,对施工期围岩变形机理进行了分析。成果表明,地下厂房开挖扰动使围岩出现松弛,松弛深度在1．4ｍ以内;地下厂房总体变形不大,支护体系受力也在正常范围内,较大变形和支护受力区域主要受局部不良岩体结构和较强的开挖卸荷扰动影响所致;受较高岩体质量和地应力场条件影响,厂房开挖后围岩松弛圈内易出现平行于边墙的卸荷性裂隙,使得围岩中局部可能会出现相对较大的变形和较高的支护受力。     

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。     

蚀变岩体对洞室围岩稳定性影响研究

通过对天池抽水蓄能电站蚀变岩工程特性的试验研究,查明了蚀变岩蚀变类型、成因及力学性质,同时利用FLAC3D软件建立地下厂房分步开挖三维动态计算模型,对不同计算方案下围岩变形、应力和塑性区分布特征进行比较。结果表明:随着蚀变作用的增强,岩体力学性质显著变差,主厂房顶拱、上下游边墙位移和应力,以及塑性区范围均不断增大,洞室安全性降低,洞室趋于不稳定。     

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。     

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。     

江苏溧阳抽水蓄能电站地下厂房顶拱开挖与支护

江苏溧阳抽水蓄能电站地下厂房所处围岩较差,工程地质条件错综复杂,厂区断层发育密度大,施工安全问题极为突出。溧阳地下厂房采用顶拱开挖与支护的施工方法。通过实践证明该施工方法能保证在复杂地质条件下,大跨度地下厂房顶拱开挖与支护的施工安全、质量和进度。     

蒲石河蓄能电站地下厂房开挖卸荷变形及锚杆应力特性分析

蒲石河抽水蓄能电站地下厂房采用喷钢纤维混凝土、系统锚杆及锚索等组合而成的柔性支护体系,厂房高边墙因开挖卸荷作用,产生变形。通过大量原型观测数据,结合岩体内部变形及岩体应力作用理论。分析了地下洞室高边墙围岩变形及加固锚杆应力的特性。