岩质洞室的设计

地下洞室是在岩体中挖掘而成的地下结构物,完全由岩体特性所控制。岩体特性不只受到工程地质和水文地质以及各种力学参数的支配,而且开挖前既不能完全了解,又可能在短距离内发生很大变化。所以,地下洞室比之地面工程要复杂得多。那么地下工程又怎能日益发展起来呢?有些部门,如矿产,不得不通过地下洞室进行开采,加国防,修筑地下洞室是为了隐蔽;而另一些部门,如交通、铁路和水电,除特殊情况外,建造地下洞室主要是经济上的考虑。因为,利用天然岩石作为洞室结构可节省大量建筑材料,降低工程造价。此外,地下工程潜力较大,安全感强。当然,如果设计出现失误,不但造成经济上的损失,施工安全也难以保障。因此,地下洞室的建造必须体现经济性和安全性。根据国内外的实践经验,岩质洞室的设计应重视以下几个环节:充分掌握地质资料;正确估计围岩状况;合理确定定护类型;正确选择施工方法;加强监测完善设计;以及严格遵循设计程序。兹分述如下。     

洞室松弛圈测试技术与应用

开挖地下洞室,迫使岩体应力重新分布,在洞壁周边的岩体将出现应力释放的松弛带。测试洞室松弛圈是查明洞壁岩体的松弛厚度,测定松弛、未松弛岩体的力学参数,从而为围岩分类、洞室支护提供依据。通过一个岩体构造发育,松弛厚度不易判别的工程实例,阐明了物探方法测试洞室松弛圈的有效性。     

地下水对节理岩体隧洞围岩稳定性的影响

采用离散网络渗流模型模拟节理岩体中的渗流,分析渗流对节理地下洞室稳定性的影响。通过对洞室开挖后常规静力荷载、常规静力荷载与渗透压力耦合作用以及常规静力荷载作用下考虑地下水对洞室围岩的软化作用3种工况进行模拟,得出洞室在3种工况下的应力和位移变化情况。结果表明:考虑地下水与否,不受其他外加荷载作用时,节理岩体地下洞室的围岩都不会遭到破坏;有高水头地下水作用时,渗透压力对洞室围岩的影响要比地下水对洞室围岩的软化作用对洞室围岩的影响大得多;渗透压力对地下洞室围岩的影响主要集中在洞顶部位,洞室侧壁围岩受地下水的影响较小。     

基于岩体结构面特征的地下水封洞库轴向优化

地下水封洞库是国家战略石油储备的主要模式,其主洞室轴向的合理布置,不仅对洞室稳定有利,而且可节省支护成本.库址区岩体结构面特征是洞室轴向布置的决定要素.通过对地下水封洞库工程区地表和深部结构面的调查,确定了库址区岩体的4组优势结构面特征;通过设置不同的主洞室轴向布置方案,运用块体理论分别计算了不同方案下洞室可能形成的关...     

清江水布垭枢纽地下厂房岩石力学研究

水布垭地下厂房岩石力学问题主要表现为复杂的岩体结构及软岩对洞室围岩的控制作用。针对水布垭地下厂房岩石力学问题开展了系统的岩石力学研究,包括地应力分布特征、岩石力学特性、工程岩体分级、岩体稳定与支护数值模拟、洞室围岩变形破坏特征、超载安全度以及洞室围岩开挖与支护措施等。结果表明：水布垭地下厂房洞室开挖在技术上是可行的;所采用的软岩处理、洞室围岩喷锚支护以及尾水管槽间留隔墩并加锚桩的综合处理措施是合理的,作用效果明显。并综述了主要相关内容的研究成果。     

金川水电站地下洞室围岩初始地应力分布规律研究

大型地下洞室群岩体初始地应力分布规律对洞室开挖过程中的围岩稳定有着重要影响。采用水压致裂法对岩体初始地应力进行量测;在有限元软件Miads中,以实际地形建立大范围的有限元模型,对地下洞室群附近岩体的初始地应力场进行反演分析。结果表明,地应力大小分布与地表地势高低具有一定关系,距离岸边一定范围内,靠近河谷方向主应力由增大转为减小;地下洞室围岩最大主应力值为5.81～8.31 MPa,最大水平主应力方向集中在N65°E～N80°E,量值为4.0～6.0 MPa,水平侧压力系数为0.69～1.28。地下洞室围岩应力场由自重应力和构造应力叠加而成,属于低应力地区。     

百色水利枢纽地下水电站升压站布置

基于对洞室围岩认识的深化及围岩所具有的结构属性和GIS升压站设备小型化 ,介绍招标设计阶段将百色水利枢纽地下水电站的主变压器及升压站布置于地下洞室中 ,在设计中突破了规范和常规 ,使得围岩厚度尤其是上覆岩体厚度较小。经围岩稳定分析和综合论证表明 ,洞室布置合理可行、经济     

百色水利枢纽地下式升压站布置

基于ＧＩＳ升压站设备小型化和对洞室围岩的新认识,介绍招标设计阶段将百色水利枢纽地下水电站的主变压器及升压站布置于地下洞室中,在设计中突破了规范和常规,以较小的围岩厚度尤其是上覆岩体厚度使布置更谡一旦民经济。经围岩稳定分析,结果表明洞室布置合理可行。     

地下水对岩石洞室围岩稳定的影响

地下水的作用,是影响岩石洞室围岩稳定的重要因素之一。在开挖洞室时会遇到地下水,结果在它的作用下导致围岩失稳,甚至造成灾害性事故,使工程蒙受严重经济损失。这一情况说明,研究地下水对洞室围岩稳定的影响,确是一个具有重要现实意义的课题。(一)岩体中地下水的特征岩体中地下水存于岩体的裂隙、溶隙或孔     

三峡地下电站主厂房顶拱块体模式及加固对策

顶拱块体的稳定是裂隙硬质岩体洞室件,块体的构成及破坏有一定的特殊性.结合关键块体理论及立体几何学基本理论,从块体空间几何构成结合变形破坏方式,将三峡地下电站主厂房洞室顶拱块体模式归纳为:①锥形坠落体;②斜锥形、楔形及柱形滑落体;③条形旋落体3种基本模式,共12种典型的基本单体和组合块体模型.阐述了块体加固的基本对策,可作为类似裂隙岩体洞室顶拱块体快速搜索与加固时参考.     

浅谈水利工程山岩压力与洞室围岩的稳定性

<正>在岩体内开挖洞室以后,岩体的原始平衡状态被破坏,发生应力重分布。随着应力的重分布,围岩不断变形并向着洞室逐渐位移。一些强度较低的岩石由于应力达到强度的极限值     

溪洛渡水电站特大型地下厂房洞室群开挖质量控制

溪洛渡水电站地下厂房洞室群规模居国内之首,洞室密集?边墙高?跨度大,玄武岩组内层间与层内错动带使岩体非连续性问题突出?为保证洞室群开挖施工达到高质量?高效益和良好的稳定性,施工过程中,采用大量的先进质量控制措施和检测手段,严格控制开挖对岩体的损伤范围,保证了洞室轮廓的良好成型;建立设计?科研?施工一体化的实时监测动态分析反馈系统,根据监测和反演分析成果对支护参数进行动态调整?开挖结束后,围岩最大变形与设计值吻合,洞室整体稳定性较好?总结溪洛渡水电站特大型地下厂房洞室群开挖方法和质量控制措施,对类似工程具有指导和借鉴作用?     

围岩洞室的加固机理与应用

1　前言在岩体中开挖有一定断面型状和尺寸,并有较大延伸长度的洞室,使原处于应力平衡状态的岩体在洞室的周围发生卸荷回弹和应力重分布。有时洞室周围岩体应力状态的变化大或因岩体强度低,以致围岩不适应回弹应力和重分布应力的作用而丧失其稳定性。此时,如果不加固或加固不得当,都会引起破坏事故。破坏通常是从洞室周边,特别是那些最大压力或拉力集中的部位开始,之后逐渐向围岩内部发展,其结果常可在洞室周围形成松动带或松动圈。围岩的应力状态也将因松动圈内的应力被释放而重新调整,在围岩的表面形成应力降低区。2　工程实例某储备库位…     

塞拉内华达山脉地下厂房设计的深孔应力测量

一、前言大型地下洞室设计的主要任务是确定洞室的位置,最优形状和尺寸、最佳方位以及必要的支护系统。在设计阶段,对地下洞室设计影响最大的岩体应力状态,一般都通过各种不同勘探方法来获得厂房区岩体地应力的状况,以便在厂房设计中加以充分考虑。多年来,在水电工程地下洞室设计中,大多使用套钻法进行地应力测量。这种方法由于     

溪洛渡水电站地下厂房开挖的试验研究

采用地质力学模型试验 ,通过模拟洞室岩体的地质构造、岩石物理力学性能指标、地应力场、洞室开挖过程及喷锚支护 ,详细研究溪洛渡地下洞室开挖施工过程中的应力及稳定情况     

地下洞室设计计算的探讨

通过介绍大型地下洞室计算中必须考虑的一些问题如：初始应力场，岩体的线弹性模型选择，洞室的分层开挖和喷锚支护形式，洞室的稳定分析等，并简要介绍地下洞室计算的基本思路。     

地下厂房围岩松弛区的应变软化参数研究及应用

通过引入扰动评价因子,考虑地质强度指标GSI、岩体质量指数Q、岩体分类指标RMR等因素,改进了Hoek-Brown岩体强度准则估算岩体强度及变参数公式,以某抽水蓄能电站地下洞室工程为研究对象,综合分析了研究地下洞室区域的工程地质资料,基于洞室开挖先期纵波测试数据,计算得到应变软化模型松弛围岩的强度及变形参数,对比计算结果与现场实际监测资料,结果表明：考虑围岩松弛的应变软化模型计算结果与监测资料基本一致,结果可信,可对后续开挖支护及围岩稳定反馈分析提供参考。     

地下核电站裂隙岩体中核素运移分析

地下核电站将反应堆等涉核建筑物布置于稳定的山体中,在厂址选择时必须评价极端严重事故工况下可能的地下水污染对外界环境的影响。结合地下核电站洞室群赋存岩体特征,提出采用以三维渗透系数张量表示的等效连续介质模型模拟裂隙岩体渗流特性,建立"隐含断层"渗流模型,求解洞室群三维渗流场。并以该渗流场为基础,进行核素运移计算。对某初选的地下核电站厂址进行模拟计算表明:在渗控措施作用下,地下洞室群工程区处于"疏干"状态;即使在严重事故工况下,向反应堆洞室内注入冷却水后,洞室内外渗流场不连通,核素不会随消防水渗入外界。     

大型地下洞室上层爆破开挖对下层围岩振动特性的影响

某地下实验厅采用上、下层同时爆破开挖,最后进行贯通的开挖施工方案。采用现场爆破试验监测的手段,研究了上层水平钻孔爆破开挖时下层围岩的质点峰值振动速度及频率特性,分析了上层爆破开挖对下层围岩动力稳定的影响。研究结果表明,大型地下洞室上层水平钻孔爆破开挖时,爆炸地震波能量主要向下层岩体传播,致使下层洞室顶拱处的振动速度大于上层底板相同距离处的振动速度;爆破振动主要以剪切波(SV波)的形式向下层岩体传播,下层洞室围岩在平行于炮孔纵轴向(实验厅纵轴向)方向上的振动速度最大;由于上层的爆破振动以体波的形式在岩体内向下层传播,下层围岩的振动频率更高。     

单孔声波法在岩体松动圈测试中的应用

介绍了单孔声波法如何了解洞室周边介质应力状态、探测洞壁岩体的松弛厚度、测试松弛岩体及未松弛岩体的力学参数。