彭水地下电站高边墙围岩施工控制技术

针对岩体加载和卸荷过程中力学性质的本质区别,以彭水地下电站工程的施工开挖为例,分析了岩体卸荷变形对"大型地下洞室纵轴线顺岩层走向呈0°夹角方案布置在薄层、陡倾角层状灰岩、夹软弱页岩层中的高边墙"的影响,从岩体卸载的角度对围岩施工变形进行了研究。通过超前导洞勘探开挖,埋设先进的监测仪器等,借助监测数据分析其变形特征,有针对性地采取了加固处理措施,有效指导了工程施工。可供同类工程参考。     

猴子岩水电站地下厂房施工期围岩变形特征分析

猴子岩水电站地下厂房岩体具有地应力高、强度应力比低的特点,在施工过程中出现岩体片帮、锚头内陷、喷混凝土层开裂等变形现象。研究成果表明:未开挖时间段内围岩声波波速和卸荷松弛深度以没有明显变化为主;开挖时间段内围岩岩体卸荷松弛深度多随逐层开挖由表及里增加、围岩声波波速多随逐层开挖由表及里衰减,表明猴子岩水电站地下厂房岩体变形以开挖后应力释放致岩体损伤以为主。     

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。     

大型地下厂房含蚀变带围岩变形特征与机理分析

大型地下厂房的洞室开挖规模较大,围岩稳定问题突出;而当厂区蚀变带发育时,围岩发生大变形的风险可能骤增。依托丰宁电站主厂房洞室开挖工程,结合地质资料和监测数据,对大型地下厂房含蚀变带围岩的变形特征与机理进行了分析。结果表明:开挖边墙变形普遍较大,多个监测值超过50 mm;开挖规模较大的区域变形更大;受蚀变影响的围岩时效变形明显。分析认为丰宁电站主厂房围岩变形受到蚀变带、大规模开挖和地应力的综合影响:沿结构面广泛分布的蚀变带削弱了岩体质量,成为大变形的内因;大规模开挖造成围岩卸荷损伤,创造了大变形的条件;而与厂房纵轴线大角度相交的地应力大主应力则放大了前两者的不利影响,最终导致大变形发生。     

锦屏二级水电站地下厂房下游拱肩开裂与中隔墙锚索破坏原因分析及处理措施

针对锦屏二级水电站地下厂房开挖支护中后期,下游拱肩开裂、外鼓、剥落及混凝土浇筑期间中隔墙锚索破坏问题,分析其原因,认为是与洞轴线成小夹角的层状陡倾角岩体受该部位强烈集中的高地应力影响和中隔墙岩体三向卸荷变形影响有关。为此,对地下厂房和主变洞下游拱肩开裂部位采用表层、浅层和深层喷锚支护措施进行综合处理,对中隔墙岩体进行低压固结灌浆。实施后,效果好,有效地保证了围岩稳定与厂房安全。     

乌东德水电站地下厂房主要工程地质问题研究

乌东德水电站两岸地下厂房位于坚硬的中厚层陡倾角灰岩及白云岩内,具有“大跨度、高边墙、中厚层、陡倾角、低地应力、小夹角”的工程特点,归纳总结开挖揭露出的工程地质问题有8类：即层面走向与厂房轴线夹角小所引起的高边墙变形稳定问题;块体问题;B类角砾岩因抗压强度与变形模量相对较低存在的围岩变形稳定问题;层面附碳质薄膜区因岩体完整性差而存在的变形稳定问题;顶拱零星分布的较长大缓倾角裂隙所引起的块体问题;零星分布的短小缓倾角裂隙较发育区顶拱局部变形或掉块问题;走向与厂房轴线夹角小且性状较差的断层或长大裂隙所引起的局部边墙变形稳定问题;溶洞问题。对各类工程地质问题的特点进行归纳总结,可为设计采取针对性的处理措施奠定坚实的地质基础。     

猴子岩水电站地下厂房围岩变形特征分析与控制

结合地质、监测及施工资料,对猴子岩地下厂房施工期围岩变形特征进行分析,结果表明,厂房围岩具有高地应力条件下围岩变形的显著特点,如围岩位移量级偏大、围岩变形时效性显著、混凝土喷层开裂等。地下厂房围岩变形发展随着逐步开挖不再表现为单一的"台阶型",部分测点呈现出"阶段-应力控制型"发展特征;在高地应力条件下,围岩变形呈现出渐进扩展的趋势,松弛深度逐步向岩体内部发展。通过对围岩变形历史峰值速率和支护时间的分析,提出了控制围岩变形的主要措施与建议,如开挖方式采取深孔预裂、浅层开挖,提高锚索设计吨位、降低锁定吨位,重视浅层支护、低压固结灌浆等。     

山西引黄水源工程地下泵站厂房围岩位移应力分析

地下泵站厂房以层状岩层为主,均一性较差,岩层产状NW330°～340°SW∠2°～6°,为近水平岩。以Ⅲ类围岩为主,局部为Ⅳ类围岩。地下洞室开挖后,由于开挖卸荷,洞室围岩产生偏向洞内的回弹变形,顶拱以垂直位移为主,边墙以水平位移为主,且顶拱位移最大。顶拱下沉位移量大于边墙水平位移量。     

白鹤滩水电站地下厂房围岩开挖松弛深度分析

地下洞室开挖后,在洞室围岩周围形成一定深度的松弛带,松弛带深度的确定对评价围岩稳定性和指导洞室支护设计都具有重要意义.基于白鹤滩水电站地下厂房开挖期间声波测试结果,分析地下厂房松弛与开挖深度、时间的关系,为指导施工开挖和岩体松弛加固设计提供依据.     

龙滩水电站地下厂房变形机制与治理

根据龙滩水电站地下厂房区基本地质条件，并结合其围岩应力、应变和地质结构、开挖卸荷及其开挖时空关系，分析了软硬相间的层状结构岩体中的围岩变形特征，同时对其变形异常范围进行了针对性的治理     

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。     

巴基斯坦N-J水电站地下厂房边墙变形分析

巴基斯坦N-J水电站地下厂房围岩岩性为软硬相间的砂岩与泥(页)岩，围岩类别以Q4为主，且节理裂隙发育；尾水闸门操作室设在主厂房内，局部形成大跨度的洞室，施工开挖过程中下游边墙产生较大的变形。经分析，厂房布置不合理是变形大的主要原因，而地质条件差则是控制因素，加剧了变形的发展。通过调整开挖次序和增强支护措施，围岩已趋于稳定。     

水电站高地应力地下洞室群施工期围岩变形破坏研究

针对猴子岩水电站地下洞室群施工期岩体破坏现象,研究了其围岩变形破坏模式,利用应力莫尔圆和复合强度判据对高地应力情况下的应力驱动型变形破坏进行了成因机理分析,并提出了有效的工程应对措施。研究成果有利于进一步认识高地应力地下洞室群围岩变形的稳定性,可供类似地下厂房洞室群的设计与施工借鉴。     

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。     

考虑层状岩体各向异性强度的地下厂房稳定分析

针对层状岩体的各向异性强度特征,基于带拉伸截止限的摩尔库伦准则,建立了综合考虑岩体和层面强度的各向异性强度准则,并且还考虑了岩体损伤对其强度的影响,给出了该强度模型的有限元实现方法,并据此专门编写了相应的Fortran有限元程序。将该模型应用于某水电站地下厂房三维有限元开挖计算中,研究了层状岩体各向异性强度对地下厂房围岩稳定性的影响。研究结果表明:与各向同性强度准则相比,考虑层状岩体各向异性强度后洞室围岩的应力和变形分别增加了1.4 MPa和20 mm左右,总的破坏量增加了8.7%。与现场监测数据的对比表明,考虑层状岩体各向异性强度进行地下洞室围岩稳定性分析更加合理。     

溪洛渡电站左岸地下厂房洞室群围岩稳定性研究

利用预布大规模随机裂隙生成网格技术,采用非线性弹塑性有限元法,对溪洛渡左岸地下厂房洞室群加固前后进行了模拟,获得了洞周围压变形特征、应力分布状态,给出了洞周不稳定块体的部位及破坏形式及支护结构中的内力变化情况,通过对比、分析,得出一些结论,为溪洛渡左岸地下厂房洞室群的支护设计提供了科学依据和技术指导。     

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。     

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。     

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。