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。     

乌东德水电站左岸地下厂房B类角砾岩区域稳定性分析

乌东德水电站左右岸地下主厂房洞室群开挖中,出现A、B类角砾岩,对开挖结构面和裂隙的局部稳定性造成一定影响。为确保洞室群稳定,基于"快速反馈设计"理念,结合围岩监测资料、工程地质测绘成果,对照现场调研及非线性反演获得的厂址区三维地应力场所提供的初始应力条件,重点从数值仿真模拟方面,对围岩局部稳定性和支护结构受力问题进行实时快速反馈分析,对大的设计变更进行简略校核。采用校核后设计参数并将其应用于工程措施,通过监测数据印证支护施工实施的合理性及可靠性,为类似地下洞室工程的开挖支护提供参考依据。     

地下洞室群围岩稳定性动态风险分析及系统研发

地下洞室群围岩稳定性风险研究尚处于起步阶段,为快速准确地对施工期地下洞室群围岩稳定性风险进行动态跟踪分析,基于层次分析法和模糊综合评价法,形成监测数据、巡视检查、数值模拟三维一体的评价体系,并考虑评价指标、评价标准的动态性确定地下洞室群围岩发生事故可能性等级。根据不同围岩破坏形式,提出适用于地下洞室群围岩稳定的损失估算方法,引入当量法概念,确定地下洞室群围岩稳定损失等级。结合地下洞室群围岩发生事故可能性等级和预估的地下洞室群围岩稳定性损失等级,经风险矩阵最终确定地下洞室群围岩稳定性风险等级。采用C#.Net、SQL SERVER和Python混合编程技术,研发一套能确定地下洞室群围岩稳定性动态风险的系统。该系统应用于国内某在建大型水电站的地下洞室群,能准确确定影响地下洞室群围岩稳定性的关键因素和危险区域,实时指导施工过程,规避可能存在的风险,保证地下洞室群施工安全。     

大岗山地下厂房洞群施工开挖围岩稳定性分析

为分析大岗山水电站地下厂房洞室群施工开挖过程中围岩的稳定性状况,采用多元回归分析方法反演了厂区初始地应力场,提出了厂区初始地应力的分布函数;根据建立的地下厂房三维数值计算模型,获得洞室开挖后围岩位移场、应力场和塑性区的变化规律。计算结果表明:大岗山地下厂房洞室群开挖后围岩整体是稳定的,洞周分布的软弱岩脉是影响围岩稳定的关键因素,在地下厂房施工过程中,必须对软弱岩脉和开挖暴露的破碎带进行超前注浆加固处理。计算成果有效指导了工程的设计与施工。     

复杂地质条件下的地下洞室群施工期围岩稳定分析

地下洞室群施工建设过程中,特别是复杂地质条件下的地下洞室群,洞室开挖对围岩产生强烈扰动,造成巨大卸荷效应,对围压稳定有较大影响,关系工程的安全。以周宁抽水蓄能电站地下厂房洞室群为依托,从岩体地质条件及洞室布置实际出发,按照施工组织设计需要拟定的分层开挖及支护方案,对地下洞室群建立三维模型,采用弹塑性有限元法进行数值计算,研究设计方案下围岩的稳定性以及支护措施有效性。     

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。     

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?     

句容抽水蓄能电站地下厂房洞室群支护措施研究

针对句容抽水蓄能电站地下厂房洞室群复杂的工程地质条件,参考类似工程支护设计经验,以柔性的系统喷锚支护为主,拟定3种不同的支护方案,运用3DEC建立数值分析模型,并基于该模型对地下厂房洞室群不同支护方案进行围岩稳定分析。通过对地下厂房洞室群3种支护方案的围岩变形、围岩应力及塑性区分布等多方面进行分析、比较,结合考虑工程投资、施工工期、施工组织等多方面影响因素,最终确定适合该地下厂房洞室群的合理支护措施。     

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。     

大型地下洞室群地质信息三维可视化分析与应用

提出采用三维地质建模技术进行大型地下洞室群地质信息可视化分析的研究方法,构建了模拟真实地质形态的地下洞室群地质三维可视化模型,直观准确地描述了工程所处的地质条件和地质环境。基于所建立的地质模型,可实现与地下洞室群相关的多项地质信息的三维可视化分析。工程应用表明该方法可为应对复杂地质条件下地下洞室群设计与施工中的地质问题提供一种有效的分析手段。     

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。     

大型地下硐室围岩支护动态设计方法的研究

随着水电建设的发展,地下发电硐室规模越来越大,地质条件也越来越复杂,单一分析方法已不能满足地下硐室围岩锚固稳定分析,需要建立综合性的围岩锚固分析系统。结合拉西瓦水电站的大型地下硐室围岩支护设计过程,提出大型地下硐室围岩支护动态调整法。此方法成功地应用于该工程的围岩支护设计中,收到了良好的经济和社会效益。这种综合性的围岩锚固分析体系可以很好解决大型地下硐室围岩锚固设计。     

二滩水电站地下厂房的监测及反馈分析

二滩水电站地下厂房晚国目前已建成的最大的地下厂房，布置上采用三大平行洞室，且整个洞室群位地高地应力区，在设计和施工中对洞室夺的位移和应力进行了监测，并对监测成果进行了反馈分析，文章介绍了厂房地下洞室开挖过程中围变形特征，岩爆等现象，为高地应力区洞室开挖的监测和反馈分析的信息化设计提供参考。     

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。     

地下水封洞库洞室轴线方向优化方法

地下水封洞库洞室轴线方向对围岩稳定性、支护费用及施工安全等具有重要影响。基于洞库工程特性,提出了洞室轴向综合优化方法和评价指标。首先,依据国内规范确定出洞室轴向可选范围;然后,基于等效连续介质模型和非连续介质模型,以围岩最大位移、塑性区体积、稳定系数及结构面最大剪位移为评价指标,确定出各模型条件下的最优洞室轴向;基于关键块体理论,以支护压力为评价指标,确定出该条件下的最优轴向;最后,全面分析各评价指标计算结果,综合确定出最优洞室轴向。结果表明:构建的数值模型应包含掌子面,以全面反映施工过程安全性;基于强度折减法确定围岩稳定系数时,使用位移-折减系数曲线的位移突变点作为临界折减系数评判方法较计算不收敛评判法更为合理。将提出的洞室轴向综合优化方法应用于山东某地下水封洞库工程,优化结果证实了该方法的可行性和可靠性,可为相关工程提供参考。     

某水电站地下洞室块体稳定性研究

影响地下洞室安全的因素很多,不稳定块体是重要因素之一,因此在地下洞室开挖前,根据勘探平硐的资料,搜索出地下洞室围岩的不稳定块体,对于保证施工安全和完工后地下洞室的安全运行是非常必要的。本文以某水电站地下洞室为例,基于岩体应力变化,运用块体理论分析了围岩块体的稳定性。     

索风营水电站右岸地下厂房洞室群围岩稳定数值模拟

为判断索风营水电站右岸地下厂房洞室群围岩稳定性,采用自主研制的三维弹塑性有限元程序对该地下厂房洞室群岩体初始应力场、开挖方案、开挖过程、加固措施、围岩应力及变形等方面进行了数值模拟.数值模拟结果表明,该地下厂房洞室群围岩稳定性整体较好,可为工程设计与施工提供指导.     

高地应力硬岩大型洞室群围岩变形破坏与岩石强度应力比关系研究

岩石强度应力比是表征围岩稳定性的重要指标之一。研究围岩变形破坏与强度应力比的关系,揭示二者间的规律性联系,对高地应力硬岩大型地下洞室群围岩稳定性控制具有重要意义。以具典型高地应力特点的锦屏一级水电站和猴子岩水电站2个硬岩大型洞室群为研究对象,首先系统梳理了2个工程的围岩岩性、岩石强度和初始地应力等工程地质条件,并详细统计了洞室群施工期围岩破坏类型和数量;通过对地下洞室群围岩的岩石强度应力比进行分区,并结合围岩140多个破坏现象和发生部位,建立了高地应力硬岩大型洞室群围岩变形破坏与岩石强度应力比之间的联系;采用不同的初始地应力分级标准,并结合洞室群围岩破坏特征,验证了基于强度应力比修正的地应力分级标准对高地应力硬岩洞室群的适用性,揭示了围岩应力诱导型破坏随岩石强度应力比的变化规律。研究成果有助于今后高地应力条件下硬岩大型地下洞室群施工期围岩破坏类型预测,并为提出具有针对性的施工期围岩稳定控制措施提供参考。     

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。