两河口水电站地下厂房母线洞开挖过程微震信号特征及围岩稳定性研究

两河口水电站地下厂区位于高地应力区,受工程开挖影响,易发生围岩失稳、甚至岩爆等一系列工程安全问题。基于两河口水电站地下厂房的微震监测系统,分析开挖过程中工程岩体破裂微震信号特征的变化规律,并结合锚杆应力计的应力监测数据,为工程岩体失稳及时提供预警。研究结果表明:(1)微震事件活动特征与工程开挖密切相关,3、4号母线洞开挖引发了大量微震事件,微震事件数目的突增可以作为围岩变形预警的前兆;(2)在岩体发生变形的过程中,微震信号的中心频率呈现先下降后上升的特征,预示了岩体内部微裂隙的产生与不断发展,逐渐形成大裂纹的过程,该特征可作为岩体破坏预警的重要指标。研究结果可为水电站地下洞室开挖与支护提供新思路。     

爆破振动监测在抽水蓄能电站厂房开挖中的应用

山东某抽水蓄能电站工程在地下厂房及洞室进行安全开挖爆破时,对振动影响程度进行了质点振动速度监测,文中对优化爆破施工参数提供了依据和合理化建议,以控制抽水蓄能电站地下厂房及洞室爆破开挖时产生的影响。通过现场施工开挖进程,爆破振动监测对地下厂房及洞室爆破开挖存在的隐患,提供了安全性监测和指导性作用。     

双江口地下厂房洞室群施工期安全监测临时自动化系统规划

为了及时、准确掌握施工期地下厂房洞室群开挖过程中的安全性态,指导现场安全施工和反馈设计,双江口水电站需要在地下厂房洞室群大规模开挖前完成安全监测临时自动化系统的建设,实时捕捉施工过程中由高地应力释放、开挖爆破等因素引起的围岩变形及支护应力调整,发挥施工现场安全监测预警功能.笔者从地下厂房洞室群施工期临时自动化系统建设的...     

基于微震监测的高地应力深埋地下厂房中下层开挖技术研究

猴子岩水电站地下厂房位于高地震烈度、高地应力的深埋岩体内,开挖存在岩爆、塌方等安全隐患和施工技术难题。基于微震监测系统的潜在失稳区域预测,形成了"深层预裂、薄层开挖、随层支护"的高地应力深埋地下厂房中下层梯段开挖施工程序和工艺,该工艺有利于加强岩体的稳定性和支护的时效性,有效解决和改善了洞室边墙的开挖支护施工质量,从而保证了安全的施工生产活动。     

二滩水电站地下厂房的开挖与支护

二滩水电站地下厂房是我国目前最大的水电站地下厂房，其地下洞室布置集中，纵横交错，且位于高地应力区，在施工过程中曾先后发生了数十次不同规模的岩爆，为了保证地下厂房的施工进度和质量，在开挖过程中对厂房洞室的开挖程序，爆破方法、岩爆及其防范措施、高地应力围岩支护和安全保护以及围岩变形监测等方面进行了认真的研究，采取了一系列有效的措施，保证了开挖与支护的顺利进行；并为高地应力区地上洞室的开挖提供了宝贵经验     

荒沟抽水蓄能电站岩爆特征及综合监测预警

黑龙江荒沟抽水蓄能电站岩爆现象复杂,既有断裂型岩爆特征又呈显著的时滞性,给现场岩爆监测工作带来较大困难。为此,采用微震与电磁辐射综合监测手段,对地下厂房深层开挖过程中进行了长期监测,建立了基于能量指数、累计视体积和电磁辐射强度与脉冲数的多元预警方法,并通过工程实践表明:微震法与电磁辐射法能实现工程区域静态-局部动态的多层次综合监测;提出的断裂型岩爆多元预警方法,可以有效实现工程区内岩爆预警,预警效果较好。     

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。     

浅析瀑布沟水电站地下厂房系统洞室群围岩变形

瀑布沟水电站地下厂房系统洞室群由于地应力高,开挖时围岩变形大,施工中曾多次发生岩爆,对围岩稳定造成了不利影响。通过对施工期围岩变形监测进行分析研究,为地下洞室的开挖、支护及稳定性评价提供了一些可借鉴的经验。     

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。     

地下洞室群开挖卸荷过程微震活动特征研究

猴子岩水电站地下厂房开挖跨度大,其上覆岩体构造和受力条件复杂,开挖卸荷过程围岩稳定一直都是贯穿工程始终的重点和难点问题。目前常规监测手段难以对地下厂房围岩内部可能存在的微破裂进行有效监测和揭示,为实时分析开挖过程地下洞室群围岩变形和稳定性,2013年4月在猴子岩水电站地下厂房安装了高精度微震监测系统,实现了开挖卸荷过程地下工程深部围岩微破裂实时定位和分析。监测结果表明:微震活动性时空演化规律可以很好地揭示地下厂房岩体内部微破裂萌生、发育、扩展、相互作用和贯通直至宏观变形机制;同时,微震监测可以随厂房开挖工况动态识别和圈定围岩微破裂集中区域及其潜在变形失稳风险区域。最后,借助物探检测声波测试成果,建立微震活动性与岩体质量之间的联系。研究结果可供猴子岩水电站地下厂房下阶段开挖与支护参考和借鉴,也为类似深埋地下工程围岩稳定性预测和评价开辟了一条新的思路。     

引汉济渭秦岭隧洞5号支洞岩爆微震响应研究

以引汉济渭秦岭输水隧洞5号支洞为研究对象,微震监测技术为手段,微震数据及岩爆实录资料为基础,分析了诱发岩爆的原因,并在此基础上探究了微震事件活动与岩爆的关系。研究结果表明：地应力和掘进速率是诱发岩爆产生的主要影响因素,且埋深不同,其对岩爆产生的影响程度不同;微震事件的空间分布特征与掌子面位置存在紧密联系,其“时、空、强”特征可以形象地演示岩爆的产生过程并用于对岩爆的预测预警;岩爆不会一直持续发生,而是会经历扰动开挖-裂隙产生-岩体储能-裂纹发育贯通-能量释放的过程,且当能量释放不彻底时,容易形成频发型岩爆。     

循环荷载作用下煤岩电荷感应与微震信号变化规律

为进一步提高深部地下工程中煤岩失稳破坏监测预警的针对性和准确性,采用自主研发的多通道电荷感应和微震综合监测系统,监测和分析在不等幅循环荷载作用下煤岩变形破裂过程中电荷感应和微震信号的时、频特性和能量特征,并与单轴压缩实验进行对比。结果表明：循环荷载下煤岩在不同阶段的电荷感应和微震信号各具特点,卸载段会产生较多微破裂和损伤,煤样在发生多裂纹贯穿劈裂破坏前会频繁出现峰值较小的电荷感应信号,需特别注意。对微震信号傅里叶变换进行频谱分析,发现微震信号频谱特征能够很好地反映煤样内部裂隙的扩展状态,并且主频幅值的增高与微震信号的增强具有同步性。采用电荷感应和微震信号共同划定煤岩的受载阶段,可以得到更加准确的失稳预警信息。     

基于微震监测技术的深埋长大隧洞群岩爆时空分布规律分析

以锦屏二级水电站深埋引（排）水隧洞群为工程背景,介绍了微震监测系统的组成,并根据隧洞工程的特点,优选出紧跟掌子面移动整体协同传感器优化布置方案;利用现场微震数据,探讨了微震事件和岩爆的时空相关性。研究结果表明：微震活跃及平静时段与岩爆显现频繁及稀少时段相吻合,微震事件和岩爆的空间分布规律相一致,表明微震事件时空演化规律与岩爆时空分布规律具有良好的相关性。通过分析和研究微震事件时空分布规律,可以对岩爆灾害进行有效预测,为岩爆防治提供科学依据。     

引汉济渭秦岭输水隧洞4~#支洞微震监测系统及工程应用

引汉济渭工程秦岭特长输水隧洞岩性复杂、水平地应力高,开挖过程中岩爆灾害频发。为确保人员与设备安全,在"亚洲第一长斜井"4#支洞斜4+179. 2—斜4+346. 4范围安装微震监测系统,进行岩爆风险分析与预测。根据现场实时监测数据,进行信号滤波分析,确定有效岩体破裂信息。分析花岗岩中微震事件的时序特征,以及时空演化分布特征,结合现场实际岩爆特点,对比分析岩爆发生等级及破坏特征。结果显示:隧洞岩体微震时序类型主要为2类,即主震-后震型、前震-主震-余震型;岩爆等级以中等岩爆为主,呈现片状拉伸破坏为主与剪切破坏形成塌腔的组合破坏特征。发生中等岩爆临界值为当日累计微震事件30次以上。结果表明,该微震监测系统的设计和实施满足支洞深部岩体稳定性分析的监测要求,能够为岩爆风险监测提供一个有效的分析工具。研究成果为隧洞施工中岩体稳定性分析提供有价值的参考依据。     

高地应力区洞室围岩开裂问题研究进展

综述了近年来国内外高地应力下地下洞室围岩开裂问题的研究进展,重点分析了围岩开裂机理、应力和应变开裂判据,总结了围岩开裂影响因素及工程实际中常用的微震监测、声发射监测等监测与监控手段和常用的数值模拟软件,并指出了当前研究中存在的主要不足之处,包括爆破开挖、邻洞开挖和中间主应力对围岩开裂的影响等,认为爆炸荷载与地应力动态卸荷耦合分析、连续与非连续耦合数值模拟及地下洞室动态设计等将是今后的研究重点和突破方向。     

大型地下洞室群开挖的三维弹塑性有限元分析

基于弹塑性围岩理论，对构皮滩水电站地下洞室群的开挖进行了有限元数值模拟，对开挖后围岩的位移场、应力场及塑性区特征进行了比较分析。结果表明，构皮滩水电站整个洞室群的围岩基本上是稳定的，但在局部工程部位（洞室群的两洞相交处和岩体节理劈理出露部位等）出现了较大位移和应力集中，施工过程应注意合理支护。     

白鹤滩水电站地下厂房岩体变形机理研究

为了研究大型水电站地下洞室围岩变形问题,以白鹤滩水电站为例,对比分析了多点位移计、声波测试、高精度微震监测所收集的资料,归纳了白鹤滩水电站右岸地下厂房开挖过程中的损伤区特征、变形规律。研究结果表明:围岩变形量增加速率与开挖强度具有密切关系;主厂房上游侧位移大于下游侧,围岩损伤更严重;上游层状节理密度比下游大是造成上下游变形差异的主要原因。研究结果可为白鹤滩水电站地下厂房下一步的开挖和支护方案设计提供重要依据。     

引汉济渭工程秦岭引水隧洞岩爆三维 NPR 支护技术

针对引汉济渭工程秦岭引水隧洞岭北段频繁产生岩爆灾害、原支护结构破坏等问题，对秦岭引水隧洞岭北 段进行地质勘测调查，分析隧道围岩岩爆破坏特征及破坏模式，开展超深隧洞岩爆三维负泊松比（negative Poisson’s?ration，NPR）高应力补偿支护体系研究工作。采用现场勘查等方法，对隧道地质条件及岩爆破坏成因进 行分析，并采用对比试验的思想设计出秦岭引水隧洞岭北段岩爆监测预警试验方案，提出以微观 NPR 锚杆为核心 的三维 NPR 高应力补偿支护体系；通过现场试验分析新支护体系下围岩岩爆控制程度及其支护效果。结果表明： 以微观 NPR 锚杆为核心的三维 NPR 高应力补偿支护体系能有效控制隧道围岩岩爆灾害发生，新支护体系试验段 微震能量、频次均明显降低，爆坑深度、钢拱架受力和变形量明显减小。研究成果可为超深隧道岩爆灾害的防治 提供参考。