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。     

大型抽水蓄能电站地下厂房围岩变形时效特征和反馈分析

丰宁抽水蓄能电站地下厂房洞室群的施工期围岩变形具有量值大、时效特征明显、不同深度围岩均可能发生变形的特点。为研究该地下厂房围岩变形时效特征,基于工程地质条件和监测数据,开展围岩变形机制研究。分析结果表明:地下厂房围岩变形的分布特征和时效特性,既与围岩在开挖卸荷后所出现的岩体质量下降、围岩强度减小、岩体蚀变现象有关,也与围岩内存在节理裂隙或断层等不连续地质结构在开挖卸荷作用下易发生张开或错动有关。采用由伯格斯流变模型与带拉伸截止限的摩尔-库伦塑性屈服准则组合而成的复合黏弹塑性模型,进行围岩流变力学参数反演,获得了与监测值吻合较好的围岩变形和变形时程曲线计算结果。根据洞室群围岩开挖支护稳定性分析结果,可知截至主厂房第V层开挖支护完毕,洞周围岩局部变形和塑性区深度均较大,且塑性区贯穿主厂房和主变室洞间岩柱,围岩稳定性总体较差。因此,主厂房在第V层开挖完毕后暂停继续下挖,专门进行洞室群的系统性加强支护是必要的。     

丰宁抽水蓄能电站二期地下厂房施工期围岩安全监测分析

丰宁抽水蓄能电站二期地下厂房洞室群开挖尺寸大、围岩岩性复杂、区域结构面丰富,使其围岩稳定性变得复杂;对丰宁电站二期地下厂房洞室群围岩位移和支护受力情况进行监测并分析能实时掌握水电站地下厂房洞室群的整体稳定性状况。故在丰宁抽蓄电站二期主厂房和主变室中布置了大量监测仪器,对地下厂房洞室群围岩施工期的位移和支护受力情况进行了实时监测。通过对监测数据分析发现,与岩性、围岩分类、埋深和开挖规模相近的水电站地下厂房工程相比,丰宁抽蓄电站主厂房和主变室的围岩变形量值偏大,这与围岩中丰富的不连续结构面、围岩的蚀变性和地下厂房开挖扰动相关。此外,在支护受力上,主厂房和主变室的锚杆应力量值总体正常,锚索也对主厂房围岩起到了较好的加固效果。     

白莲河抽水蓄能电站地下厂房洞室开挖技术

白莲河抽水蓄能电站地下厂房系统布置有球阀室、主厂房、主变洞、尾水闸门室等四大洞室。主要介绍白莲河地下厂房系统四大洞室的开挖方法及施工程序、在上一层处理断层的同时如何组织下一层的开挖施工，以及笔者对地下洞室开挖的一些认识和有待研究解决的问题。     

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。     

锦屏二级水电站厂区枢纽工程主厂房顶拱开挖支护施工技术

锦屏二级水电站厂区枢纽工程地下厂房在地质条件较差、地应力较大的情况下,顶拱层开挖采用“先导洞,后扩挖”、分区开挖施工方法,实现了从施工支洞施工到主厂房施工的良好衔接;顶拱层采用“周边光面爆破”施工方法,实现了厂房顶拱良好成型。厂房顶拱层支护采用“支护紧跟开挖”、“一掘一支”的施工方法,使用预应力中空注浆锚杆在短时间内受力,使厂房顶拱表层岩石受到约束,实现了厂房顶拱围岩安全、稳定。主厂房顶拱开挖支护施工技术使主厂房顶拱层施工提前完成,为锦屏二级水电站如期发电奠定了坚实的基础。     

张河湾抽水蓄能电站地下厂房系统开挖监测分析

张河湾抽水蓄能电站装机4台,单机容量250MW。地下厂房系统由主副厂房、主变及开关室、母线洞等组成。厂房系统开挖后,监测到围岩位移迅速增大,空间位移表现明显,围岩位移和应力一般在支护后变化逐渐趋缓;围岩位移和锚杆应力曲线呈台阶式分布,从围岩位移变化、锚杆和锚索应力变化来看,厂房与主变室的交叉洞口处,变形较大,厂房上游拱座处受力较为复杂,变形也较大。说明开挖对围岩的位移影响很大,施工中支护必须及时跟进。     

石墨杆收敛计在锦屏电站地下厂房监测中的应用

雅砻江锦屏一级水电站地下发电厂房地应力高,f13、f14、f18断层贯通三大洞室(主厂房、主变室、调压室)。受f18断层及煌斑岩脉影响,第1副厂房与第2副厂房之间的上下层联系洞内裂缝发育,监测断层围岩变化对主厂房与主变室之间岩墙稳定性的影响尤为重要。采用石墨杆收敛计对地下发电厂房上下层联系洞进行监测。监测结果显示,第1副厂房与第2副厂房之间的上下层联系洞裂缝主要是由应力持续卸荷引起的深部劈裂性开合裂缝。由于采取及时有效的支护和回填处理,高边墙之间的岩柱变形无异常。实践表明,石墨杆收敛计是监测洞室深部裂缝的有效措施。     

考虑复杂断层及岩脉的地下硐室群开挖步序优化研究

以某拟建抽水蓄能电站地下厂房硐室群为例,考虑复杂断层及岩脉,采用三维数值方法对不同开挖步序下厂房围岩变形及应力力学响应展开研究,并比选最优方案。研究结果表明:厂房硐室在四种开挖步序工况下,围岩位移场相差不大,硐室围岩的水平位移极大值出现在边墙中部,铅直方向的沉降极大值出现在硐室围岩拱顶,卸荷回弹位移极大值出现在洞室底板中部;主厂房上游边墙局部部位出现拉应力区,方案2引起的拉应力区范围最小,方案3最大;七步开挖方案条件下的塑性区体积均小于六步开挖方案的结果,表明主厂房采用七步开挖方法有助于减少洞室围岩的塑性区分布;在考虑复杂断层及岩脉的情况下,4种施工步序方案均为可行方案,方案2为最优方案。研究成果可为抽水蓄能电站地下厂房硐室群开挖施工提供指导。     

断层对硬梁包水电站主厂房围岩稳定性的影响分析

断层等结构面对地下洞室的稳定性起着控制性作用,研究断层作用下的地下洞室的稳定性对工程的施工安全及支护设计具有重要意义。以硬梁包水电站为例,分析主厂房区域的断层F5对其围岩稳定性的影响,采用Flac3D数值模拟软件,引入考虑开挖卸荷开裂后力学参数等效降低的岩体劣化本构模型,对主厂房全部开挖后,不同断面的岩体劣化特征、卸荷变形量、重分布应力特征进行对比分析。结果表明:厂房洞室开挖完成后,F5断层使围岩变形增大了15%～20%,使局部变形最大可达到100 mm左右,断层影响区域岩体松弛程度相比于无断层区域明显增大。     

江垭地下厂房工程主厂房洞室F15断层的处理

江垭地下厂房工程主厂房洞室在第一层开挖中出露Ｆ１５断层、断层面切割洞室顶洪、上游边墙及岩壁吊车梁岩台，对围岩稳定产生不利影响。采用锚固、排水、固结灌浆、监测等工程措施进行综合处理，保证了洞室围岩稳定，施工安全和不间断施工。     

白莲河抽水蓄能电站F8断层开挖与支护施工技术

白莲河抽水蓄能电站地下厂房F8断层是工程施工中遇到的影响最大的不利地质条件。通过采用科学合理的开挖方法,应用"锚杆+钢筋格构梁+挂网喷钢纤维混凝土+预应力锚索"的柔性支护处理技术,较好地完成了F8断层的处理施工,确保了洞室的稳定,减小了F8断层处理对主厂房施工直线工期的影响,保证了地下厂房整体开挖施工进度。     

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。     

地下厂房断层带围岩变形分析

断层是地下洞室施工中经常遇到的不良地质现象之一,也是影响施工的重点和难点.结合湖北省白莲河抽水蓄能电站地下厂房施工的实例,对主厂房F8断层带施工时围岩变形进行监测.通过对断层带围岩收敛变形的监测,分析断层带围岩变形特征以及对施工的影响,并对支护效果进行了分析,对施工进行了有效指导.可以为其它类似工程的设计与施工起到借鉴作用.     

某抽蓄电站施工期地下厂房围岩变形性态分析

施工期地下厂房围岩的稳定性是大家关注的重点。文章基于原型监测,结合施工工况等对某抽蓄电站地下厂房开挖过程中的围岩变形情况进行分析。分析结果表明,主机间断面的顶拱围岩变形平均值大于安装场断面,上游拱腰围岩变形普遍大于拱顶和下游拱腰围岩变形,厂房围岩变形均在开挖后逐渐收敛,施工期内围岩处于稳定状态。     

彭水水电站地下厂房施工技术

彭水水电站主厂房轴线平行岩层走向布置,最大厂房开挖尺寸252 m×30 m×78.5 m(长×宽×高).整个厂房系统工期安排紧凑.为控制围岩变形、保持围岩稳定,同时达到快速施工的目的,从合理分层、保证施工通道畅通、施工均衡等角度对地下厂房开挖施工方案进行了周密设计,同时对施工程序和开挖支护措施提出了一套严格的控制技术,保证厂房在工期紧、施工强度高的情况下按期、保质、有序完工,为提前发电做出了努力.     

福建仙游抽水蓄能电站工程地下厂房施工和质量分析

仙游抽水蓄能电站地下厂房开挖和支护是控制工程直线工期的关键线路。从工程开挖施工程序和方法、支护方法、质量及工期等方面对地下厂房开挖进行了探索和总结,重点介绍了仙游抽水蓄能电站地下厂房施工通道布置与开挖分层、各分层开挖工期与资源投入以及开挖过程中对周围岩体的扰动破坏、围岩变形等情况,分析了影响工期的主要因素及需改进的主要方面,对类似工程施工组织设计具有借鉴意义。     

白莲河抽水蓄能电站地下厂房开挖技术

介绍了白莲河抽水蓄能电站地下厂房的球阀室、主厂房、主变洞、尾水闸门室的开挖方法及施工措施,特别是组织上下层同时开挖的施工方法,指出了洞室开挖中有待研究解决的问题。     

高地应力地区地下厂房贯穿开挖支护技术措施

锦屏一级水电站地下厂房处于高地应力地区,地质结构复杂、断层分布广,主厂房下部洞室纵横分布、挖空率高,开挖期间对围岩的稳定和施工安全提出了很高要求。通过对主厂房下部洞室群的开挖支护施工的总结和探讨,介绍高地应力下其开挖成型的技术控制措施,为以后高地应力区域工程设计与施工提供参考。     

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、...