蒲石河电站地下厂房排水降渗安全运行分析

为将渗漏水控制在主副厂房等洞室外,蒲石河抽水蓄能电站地下厂房采用外围排水及内部排水两套排水体系,但在电站竣工后,地下厂房和周边的排水廊道一直存在渗水现象,部分区域渗水量较大。为此,结合目前的堵排防渗结构,研究了渗漏水的变化特点,并通过环境量同位素检测方法查找渗水来源,分析评价了在现渗流场下洞室围岩的外水压力和变形情况。结果表明,防渗排水结构设计合理,在阻截渗漏水、降低渗透压力上效果明显,厂房洞室在现有渗流场下能安全运行。     

玉龙喀什水利枢纽工程地下厂房围岩稳定分析

新疆和田玉龙喀什水利枢纽工程地下埋藏式厂房面临高地应力、大跨度开挖,工程区岩石饱和抗压强度偏低,软化系数偏大,薄层状片理发育,地下厂房距离大坝较近,水库蓄水后外水压力增大,且在施工期及运行期不可控因素较多。高地应力对厂房边墙变形影响较大,为确保计算成果的可靠性,先进行地应力反演,使得反演成果与实际地应力场相接近,再进行施工开挖仿真分析。综合判断围岩的变形规律、应力状态、塑性区分布等,发现在无支护条件下局部区域受力特性及稳定性差,但地下厂房洞室群围岩总体上基本稳定。研究成果可为类似工程提供借鉴。     

高地下水位时地下厂房尾水洞渗控措施优选

高外水压力作用时主、副厂房区域通常有相对完善的渗控措施控制地下水位,但相对远离降水漏斗中心的尾水洞难以靠主副厂房区域的降水漏斗来大幅降低地下水位,致使尾水洞衬砌承受较大的外水压力。结合某超高土石坝地下厂房工程,通过建立包括不同排水措施的地下厂房区域的三维渗流有限元模型,计算分析不同排水措施下远离降水漏斗的尾水洞洞轴线的外水压力分布,对比分析得出增设尾调室斜排水孔后可降低尾水洞处13%的外水压力,仍无法有效降低外水压力。因此,借鉴厂房区域渗控措施,在对比不同高程的排水廊道效果后,得出在#2尾水洞上方增设3条排水廊道(高程分别为2 640、2 670、2 760m)时,外水压力水头值可降低207.3m,即降低76%,效果最好,因而推荐该方案为渗控措施优化方案。     

引红济石调水工程深埋输水隧洞外水压力计算探讨

外水压力是深埋隧洞衬砌设计中的重要荷载,且往往难以确定,结合引红济石调水工程隧洞排水系统的设计对常用外水压力计算方法进行了探讨,并提出了采用渗流理论简化计算外水压力的有效方法,得出合理的设置排水系统及进行围岩灌浆是减少衬砌外水压力和维持地下水系平衡的有效措施。     

文登市抽水蓄能电站三维渗流场的有限元分析

针对抽水蓄能电站工程区中众多地下洞室和排水措施影响下渗流场的复杂性问题,给出了求解有自由面渗流场改进的截止负压法、模拟高压隧洞子结构法、模拟地下厂房密集排水孔改进的排水子结构法等,并采用IDL语言编制了基于子结构法的三维渗流场有限元计算软件GWSS,计算了文登市抽水蓄能电站工程区复杂渗流场,研究了高压输水隧洞和引水管道下水平段的钢筋混凝土衬砌开裂状态下内水外渗及工程区复杂渗流场的分布特征。结果表明,在高压隧洞下水平段上部设置排水洞和排水孔幕的排渗方案,对衬砌开裂状态下高压渗水有显著排水降压作用。     

欠挖条件下导流隧洞衬砌结构应力应变分析

针对功果桥水电站导流隧洞欠挖情况,根据进口段欠挖典型断面建立了数值仿真分析模型,比较了不同欠挖程度下衬砌结构的受力特征,分析了衬砌和围岩间粘结强度对衬砌结构的影响,并采用内力法对衬砌内的配筋进行了复核。结果表明,随欠挖程度的增加,衬砌实际厚度减小;在外水压力作用下,衬砌变形逐渐增大,应力也随之增加,衬砌安全度逐渐减小;在衬砌与围岩间粘结强度为0.4MPa,且欠挖深度在衬砌厚度的40%(欠挖92cm)及其以上时,衬砌结构的安全将得不到保证;同时衬砌与围岩间粘结强度对边墙和底板的变形和应力影响较大,而对顶拱位置影响较小。     

裂隙岩体渗流作用下地下洞室围岩稳定性分析

针对传统的考虑外水荷载的围岩稳定性计算方法难以定量评价地下工程的围岩稳定状况的问题,结合卡里巴水电站的工程实例,采用三维弹塑性损伤有限元数值计算方法,分别在无支护开挖、无渗流锚固支护开挖、有渗流锚固支护开挖三种工况下,定量分析并评价了地下洞室群围岩的稳定状况。结果表明,分期锚固支护开挖可确保洞室围岩稳定,裂隙岩体渗流对地下洞室围岩稳定影响较大。可见裂隙岩体渗流—弹塑性损伤计算方法可定量评价围岩稳定状况,为地下厂房设计、施工及安全运行提供了参考。     

三板溪地下厂房洞群围岩渗流场分析

运用渗流场有限单元法求解固定网格的节点虚流量法和排水孔排水予结构技术，引进溢流型排水扎、逸流型排水孔和排水孔开关器等概念，在水力等效多孔隙介质渗流模型假定的基础上，对三板溪水电站地下厂房洞群围岩渗流场进行了三维计算，给出渗流场水头和引水隧洞衬砌外水压力的分布，论证和分析了各洞室围岩区的渗流场特性，防渗与排水设施渗控方案的合理性及存在的缺点，并提出相应的改进意见。     

基于遗传算法的深埋隧洞外水压力反分析

外水压力是富水区深埋隧洞衬砌结构承受的主要荷载,其取值的准确性直接关系到隧洞设计与施工的安全,根据西南某工程的钢筋应力等监测数据,基于遗传算法,利用FORTRAN语言对通用有限元软件ABAQUS进行了二次开发,编写了遗传算法及其与ABAQUS的接口程序,对引水隧洞衬砌结构承受的外水压力进行了反演分析,得到了外水压力取值,并与实际地勘资料提供的数据进行比较。结果表明,实测值与反演值相近,且均小于正演值,安全性能够得到保证,说明原有计算模型的外水压力初值具有一定的合理性。可见遗传算法用于隧洞的外水压力反演是可行的。     

李家峡水电站地下洞室围岩稳定探讨

通过对李家峡水电站地下洞室轴线与岩体构造组合关系、影响洞室围岩稳定的因素的探讨 ,提出工程实践中应详细掌握岩体构造、地应力和地下水分布的特点 ,及时调整洞室衬砌和支护方案 ,是保证洞室安全、施工安全、施工进度的关键     

五岳抽水蓄能电站地下厂房初始地应力反演及围岩稳定性分析

河南五岳抽水蓄能电站地下厂房洞室群结构复杂，主厂房最大跨度26.0 m,高55.1 m,为大型地下洞室。岩体结构面发育，强度低，断层f₁贯穿三大厂房，安全问题突出，需分析其开挖后围岩的稳定性。为此，使用FLAC^3D程序建立地质模型，采用BSA-BP神经网络反演计算了该区的初始地应力场，而后进行地下厂房开挖的模拟计算，分析了围岩应力场、位移场及塑性区发育分布规律，结果表明地下厂房洞室群围岩基本稳定，但在断层发育部位及母线洞两端存在局部变形破坏的可能。研究成果可为该工程设计、施工提供指导，也可为同类工程提供参考。     

深埋有压隧洞平行四边形管片衬砌结构受力特性研究

水荷载是深埋有压隧洞的主要荷载,内水压力或外水压力直接作用在衬砌管片上,管片衬砌的受力特性对于工程安全稳定运行具有重要意义。平行四边形管片作为一种新型管片,在错缝拼装方式下应用具有较大优势,但尚未对其结构受力特性进行研究。依托某市供水隧洞工程实际,建立新型平行四边形管片衬砌的三维有限元数值模型,研究其在运行期和检修期的受力特性。结果表明,运行期内水压力作用下,衬砌各管片单独受力,管片间变形与拉应力不连续,以环向螺栓连接,各接缝开度呈现靠近衬砌内侧小、外侧大的特点;检修期外水压力作用下,衬砌管片受力整体性较好,管片间环向变形与压应力连续,环向螺栓压应力偏小,各接缝压力靠近衬砌内侧较大、外侧较小。同时,根据衬砌与豆砾石间摩擦系数讨论结果可看出,运行期衬砌朝外变形,管片与豆砾石间呈压紧趋势,其受力变形受摩擦系数的影响较为敏感,检修期管片与豆砾石间呈分离趋势,管片受力特征基本不受摩擦系数的影响。     

拉西瓦水电站地下厂房顶拱1 500 kN预应力锚索设计与施工应用

为了保证施工期及运行期地下洞室的稳定,根据地质条件在拉西瓦水电站地下厂房顶拱施工中采用了1 500 kN无粘结预应力锚索加固,其主要内容包括预应力锚索的设计、钻孔、锚索制安、灌浆、垫座及外锚头混凝土浇筑、张拉。阐述了大型地下洞室在不良地质下采用预应力锚索加固的必要性和重要性。     

溪洛渡水电站地下厂房帷幕灌浆项目管理

地下厂房防渗排水工程的关键是帷幕灌浆工程,因此做好帷幕灌浆工程管理,保证灌浆施工质量对地下厂区的防渗极为重要。针对目前水电建设市场现状,提出了统一灌浆自动记录仪、大力推行第三方质量检查和建立灌浆工程奖惩机制等灌浆工程项目管理措施,地下厂房左、右岸帷幕灌浆施工质量总体良好,各条廊道渗水总量远小于设计标准,但由于设计、地质及施工等多方面原因,部分施工支洞、灌排廊道局部排水孔渗水较大,实施灌排廊道补强灌浆和压力管道下弯段混凝土化学灌浆封堵后,使渗水情况得以解决,研究结果对相关工程有重要参考价值。     

复杂地质条件下地下厂房洞室群开挖顺序研究

复杂地质条件下大型地下厂房洞室群围岩稳定是岩石力学重大技术问题之一,也是施工中必须解决的问题,以江苏溧阳抽水蓄能电站工程为背景,对复杂地质条件下的大型厂房洞室群围岩稳定进行了系统分析,并通过分析制定出科学合理的开挖施工方案,确保实际施工的安全、进度,取得了良好成效.     

新疆下坂地水利枢纽工程地下厂房布置的分析与优化

在地下厂房布置中．主厂房长轴方向的选择确定是一个很重要的环节．对施工期以及运行期厂房的整体稳定有着很重要的意义。在本工程厂房优化布置中考虑了厂区的地形地质条件、地下厂房洞室群整体布置方案、厂区最大主应力方向以及厂房部位的主要断层结构面等因素,经综合比较,选定厂房部位的主要断层结构面做为选择地下厂房长轴方向的主要控制因素,并依此最终确定了厂房长轴方向为NE40°,为厂房整体布置奠定了基础。     

某高水头低地应力压力隧洞支护设计与分析

高水头低地应力条件下压力隧洞的安全经济支护一直是水利水电工程中的设计难题，依托厄瓜多尔辛克雷水电站发电引水洞，在挪威准则的框架内，采用钢衬+钢筋混凝土透水衬砌的组合支护型式，构建了考虑地应力影响的钢衬与钢筋混凝土透水衬砌耦合理论模型，以此确定钢衬起点，基于三维渗流场分析，确定高压隧洞钢筋混凝土透水衬砌最佳灌浆深度和压力。通过运行期监测资料分析，工程运行状况良好，表明压力隧洞组合支护各项指标选择是合适的。该研究有效解决了高水头低地应力隧洞安全经济支护难题，保证了压力隧洞结构的安全与稳定。     

泰安抽水蓄能电站渗控系统的优化设计分析

利用三维渗流分析模型和排水孔模拟新方法，对泰安抽水蓄能电站工程区渗控系统进行优化分析，结果表明，在上库区土工膜覆盖面的大小对上库的渗漏量、F1断层及其影响带保护有较大影响；地下洞室区的地下水位主要受其自身的渗控系统控制，设计方案满足工程安全运行的需求。     

深挖渠道边坡工程防护中的高压摆喷灌浆试验研究

南水北调中线一期工程总干渠辉县一标段为全开挖方渠道,开挖后渠坡上分布有中等—强湿陷性黄土和较厚层的强透水性卵石层,虽在渠坡、渠底采取了全衬砌混凝土等防渗措施,但黄土湿陷及卵石层强渗透压力仍可破坏渠坡。为保证渠坡稳定性,拟采用高压摆喷灌浆三管法形成截渗墙法以加固左右岸黄土并防渗。为摸索出施工工艺并验证设计的可行性,布置了三种孔距进行灌浆试验。结果表明,采用孔距1.0m时可达到加固黄土及防渗要求,进而给出了施工参数,可大规模推广应用于辉县一标段渠道高压摆喷灌浆施工中。     

地下厂房洞室群开挖卸荷力学特性及岩体质量评价

针对地下厂房洞室群开挖导致围岩卸荷回弹、岩体质量发生劣化问题,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,采用有限差分法研究了洞室群各期开挖对洞周围岩卸荷力学特性的影响,并根据岩体开挖卸荷后的力学参数,采用岩体分类指数法对洞室群开挖后的岩体质量进行评价。结果表明,随洞室群的施工开挖,洞周围岩卸荷区不断发生演化,其卸荷区深度、范围逐渐增大;洞室群开挖完成后,三大洞室间均有程度不同的卸荷贯通区出现;洞周围岩部分卸荷区岩体质量由开挖前的Ⅱ类变为Ⅲ类。