白鹤滩水电站岩壁吊车梁补强加固措施及稳定性分析

受复杂地质条件和高地应力的影响,白鹤滩水电站右岸地下厂房下游侧岩壁吊车梁开挖成型较差,岩台缺失率较高。为此,根据其实际开挖成型情况,提出两种补强加固措施,并采用有限元法对补强加固措施进行复核计算,验证补强加固设计的合理性。基于原型观测成果,分析岩壁吊车梁锚杆、岩壁吊车梁与岩壁结合面情况和岩壁围岩变形情况,对补强加固措施进行安全稳定性分析。结果表明,岩壁吊车梁锚杆应力未超过设计值,安全系数在合理范围内;岩梁与岩壁结合面开合度最大值分别为0.17、0.12mm,岩梁、附壁墙与岩壁基本呈压应力;岩壁围岩变形基本趋于稳定;荷载试验期间,各监测数据增量都较小。可见岩壁吊车梁补强加固措施设计安全合理。     

乌弄龙水电站运行期岩壁吊车梁稳定性预测分析

为预测乌弄龙水电站运行期岩壁吊车梁的稳定性,依据乌弄龙水电站地下厂房岩壁吊车梁原型监测数据,分析岩壁吊车梁在洞室群开挖卸荷过程的围岩应力、变形及锚杆应力特征;运用三维整体数值模拟进行反演及动态反馈分析,仿真计算岩壁吊车梁运行期变形及应力特点;通过原型监测和仿真模拟,评估岩壁吊车梁的安全稳定性。预测结果表明,岩壁吊车梁能安全运行,与实际运行情况一致。研究成果可为同类工程提供参考。     

岩体结构面和蚀变对地下厂房岩壁吊车梁的影响分析

岩壁吊车梁是地下厂房中常见的承载构件，由于直接支承在围岩上，岩壁吊车梁的稳定性受围岩地质条件影响较大。以丰宁抽水蓄能电站二期地下厂房岩壁吊车梁为例，通过对地下厂房岩体结构面特征、岩体蚀变效应及岩壁吊车梁原位观测资料进行深入解析，阐释了岩壁吊车梁锚杆应力和围岩变形的分布规律，并深入分析了吊车梁锚杆应力同围岩变形、地质条件、施工进程等之间的关联，解译了岩壁吊车梁锚杆应力和围岩变形偏大的原因，最终揭示了岩体结构面和蚀变对岩壁吊车梁稳定性的影响机理。研究结果可为岩壁吊车梁结构设计、施工组织和安全论证提供技术支撑，具有实际工程意义。     

岩体流变对岩壁吊车梁锚杆应力的影响

流变是岩体的固有力学性质,对地下厂房开挖和运行的安全稳定性具有重大影响。但岩壁吊车梁设计时多采用仅考虑岩壁吊车梁自身所受荷载的刚体极限平衡法,忽略了围岩变形尤其是岩体流变变形的影响。因此,结合某水电站地下厂房工程,建立地下厂房系统有限元模型,基于岩体Drucker-Prager弹塑性本构关系和考虑时间硬化的等效流变原理,研究了地下厂房开挖过程和正常运行10年后岩体流变对岩壁吊车梁锚杆应力的影响。结果表明,在地下厂房正常运行10年后下游顶部第一排受拉锚杆在长度6.72 m处应力值达317.83 MPa,随着地下厂房运行时间的延长,岩壁吊车梁锚杆应力值逐渐变大,但应力变化速率逐渐减小,有必要采取工程措施,以便防止随着时间的延长岩体流变量逐渐增长,从而使岩壁吊车梁锚杆发生屈服。     

高地应力地下厂房岩壁吊车梁结构安全性分析

对于高地应力区地下厂房，岩壁吊车梁浇筑完成后下部厂房洞室开挖可能会对吊车梁产生不利影响。对此，采用三维弹塑性有限元法分析了某地下厂房岩壁吊车梁施工期和运行期应力变形、梁体锚杆受力及梁体的稳定性。结果表明，在高地应力场中，岩壁吊车梁会产生较大变形，梁体和岩壁结合面会出现较大的拉应力，在吊车梁浇筑完成后的3期内梁体应力变形增大，随着开挖部分远离梁体，梁体应力变形变化趋于平缓，梁壁结合面安全系数增大，为类似工程中吊车梁浇筑和洞室施工提供了参考依据。     

三板溪水电站地下厂房岩锚吊车梁在施工中的缺陷处理

地下厂房的地质缺陷和超挖往往对岩锚梁的锚杆受力、梁体变形以及岩锚梁与岩壁的结合面产生不良影响,本文对三板溪水电站岩锚吊车梁施工过程中的缺陷成因和处理措施进行了研究,最后对岩壁整体超挖时对锚杆拉力和岩壁抗滑稳定系数的影响进行了敏感性分析。     

三板溪水电站地下厂房岩锚吊车梁在施工中的缺陷处理

地下厂房的地质缺陷和超挖往往对岩锚梁的锚杆受力、梁体变形以及岩锚梁与岩壁的结合面产生不良影响，本文对三板溪水电站岩锚吊车梁施工过程中的缺陷成因和处理措施进行了研究，最后对岩壁整体超挖时对锚杆拉力和岩壁抗滑稳定系数的影响进行了敏感性分析。     

白鹤滩水电站巨型地下厂房高边墙开挖支护变形研究

白鹤滩水电站左岸地下厂房规模巨大,且面临高地应力、长大错动带、硬脆玄武岩等诸多不利地质条件,存在围岩失稳、高边墙和岩壁梁成型困难等风险。为此,通过数值计算研究,厂房高边墙开挖选取薄层开挖、快速支护的方案。岩壁梁层分为"中部拉槽、保护层、岩台"三区六序的精细化开挖爆破,保证围岩应力分区释放、降低卸荷松弛程度。数值分析结果表明,开挖过程中数值计算与监测结果一致,围岩失稳风险得到了有效控制,厂房高边墙稳定成型。     

某水电站地下厂房岩锚吊车梁三期浇筑可行性分析

针对中-高地应力的西部地区水电站地下厂房岩壁吊车梁的浇筑时机对自身受力和变形影响较大,基于西部某水电站地应力反演,采用弱化单元和接触单元模拟岩锚梁与围岩接触部位之间特殊的力学行为,并结合开挖方案对不同阶段浇筑岩梁的受力和变形进行了计算分析.计算结果表明,该水电站地下厂房岩锚梁结构的三期浇筑可行有效,且能大幅降低施工难度,缩短施工工期.     

考虑洞室开挖效应的地下厂房岩锚梁稳定性分析与评价

地下厂房建设过程中,岩锚梁作为重要建筑物,其安全稳定性一直备受关注。以乌弄龙水电站地下厂房为例,采用FLAC3D软件中的interface单元模拟岩锚梁与岩壁接触面,并考虑厂房开挖和支护与岩锚梁安装和运行的全过程。分别在岩锚梁与岩壁接触面的竖直面胶结完好、开裂两种工况下,计算分析乌弄龙地下厂房岩锚梁在运行期的稳定性,并结合监测数据进行了对比分析。结果表明,interface单元能很好地反映岩锚梁与岩壁接触面的开裂性能;岩锚梁与岩壁接触面的竖直面胶结程度对接触面上应力分布、岩锚梁受拉锚杆轴力、岩锚梁整体抗滑稳定性均有重要影响。     

安全监测在大型地下洞室围岩变形中的应用

为了保证大型地下洞室施工期安全,以安全监测为主要手段了解围岩状态,为围岩稳定性评价提供依据.本文以乌东德水电站右岸主厂房7~8号机组段上游边墙变形为研究对象,基于安全监测成果,结合地质及施工等对围岩变形进行分析,利用结论采取相应工程措施,并对措施实施后的效果进行评价.主要结论为:右岸主厂房7~8号机组段上游边墙变形主要发生在第Ⅵ层与下方L3施工支洞贯通开挖期间,爆破开挖导致陡倾顺层岩体切脚,产生向临空面顺层滑移;基于安全监测成果进行措施前后对比分析,措施后围岩变形及应力应变变化速率明显减小,实践证明工程措施有效控制了围岩变形,截至目前,该部位围岩稳定;安全监测成果的应用,有效指导了工程施工,为围岩稳定性评价提供了依据,在大型地下洞室开挖中发挥了重要的应用价值.     

某地下洞室全长粘结式锚杆受力特性分析

为研究全长粘结锚杆锚固界面应力传递机理,建立了锚固界面应力计算模型,基于锚固界面弹性状态下锚固体与围岩协调变形假定,构建了锚杆内力与围岩位移之间的数学模型,利用有限元弹塑性数值模拟推导了沿杆长方向锚杆轴力与剪力的分布函数,并考虑接触面的损伤劣化,引入损伤变量,建立了损伤状态下锚杆应力修正与锚固支护效应力学模型。对某水电站地下厂房开挖过程中吊车梁锚杆受力特性的分析结果表明,本文方法合理、有效。     

高中间主应力下地下厂房高边墙围岩补强支护及效果评价

地应力高、岩石强度应力比低和中间主应力偏高是猴子岩水电站地下厂房的主要地质环境特征,且施工期高边墙围岩稳定性问题普遍、突出。结合开挖揭示的高地应力、围岩坚硬较完整和局部节理裂隙较发育等工程地质环境条件,在总结施工期围岩变形破坏特征和分析监测资料的基础上,研究了高中间主应力条件下地下厂房高边墙围岩补强支护措施,并对其效果进行评价。结果表明,补强支护处的边墙围岩变形速率减小,位移得到了收敛,说明支护合理、有效,为类似工程的围岩补强支护和安全控制提供了借鉴。     

乌东德水电站导流洞不良地质段开挖支护数值分析

乌东德水电站是综合效益显著的大型水电工程,左右岸5条导流洞呈"左2右3、4大1小、4低1高"的格局布置,其中右岸#3、#4导流洞上游Ⅳ类围岩洞段占比较大且变形和应力相对较大,为分析#3、#4导流洞Ⅳ类围岩洞段第Ⅳ层开挖支护方案下围岩变形、破坏区分布及锚杆受力情况,采用三维弹塑性损伤有限元程序,选择#4导流洞典型断面进行数值分析。结果表明,按目前开挖支护方案施工,洞室全部开挖完成后,洞周围岩最大变形满足设计要求,洞周围岩开裂区总体在系统锚杆及预应力锚杆支护范围内,洞室全部开挖完成时锚杆平均受力在200 MPa以上,少量锚杆达310 MPa,研究成果可为#3、#4导流洞不良地质段第Ⅳ层开挖支护及现场安全施工提供依据。     

CCS水电站地下厂房施工过程中围岩稳定性分析

CCS水电站地下厂房由主厂房和主变室组成,为超大断面地下洞室,其开挖过程中围岩应力、变形等特征决定着地下厂房施工和运营过程中的安全性和可靠性。通过分析工程地质条件,选取#8机组剖面建立地质概化模型,采用有限元程序Phase 2建立数值分析模型,基于弹塑性本构关系对施工开挖和支护进行数值模拟,研究开挖过程中围岩变形场、应力场及塑性区的分布及变化特征。结果表明,洞室顶拱的变形和应力集中主要产生在当层开挖,后续开挖对其影响较小,围岩趋于稳定;主厂房、主变室洞周岩体均呈现出向岩体内延伸的塑性区,塑性区岩体的破坏以剪切破坏为主;锚杆和喷混凝土支护对围岩的变形影响较小,对围岩的应力集中、拉应力区和塑性区有一定程度的改善。该研究结论和方法为地下厂房的施工开挖和支护设计提供了参考。     

基于滑动测微计的地下洞室围岩变形分析

以呼和浩特抽水蓄能电站为例,应用滑动测微计对施工期地下洞室围岩表面和深度变形进行监测。近20个月监测资料表明,监测期间地下洞室处于稳定状态,围岩表面变形较大值发生于地下洞室第五、六层开挖过程中。由于围岩深度变形主要由岩体结构面张开引起,配合多点位移计进行校核验证,则可判断围岩结构面张开位置。可见开挖过程的变形监测,可实时指导施工、优化设计、保证地下洞室开挖安全。