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。     

引水隧洞穿越大型断裂带围岩力学响应

针对引水隧洞地质条件复杂、岩性差异大的特征,建立仿真三维模型,采用Mohr-Coulomb弹塑性本构模型,以分段开挖方式,对比纯开挖、支护开挖围岩径向位移、应力响应差异,分析研究隧洞穿越大型断裂带过程中的围岩力学行为。结果表明,断裂带右侧初始自重应力明显偏低,附近石灰岩段存在应力集中现象,开挖后断裂带左侧洞顶径向位移明显大于右侧;纯开挖时,已开挖部分洞壁径向应力趋于零,掌子面前方约3倍洞径范围应力释放与应力集中现象突出,各分段掌子面附近出现径向位移极小值点;开挖支护时,已开挖部分洞壁径向应力维持在较高水平,处于三向压缩状态,掌子面前方应力集中现象减弱,在各分段开挖掌子面前方应力释放区内,径向应力极小值点和径向位移极大值点一一对应,间接反映支护时机对围岩力学响应的影响。研究成果可为引水隧洞施工提供指导。     

引大入秦工程盘道岭隧洞的施工技术

引大入秦工程总干渠盘道岭隧洞是引大工程总干渠控制性工程。隧洞工程地质条件复杂，岩性软硬不均，施工难度大。本文论述了其主洞开挖及一次支护施工方法，施工量测等问题。     

超前导管支护技术在平硐暗槽开挖中的应用

该文从施工工艺、安全技术上,阐述超前导管支护技术在箭竹坪煤矿+283m主平硐表土层段暗槽开挖中的应用,通过实际应用,超前导管支护技术对井巷工程表土层段暗槽开挖能够有效的防止岩土冒塌,保障安全,加快施工进度。     

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。     

水工隧洞膨胀岩段初期支护设计及效果分析

以某超长距离引水隧洞工程为例,以新奥法为理论基础指导设计及施工,针对地质勘探支洞在开挖过程中遇到膨胀岩的问题,提出在初期喷锚支护的基础上,增设超前支护和系统钢架,并在膨胀岩洞段设置监测断面,进行数据采集和分析。结果表明,初期支护设计合理,选用的支护参数可靠,能够保证膨胀岩洞段施工期安全。     

某水电站大型地下洞室群围岩支护模拟分析

针对某水电站大型地下洞室群中大跨度、高边墙等因素对围岩稳定性的影响,采用有限差分法建立了大跨度、高边墙地下洞室群的三维计算模型。通过对比无支护与支护条件下的数值模拟结果,研究了支护对围岩应力、位移及塑性区分布的影响。结果表明,在开挖形成大跨度、高边墙的过程中,洞周围岩位移、应力值受影响显著,塑性区分布范围较大;施加支护后,洞周围岩变形减少了约23%,围岩变形得到了有效控制;应力集中和围岩塑性区分布范围均有所减小。     

高地应力区水电站地下厂房分期开挖围岩稳定分析

根据某水电站地下厂区所处的地质环境,对初始地应力进行了反演分析,得知该场地为中高地应力场.在此基础上,根据地下厂房的布局及开挖顺序,采用FLAC3D软件建立了整体三维计算模型,对分期开挖过程中洞周的应力场、位移场和破坏区的分布规律进行了分析.结果表明,给定的开挖顺序和支护条件较有效地限制了围岩的破坏区发展和变形,改善了围岩的应力状态;但围岩条件相对于高地应力场来说较弱,深部开挖扰动难以控制,建议在局部位置应加强支护.     

基于有限单元法的洞室开挖和支护过程动态仿真

基于开挖与支护计算的有限元数值格式,研究了开挖释放荷裁及支护效应动态仿真计算方法,根据围 岩塑性系数分布规律.提出了用于动态模拟支护效应的荷栽分配系数确定算式.结果表明,将开挖问题转化为简单的加载问题可实现开挖过程的连续追踪模拟.通过荷栽分配及迭代分步能合理地实现施工开挖过程动态模拟,且能较好反映锚固支护效应的影响.     

水工隧洞圆形洞口开挖形式的围岩稳定性分析研究

水工隧洞圆形进水口方案有全断面开挖和上下半洞台阶开挖步序,根据实际工程概况、地质条件利用有限元软件建立圆形进水口段的三维非线性分析模型,对比同一支护条件下圆形进水口方案全断面开挖和上下半台阶开挖步序的分析结果,分析两种不同开挖步序下该段放空洞围岩稳定性状。得出圆形方案的最优开挖步序。     

水工小断面隧洞自行式钢栈桥施工技术

针对水工小断面隧洞开挖断面小、施工场地狭窄、作业工序多、干扰大等难题,研发了自行式钢栈桥,充分利用混凝土早期强度为栈桥自重及通行载荷提供支撑,配合专用柔性底座及液压控制自行轨道,探索出水工小断面隧洞自行式钢栈桥施工技术,有效解决了洞室开挖与衬砌施工交叉作业等问题,应用于吉牛水电站长22.377km的引水隧洞施工中,保证了工程质量和施工工期,可为类似工程提供借鉴。     

超大断面隧道软弱破碎围岩开挖方案选择及应用效果分析

针对粤东丘陵区某超大断面隧道进口段围岩较软弱破碎、处理不当极易坍塌的问题,为确保工程在该不良地质条件下顺利施工,采用FLAC3D数值软件对超大断面隧道软弱破碎围岩开挖进行数值模拟,通过对比分析双侧壁导坑开挖法和三台阶开挖法对围岩变形、塑性区分布的影响程度,寻找出最适合该隧道Ⅴ级软质破碎围岩段的经济、快速施工方法。将现场监测的围岩变形数据与数值仿真计算结果进行对比表明,三台阶开挖法可以更有效地控制超大断面隧道软弱围岩变形,适合于超大断面隧道软弱破碎围岩段的快速施工。     

大断面隧洞上穿既有隧洞结构安全分析

为分析丽水机场沙溪排水隧洞上穿既有玉溪引水隧洞工程可能造成的影响,采用有限元模拟法,综合考虑了大断面隧洞开挖引起的围岩应力重分布和爆破振动影响,研究了新建大断面隧洞自身的围岩受力和变形特征,及新建隧洞开挖、爆破施工引起的既有隧洞衬砌受力变形及动力响应。结果表明,在完成开挖后,新建排水隧洞的最大位移发生在拱顶处,围岩及衬砌结构受力变形满足设计要求;既有隧洞沿竖向发生隆起变形,最大隆起量为6.3mm,横向拱腰处发生向内的水平位移,最大水平位移为0.76mm,最大值均发生在隧洞交叉点处;既有隧洞衬砌结构最大压应力为30MPa,无拉应力,满足衬砌结构抗压和抗拉强度要求;新建隧洞爆破施工导致既有隧洞的最大质点振动速度满足爆破安全规程规定,说明新建大断面隧洞采用分层分块小断面控制爆破施工技术可有效控制爆破施工对临近结构的影响。     

小净距隧道施工过程的力学行为研究

在对小净距隧道已有研究分析的基础上,针对小净距隧道施工过程中的动态力学问题,采用ANSYS建立计算模型,分析了Ⅳ级围岩小净距隧道开挖和支护过程中围岩的位移、应力变化,对小净距隧道开挖和支护过程中的动态力学进行了研究。     

引汉济渭隧洞施工若干技术问题探讨

隧洞施工,需要建设各方密切配合,根据围岩变化及时确定安全可靠、经济合理的支护措施和施工方案。就隧洞施工中的动态设计、超前预报、开挖方式、初期支护、二次衬砌与掌子面的距离等常常遇到的若干技术问题结合有关技术文件和规范进行了探讨,希望能引起引汉济渭工程建设者的关注。     

深埋软岩隧道开挖及支护变形特征研究

针对滇中引水工程中磨盘山隧道的深埋软岩段,利用ANSYS建立三维数值模型,通过FLAC~(3D)进行计算,研究了深埋软岩隧道开挖及支护后围岩的变形和破坏特征。结果表明,围岩强度和隧道埋深是影响隧道变形破坏的重要因素。隧道开挖后,应力重分布,隧道前段围岩强度较小,变形总位移、塑性区范围大于后段,在拱腰两侧对称形成两个应力集中区。隧道支护后,有效限制了隧道变形的继续发展,各部位总位移值减小,塑性区范围也得到抑制,拱腰两侧应力集中区向洞壁靠拢,应力分布也变得均匀。     

黑河金盆水利枢纽导流洞工程施工排水

地下水严重的影响着地下工程开挖过程中围岩的稳定和混凝土衬砌的质量。本文介绍了黑河金盘水利枢纽导流洞开挖及混凝土衬砌过程中排水措施。     

考虑流固耦合效应的水下隧道开挖工序模拟

采用FLAC3D数值方法并考虑流固耦合效应对静水平面17 m下隧道施工进行数值模拟,比较分析了不同工法开挖的围岩渗流、位移、应力及塑性区的变化。计算结果表明,CD法需注重隧道拱部预注浆堵水加固,台阶法需加强全断面预注浆堵水加固;考虑流固耦合影响后,隧洞围岩压力相对减小30%;且不同工法开挖〖JP2〗情况下,流固耦合效应对隧道支护结构的扁平效应影响不同;拱顶与拱脚是水下隧道施工应重点关注的部位。     

某隧道围岩参数反演分析及实时施工应用

以某隧道监测到的隧道围岩位移变形数据为依据,选取围岩岩体的弹性模量E与初始地应力侧压力系数K作为反演参数,采用黄金分割法和FLAC3D数值模拟对隧道洞口浅埋段及洞身段围岩进行位移反分析优化计算。在此基础上将反分析得到的围岩力学参数应用于掌子面前方围岩变形的数值模拟计算,将其结果与隧道施工中监控量测结果进行对比,验证了位移反分析在隧道施工中实时应用的可行性,并将拱顶沉降量的预测结果用于设定围岩开挖的预留变形量,通过控制超挖量,减少喷射混凝土用量,节约工程成本。