复杂地质条件下大型地下洞室群围岩稳定性研究

断层等软弱地质结构面是控制地下洞室群围岩稳定的主要因素。以某水电站大型地下厂房为例,采用三维非线性有限元法分析了地下洞室群的围岩稳定,建立了考虑优势断层结构面的地下洞室群三维有限元模型,对比分析了有、无支护方案下洞周围岩位移场、应力场及塑性区分布。结果表明,洞周围岩变形受断层影响显著,断层贯穿部位多发生应力突变,断层出露部位塑性区分布范围较大;施加支护方案后,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。     

瀑布沟电站地下洞室围岩变形特性研究

瀑布沟水电站地下厂房洞室由于体积和跨度较大(均超过30 m),其围岩的变形和稳定情况受到了各方面极大的关注.以丰富完整的变形监测资料为基础,结合地质和施工资料,对厂房洞室围岩变形的分布特征进行了总结,探讨了其主要影响因素.研究结果表明:围岩变形受地质因素(地应力、岩体质量、断层结构面等)和工程因素(开挖方式、支护措施等)的综合影响,其中尤以岩体质量和断层结构面为控制性因素.     

复杂地质条件下地下厂房与主变洞顶拱层开挖施工方案模拟选择

溧阳抽水蓄能电站地下厂房工程地质条件复杂,地层内断层十分发育,共揭露大小断层111条,特别是F_(54)断层对地下厂房顶拱与边墙影响较大。采用三维有限元模型对主厂房及主变洞顶拱层开挖施工程序和围岩变形进行比较分析,同时考虑施工工期及其他因素,确定主厂房和主变洞顶拱层采用错距开挖的施工方案。这样既满足了施工期洞室稳定及围岩变形要求,也满足了施工工期要求,并且降低了施工成本。     

瀑布沟水电站地下厂房施工期安全监测成果及特征分析

地下厂房是瀑布沟水电站的关键性工程之一,其围岩的变形稳定至关重要.通过对地下厂房施工期安全监测资料的综合分析,发现变形、应力较大值主要集中在岩锚梁及拱肩部位,最大变形值达到77.39 mm;变形、应力变化具有明显的相关协调性,且与施工进度存在密切联系,其变化曲线具有"台阶"状的特征;围岩变形的量值和分布特征受地质条件影响比较突出,尤其是与岩脉、断层等结构面密切相关.随着地下厂房开挖工程的完成,围岩变形基本稳定,地下厂房整体稳定性较好.     

文登抽水蓄能电站地下厂房施工期围岩变形机理分析

文登抽水蓄能电站地下厂房岩性较好,但地应力场相比同等埋深下其它工程偏高,且主厂房有断层穿过。为更好地分析地下厂房施工期围岩稳定性,依据文登抽水蓄能电站地下厂房施工期地质情况、物探成果、安全监测数据和数值分析成果,对施工期围岩变形机理进行了分析。成果表明,地下厂房开挖扰动使围岩出现松弛,松弛深度在1．4ｍ以内;地下厂房总体变形不大,支护体系受力也在正常范围内,较大变形和支护受力区域主要受局部不良岩体结构和较强的开挖卸荷扰动影响所致;受较高岩体质量和地应力场条件影响,厂房开挖后围岩松弛圈内易出现平行于边墙的卸荷性裂隙,使得围岩中局部可能会出现相对较大的变形和较高的支护受力。     

白鹤滩水电站左岸地下厂房施工期围岩稳定安全监测分析

白鹤滩水电站地下洞室群规模巨大,地质条件复杂,地应力高,洞室开挖期间安全风险大,需要监测围岩稳定情况。通过分析左岸地下厂房第Ⅰ至第 Ⅳ 层开挖安全监测资料,揭示围岩变形规律、特性和原因,并给出了为稳定围岩采取的工程措施。成果表明:洞室施工期围岩变形是地质条件、地应力和开挖等因素共同作用的结果;错动带、裂隙和断层等地质构造影响洞段的顶拱围岩变形总量和变形深度均相对较大,一般洞段下游拱脚围岩变形相对大;顶拱中心和上游拱脚围岩变形大部分在深度6.5 m以内,下游拱脚部分桩号深度超过11 m的区域有一定变形,上下游岩台围岩变形深度大于顶拱;支护锚杆应力、锚索荷载在厂房内的空间分布规律和变化规律与围岩变形一致;一般洞段顶拱的锚杆和锚索受力仍有较好的余度,岩台层采取的针对性处理措施有效地提升了开挖成型效果。研究成果可为后续开挖期间围岩稳定的控制提供参考。     

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.     

锦屏一级水电站厂区松弛围岩无盖重固结灌浆施工

锦屏一级水电站地下厂区地质条件十分复杂,地应力水平较高,岩体强度相对较低,结构性断层发育,局部有煌斑岩脉和节理发育。受复杂地质情况影响,厂房下游拱腰部位出现喷砼层变形开裂掉块,岩体变形破坏现象。为了抑制厂房变形,确保围岩稳定安全,设计提出了针对性加固措施,主要介绍了松弛围岩无盖重条件下固结灌浆施工技术。     

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。     

大型地下硐室群施工期围岩应力变形及稳定分析

猴子岩水电站地下厂房硐室群工程地质条件复杂,岩体节理裂隙发育、受多条断层和挤压破碎带影响,加之布置于中-高地应力区域,施工过程中硐室围岩的变形和破坏较为明显,为确保工程施工安全,须对整个硐室群施工期的应力变形及稳定进行分析。结合相关设计参数和开挖支护实施方案,建立了猴子岩地下厂房硐室群的三维有限差分计算模型,并对其地应力场分布进行了反演,在此基础上对硐室群整个施工过程进行了全程模拟。计算结果表明:随着硐室开挖临空面的扩大,上下游边墙应力松弛现象较为明显,在断层出露带、机坑隔墙底部出现了不同程度的应力集中;开挖过程中围岩位移逐渐增大,在硐室连接处出现了大变形。设计支护方案实施后可以较好地限制围岩变形,减小塑性区面积,工程实践说明该方案较为合理。     

思林水电站地下厂房施工期安全监测分析

思林水电站地下厂房安全监测以施工期变形监测资料为基础，结合工程地质条件和开挖施工对围岩变形特征进行反馈分析。文章分析了思林水电站围岩变形的空间分布受地质条件、施工开挖以及相邻洞室开挖等多方面的影响。监测数据表明该地下厂房围岩变形是稳定的，但边墙局部稳定仍值得关注。     

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。     

高地应力区地下厂房开挖中微震活动性分析

猴子岩水电站地下厂房埋深大、地应力高,厂区地质条件复杂,发育多组结构面和次级断层。为研究地下厂房围岩在开挖过程中的稳定性,采用加拿大ESG微震监测系统进行了实时动态监测。监测数据显示,地下厂房围岩开挖过程中微震事件数量偏多,主要聚集在1号与3号母线洞之间及其上部围岩;同时,结合施工情况和地质条件分析,该区域为识别和圈定的潜在失稳破坏区域。在已有微震资料基础上,借助常规监测数据,解释了围岩变形与微震空间分布之间的内在联系。研究结果可以为地下厂房支护措施提供参考,也为更好地理解和探索高应力岩体损伤变形机制予以借鉴。     

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。     

猴子岩地下厂房施工过程岩锚梁裂缝成因及对策

地下厂房岩锚梁成型较早,在后续的洞室开挖过程中,受到较强爆破开挖震动的影响极易产生裂缝,对岩锚梁结构运行安全造成巨大威胁。针对猴子岩地下厂房施工过程中岩锚梁出现的开裂问题,通过对地下厂房的工程地质条件、施工程序及围岩应力变形监测数据的综合分析,揭示了施工过程岩锚梁裂缝的成因机制。分析结果表明:岩锚梁裂缝主要发生在地下厂房第三层(岩锚梁所在分层)爆破开挖期间,洞室开挖导致较大的应力出现在岩锚梁附近围岩中,岩体卸荷松弛明显并产生较大的变形,从而造成岩锚梁混凝土出现开裂。通过对f1-4-5断层两侧的地质条件分析,断层右侧岩体完整性较好,岩锚梁裂缝最大仅0.95 mm;而左侧存在大量的挤压破碎带,岩锚梁裂缝最大达5.2 mm,岩锚梁裂缝宽度及数量受地质条件的影响明显。针对地下厂房岩锚梁施工过程出现的裂缝,采用预应力锚杆和固结灌浆对其进行加固处理,后续的监测数据及使用效果表明:经加固处理岩锚梁运行安全。     

坪头水电站地下厂房围岩稳定分析与变形破坏特征

坪头水电站地下厂房洞室围岩以中硬细晶白云岩为主,厂区地应力属中、低地应力,围岩整体稳定性较好。受细晶白云岩沿结构面“砂化”特殊现象的影响,地下洞室沿结构面的块体稳定性问题较为突出。本文从围岩整体稳定分析、监测资料对比、施工开挖过程中围岩的变形破坏特性上,对坪头水电站地下厂房围岩的稳定进行了介绍和分析。     

中东某抽蓄地下厂房洞室群地震动力响应分析

针对中东某抽水蓄能电站地下厂房抗震稳定性问题,以掌握地下厂房洞室群围岩地震动力响应为目标,采用动力时程分析方法,依据当地及欧洲标准,对该地下厂房洞室群地震响应进行三维非线性数值模拟,分析了洞室围岩加速度、位移、塑性区、应力分布特征及支护受力特征。结果表明:在地下厂房洞室群围岩开挖面上,围岩的加速度会表现出明显的放大效应,且结构面上会加剧加速度响应;位移时程响应与输入地震荷载位移时程曲线形态一致,但在幅值和相位上有一定差异;围岩相对变形、残余变形较大的部位与加速度放大系数较大的部位一致,围岩塑性区和应力松弛区增加较为明显的部位与加速度放大系数较大、相对变形和残余变形较大的部位基本一致;在地震作用下,围岩支护结构受力增长较小,锚杆受力超过300 MPa的百分比与围岩变形、塑性区的发展规律一致。研究成果对地下工程围岩抗震稳定性分析和抗震设计具有参考价值。     

溧阳抽水蓄能工程地下厂房开挖过程性态分析

通过对溧阳抽水蓄能工程地下厂房安全监测资料的分析和对三大洞室监测数据的比较,揭示了开挖过程中导致地下洞室围岩产生较大位移的主要因素.结合施工过程及支护措施,重点分析了围岩位移及应力变化趋势,对溧阳抽水蓄能电站地下厂房开挖和安全监测提出了建议.     

溧阳抽水蓄能电站地下厂房岩壁吊车梁监测设计与施工期监测资料分析

主要从地下厂房岩壁吊车梁结构应力、变形等方面介绍了溧阳抽水蓄能电站地下厂房岩壁梁监测设计及安全监测成果。监测资料分析结果表明,目前岩壁梁支护结构应力、围岩变形较大但已趋于稳定,混凝土结构应力与结合缝张开较小,岩壁梁处于逐步稳定的工作状态。由于溧阳抽蓄工程地质条件在国内外同类工程中的特殊性与复杂性,因此,其对于以后同类工程地下厂房岩壁吊车梁监测设计、施工和监测资料分析等具有特殊的意义与重要参考价值。     

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。