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。     

猴子岩水电站地下厂房施工期围岩变形特征分析

猴子岩水电站地下厂房岩体具有地应力高、强度应力比低的特点,在施工过程中出现岩体片帮、锚头内陷、喷混凝土层开裂等变形现象。研究成果表明:未开挖时间段内围岩声波波速和卸荷松弛深度以没有明显变化为主;开挖时间段内围岩岩体卸荷松弛深度多随逐层开挖由表及里增加、围岩声波波速多随逐层开挖由表及里衰减,表明猴子岩水电站地下厂房岩体变形以开挖后应力释放致岩体损伤以为主。     

蒲石河蓄能电站地下厂房开挖卸荷变形及锚杆应力特性分析

蒲石河抽水蓄能电站地下厂房采用喷钢纤维混凝土、系统锚杆及锚索等组合而成的柔性支护体系,厂房高边墙因开挖卸荷作用,产生变形。通过大量原型观测数据,结合岩体内部变形及岩体应力作用理论。分析了地下洞室高边墙围岩变形及加固锚杆应力的特性。     

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。     

阳江抽水蓄能电站地下厂房区地应力场特征分析

依据阳江抽水蓄能电站地应力实测成果,采用侧压系数法进行三维数值仿真计算和分析,获得了地下厂房区域初始地应力场特征及地下厂房洞室群开挖后的围岩应力场分布规律,为地下厂房的优化设计及有效防治地下厂房围岩灾变提供了有力支撑。     

复杂地质条件下的地下洞室群施工期围岩稳定分析

地下洞室群施工建设过程中,特别是复杂地质条件下的地下洞室群,洞室开挖对围岩产生强烈扰动,造成巨大卸荷效应,对围压稳定有较大影响,关系工程的安全。以周宁抽水蓄能电站地下厂房洞室群为依托,从岩体地质条件及洞室布置实际出发,按照施工组织设计需要拟定的分层开挖及支护方案,对地下洞室群建立三维模型,采用弹塑性有限元法进行数值计算,研究设计方案下围岩的稳定性以及支护措施有效性。     

岩滩水电站扩建工程地下厂房卸荷松动圈研究

卸荷松弛是岩体开挖工程中极为常见的现象,开挖过程中岩体初始地应力得到释放发生回弹变形,在临空面形成一定厚度的卸荷松动圈。松动圈内岩体的材料力学参数降低,对建筑物的稳定带来了不利的影响。运用有限元分析、声波等手段,研究岩滩水电站扩建工程地下厂房系统开挖后围岩卸荷松动圈范围,对全面了解工程结构稳定性、选取合理的支护方式具有非常重要的意义。     

某电站地下厂房硐室群分阶段开挖数值模拟

根据某电站地下厂房工程地质条件和开挖设计方案,采用ANSYS有限元软件进行三维地质建模,并以地应力实测结果为参照反演分析初始地应力场,在此基础上进行地下硐室群分阶段开挖数值模拟计算,进而分析硐室群开挖过程中分步开挖对围岩应力场、位移场和塑性破坏特征的影响。结果表明:受硐室集中开挖影响,最大主应力的高值出现在地下硐室群开挖集中部位,硐室拐角处也易出现应力集中;岩体开挖后围岩卸荷回弹,围岩最小主应力局部呈减小趋势;地下硐室围岩位移的高值与最大主应力高值部位基本重合,主厂房和主变洞开挖跨度大,在边墙中部可能出现较大的位移值,硐室底板围岩同样可能因卸荷回弹而出现较大的位移值。     

官地水电站地下厂房施工期围岩安全监测分析

地下工程监测是工程动态设计和信息化施工的重要基础,监测成果全面、准确、及时的总结和分析更是其中重要的环节。官地水电站地下厂房开挖断面尺寸大、地质条件复杂、地应力高、洞室交叉挖空率高、开挖周期长、施工扰动大,为保证施工期的安全,在地下厂房区布置了大量的监测仪器,对厂房施工期围岩的变形性态与稳定性实施跟踪监测,不断优化设计和施工。通过监测成果分析表明：主厂房围岩总体上是稳定的,设计支护措施可以提高围岩的自稳能力,保障厂房开挖的稳定。     

猴子岩水电站地下厂房施工期岩锚梁裂缝成因分析

猴子岩水电站地下厂房开挖过程中,岩锚梁表面不同部位出现了多处横向裂缝与纵向裂缝。结合现场地质条件、监测成果及施工过程,对岩锚梁裂缝产生原因进行详细的分析。研究表明:裂缝的产生时间为2013年5月至8月底,即地下厂房开挖第Ⅳ层期间,高地应力条件下开挖卸荷,围岩差异变形是引起岩锚梁出现裂缝的主要原因,引起围岩差异变形的地质原因是存在挤压带和次级小断层;施工原因是爆破扰动和支护不及时,不能有效节制围岩变形。为保证岩锚梁在施工期及运营期的稳定性,应加强施工期地质工作,及时预测和发现边墙可能出现的差异变形,并加强支护措施,确保岩锚梁的安全。     

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。     

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。     

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。     

基于工程类比的高地应力地下洞室高边墙围岩支护强度评价

高地应力地下厂房高边墙围岩支护强度的评价对于保证大型地下工程围岩稳定性具有重要意义。猴子岩水电站地下厂房地应力高、强度应力比低,施工开挖中出现喷混凝土开裂、岩锚梁错位、岩体开裂、锚墩内陷等典型的围岩变形破坏现象,对洞室安全造成严重威胁。通过多点位移计、锚杆和锚索的应力监测数据分析,将猴子岩和锦屏Ⅰ级水电站地下厂房进行比较,提出了预应力锚索和锚杆的单位面积预应力支护强度计算方法,并根据评价结果对局部洞段进行针对性的围岩补强支护设计。结果表明:猴子岩地下厂房围岩变形整体上比同期的锦屏Ⅰ级围岩变形大,而锚索应力水平比锦屏Ⅰ级小,锚杆应力水平整体相当;猴子岩地下厂房下游边墙的支护强度大于锦屏Ⅰ级下游边墙的支护强度,上游边墙的支护强度小于锦屏Ⅰ级下游边墙相应部位支护强度,猴子岩地下厂房上游边墙补强支护后的围岩变形得到有效控制,表明了补强措施的有效性。研究可为类似高地应力地下洞室围岩支护设计和支护强度评价提供参考和借鉴。     

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。     

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。     

蒲石河抽水蓄能电站地下厂房区三维地应力测量研究

为了解蒲石河抽水蓄能电站地下厂房区三维地应力情况,现场测试采用空心包体应变计法,共获得3个测点的三维应力数据,并综合考虑树脂弹模和泊松比、应变花位置、柱塞对环氧树脂套筒抗力和环氧树脂套筒与岩壁粘结情况等因素,修正了围压率定弹模计算公式.结果表明,考虑柱塞对环氧树脂套筒抗力等因素影响的弹模修正计算结果比一般应变计弹模修正计算结果大3.8％;该抽水蓄能电站下厂房区域是以构造应力为主的中等偏低的地应力场.     

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。