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。     

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。     

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。     

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。     

清江水布垭枢纽地下洞室施工开挖数值分析

通过非线性二维有限元计算,对水布垭地下电站洞室开挖围岩的应力与变形进行了分析,探讨了主厂房洞室局部软岩置换、喷锚支护等措施对围岩开挖位移与应力的影响。在此基础上,对设计采用的各种支护处理措施的加固效果以及地下厂房洞室围岩的整体稳定性作出评价。     

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。     

石墨杆收敛计在锦屏电站地下厂房监测中的应用

雅砻江锦屏一级水电站地下发电厂房地应力高,f13、f14、f18断层贯通三大洞室(主厂房、主变室、调压室)。受f18断层及煌斑岩脉影响,第1副厂房与第2副厂房之间的上下层联系洞内裂缝发育,监测断层围岩变化对主厂房与主变室之间岩墙稳定性的影响尤为重要。采用石墨杆收敛计对地下发电厂房上下层联系洞进行监测。监测结果显示,第1副厂房与第2副厂房之间的上下层联系洞裂缝主要是由应力持续卸荷引起的深部劈裂性开合裂缝。由于采取及时有效的支护和回填处理,高边墙之间的岩柱变形无异常。实践表明,石墨杆收敛计是监测洞室深部裂缝的有效措施。     

鱼潭电站地下厂房洞室施工开挖的监测与分析

对鱼潭水电站地下厂房施工期洞室围岩稳定进行了安全监测，资料分析表明：厂房拱顶的夹层的变形规律与岩体夹层上、下盘错动规律相吻合，与埋设仪器前的分析一致。施工期监测到主厂房顶拱锚杆的拉应力增长较快，及时通报了设计部门，对确定围岩拱顶的支护方案提供了依据。；对围岩适时进行挂钢筋网喷射水泥砂浆支护以抑制碉为形与软弱夹层锚动块的滑动位移起到了良好的作用。主厂房吊车岩锚梁立模绑扎钢筋网和浇筑混凝土等质量良好，     

水布垭水电站地下厂房吊车梁设计

岩锚吊车梁近20 a来在国内地下厂房中应用广泛.其梁座为一斜岩台,岩壁和吊车梁梁体之间通过锚杆、预应力锚杆或锚索连接,由于锚杆、锚索一般深入岩体较长,应力扩散较为充分,对洞室边墙稳定有利;岩锚梁可减小洞室整体开挖跨度,施工安排灵活,可在厂房开挖至中部时施工岩锚梁,吊车可提前安装并投入运行,有利于保证厂房的施工进度.水布垭水电站吊车梁的设计,在比较多种型式吊车梁的基础上,综合吊车梁的运行可靠性、施工安排和工程投资,采用与地下电站主厂房地质条件相适应的"扶壁岩锚复合吊车梁".荷载试验及运行资料表明,该吊车梁是安全的、成功的.     

江垭地下厂房工程主厂房洞室F15断层的处理

江垭地下厂房工程主厂房洞室在第一层开挖中出露Ｆ１５断层、断层面切割洞室顶洪、上游边墙及岩壁吊车梁岩台，对围岩稳定产生不利影响。采用锚固、排水、固结灌浆、监测等工程措施进行综合处理，保证了洞室围岩稳定，施工安全和不间断施工。     

白鹤滩水电站地下厂房岩体变形机理研究

为了研究大型水电站地下洞室围岩变形问题,以白鹤滩水电站为例,对比分析了多点位移计、声波测试、高精度微震监测所收集的资料,归纳了白鹤滩水电站右岸地下厂房开挖过程中的损伤区特征、变形规律。研究结果表明:围岩变形量增加速率与开挖强度具有密切关系;主厂房上游侧位移大于下游侧,围岩损伤更严重;上游层状节理密度比下游大是造成上下游变形差异的主要原因。研究结果可为白鹤滩水电站地下厂房下一步的开挖和支护方案设计提供重要依据。     

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。     

地下厂房施工过程的三维非线性数值模拟分析

根据冗各电站地下厂房开挖支护的施工顺序,以隐式杆单元模拟锚杆,以壳单元模拟混凝土喷层,采用三维非线性有限元技术,对洞室群的开挖支护动态过程进行了模拟计算。通过三维非线性有限元计算分析得到:洞室群动态开挖过程中围岩应力变形的分布规律,围岩塑性区的发展规律,锚杆受力变化情况。计算结果表明:整个开挖过程中,洞周围岩位移变化规律正常,量值较小,塑性区主要分布在洞室周边,围岩稳定性较好;但在洞室交叉口处围岩的变形较大,出现较大范围的塑性区,在此基础上提出了支护措施优化方案,并对优化方案的效果进行了评价。     

杨房沟水电站地下洞室施工期围岩稳定性分析

地下厂房洞室群具有规模大、结构复杂、交叉开挖率高等特点,施工期围岩稳定性控制难度大,而做好施工期监测资料分析和围岩稳定性评价,则是保障地下厂房洞室围岩稳定的重要措施。从监测内容、监测方法以及分析思路的角度出发,对位移和应力量级、应力分布特征、应力变化规律及其影响因素进行了分析;在此基础上,对地下厂房施工期围岩的稳定性进行了评价。评价结果表明:(1)围岩最大位移为65. 58 mm,锚杆应力绝大多数在200 MPa以内,围岩松弛变形程度处于中等水平,围岩松动圈基本上在3 m以内,支护参数合理有效;(2)围岩位移和支护设施的应力量级可控、分布合理、变化规律正常,施工期地下厂房围岩整体处于稳定状态。杨房沟水电站地下厂房监测资料的分析结果和对围岩稳定性的评价结果,可供类似工程借鉴与参考。     

岩滩水电站扩建工程地下厂房围岩变形反馈分析

岩滩水电站扩建工程地下厂房开挖尺寸大、地质条件复杂、开挖工期长,为了保证施工期的安全,需准确地了解地下厂房施工期围岩的稳定性。通过实测的地应力及现场岩石力学试验获取围岩稳定性计算初始参数,利用遗传算法优化的BP神经网络和安全监测实测位移值反演岩体力学参数,进而采用三维有限差分法反演获取地下厂房各开挖步的围岩稳定情况。岩滩水电站扩建工程地下厂房开挖后,围岩变形总体较小,塑性区分布有限,洞室群围岩稳定性良好。应力集中及塑性区比较集中的部位主要位于主厂房底部边墙与尾水管周围,该区域开挖时须加强支护跟进及监测工作。     

巨型地下厂房创新支护技术应用

白鹤滩水电站地下厂房位于高地应力区,洞室群规模巨大、挖空率高,围岩以Ⅲ1类玄武岩为主,大型层间层内错动带、柱状节理玄武岩和陡倾角长大裂隙等不良地质构造发育,洞室群效应明显,围岩稳定问题突出,开挖成型困难。为此,地下厂房开挖过程中拟采用硅粉喷射混凝土、新型锚索锚固材料,以达到快速支护的目的;利用全螺纹树脂锚杆提高岩锚梁成型质量;采用混凝土提前置换错动带以有效控制围岩变形。详细介绍了上述一系列支护技术的应用情况及控制技术。工程实践证明,上述措施实施后很大程度上保证了地下厂房开挖成型与围岩稳定。     

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。     

考虑所有洞室开挖影响的蟠龙地下厂房结构特性分析

目前研究大型地下洞室群稳定问题所采用的计算模型为仅包含主厂房、主变室、母线洞及部分引水洞和尾水洞的三维简化模型,没有考虑其他洞室开挖对主厂房的影响,与实际工程不完全相符。为此,结合蟠龙水电站地下洞室群工程建立包含所有洞室的三维有限元模型及仅包含部分洞室的三维简化模型,采用三维非线性有限单元法研究洞室群在开挖过程中的变形规律和应力状态。结果表明:两种模型的应力、位移、塑性区的分布规律基本相似,包含所有洞室的三维有限元模型的计算结果普遍大于简化模型的计算结果,其中主厂房上游墙的水平位移差达19. 5%。从工程安全角度考虑,建议地下洞室群施工仿真分析选择包含所有洞室的三维有限元模型。     

浅析瀑布沟水电站地下厂房系统洞室群围岩变形

瀑布沟水电站地下厂房系统洞室群由于地应力高,开挖时围岩变形大,施工中曾多次发生岩爆,对围岩稳定造成了不利影响。通过对施工期围岩变形监测进行分析研究,为地下洞室的开挖、支护及稳定性评价提供了一些可借鉴的经验。