我国高地应力地区地下厂房围岩稳定分析及其中几个问题

围岩稳定是地下工程的一个重大技术问题,在高地应力地区该问题显得更为突出.为了顺利地进行拉西瓦水电站地下厂房设计工作,我们在以往工作的基础上,搜集了二滩、鲁布革、白山等高地应力地区水电站地下厂房围岩稳定计算,模型试验及现场观测资料.并对照东风,龙滩水电站地下厂房及金川巷道变形资料,希望从中找出高地应力地区地下厂房围岩变形的大致规律.并就高地应力地区地下厂房围岩分析及厂房设计工作提出一些看法.     

长河坝水电站地下厂房围岩复合型变形破坏特征分析

长河坝水电站地下厂房实测最大地应力超过30 MPa,岩石强度应力比为3.75~7.5,属于高地应力区。监测资料统计结果表明:长河坝水电站地下厂房实测变形量值大于典型的高地应力地下厂房——锦屏一级水电站地下厂房的变形量。但长河坝水电站地下厂区地应力水平低于锦屏一级水电站厂区,岩体质量优于锦屏一级水电站厂区。针对这一异常现象,从声波测试资料、变形监测数据及厂区结构面特征等方面出发,对长河坝水电站地下厂房围岩变形破坏特征进行了综合分析,认识到长河坝水电站地下厂房围岩变形量大的根本原因在于高地应力下结构面对围岩的劣化作用被加剧,从而导致围岩出现浅层松弛程度大、变形量大的现象,属于结构面与应力复合型变形破坏模式。根据研究结果,对长河坝水电站地下厂房支护设计的合理性进行了评价。     

锦屏一级水电站地下厂房施工期下游拱腰部位的裂缝成因分析

锦屏一级水电站地下厂区地质条件复杂,地应力较高。本文通过对厂房下游拱腰部位裂缝的性状和特征分析,得出厂房下游拱腰部位出现裂缝的主要原因是地下厂区地应力较高,岩石强度偏低,高地应力及局部偏压的存在,导致开挖后厂房下游侧顶拱部位围岩强烈的应力集中,应力超过了围岩强度,围岩表层在高地应力作用下劈裂,并向临空方向变形,从而造成地下厂房下游拱腰部位的开裂。     

白鹤滩水电站右岸巨型地下厂房围岩高应力破坏特征分析及处理措施

白鹤滩水电站右岸巨型地下厂房地质条件复杂,初始地应力水平较高,开挖支护实施阶段厂房顶拱及高边墙围岩普遍发生了片帮、破裂、松弛、轻微岩爆及喷层开裂等高应力破坏。为了确保地下厂房围岩稳定安全,在地质条件、地应力水平、围岩特性分析基础上,结合围岩变形监测、数值计算、现场查勘等分析了厂房围岩高应力破坏特征,并系统地提出有效的浅表层和深层喷锚组合的加固处理措施,从而确保了围岩稳定和施工安全。积累的经验对高地应力区大型地下洞室开挖支护具有一定的指导意义。     

广州抽水蓄能电站地下厂房开挖的有限元分析

 本文根据实测地应力值回归获得的地下厂房区大范围的地应力场,分析了广州抽水蓄能电站地下厂房开挖时的围岩应力场及位移场,并对洞室围岩稳定性进行了评价。它是根据“广州抽水蓄能电站厂房区地应力测定及分析”一文(见《长江科学院院报》1988年第4期)提供的方法,在工程上的具体应用。     

卡拉水电站地下厂房初始应力场反演分析

初始地应力场特征是地下工程稳定分析中最重要的条件,为了评价开挖后地下洞室的围岩稳定及支护设计的长期安全,需要对围岩的初始地应力场进行反演。在对雅砻江卡拉水电站工程区地应力实测值进行分析的基础上,根据世界地应力图和GPS地表监测数据所确定的区域地应力特征,选取地下厂房区域测试可靠、具有代表性、离厂房区域较近的实测点作为初始地应力数值反演分析的回归对象,结合反演分析原理,获得整个地下厂房区域的地应力场分布特征。通过对比数值计算值和实测成果可知：测点地应力的大小和方向拟合程度较好,分布规律大致相同,表明采用数值反演分析方法的合理性。分析成果为地下厂房洞室群的布置、开挖支护设计等提供了依据。     

高地应力地下厂房洞室群围岩稳定分析

通过对某水电站地下厂房洞室群围岩稳定数值计算及模型试验成果分析,初步探讨了高地应力条件下深埋地下洞室脆性围岩的破坏特性、洞室稳定性分析方法及支护设计要点.     

拉西瓦水电站工程高地应力地区大型地下厂房洞群围岩稳定性研究

高地应力地区大型地下厂房洞群围岩稳定是当前岩石力学重大技术问题之一，也是生产急待解决的问题。我们以拉西瓦工程为背景，以围岩稳定为条件，以地下厂房优化设计为目的，对高地应力地区大型地下厂房洞群围岩稳定性进行了全面、系统、深入的研究：利用敏感度概念，对影响围岩稳定的诸因素按敏感度排序。人中找出主要因素，制定出正确研究方法；对工程区地应力背景及地应力设计模拟进行了深入研究；开展了以模拟洞开挖试验为主的原始地应力状态下岩体特性研究，探讨了高围压下岩体力学特性及其相应的计算模型；并在上述研究成果的指导下进行了拉西瓦地下厂房优化设计，取得了相当的经济效益。     

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。     

解峪地下泵站地质勘察及厂房布置方法

介绍了解峪地下泵站的工程和地质概况,通过地下厂房围岩质量和完整性分析,结合地下厂房围岩地质构造和地应力状态,提出了在高地应力区厂房轴线与最大水平主应力方向宜一致或小角度相交,厂房长轴方法选定时,要以主要结构面为主控制因素.     

糯扎渡水电站地下厂房初始地应力场研究

结合糯扎渡水电站地下厂房区域地形地质条件，考虑了自重和地质构造作用两个主要因素对初始地应力场的影响，利用有限几个测点的实测应力资料对地下厂房区域内的地应力场进行三维有限元回归分析，揭示了该地质区域内的初始地应力场分布规律，为地下厂房的位置选择和围岩稳定性分析提供了依据。     

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。     

佛子岭抽水蓄能电站地下厂房围岩分类

佛子岭抽水蓄能电站在预可研阶段曾对地下厂房进行过初步围岩分类,在该工程的可研阶段,在地下厂房勘探平洞内做了大量物理力学性试验,并对地下厂房进行了地应力测试.本文根据前期测试成果,结合可研阶段勘探平洞揭露的地质资料,对该地下厂房进行详细围岩分类.     

地下厂房围岩稳定分析探讨

在实测资料的基础上,用三维有限元和边界荷载调整法大致模拟工程区的初始地应力;在获得了模拟的初始地应力资料以后,建立了地下厂房的概化三维模型,用非线性有限元对厂房开挖后围岩内的地应力重分布和塑性开展区分布作了分析,评价了厂房的围岩稳定性,其结果与实际开挖情况基本吻合。     

瀑布沟水电站地下厂房围岩稳定性评价

通过地下洞室围岩质量分区、洞室纵轴线与岩体结构面、地应力方位的论证,选择了瀑布沟电站地下厂房的合理位置。根据边坡稳定原理,计算了地下厂房边墙楔体的稳定值与围岩定性评价基本相同,楔体稳定。     

高地应力洞室围岩变形破坏规律研究

锦屏一级水电站右岸地下厂房地质条件复杂,地应力高,对围岩稳定造成较大不利影响。统计分析了厂区地下洞室群施工期的围岩变形破坏现象,归纳出高地应力条件下地应力方向、洞室轴线方向对围岩变形破坏的影响规律。研究表明,高应力条件下洞室群围岩破坏程度除了受最大主应力控制,还与洞室规模密切相关;而且高地应力引起的围岩破坏在时间上有滞后性,需研究实施支护的合适时机。上述结论为地下洞室后续合理施工及支护提供了理论依据,也可为高地应力区洞室轴线布置和围岩变形破坏预防提供参考。     

杨房沟水电站厂房开挖围岩破坏效应研究

杨房沟水电站地下厂房开挖区工程地质条件复杂,围岩破坏效应控制是施工组织设计的关键。通过现场观察与测试,统计和分析了地下厂房应力分布特征、围岩破坏类型及破坏程度,建立了开挖区地应力与围岩破坏响应的联系,并用3DEC模拟了中导洞开挖过程中围岩变形、塑性区分布及主应力的分布特征,为围岩开挖稳定提供了科学依据与技术指导。     

二滩水电站地下厂房洞室群围岩变形机理研究

二滩水电站地下厂房是我国目前已建成的最大的地下厂房，采用三大洞平行布置，且整个洞室群处于高地应力区，在设计上布置了对洞室围岩的位移和支护应力监测，并在施工中得以实施。在土建施工过程中及完工后对监测成果进行了反馈分析，弄清了围岩产生大变形的机理。本文主要介绍地下厂房洞室群开挖过程中围岩的变形、支护应力变化特征以及岩爆现象，并探讨其原因。本成果可为高地应力区洞室开挖的监测和反馈分析的信息化设计提供参考。     

二滩地下厂房系统围岩稳定性分析

二滩水电站地下厂房系统围岩的工程地质条件较好，但地应力较高，在开挖过程中，围岩发生了局部变形和破坏。本文针对这些工程现象的发生发展，结合变形监测成果，对地下厂房洞室群围岩稳定性作了进一步的分析和评价。     

卡里巴水电站地下厂房区应力场回归分析及评价

为了对卡里巴水电站地下厂房区地应力场特征及其围岩稳定性进行评价,采用基于三维有限元模拟的多元回归分析方法,对地应力实测资料进行了回归拟合,获得了工程区应力场的分布规律。其中,计算值与实测值能较好地拟合,回归效果良好。根据回归分析结果可知:地下厂房区以水平向构造应力场为主,属于低应力区,其应力分布主要受地形地貌、地层岩性和断裂构造的影响;最大水平主应力与拟订地下厂房的长轴线近于平行,有利于厂房围岩的稳定。