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。     

海南琼中抽水蓄能电站地下厂房支护设计

海南琼中抽水蓄能电站地下厂房工程地质条件复杂,岩体节理发育,洞室跨度大,边墙高,充分利用监测手段,采用"设计、施工、监测、修正设计"的原则,随时监测围岩的变形量、变形速率、锚杆应力等,判别围岩的稳定性,及时修正设计支护参数,确保了施工安全。详细介绍了海南琼中抽水蓄能电站地下厂房支护形式,可为类似工程提供参考。     

糯扎渡地下厂房开挖围岩变形及支护应力监测

为了掌握糯扎渡电站地下厂房的开挖质量,开挖施工期间,针对地质情况和开挖设计方案,在厂房顶拱和边墙等典型部位布置了8个主要监测断面,对围岩应力、变形进行监测。监测成果表明：地下厂房开挖方式和支护体系设计合理,厂房顶拱和边墙岩壁光爆和预裂效果好,开挖对围岩变形影响小,桥机运行后,岩壁梁锚杆应力与岩壁间裂缝未显著增加。     

某水电站地下厂房开挖初期监测成果分析

地下厂房的洞室变形和应力监测基本能够较全面地反映围岩变形情况、支护锚杆及锚索的工作状况.围岩应力、锚索荷载在地下厂房洞室开挖和支护初期的增加间接验证了围岩变形监测成果,在时间和空间上具有较好的关联性.地下洞室的首层开挖对顶拱变形较大,第一、二层的开挖对拱脚和边墙的变形影响较大,位移增量区域均存在向低高程(开挖面)下移、...     

岩壁吊车梁荷载试验过程中围岩变形综合检测

锦屏一级水电站地下厂房属高地应力区.检测成果表明,地下厂房上、下游围岩岩体松弛卸荷深度较大;监测成果表明,岩壁吊车梁部分梁段结构缝的开合度、岩壁吊车梁与围岩的开合度、结构锚杆的锚杆应力均较大.根据锦屏一级水电站特别咨询团第四次咨询会议,明确要求对岩壁吊车梁运行安全性进行评估.为此,在地下厂房岩壁吊车梁荷载试验过程中,对岩壁吊车梁附近围岩岩体进行全面的变形综合检测是十分必要的.     

周宁水电站地下厂房及引水系统监测成果分析

周宁水电站地下厂房及引水系统的监测项目包括围岩变形监测、锚杆应力计监测、渗透压力监测、测缝计监测。采用的监测仪器分别为:RW-40型多点位移计、KL型锚杆应力计、PWS型渗压计、CF-12型测缝计、DI-10型三向应变计。监测仪器随着地下厂房分层开挖而分层埋设。施工期采用手工巡测,人工测读记录,然后将观测数据输入微机进行分析、整理。根据监测结果可以验证厂房边墙加固措施的效果,指导行车运行及引水系统充排水过程等,并可适时掌握高压管道和地下厂房安全运行性态。     

地下厂房钢筋混凝土衬砌应力的非线性有限元分析

为了解释某些大跨度、高边墙地下厂房衬砌中存在的问题,如衬砌应力逐年增长的原因和岩体流变、混凝土徐变、温度变化等因素对衬砌应力的影响,本文编制了包括多种影响因素的非线性有限元分析程序,并利用该程序分析了某地下厂房钢筋混凝土衬砌的应力状态及各种影响因素对衬砌应力的影响.     

猴子岩水电站高地应力厂房边墙开挖技术研究

猴子岩水电站地下厂房存在跨度大、地应力高、周边相邻洞室多、岩体挖空率高、高边墙变形问题突出等特点。介绍了地下厂房高边墙施工的程序、工艺、方法及施工要点。阐述了施工中遇到的重大技术问题及应采取对策措施。工程实践表明,合理的施工通道和开挖分层布置,实施"立体多层次,平面多工序"的施工方法,严格遵循"弱爆破、快速封闭、及时锚固"的作业程序,采用"深层预裂、浅层开挖"的施工工艺,强化物探及安全监测的反馈分析,及时采取加强支护措施,才能够确保猴子岩地下厂房高边墙稳定性。     

官地水电站地下厂房围岩应力与变形分析

本文对官地水电站地下厂房围岩岩体的初始地应力与开挖后的应力进行了分析研究。研究区域包括厂房顶拱、边墙和底板。其结论是随着各层开挖深度的不断增大,拉应力逐渐减小,而在底板附近则出现拉应力增大的现象;随着洞室逐层向下开挖,剪应力也逐渐增大,屈服区域不断地向下延伸;洞室围岩位移变形情况是底板变形最大,边墙次之,顶拱最小。     

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。     

白莲河抽水蓄能电站地下厂房围岩稳定性研究

 安全监测是保障大型地下厂房施工期和运行期围岩稳定的重要技术手段,亦可用于反馈设计和指导施工。利用施工期和运行期安全监测成果,分析研究了白莲河抽水蓄能电站地下厂房围岩变形、支护锚杆应力、锚索锚固力、格构梁钢筋应力等的变化过程和相互影响规律,并对地下厂房围岩的稳定性进行了综合评价。结果表明：电站地下厂房围岩最大表面变形15.79 mm,最大锚杆应力150.5 MPa,最大钢筋拉应力63.76 MPa,最大钢筋压应力75.56 MPa,且各项测值已趋于稳定,围岩在经历施工期快速变形和蠕动变形后已经趋于稳定。     

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。     

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。     

杨房沟水电站地下厂房围岩稳定分析

杨房沟水电站地下厂房具有“跨度大、边墙高、规模大”的特点,开挖过程中出现不同的围岩变形破坏问题。笔者通过现场调查分析,总结了地下厂房下游边墙的三类边坡破坏模式:应力型破坏、结构面型破坏、结构面~应力组合型破坏,其中,结构面控制型为主要变形破坏模式。依据不同变形破坏模式,在系统支护的基础上,采取相应的加强支护措施,经支护后,监测数据表明围岩稳定。其研究成果对以后大型地下洞室的围岩稳定分析及设计施工具有借鉴意义。     

地下厂房顶拱塌方加固处理及施工过程稳定性分析

以大岗山水电站地下厂房在第一层开挖施工过程中的顶拱塌方及其支护加固为研究实例,在塌方区地质调查基础上,通过有限差分程序FLAC 3D建立数值分析模型,研究了塌方区的支护加固效果及后续开挖对塌方区稳定性的影响。研究表明：塌方后顶拱碎石区变形较大,而其它关键部位位移变化不大,变形增加均在3mm以内,说明施加支护对滑体周边区域变形起到了较好的控制作用;随着主厂房继续开挖,围岩应力卸荷调整,锚索、拱撑等与围岩相互作用,滑体附近岩体应力分布趋向均匀,拱顶拉应力区基本消失;锚索内力增大并逐步向深部传递,说明锚索在后续开挖中有效发挥了支护力,对于塌方区的稳定起到重要作用。     

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。     

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。     

地下洞室施工开挖的三维弹塑性数值模拟分析

采用三维弹塑性有限元法对某水电站地下厂房主洞室施工开挖过程进行数值模拟计算。通过分析地下洞室开挖过程中围岩和岩锚吊车梁的变形状态、应力状态、屈服区分布以及整体稳定性。得到应力及变形的发展规律以及屈服区出现的部位，指出在设计、施工中的注意事项，为工程设计和施工决策提供理论参考依据。     

三峡电站地下厂房岩锚梁温度应力控制措施探讨

以三峡地下电站厂房岩锚梁为研究对象,采用三维有限元数值仿真技术,从岩锚梁混凝土浇筑季节、预应力锚杆加载方式等方面,就如何控制岩锚梁的温度应力进行探讨。认为岩锚梁产生较大温度应力的主要原因是预应力锚杆极大地增加了围岩对岩锚梁的约束作用,限制了梁体的温度变形;为有效降低岩锚梁的温度应力,应尽量安排在低温季节浇筑岩锚梁混凝土,采取分期加载或"卸载—恢复预应力"等温控措施和施工工艺。