引水隧洞复合支护钢拱架变形特性及围岩稳定性研究

为研究复合支护中钢拱架变形特性和力学机制,优化支护参数,保证引水洞室的稳定性,在对支护结构进行力学分析的基础上,采用数值计算方法对山西引水工程中施工支洞进行了仿真模拟。基于复合支护力学作用机制的研究,分析钢拱架在初期支护中的应力及变形特性,并结合工程实例研究复合支护中钢拱架、钢筋网以及喷层所分担的围岩压力比例。数值计算表明:与普通的喷锚支护相比,有钢拱架的复合支护体系能够对围岩变形提供直接支护力,使围岩初期变形和塑性区范围大大减小,有利于围岩承载拱的形成并发挥其自身承载能力,同时其他各支护材料的变形和应力也有较大程度的降低,是洞室破碎围岩支护的有效手段之一。研究成果为山西省中部引黄工程引水洞支护设计提供了理论依据,对同类工程也具有借鉴和指导意义。     

引水隧洞钢拱架施工技术及质量控制要点

近年来随着标准化施工水平及施工管理人员质量意识的提高,水利水电工程的施工质量也不断提高。本文通过从阐述钢拱架加工及安装技术两方面对钢拱架施工技术及质量控制要点总结,解决现场钢拱架施工的质量问题及常见问题,用于指导引水隧洞钢拱架支护作业。     

锦屏二级水电站引水隧洞围岩稳定分析及支护设计

锦屏二级水电站引水隧洞地处高山峡谷地区,埋深大、洞线长,高地应力、高外水压力问题突出。按照围岩是地下工程中主要的承载结构这一设计思想,应用弹塑性有限元法分析了锦屏二级水电站引水隧洞开挖及支护过程中围岩的变形规律与特征、围岩应力分布及其变化规律、塑性区范围,比较研究了不同渗控方案对隧洞围岩和衬砌的工作状态的影响,得出了一些对高地下水位条件深埋引水隧洞的支护设计有普遍意义的结论。     

大坂引水隧洞工程变形监测及稳定性分析

“九九”大坂区各比选方案引水隧洞线均穿越第四系中、下更新统(Q f1 g-l2)地层,由于第四系地层为散体结构,国内尚无统一的围岩分类方法及标准,该地层的成洞条件对方案的比选起决定性作用。为此,在隧洞进口成洞条件相对较差的第四系下更新统地层上部布置原型试验洞,通过对第四系地层原型试验洞施工开挖全过程及后期变形监测,了解隧洞围岩的稳定性及变形特性,为隧洞的结构设计、施工开挖、支护等提供科学依据。     

基于不同围岩等级的引水隧洞矿山法开挖初期支护技术

通过对铁岗–石岩水库水质保障工程引水隧洞围岩等级进行分析,介绍了在不同围岩条件下采取矿山法开挖支护技术。对于微风化花岗岩,平均单轴抗压强度较高的Ⅲ～Ⅱ类围岩,采用“砂浆锚杆+钢筋网+混凝土”支护形式;对于自稳性较好的弱风化Ⅳ类围岩,采用“砂浆锚杆+钢拱架+钢筋网+混凝土”支护形式;对于全风化花岗岩、土状强风化花岗岩和块状强风化花岗岩等Ⅴ类围岩,采用“超前小导管+砂浆锚杆+钢拱架+钢筋网+混凝土”支护形式。经现场实施测定,各种支护措施均对隧洞开挖起到良好的保护作用,为隧洞贯通提供了安全保障,可为类似工程提供良好的借鉴。     

地下水对引水式电站隧洞围岩稳定性影响的研究

基于大型通用有限元软件ANSYS对引水式水电站引水隧洞开挖与衬砌过程进行数值模拟。隧洞开挖与衬砌采用ANSYS软件中的生死单元来实现。通过模拟隧洞的开挖与衬砌,改变地下水水位,进而对各水位对应下的引水隧洞洞身段围岩及衬砌稳定进行评价。故在计算结果的基础上．结合工程实际情况和经验．研究地下水水位对隧洞围岩稳定性的影响,并得出几点有益的结论,以期为实际隧洞工程施工及设计提供依据。     

东深供水工程隧洞施工期围岩变形规律及支护措施优化分析

选取东深供水工程凤岗隧洞洞身段,采用三维弹塑性有限单位法,模拟施工开挖过程,分析施工期围岩的变形、应力应变状态,探讨不同支护条件下的围岩稳定情况及围岩变形规律,为设计和施工提供参考。     

钢拱架应力反分析隧道初期支护力学性能的研究

适时分析软弱破碎围岩段衬砌结构的内力状态是隧道动态施工中的关键性问题之一,对判断隧道施工安全状态和评价支护结构稳定性具有重要意义。考虑钢拱架已作为软弱围岩段公路隧道初期支护的重要形式,现通过分析隧道施工现场钢拱架支护的自身特点和受力特性,建立含有钢拱架和喷射混凝土的隧道复合初期支护的地基曲梁力学模型。然后运用地基曲梁相关理论,通过现场监测的钢拱架应力推求出隧道复合初期支护内力解析式,从而迅速得到隧道支护结构的应力集中部位。最后,经由台阶法施工的隧道工程实例运用表明,基于实测钢拱架应力求解隧道初期支护内力的解析研究是分析软弱破碎围岩段隧道支护力学性能的一种新方式,并能及时有效地为隧道现场施工安全提供直观、可靠的力学依据和技术支持。     

锦屏二级水电站深埋引水隧洞衬砌及围岩结构分析

 锦屏二级水电站(一期) 引水隧洞地处高山峡谷地区, 埋深大、地应力高, 受大气降水入渗影响地下水极为活跃。对隧洞在不同渗控方案所形成的外部水环境条件下围岩及衬砌的工作性态进行了系统的比较研究和评价, 得出了一些对高地下水位条件深埋引水隧洞的支护设计有普遍意义的结论。     

某水工隧洞围岩稳定及支护结构分析

隧洞的围岩稳定及支护结构安全是保证隧洞安全、实现隧洞功能的关键因素。由围岩加固圈承担主要的外水压力是优化支护结构设计、保证围岩稳定的一种有效方法。建立肯斯瓦特导流泄洪洞三维有限元模型,并进行非线性有限元分析。分析结果表明,设计的支护措施能明显减少围岩变形、改善应力分布,为类似工程设计提供参考。     

软弱围岩巷道锚注支护机理及其变形分析

锚注支护是将锚喷支护与注浆加固有机结合的一种主动支护方法。根据其机理，将注浆锚杆简化为作用于围岩的一种体积力，并将注浆作用看作对围岩力学性能的改变，以此建立了锚注支护的力学模型。依据围岩流变特性的试验结果，选择了一个适合的流变模型。最后应用粘弹性理论，分析了锚注支护对具有流变特性围岩在维护其稳定性方面的作用，计算结果表明，锚注支护对维护破碎围岩的稳定具有显著效果。     

洞室衬砌与围岩相互作用机理研究

洞室开挖后围岩应力重新分布,引起围岩持续变形。修正的芬纳公式给出了无限大均匀体中轴对称圆形洞室塑性区大小的理论计算方法,该公式在地下洞室计算中得到了广泛的应用。根据修正的芬纳公式,按主应力大小不同分成两种况,分别推导出洞室周边弹塑性位移公式,分析了衬砌与围岩相互作用的机理,得出了围岩与衬砌相互作用规律,并提出了洞室支护的一些措施,为洞室衬砌设计提供指导。     

侧部岩溶隧道围岩稳定性数值分析与研究

 结合忠垫高速公路岩溶隧道施工过程,利用有限差分软件FLAC3D对侧部含有溶洞的隧道围岩稳定性进行数值模拟研究,并将数值计算结果与现场监测结果进行比较分析。结果表明：隧道开挖后,围岩分别向溶洞内和隧道内变形,溶洞与隧道之间的围岩向2个相反的方向变形,是较危险区域。围岩塑性区主要集中在隧道的周围和溶洞的左右侧部,溶洞的顶部和底部处塑性区较少。隧道与溶洞之间的围岩由于应力集中可能使围岩产生过大的变形和岩体破坏,对其稳定性要给予特别重视。所得结论可为同类隧道的设计、施工和研究提供有益的借鉴和参考。     

岩溶隧道施工围岩变形动态监测与仿真分析

 岩溶区隧道因受岩溶发育程度、岩溶位置等影响,其围岩位移特征与一般隧道存在较大区别。以达成高速铁路宝石岩隧道为工程背景,对侧部含有溶洞的隧道围岩变形进行现场监测研究,并运用有限差分软件FLAC3D进行仿真分析,现场监测和仿真分析所得围岩变形规律基本一致。结果表明：隧道开挖后,围岩分别向溶洞和隧道内变形,溶洞与隧道之间的围岩向两个相反的方向变形,是较危险区域;靠近溶洞的隧道左侧特征位置的位移值要比远离溶洞的隧道右侧相应部位的位移值大,其中,左边墙的水平位移是右边墙的2倍左右。随着开挖断面处溶洞尺寸的逐渐增大,拱顶下沉位移增量最大,边墙水平位移增量次之,腰拱水平位移增量最小。溶洞顶部下沉位移和靠近隧道的溶洞右侧部水平位移较大,溶洞其他部位的位移值较小。侧部含有溶洞的隧道,其围岩变形的非对称性容易使隧道受“偏压”。所得结论可为同类隧道的设计、施工和研究提供有益的借鉴和参考。     

大风垭口岩石公路隧道围岩及初期支护变形与内力研究

按“新奥法”施工的云南大风垭口隧道全长约3300m，为上、下行分离的双洞单向行车双车道，属于长、大岩石公路隧道。通过现场施工量测，在分析了收敛位移、拱顶位移、围岩内部位移及钢支撑内力等大量实测数据的基础上，研究了围岩及初期支护的变形包括岩石蠕变变形、内力随开挖进度及时间变化的规律，讨论了上、下台阶开挖对围岩的影响。研究结论可望为岩石公路隧道施工提供一定的指导。     

围岩变形的时效特征与预测的研究

在假设围岩地层的性态服从三元件粘弹性模型的基础上,结合对宜兴抽水蓄能电站地下厂房试验洞位移量测数据的分析,提出一种确定地层时效特征参数和预报地层变形的方法。内容包括在考虑试验洞开挖面空间效应影响的前提下对现埋孔的位移量进行修正。根据位移–时间关系曲线的回归方程建立任意时刻围岩地层等效弹性模量间的关系式,给出确定三元件粘弹性模型参数值及对洞周地层的变形进行预报的方法。研究表明:位移量的预报值与回归值可较好吻合,表明这一方法可供同类工程采用。     

东深供水工程隧洞洞口段围岩变形规律及进洞条件分析

选取东深供水工程凤岗隧洞洞口段,采用三维弹塑性有限元法,模拟施工开挖过程,分析施工期围岩的变形、应力应变状态,探讨不同岩性条件下的围岩稳定情况及进洞条件,为设计和施工提供参考。