丰宁抽水蓄能电站下水库一期进/出水口高边坡加固效果分析

丰宁抽水蓄能电站一、二期下水库进/出水口高边坡开挖至设计高程过程中已支护部分出现局部塌滑、变形开裂等现象,结合一期工程发生局部塌滑、变形的岩质边坡和土质边坡采取的加强支护措施及边坡相关参数,利用Geostudio仿真软件、理正岩土软件对其进行稳定性复核。研究表明,复核结果与监测结果基本一致,一期边坡加固效果较好。

丰宁抽水蓄能电站地下厂房施工期洞室群围岩变形机理研究

丰宁抽水蓄能电站地下厂房洞室群开挖规模大,在施工过程中,围岩变形量大,开挖后变形缓慢增长,收敛较慢,给支护造成了极大的困难,针对上述问题,本文以河北丰宁抽水蓄能电站一期地下厂房洞室群开挖为工程背景,结合施工地质条件,总结了一期地下厂房施工期洞室群围岩变形监测结果,分析了地质条件对围岩变形的影响,采用块体理论对不利结构面组合切割形成的定位块体进行识别和稳定性分析,最终阐明了导致围岩变形的量值特征、分布规律和时效特征的主要原因,研究成果能够为保障丰宁抽水蓄能电站地下厂房的长期稳定提供依据。

基于原位取样的地下洞室喷射混凝土抗弯性能试验

钢纤维混凝土是一种常用的喷层支护材料,其抗弯性能的强弱是决定喷层材料是否发生开裂的重要因素之一。目前,钢纤维混凝土抗弯性能测试采用的试样多以浇筑成型方法获取。为了更真实地反映工程中处于真实工作状态的喷射混凝土的抗弯性能,采用工程现场原位取样、室内切割加工成型的方法制作试样,并采用四点弯曲试验的方法进行抗弯性能测试。基于抗弯强度和残余抗弯强度试验结果,发现取样取自不同区域时,上述强度指标有所差异。通过试样的钢纤维含量分析,发现钢纤维含量与试件的抗弯强度总体上呈线性正相关关系,钢纤维的含量是导致喷射混凝土抗弯强度差异的重要因素。进一步与既有文献的混凝土抗弯强度测试成果对比分析,发现基于原位取样获得的混凝土抗弯强度值,在整体上要小于采用浇筑成型方法制作试样获得的抗弯强度。认为采用原位取样方法获得试件更能反映地下洞室喷混凝土结构的实际工作性态。

丰宁抽水蓄能电站地下厂房围岩稳定性分析

针对丰宁抽水蓄能电站,依据工程布置和施工期实际揭露地质条件建立了大型三维数值模型。利用围岩变形监测数据,采用GA+BP人工神经网络法和离散元软件3DEC,对地下厂房洞室群的围岩力学参数进行了反演分析。运用反演得到的相对最优力学参数分析了洞室群围岩稳定状况和支护受力特性。结果表明:洞室围岩整体稳定性和支护结构安全性是有保证的,但蚀变带影响区变位量值较大,浅表层局部块体稳定问题相对突出,应加强开挖过程控制和监测,制定好针对性的加强支护预案。该稳定分析方法可为类似地下洞室工程的开挖支护提供有益参考。

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。

大型地下厂房岩壁吊车梁锚杆应力突变机理分析

为了分析岩壁吊车梁锚杆应力在大型地下厂房开挖施工过程中的突变机理,以河北丰宁抽水蓄能电站一期地下厂房为例,考虑地下厂房围岩与岩壁吊车梁的相互作用,开展了相应研究。根据地下厂房安全监测数据,分析了围岩变形和岩壁吊车梁锚杆应力分布规律;通过对比岩壁吊车梁锚杆应力与围岩变形、地质条件以及施工作业等之间的关联性,揭示了岩壁吊车梁锚杆应力突变机理。在此基础上介绍了现场补强支护措施,并对其效果进行了评价。研究表明:吊车梁锚杆应力突变的一个直接原因是同时间段吊车梁附近围岩变形快速增长,而吊车梁锚杆应力超限则是由于其附近区域围岩变形相对较大所致,这与工程地质条件、施工作业等均相关。结合三维数值仿真、实测数据分析以及类似工程经验总结来看,部分应力超限的吊车梁锚杆未影响到吊车梁整体稳定,在运行期荷载作用下吊车梁整体仍将是稳定的,说明在施工期采取的补强支护措施是有效的。

丰宁抽水蓄能电站地下厂房静动力特性分析

文章以丰宁抽水蓄能电站为研究背景,运用三维有限元软件(ANSYS)进行地下厂房结构动力计算,分析地下厂房不同频率阶次的振源对整体与单体结构影响,同时进行共振复核,采用谐响应法分析不同动力结构扰动作用下对厂房整体结构所产生的动力响应。结果表明:在厂房频率阶次较小的情况下,中、低频涡带以及叶片数、电磁、导叶数不受振动影响且危险系数极低,整体较稳定;共振频率在厂房结构中可能性较小,扰动作用不会对厂房产生影响,无论是振动横向速度,还是振动纵向速度都在厂房承受范围内,结构设计符合规范,设计合理。