大埋深长大隧洞应力解除爆破技术

以锦屏二级水电站引水隧洞群施工遭遇强烈岩爆,严重影响工程安全和进度为背景,运用理论分析及现场试验等方法,分析了应力解除爆破原理,提出了中等岩爆以及较高级别岩爆的应力解除技术方案,并确定了炮孔参数和应力释放孔不耦合装药结构。进而采用由超声脉冲发射源向介质内发射高频弹性脉冲波,对应力解除效果进行探测分析。实践表明,提出的应力解除施工方案可以最大程度避免或大幅降低岩爆的发生几率、烈度与规模,具备对应力集中部位预测准确、应力解除到位、解除效果可靠的优点,能够有效地防止岩爆造成的破坏,并能够保证隧洞围岩稳定和地下结构安全。

狭窄空间内陡峭坡面边坡开挖施工技术分析

狭窄空间内进行边坡施工,难度大、危险性高,对于坡度大的边坡,施工作业更具挑战性。为研究狭窄空间内陡峭坡面边坡开挖技术,以四川大渡河双江口水电站工程为例,首先对双江口水电站泄水洞边坡施工存在的重难点进行分析,并根据各重难点提出边坡施工总方案、竖井泄洪洞出口洞身段开挖方案以及泄槽施工方案,进而对泄洪洞出口陡峭坡面的土方开挖、石方开挖、边坡支护等施工技术进行分析。施工方案可为今后在狭窄空间内进行陡峭坡面边坡开挖施工提供参考。

长大隧洞通风效果监测与分析

以锦屏二级水电站引水长大隧洞施工通风为背景,运用理论分析及现场监测等方法,对长大隧洞通风现状进行了分析,并对通风方案优化的通风效果进行了监测。结果表明,初始阶段隧洞身段风流速度为0.680 m/s、最小值为0.638 m/s,可以满足施工人员身体需要,但洞内各个地段5种污染物均大大超过了规范要求范围,特别是CO和SO2严重超标,分别高达51 mg/m3和23 mg/m3,超过允许值,对施工人员身体健康有极大危害。通风方案优化后,隧洞施工通风的风速、风压及空气质量基本可以达到施工要求,但通风费时仍然较长,建议在局部洞段考虑增设射流风机,以尽最大程度降低污染物浓度。

高地应力区深埋洞室开挖过程岩体力学响应与岩爆倾向性分析

为探究高地应力区深埋洞室开挖卸荷过程诱发的岩爆问题,以双江口水电站洞室溢洪道为工程背景,基于微震监测技术分析了洞室开挖过程中岩爆微震事件时空分布特征,确定了洞室岩爆灾害的风险部位。通过有限元软件构建了洞室的初始应力场,将有限元得出的洞室损伤区云图与现场微震监测结果进行对比分析。在此基础上,分析了洞室溢洪道变形和应力变化规律,揭示了洞室变形机制,探讨了洞室岩爆等级。研究结果表明:洞室开挖初期,左侧拱肩位置先发生变形;随着洞室大规模开挖卸荷,左侧边墙应力突然释放易出现脆性破坏;洞室开挖后期,左侧边墙与底板交汇位置因出现应力集中导致围岩劈裂的破坏现象。同时,根据Barton判据、Rb/σ1判据和陶振宇判据对洞室拱脚、拱肩和拱顶位置进行岩爆分析,拱脚位置在开挖过程中易发生严重岩爆现象,拱肩和拱顶位置可能出现轻微岩爆或中等岩爆现象。