大型地下厂房区域地应力场多源信息融合分析方法及工程应用

复杂地质条件下大型地下厂房区域地应力场的影响因素众多,且关系极为复杂,合理的地应力场分析和评价需要工程现场多源信息的综合研究。鉴于此,提出了大型地下厂房区域地应力场多源信息融合分析方法和思路,其典型特征为"基础信息融合-特征信息识别-决策反馈信息融合"3种层次的递进反馈式信息融合分析。依据这一方法和思路,探讨了官地水电站地下厂房区域的地应力场特征及其分布规律。分析认为,与现场开挖过程中所呈现的围岩卸荷破坏信息、监测信息、数值模拟信息以及实测地应力信息对比,均显示了所获得的工程区域初始地应力场是合理的。应用研究表明,所提出的地应力场多源信息融合分析方法是科学的和可行的,其成果为大型地下厂房动态优化设计和信息化施工过程中一系列关键问题提供了决策依据。

大型地下厂房开挖爆破损伤影响范围及评价研究

针对溪洛渡主厂房浅孔台阶开挖爆破工程,根据C-J爆轰理论和强度统计理论等分别得到炮孔壁上爆炸冲击荷载曲线和考虑压、拉损伤的岩石动力损伤本构关系。在FLAC3D数值软件中应用该爆炸荷载曲线和本构关系,并建立模拟单个垂直炮孔起爆的三维有限差分计算模型,分析岩石爆破动力响应,得到爆破损伤影响范围特性。同时在现场进行了爆破试验、钻孔声波测试和爆破振动速度测试。将现场试验、基于TCK体积拉伸损伤模型的数值计算与考虑压、拉损伤的数值计算的结果对比,验证压、拉损伤数值模型的合理性。研究成果表明,受地表自由面影响,岩石爆破损伤影响范围随深度增加而减小。炮孔顶部损伤影响水平半径最大,且该半径随单孔炸药量增大而显著增大;与最大损伤影响半径对应的水平径向质点峰值振动速度可作为爆破损伤安全判据;相对深度方向,水平径向为爆破损伤的主要扩展方向;数值计算结果较为合理,研究成果可为类似开挖爆破工程提供参考。

向家坝大型地下厂房长期稳定性研究

对地下洞室的长期观测和量测都表明,许多在成洞之初呈现稳定的岩体,由于变形随着时间推移而不断发展,经过一段时间之后,洞体可能失稳或坍塌破坏,特别是大型地下洞室,地质条件复杂、开挖时间长、扰动大,其长期稳定性更值得关注。向家坝地下厂房为一超大型地下洞室,开挖跨度在国内外已建、在建和拟建的水电站中居第一,其跨度和规模均居世界前列。洞室围岩地质条件复杂,岩性较差,有不稳定块体,地下水较为丰富,岩石透水性较好,且夹杂有多条软弱夹层,对地下厂房长期运行不利。基于此,通过试验得到了地下厂房围岩的长期强度;结合实际工程中常用的变形和流变速率,提出了洞室最佳支护时间、长期稳定流变时间、最大流变变形的判据;对洞室支护措施进行了模拟,对其支护效果进行了评价。经过总结分析,得到了对工程有指导性的结论。

特大型地下厂房岩壁梁部位开挖施工关键技术研究

岩壁梁是桥式起重机运行时的受力结构，是地下厂房施工和运行的核心建筑物。岩壁梁部位的开挖直接关系到岩壁梁的成败。针对瀑布沟水电站特大型地下厂房地应力高、岩石硬碎、岩体地质构造节理发育、完整性差、岩性变化大、工期紧迫及岩壁梁部位开挖质量要求很高等特点，中部拉槽首次采用了“三步起爆一次开挖施工光面——预裂爆破”这一关键新技术，在岩壁梁岩台以上保护层部位采用“直孔和斜孔光面爆破一次开挖”方法，减少了爆破对岩壁的扰动影响，确保了岩壁开挖成型质量，创造了炮孔痕迹保存率100％，由爆破和围岩卸荷造成的影响深度为0.2～0．8m，岩壁平均超挖8.7cm的新记录，开挖质量优良。

高地应力复杂地质条件下的特大型地下厂房岩壁梁部位开挖施工关键技术研究

岩壁梁是桥式起重机运行时的受力结构，是地下厂房施工和运行的核心建筑物。岩壁梁部位开挖是直接关系到岩壁梁成败的关键之一。所以，岩壁梁部位开挖是整个地下厂房系统开挖质量要求最高、技术难度最大的部位。是地下厂房系统开挖的重点和难点。针对瀑布沟水电站特大型地下厂房地应力高、岩石硬碎、节理发育、完整性差、岩性变化大、工期紧迫及岩壁梁部位开挖质量要求高等特点，中部拉槽首次采用了“三步起爆一次开挖施工光面一预裂爆破”这一关键技术，在岩壁梁岩台以上保护层部位采用“直孔和斜孔光面爆破一次开挖”方法，减少了爆破对岩壁的扰动影响，确保了岩壁开挖成型质量，创造了炮孔痕迹保存率100％．由爆破和围岩卸荷造成的影响深度在0．2～0．8米，岩壁平均超挖8．7cm的新记录。开挖质量优良。极具推广价值。

瀑布沟水电站大型地下厂房快速开挖施工技术研究

瀑布沟水电站地下厂房首台机组开挖净工期不足24个月,对比国内同类型、同规模的地下厂房工程,本工程首台机组创造了开挖时间最短的全国之最。依托该工程,开展大型地下厂房安全快速施工技术研究,将给同类工程提供重要的参考经验,技术成果在中国西部乃至全国类似地下工程施工中具有广阔的应用前景。

高地应力条件下大型地下厂房松动区变化规律与参数反演分析

控制地下洞室围岩变形及失稳的重要因素之一就是松动区,本文以某水电站为例对高地应力条件下大型地下厂房松动区变化规律进行了分析,并采用遗传算法进行了大型地下厂房松动区参数反演分析。在分析地应力条件下大型地下厂房松动区变化规律时主要采用了声波测试和多点位移计监测,通过这两种方法的探究得知地下洞室围岩变形与地下洞室岩壁位移变化有一定的联系,高低应力与一般强度的应力对地下厂房松动变化的影响也不同。本文从多方面探究了高地应力条件下大型地下厂房松动区变化规律,通过参数反演确定变化规律,找出解决办法:通过灌浆加固控制地下洞室围岩变形及失稳问题。

某电站大型地下厂房渗流特征分析

某电站大型地下厂房地处高山峡谷段、高地应力区、高地震烈度区,水文地质条件发育且复杂。研究发现其枢纽区地下水按其埋藏条件可分为第四系松散堆积层的孔隙水、玄武岩裂隙水、玄武岩裂隙承压水三种类型。本文通过对厂房区地下水补给与排泄的研究,得出厂房区玄武岩裂隙含水系统为潜水含水系统,玄武岩裂隙水主要沿地层产状向雅砻江排泄。通过对厂房区裂隙水流动系统划分及特征研究,得出厂房区玄武岩裂隙水流动系统分区及水流运动特征、裂隙水流动系统水化学同位素特征。最后根据建立的地下水渗流模型模拟了蓄水条件下的渗流特征,并给出了针对性的建议处理措施。

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。

水利水电大型地下厂房工程施工技术

本文以国内施工中具有代表性的工程实例简要论述了大型地下厂房施工中的准备、开挖分层、施工方法及支护有关技术问题。对相关施工方法、程序、开挖支护变形和锚喷支护压力变化实际观测成果进行了分析和总结,对今后的大型地下工程施工具有指导性意义。

大型地下厂房岩锚梁混凝土钢模台车浇筑技术

白鹤滩水电站左岸地下厂房其跨度和高度均位列当今世界之最,而岩锚梁施工是整个地下厂房工程的重难点所在。采用钢模台车浇筑岩锚梁具有创新性,能够提高混凝土浇筑质量、提升安全管控及保证工程进度等优点。

高应力大跨度大型地下厂房开挖施工

官地水电站地下厂房厂区地应力高、地质条件较复杂,大型厂房与众多洞室的立体交叉,增加了厂房特别是大跨度高边墙的施工难度,围岩稳定和快速施工是本工程的难点和重点。该地下厂房的施工方法、施工程序、爆破参数,可以为以后同类工程施工提供一定的经验和借鉴。

大型地下厂房混凝土施工浇筑技术研究

通过分析大型地下厂房的结构特点和目前混凝土浇筑手段的优缺点,提出了一种用于地下厂房施工的新型、快速浇筑手段——拐臂布料皮带系统,介绍了其工作原理及使用情况,供借鉴。

水利水电大型地下厂房工程施工技术

近年来,随着我国社会经济与现代科技的不断发展,城市化建设进程的加快带动了基础设施建设如水利工程建设的突破性发展,其主要发展特点是规模向着大型化与洞室群的复杂化形式发展。与此同时,伴随机械化水平程度的不断提高,水利水电工程的施工速度和施工质量也在逐渐加强,特别是近十年来,我国地下工程的设计与施工水平更是向着一个一个崭新的高度发展。本文主要以某水电站及某坝的地下厂房为例,阐述了大型地下厂房施工现状,介绍了开挖与支护施工方法,并结合其它工程的实践资料,探讨了地下厂房的施工技术,对今后地下厂房工程施工提供了指导建设。

大型地下厂房混凝土施工浇筑手段研究

本文通过分析大型地下厂房的结构特点和目前其混凝土浇筑手段的优缺点,提出了一种地下厂房新型快速浇筑手段——拐臂布料皮带系统,介绍了其工作原理及使用情况,可供借鉴。

瀑布沟水电站大型地下厂房快速开挖施工技术研究

瀑布沟水电站地下厂房开挖工程不仅规模大、地质条件复杂,而且对工期要求非常紧迫。通过技术方案优化,首台机组开挖的净工期不足24个月,对比国内同类型、同规模地下厂房工程,该工程首台机组创造了开挖时间最短的全国之最。依托该工程,开展了大型地下厂房安全快速施工技术研究,所取得的成果可为地下工程施工具有共性的施工组织、控制爆破、围岩稳定、施工安全等问题提供重要的参考经验,将有力提升地下工程设计、施工技术水平,具有广阔的应用前景。

水布垭枢纽地下厂房开挖支护过程三维数值模拟

考虑清江水布垭枢纽大型地下厂房围岩(包括主要断层在内)的复杂地质条件,建立了其三维数值模型,对软岩置换、分步开挖及支护的施工全过程进行了数值模拟。基于计算结果,对比分析了毛洞与分步开挖支护两种情况下,若干典型断面各施工过程步的应力分布、顶拱沉降和侧墙收敛变形及其演化过程。分析表明:计算结果与现场监测信息具有较好的一致性,支护条件下该地下厂房总体上是稳定的,计算成果对后续施工与支护方案的动态设计优化具有指导意义。

大型地下洞室高边墙围岩固壁预应力锚固新技术研究

针对彭水水电站地下厂房薄层、陡倾角灰岩、夹软弱页岩自稳时间短、变形破坏机制不易被掌控等特点,系统地采用钢质楔头涨壳式预应力中空注浆锚杆新技术,及时加固浅层围岩;以钢垫板锚墩头替代混凝土锚墩头,简化施工工艺、保证工程质量、加快施工进度,使得围岩及时得以深层锚固,降低围岩卸荷变形的可能。新型锚固技术的综合应用,成功地解决了软弱页岩层的浅层和深层锚固问题,经济效益和社会效益显著,具有良好的应用推广价值。

水利水电地下工程若干问题浅议

本文简要论述了大型地下厂房施工中的施工准备、开挖分层及开挖方法及支护有关技术问题,并对相关施工方法、程序进行了总结,开挖支护变形和锚喷支护压力变化进行实际观测分析,对指导今后的施工很有意义;对大断面导流隧洞洞口渐变段开挖支护施工进行了总结与探讨。

黏塑流变本构模型力学参数辨识研究

伴随着各种复杂地质条件,大型地下洞室围岩流变特性与其长期稳定性密切相关,流变本构模型是认识围岩流变力学特性非常重要的一个方面。流变本构模型力学参数是流变本构模型准确应用的一个首要条件。本文主要开展了三个方面的工作:(1)研究推导了岩体黏塑流变本构模型,对其力学参数进行了理论分析;(2)对砂岩进行了不同围压下瞬时三轴压缩试验和三轴流变压缩试验,得到了砂岩相关试验数据,其可以较好的反映砂岩的瞬时力学特性和流变力学特性;(3)基于不同围压下瞬时三轴压缩试验和三轴流变压缩试验,结合改进粒子群优化算法,对流变本构模型的力学参数进行了拟合优化,得到了不同围压下整体流变力学参数。与试验数据对比发现,拟合得到的流变模型力学参数可以较好的反映岩体的流变力学特性,可以为流变本构模型实际应用提供参考。