基于ISM-SD的地下洞室群施工进度风险传递路径研究

针对水电工程地下洞室群施工进度风险存在传递问题,提出了基于解释结构模型(ISM)和系统动力学(SD)的地下洞室群施工进度风险传递路径分析方法。根据地下洞室群的施工特点,建立了地下洞室群施工进度风险指标体系;结合风险传递机理,运用解释结构模型分析风险因素间传递关系,建立了风险因素传递矩阵,并总结归纳出风险因素关系对照表,通过系统动力学分析风险因素间传递路径,揭示了施工进度风险传递路径网络;集成ISM-SD构建了地下洞室群施工进度风险传递路径分析模型,并结合西南地区某大型水电站地下洞室群工程进行分析。结果表明,该方法可有效识别施工进度风险重要因素和关键传递路径,为地下洞室群施工进度风险管理提供了决策依据。

考虑碳排放的地下洞室群施工资源动态均衡优化

在中国“双碳”目标的背景下,持续推进地下洞室群等大型工程施工快速向低碳、绿色方向转型是当前面临的焦点问题。为了保证地下洞室群施工资源合理配置,实现绿色低碳施工,提出了一种衡量施工期碳排放均匀程度的指标“碳熵”,结合“资源熵”作为资源均衡的度量,建立了考虑碳排放和资源配套施工的资源均衡优化模型,并设计了一种内点算法进行求解;在此基础上构建了考虑施工进度延误条件下的资源动态优化流程,以确保发生风险事件后施工资源配置能得到及时优化与调整。乌东德水电站工程实例应用表明:该模型准确有效,可以提高资源总体均衡程度,降低施工期的资源投入峰值和碳排放峰值,从而提高资源配置效率。

地下洞室群施工污染物运移特性试验研究

地下洞室群具有结构断面差异大、通风网络复杂、污染源多等特点,对施工过程中洞室内污染物运移特性进行研究有利于改善通风方案,提高施工通风效率。针对复杂地下洞室群施工过程中不同施工阶段污染量大、通风方案不易与施工进度实时结合、风流场复杂等问题,通过大比尺模型试验对洞室内污染物的运移规律进行研究,结果表明:通风除尘用时与运移距离、初始质量浓度、通风风速之间均呈对数关系,随粉尘运移距离和洞室初始粉尘质量浓度增大,降低粉尘质量浓度用时延长,随隧道进口风速和风管出口风速增大,粉尘质量浓度降低用时缩短;综合考虑除尘效率与能耗,风管出口风速1.5 m/s、隧道进口风速3.0 m/s,以及隧道进口风速0.5 m/s、风管出口风速2.5 m/s,这两种风速组合更易于粉尘排出;针对洞室内粉尘质量浓度较高的区域,通过优化风管位置,使风管贴合于洞室壁面,减少壁面处涡流区的数量,以降低粉尘质量浓度。

复杂地质大型地下洞室群地应力场反演方法与应用

深切河谷和大型结构面影响大型地下洞室群地应力场分布,准确预测地下洞室群区域地应力场对工程建设至关重要。本文提出融合逐步多元线性回归和神经网络的联合反演,通过逐步多元回归获得合理的构造运动因素及其基准值,再通过神经网络反演获得较优的反演结果。首先,提出复杂地质条件下地下洞室群地应力场反演方法,主要包括地应力实测数据分析、3维地质模型建立、逐步多元线性回归与BP人工神经网络联合反演,以及基于洞室围岩应力型破坏特征的结果验证。该方法从历史构造运动出发,约束多元回归因素及其回归系数,解决剪应力偏差过大的问题,并通过历史地质构造分析、实测地应力分析和洞室群应力型破坏特征等多源约束和验证,提高地应力反演结果的准确性。以叶巴滩水电站地下洞室群为例,对该方法进行工程应用。研究结果表明:叶巴滩水电站地下洞室群最大主应力为25~30MPa,方向为NWW-EW方位,缓倾向河谷,洞室开挖后上游侧拱肩和下游侧墙脚易发生应力型破坏;断层等大型结构面严重影响了地应力分布,临近断层部位最大主应力量值减小,方向近于垂直断层,在距断层5~10m范围内最大主应力量值迅速增大至原岩应力,方位逐渐转为近平行断层,与宏观主应力方向接近;密集发育的断层,是导致叶巴滩水电站地下洞室群区域主应力变异性强的主要原因。本研究阐明了深切河谷和多结构面共同作用下地下洞室群地应力场分布规律,特别是断层附近地应力场的变异特征,为地下洞室群应力集中区和应力型灾害部位预测提供基础依据。

某地下大型洞室群开挖变形特性及参数敏感性分析

地下工程施工顺序的选择和支护措施的实施,直接关系到洞室群的整体稳定性和安全性。文章以某水电站大型地下洞室群开挖为例,通过建立三维数值模型,研究了主厂房、主变室和尾水调压室3种不同的开挖顺序下洞室群开挖后洞周围岩的变形特性,分析了参数的敏感性,并给出了洞室群开挖支护设计。结果表明:方案2(并行与顺序开挖相结合)在控制位移和塑性区面积方面表现更优,建议施工时优先选择;侧压力系数是影响洞室稳定性的关键因素,侧压力系数较小时,边墙为重点支护部位,而侧压力系数较大时,顶拱位移就较大;围岩破碎面的黏聚力、内摩擦角和抗拉强度对围岩的稳定性具有决定性的影响。洞室的主厂房顶拱采用锚喷支护和注浆的方法控制围岩的位移量,其余部位采用锚杆和锚索共同支护的方式,支护后锚固使洞室的主厂房顶拱、上、下游边墙的位移值减小幅度为10%~25%,而塑性区的面积也减小了40%~50%。

面向Web的地下洞室群模型加载与渲染优化设计

为解决BIM大规模三维场景给WebGL管线带来的渲染压力,结合水电站地下洞室群的结构、分布特点对数据动态调度策略进行了调整和优化。通过对比分析BIM和GIS中的LOD处理方式,设计了兼顾模型详细程度和发展程度的双重LOD处理机制;通过研究传统金字塔型索引的结构特点和空间划分方式,设计了综合多种树结构的能够自动调整边界的空间索引结构。在此基础上设计了基于渐近加载的动态调度算法,测试表明该方法提高了大规模BIM模型在WebGL上的渲染效率和稳定性。

某抽水蓄能电站地下厂房洞室群在锚杆锚固工况下围岩稳定性研究

针对某抽蓄电站的地下厂房洞室群具有规模大,洞室密集,施工条件复杂,主要洞室边墙高、跨度大的特点,对洞室群在锚杆锚固条件下的围岩稳定性进行分析,采用基于快速拉格朗日差分分析方法的FLAC3D的数值分析方法,对某抽水蓄能电站地下厂房洞室群在无支护条件和有支护条件下的围岩稳定性进行计算,并对比分析该电站地下厂房洞室群在毛洞开挖和锚杆锚固条件下开挖前后的应力场以及围岩变形的分布特征和变化规律。结果表明:开挖后,洞周围岩变形总体上表现为向临空面发展,洞室的拱顶逐步下沉,底板回弹。支护措施能有效减小围岩变形,围岩塑性区明显减小,塑性屈服程度显著降低。对比支护前后,应力松弛范围明显减小,支护可以明显改善围岩最小主应力分布,并为围岩提拱有效的支护围压,提高围岩稳定性。

水利水电工程地下厂房洞室群通风研究

通风排烟是水利水电工程地下厂房洞室群施工过程中的重难点之一。由于地下厂房洞室群断面尺寸大、施工支洞数量多、长度长、进口少、分岔多,因开挖工作面交叉作业,其与大气相通的通道较少,故在施工过程中保持通风则较为困难。针对水利水电工程地下厂房施工过程中通风系统复杂的情况,采用现场调研、数值模拟等方法,以期为同类工程地下洞室群施工过程中的通风系统提供借鉴和参考意义。

基于NB-IoT的水电站大规模洞室群体智能照明研究

本研究以大型水电站的地下洞室群体照明为对象,针对其在特殊运行环境中的管理需求,研发了一套综合性照明管理系统。该系统充分考虑了洞室群在电力传输、交通、应急逃生、通风换气及生产生活用水等方面关键功能,同时应对由于隧洞布局的复杂性带来的挑战。采用分层分区的控制策略,并整合智能预测与强化学习技术,优化照明布局并实现亮度的动态调节。通过多平台的互联互通以及云平台的数据管控,系统不仅确保了洞室内部工作的有效进行,还注重资源的合理配置和能源的节约,有效地解决了大规模洞室群照明系统在管理控制和能源消耗方面的问题。该系统的实施,为水电站洞室群体管理的高效智能化提供了新的视角,对提高电站的稳定性和安全性有着重要的贡献。

水电站地下厂房洞室群开挖与支护技术

在我国水电事业持续高速发展背景下,水电站地下厂房洞室群建设较之以往显著增多。由于这类工程需要在复杂地质环境中进行,因此开挖与支护技术的选择与应用既有重要性也有必要性。近年来,随着科技不断进步和工程实践经验有效积累,水电站地下厂房洞室群的开挖与支护技术也在创新完善的道路上行稳致远。鉴于此,本文将水电站地下厂房洞室群开挖与支护技术作为研究重点,以期为相关工程提供有益参考和科学借鉴。

重庆某抽水蓄能电站地下洞室群施工组织设计

本文针对重庆某抽水蓄能电站地下洞室群施工,通过对施工涉及的供风、供水、供电进行研究计算,确定供风、供水、供电高峰强度,提出了地下洞室群施工通道布置、施工排水、开挖支护、混凝土浇筑、机电设备及金属结构安装等措施方案,可为其他抽蓄工程地下洞室群施工组织设计提供借鉴。

基于洞周相对位移的地下洞室群系统模糊随机可靠度研究

为求解地下洞室群的系统模糊随机可靠度,将地下洞室洞周相对位移值及相对位移允许值分别作为结构荷载和结构强度,构造地下洞室可靠性分析的功能函数显式表达式;以此为基础,既考虑岩体力学参数的随机性,又考虑洞周相对位移允许值的模糊性,并采用网络概率估算技术(PNET法)求解地下洞室群的系统模糊随机可靠度。以某水电站发电系统洞室群为例,采用上述方法对施工期洞室的系统模糊可靠度进行计算,并使用进化-支持向量机方法代替数值方法计算洞周相对位移,从而得到洞室群的系统模糊随机可靠度。

青海某抽水蓄能电站地下厂房洞室群围岩稳定性及支护效果研究

青海某抽水蓄能电站地下厂房属典型深埋大型地下厂房洞室群,具有埋深大、跨度大、边墙高的特点,且受厂区内小断层发育等地质条件限制,其围岩稳定性问题复杂且重要。通过现场实测结合数值模拟计算的方法,对地下厂房洞室群围岩稳定性及支护效果进行了研究。研究表明,地下洞室以降低围岩受开挖扰动的程度和维持围压水平的方式进行支护,支护后围岩塑性区深度、变形均改善,支护结构受力情况较好,说明洞室间距合理,围岩整体稳定,具备成洞条件。本研究对类似地下洞室群的设计和施工具有参考意义。

地下厂房洞室群开挖施工关键技术及质量控制研究

地下厂房洞室群开挖施工涉及众多复杂技术挑战,尤以开挖质量控制与洞室稳定性保障为重。本研究针对某地下厂房洞室群开挖项目,提出了一套综合性关键技术及质量控制策略。这套策略涵盖了开挖顺序与方法的选择、支护结构的设计与施工要点、洞室稳定性评估与风险管控等关键环节。施工中采用了多步法分阶段开挖技术,并强化了支护结构以确保洞室稳定。同时,建立了严格的施工质量控制体系,对施工参数进行精细设定,并对各环节实施全面质量检查。通过这一系列措施,有效提升了地下厂房洞室群开挖施工的质量与安全性。通过对某工程的应用和反馈来调整优化这套工作流程,从而更加有效地保证了洞室的开挖质量和安全稳定。这套策略和方法的提出,为地下厂房洞室群的开挖施工提供新的实践经验和理论指导,具有广泛的工程实用性和指导意义。

复杂地下洞室群施工通风控制系统优化研究

本文主要研究了复杂地下洞室群施工通风控制系统的优化设计。首先介绍了复杂地下洞室群施工通风系统的构成,包括通风网络、风机设备、通风管道、通风构筑物和通风控制装置。接着介绍了通风系统优化设计的原则和方法,包括安全、可靠性和经济性原则。最后提出了复杂地下洞室群施工通风控制系统的优化方案,包括通风系统设计优化、通风设备配置优化和通风控制系统操作流程优化。通过科学的环境模拟和数据分析,选择合适的材料和设备,以确保通风系统能够满足施工现场的实际需求,并通过简化操作步骤、引入自动化和智能化技术提高系统效率,保障施工通风系统的安全稳定运行。

抽水蓄能电站地下洞室群施工控制网技术研究

近几年来,抽水蓄能电站建设迅速增长,其地下洞室群具有复杂多变、异质性强以及施工风险大等特点,因此需要引入施工控制网技术来应对这一挑战。本文通过对抽水蓄能电站地下洞室群施工控制网技术的运用进行研究,分析地下洞室群特点及施工难点,并提出有效的技术优化建议,以降低地下洞室群施工的风险性并提高安全性。以期为抽水蓄能电站的地下洞室群施工提供有利的技术支持。

信息化智慧管理系统在大断面地下洞室群施工管理领域的应用

笔者结合大断面地下洞室群施工中存在地质情况不明确、施工环境复杂等难题,分析信息化智慧管理系统建设的必要性,阐述系统架构及其功能,总结出系统应用效果。结果表明,信息化智慧管理系统将智能化和信息化与传统施工管理模式相结合,利用BIM、物联网等技术,实现施工管理与信息化管理的协调配合,提升工地管理的数字化、智能化程度,能够为大型地下洞室群施工项目提供全面、高效的智慧化管理支持。信息化智慧管理系统在工程领域具有广阔的发展空间,可以推动工程建设实现高效、安全、优质、经济的目标。

基于局部强度折减法的地下洞室群“危险区”破坏判据及其工程应用

为准确评价大型地下洞室群的安全状态,探究基于局部强度折减方法的地下洞室群安全系数求解方法。将屈服接近度(YAI)小于0.1的区域定义为“危险区”,以洞室之间围岩“危险区”贯通作为洞室群整体破坏判据,将“危险区”贯通时对应的折减系数定义为洞室群破坏的安全系数,定量评价洞室群整体稳定性,解析各类洞室群破坏判据计算结果差异。研究结果表明:1)各判据对应的安全系数从大到小依次为等效塑性应变贯通、塑性区贯通、关键点位移突增、“危险区”贯通;2)以关键点位移突增为标准,另3种判据求出的安全系数误差分别为33.7%、13.9%、2.6%;3)基于“危险区”贯通的安全系数计算结果与位移突增判据更为接近,以“危险区”贯通为破坏判据的破坏区与工程实际围岩的破坏特征相符合,计算量更少。

卡拉水电站地下洞室群稳定性分析及洞室间距优化研究

不利地质构造及软弱地层是卡拉水电站地下洞室群围岩稳定控制的关键性因素,鉴于此,采用离散元方法建立了包含不同级别结构面及软弱地层的节理岩体模型。在节理岩体模型的基础上,对处于优化设计阶段的卡拉水电站进行洞室群稳定性分析以及主副厂房洞和主变洞间距优化研究。数值计算结果表明:地下厂房洞室群整体稳定性较好,地下厂房区围岩具备成洞条件;但存在软弱地层T 3 z 2-5区域围岩变形较大,局部区域节理相互切割易造成块体滑落等工程地质问题,需要对其重点关注;结合洞群开挖后围岩内场量的分布情况以及经济指标和力学指标,从定性和定量角度对洞室间距进行了优选,最终确定主副厂房洞和主变洞间距50 m为最优方案。相关研究成果对于卡拉水电站洞室优化、安全施工具有一定指导意义。

复杂地下洞室群施工污染气体及粉尘通风运移

在地下洞室群的爆破施工过程中会产生大量污染气体及粉尘,对地下洞室群施工通风污染气体及粉尘运移的认识有助于优化洞室群施工通风设计,提高洞室群通风方案的合理性。针对某大型复杂地下储油洞室群穹顶施工过程中的通风问题,采用CFD数值模拟及现场实测的方法,对污染气体及粉尘在洞室内的运移进行了分析。结果表明:气流在洞室内的发展过程分为涡流区、回流区和碰撞区,且涡流区和碰撞区是通风过程中较不利的位置。多洞室的情况下,洞室内的污染气体容易在主通道内聚集。粉尘在洞室与连接通道交叉的位置以及主通道左侧转弯处浓度较高。洞室穹顶内污染气体及粉尘运移的速率较高,并且粉尘相对于污染气体的运移存在滞后性。