西藏扎拉水电站枢纽布置与设计研究

扎拉水电站水头高,泥沙问题突出,工程区地质条件复杂,存在活动断裂带、倾倒变形岩体发育。为减轻泥沙对水轮机机组的磨蚀,缩短引水线路穿越活动断裂带宽度,避开倾倒变形岩体的不利影响。通过多方案比选,确定了“下坝址以库代池,拦蓄泥沙;南线引水隧洞,避开闹中断裂影响带;上厂址地面厂房,利用河岸阶地的枢纽布置方案”。该方案最大限度减少了泥沙对机组的影响,避开了不利地质条件,节省了工程投资,同时充分利用了河段水头,发挥了工程最大效益,研究成果可为类似水电站枢纽布置设计提供参考。

基于ABAQUS的断层破碎带对调压室轴线布置影响分析

为研究断层破碎带对调压室轴线布置的影响,以金沙江昌波水电站调压室工程为例,开展了基于ABAQUS的有限元模拟计算,分析了两条断层破碎带对调压室洞室变形、应力、屈服破坏及稳定性的影响,以及随调压室轴线布置的变化,该地质弱带对调压室的影响情况;基于断层破碎带的影响变化规律,提出了受其影响小的调压室轴线布置方案。结果表明:位于该电站1号调压室下游边墙外侧的断层破碎带FC4对该调压室变形、应力、屈服和稳定性等指标的影响较大;位于调压室右端墙外的断层破碎带FC5力学参数值较高,对调压室影响很小;敏感性计算结果显示,靠近断层破碎带的调压室变形、应力、屈服和稳定性对断层破碎带的力学参数变化较敏感。随调压室轴线方位角变化,断层破碎带对调压室的影响相应变化,沿N86°E轴线布置的方案受断层破碎带影响最小。研究成果可为调压室轴线布置方案优选提供参考。

近断裂带铁路地震预警系统台站布设方案及评价方法

依托某跨越断裂带密集区域的长大干线铁路,提出1种通用性的铁路地震预警系统台站布设方案及评价方法。首先,采用平均分布法建立台站分布模型,根据不同时期的保护对象并参考盲区半径指标,确定系统的初期和中期预警台站布设和预警方案;然后,估算理论上单台的预警监测能力,并根据历史地震数据验证不同预警方案下的系统预警监测能力;最后,评价不同预警方案的时效性,根据历史地震得到烈度-预警可用时间累积分布,确认区域预警效果。结果表明:该铁路平均台间距不应小于20 km;初期预警方案可监测到76.50%的历史地震,理论和历史地震的预警可用时间平均值分别为23.18和12.19 s;中期3台、4台预警方案分别可监测到80.80%和78.54%的历史地震,3台方案理论和历史地震的预警可用时间平均值分别为15.31和8.62 s,4台方案分别为13.79和8.47s;初期和中期方案的区域预警效果均满足工程运用。

长距离隧洞穿越活动断裂带的结构安全监测体系和布置设计

长距离输水隧洞等线路工程建设将不可避免地穿越活动断裂带,引发隧洞结构变形失稳风险。可靠的结构安全监测方案是有效监控隧洞结构安全状态、评价抗错断措施适应性的必要手段,目前还少有与隧洞穿越活动断裂带结构安全监测体系相关的研究。针对该问题,提出了过活动断裂带隧洞结构安全监测的“五适应”设置原则,即:与现行规范或技术标准相适应、与活动断裂带活动特征相适应、与隧洞结构变形规律和破坏特征相适应、与抗断措施相适应、与隧洞开挖施工方法相适应。然后,以滇中引水工程香炉山隧洞为对象,根据断裂带蠕滑作用下的隧洞结构变形破坏规律,开展了基于“五适应”设置原则的安全监测体系和布置设计研究。研究认为香炉山隧洞在穿越丽江-剑川断裂时,应以围岩变形、接缝开合度等为主要监测项目,以接缝剪切压缩量和混凝土压应变等为基本监测内容,以影响带-主断带的交汇区域为重点关注区域,以位错计、错缝计、应变计和压力计为监测仪器,并明确了与监测对象同步实施的布置时机。由此建立隧洞穿越活动断裂带的结构安全监测体系,为隧洞过活动断裂带的安全监测布置设计提供了有益的思路。

基于孕震物理模式的断层气流动监测网络布设技术

为了解决我国地震地下流体流动监测网络布设中目前存在的一些问题,以"坚固体孕震模式"为理论基础,以西秦岭北缘断裂带为研究对象,通过高密度地下流体背景值探测,结合地壳垂直形变特征以及地震活动性特征,寻找区域活动断裂带流体与形变以及地震活动的耦合段及断层气响应的灵敏点,综合判断断裂带活动分段性。断层形变、地震活动与地下流体活动有着良好的对应性与耦合关系,震源区均表现为"断层闭锁区"特性,发震地点都显示出一种相对平静的状态。基于以上研究,形成从活动断裂带—"坚固体"闭锁段—近震区前兆场地的追踪思路,规划具有一定物理预报思想的标准化断层气流动观测方案,并建立研究区域观测网络的雏形。这对今后全国地震重点危险区流体流动监测台网布设提供技术思路,并为我国地震预报、震情跟踪及防震减灾工作提供重要依据。

高邮凹陷南断阶带低信噪比地区地震勘探技术

高邮凹陷南断阶带地区是江苏油田的主要产油区。本区地下构造经历了多期改造,三、四级断层非常发育,地层破碎;地表村镇密集,乡镇工业发达,并有大面积的养殖区。这些不利条件导致资料信噪比较低。为此,在地震勘探上着重采取了5项技术措施:①面向目标的观测系统设计优化;②激发参数的优选;③优化接收参数,压制环境噪音;④应用卫星遥感图分束精细设计;⑤资料精细处理。通过上述技术措施,使所获三维资料信噪比较老资料有了质的提高,为江苏油田新发现了一批油气构造圈闭。

大埋深孤岛工作面过断层带回采技术研究

车集煤矿2608工作面回采期间机尾相继揭露DF_(055)(78°∠60°H=5 m)、F_(2608)-7(76°∠65°H=3.5m)、F_(2608)-6(78°∠50°H=1 m)、F_(2608)-5(81°∠40°H=0.5 m)断层,受断层带影响工作面12°仰采推进,煤层呈阶梯状错断、顶板节理发育,且回风巷36U弧形棚支护段钢棚变形严重、巷道大采高段超前支护困难,严重制约工作面安全生产。结合矿井实际生产情况,研究制定了工作面回采层位调整、巷道替棚、挑顶、绞顶施工方案及过断层带支护保障技术体系,确定工作面在DF_(055)断层上盘断层面以下5架范围内提前挑顶、起溜,限定起溜幅度100~150 mm/0.6 m,挑顶段增幅1架/1.8 m,回风巷替棚、挑顶施工14 m、绞顶施工32 m。结果表明:工作面机尾过断层带期间回采层位与回风巷层位基本一致,工作面防片帮、防掉顶措施科学有效,回风巷超前及端头支护衔接有序,安全出口畅通,实现了复杂地质条件下工作面安全高效开采。

锚架联合支护在过断层破碎带中的应用

陈四楼煤矿北翼-640 m轨道暗斜井掘进过程中揭露落差163 m的F_(18)正断层,断层发育处岩层破碎,发育断层破碎带,应力集中,地压较大,过断层破碎带期间采用单独的锚网喷或架棚支护难以有效控制巷道变形。为解决巷道支护问题,提出了锚架联合支护方案,先采用"锚网+锚索+初喷"的让压支护,再采用"架棚+复喷+注浆"加强支护。现场应用表明,锚网支护巷道变形量达到300 mm,严重影响巷道安全使用,而采用锚架联合支护方式能够将巷道变形量控制在60 mm以内,支护效果显著,保证了巷道正常使用。