拉西瓦水电站地下厂房顶拱块体稳定分析与支护设计

为了保证施工期及运行期地下洞室的稳定,根据地质条件在拉西瓦水电站地下厂房顶拱施工中采用了1500kn无粘结预应力锚索加固,其主要内容包括预应力锚索的设计、钻孔、锚索制安、灌浆、垫座及外锚头混凝土浇筑、张拉。阐述了大型地下洞室在不良地质下采用预应力锚索加固的必要性和重要性。

拉西瓦水电站厂房地处峡谷山高坡陡,河谷狭窄,区域地应力场较高,局部存在构造破碎带,同时开挖尺寸规模巨大,围岩主要为脆硬的花岗岩,对洞室稳定极为不利。为了评判开挖后围岩的稳定及支护设计的长期安全,需要对围岩的岩体力学参数和初始应力场进行反演确定。首先,利用现场初始地应力的实测值反演大范围内的岩体构造地应力场分布,然后,利用洞室分层开挖扰动下,厂房上部关键点实测位移检验并修正反分析地应力结果,得到了较为准确的三维地应力分布,为后续地下厂房开挖围岩的稳定性及支护设计和长期安全的评价与预测,提供了基础数据,有效地指导了厂房开挖施工。厂房开挖完成后的围岩位移的实际监测结果与采用反演地应力场与岩体参数得到的厂房围岩位移值的一致性表明,地应力场反演结果与实际地应力值一致。

水利水电工程锚索加固常采用混凝土锚墩,但对地下工程,这种锚墩存在很多弊端。介绍了青海拉西瓦水电站地下厂房岩壁加固采用钢垫板锚墩代替混凝土锚墩的情况,并通过现场试验证实了其可靠性和实用性。

映秀湾水电站地下厂房位于岷江左岸的道班沟下140m处,施工时按设计要求,在厂房顶拱布置了两个监测断面并埋设了原体观测仪器。1967年以后的几年间,观测电缆不断被偷割,被迫中止了观测。1971年电站投入运行后,顶拱衬砌混凝土多处出现纵、横向裂缝。为观测裂缝发展情况,监测顶拱安全,在1977年5月至1987年12月期

冶勒水电站地下厂房支护设计——冶勒水电站地下厂房工程地质条件十分复杂。通过对地下厂房工程地质问题勘察和施工等资料的分析与评价，提出了刚性支护方案，经有限元分析表明，地下洞室群在整体上是稳定的　　

导流隧洞堵头的稳定性与大坝同等重要。在抗剪断理论的基础上,采用非线性有限元分析方法,对拉西瓦水电站导流隧洞堵头进行了三维有限元计算,并对堵头结构特征位置的应力、变形以及堵头整体的抗剪断安全系数等方面展开了细致深入的分析。结果表明:44m长度堵头部分可以满足初期封堵需要,65m长度可以满足后期水库蓄水封堵需要,分段封堵分期挡水方案是可行的。

拉西瓦水电站两岸坝基边坡最大开挖坡高达220m,其稳定问题是本工程安全的重要问题之一。采用赤平投影法对两岸坝基边坡可能存在的楔形体滑动进行稳定分析,采用刚体极限平衡法对可能滑动的楔形体进行数值计算。在此基础上,对两岸坝基边坡采用锚索、锚筋桩、锚杆及挂网喷锚等加固措施,从而达到了稳定边坡的目的。

基于地质勘查资料,首先运用赤平极射投影方法定性评价了某水电站地下厂房安装间的稳定性,表明其边墙、端墙和顶拱存在局部失稳问题;然后利用块体理论,将块体分为定位块体、半定位块体与随机块体,仅考虑由三组结构面与开挖面形成的楔形块体,对安装间中存在的三大类块体进行了定量统计,统计结果表明安装间顶拱部位可能发育很大的定位块体、半定位块体和随机块体,且均从顶拱直接坠落,所有安全系数小于2的半定位块体和随机块体均分布在顶拱。

介绍了定位块体、半定位块体和随机块体的研究方法,以某水电站地下厂房结构面发育特征统计分析为基础,结合地下厂房洞室群结构特征,应用块体理论研究了地下厂房区可能构成的块体类型,并对块体的几何特征与稳定性进行统计分析。结果表明:定位块体只可能在安装间顶拱发育,表现为从顶拱直接坠落,体积约171m3,埋深12.2m;半定位、随机块体在安装间、主机间发育较多,体积一般在20m3以下,埋深一般在1～5m,最大埋深为6.08～7.47m,不稳定块体多集中于顶拱,可采用6～10m系统锚杆对半定位、随机块体进行锚固,局部采用加强锚杆。

大朝山水电站地下厂房顶拱支护设计方案经有关专家咨询后取消了大部分钢筋混凝土衬砌，本文从工程处理角度对主要受软弱夹层影响的地下厂房顶拱支护问题进行探讨。从而引出“内支护”和“外支护”的概念，以及探讨二者在本工程中的应用。

该文阐述街面水电站应用三维非线性弹塑性有限元方法,对地质复杂的地下厂房洞室结构围岩进行稳定性分析,提出采用分期分层开挖、锚喷复合支护方案实行支护动态设计。监测结果表明,复合支护形式安全可行。

文章以小孤山水电站工程地下厂房洞室围岩为对象,运用三维弹塑性有限元分析方法,对该工程地下洞室群进行整体计算,得出开挖过程中和开挖结束后洞室围岩的应力、变形情况,对小孤山地下厂房洞室群围岩稳定性进行综合评价。

小湾水电站地下厂房洞室群围岩稳定分析——本文重点介绍了小湾水电站地下厂房洞室群不同开挖程序围岩的稳定。爆破震动对围岩的动力影响，不同支护方案洞室稳定情况及围岩支护的建议，可供小湾水电站及类同地下厂房设计、施工参考。　　

向家坝水电站地下厂房洞室群围岩稳定分析——采用三维弹塑性损伤有限元数值分析法对向家坝地下厂房洞群围岩稳定性进行了分析论证。探讨了围岩力学参数以及围岩力学模型对洞周塑性区、应力与位移的影响，通过多种方案计算和比较，论证了向家坝地下厂房大型洞室参...

木座水电站为涪江上游左岸一级支流火溪河上的第三级电站,设计水头262.7m,设计流量43.02m3/s,引水隧洞长12km,装机容量2×50mw。采用地下厂房方案,厂房水平埋深250m,垂直埋深185m。岩体为新鲜绢云母石英千枚岩或新鲜变粒岩。根据本工程厂房布置特点及地质条件进行了地下厂房围岩稳定分析,同时对岩锚梁的应力分布进行分析,从而提出了切实可行的施工程序。

街面水电站地下厂房洞室支护设计——该文阐述街面水电站应用三维非线性弹塑性有限元方法，对地质复杂的地下厂房洞室结构围岩进行稳定性分析，提出采用分期分层开挖、锚喷复合支护方案实行支护动态设计。监测结果表明，复合支护形式安全可行。　　

龙滩水电站地下厂房锚索支护设计——龙滩水电站地下厂房是目前世界上规模最大的地下厂房，长388．5m，高76．7m．支护设计能否满足要求是电站后期安全运行的重要保证。本文就龙滩地下厂房主要的一种支护形式——锚索支护进行了全而的论述，其布置形式和结构设计...

采用有限元方法反演某水电站地下厂房厂区初始地应力场。采用zienkiewicz-pande的双曲线屈服准则,对某水电站地下厂房洞室群的开挖过程进行了三维弹塑性有限元模拟。为反映锚固支护对围岩的加固作用和评价地下厂房洞室群支护参数的合理性,提出了可以考虑抗剪作用的隐式锚杆单元和可以考虑预应力效果隐式锚索单元。计算结果表明,该洞室群在洞室布局、开挖顺序和支护参数等方面是合理的,各主要洞室群的稳定性总体较好。

本文重点介绍了小湾水电站地下厂房洞室群不同开挖程序围岩的稳定。爆破震动对围岩的动力影响,不同支护方案洞室稳定情况及围岩支护的建议,可供小湾水电站及类同地下厂房设计、施工参考

锦屏二级水电站地下厂房是典型的大跨度、高边墙地下洞室群,工程区地质条件较复杂,节理发育,断层较多,高边墙及洞室间岩柱的稳定性是洞室设计的关键。采用flac3d软件对洞室群进行了数值开挖模拟,获得了洞周围岩变形特征及应力分布状态,为洞室设计提供了科学依据与技术指导。

采用三维弹塑性损伤有限元数值分析法对向家坝地下厂房洞群围岩稳定性进行了分析论证。探讨了围岩力学参数以及围岩力学模型对洞周塑性区、应力与位移的影响,通过多种方案计算和比较,论证了向家坝地下厂房大型洞室参数、支护形式、支护参数的合理性。综合分析后认为:向家坝水电站右岸地下厂房洞室群的成洞条件较好,围岩基本是稳定的,经过锚喷支护后整体稳定是有保证的。

特大型地下厂房顶拱层开挖和爆破震动控制,它和整个工程项目的工期、成本及施工安全密切相关,一直是地下厂房系统工程项目施工中的最关键工序。本文介绍了在高地应力复杂地质条件下,瀑布沟水电站特大型地下厂房顶拱层开挖与爆破震动控制的施工经验,供同类工程借鉴。