东深供水工程凤岗隧洞施工期围岩稳定与支护措施

选取东深供水工程凤岗隧洞洞口段,采用三维弹塑性有限元法,模拟施工开挖过程,分析施工期围岩的变形、应力应变状态,探讨不同岩性条件下的围岩稳定情况及进洞条件,为设计和施工提供参考。

地下洞室支护措施的选取取决于围岩类别的划分,也直接影响工程的投资和运行的安全。中条山供水工程实行的设计、施工总承包,使设计与施工一体化,通过勘察分析及对围岩的变形进行监测,全面、客观地评价了洞室围岩岩体质量和稳定性,调整优化了设计支护参数,使工程的支护实现了技术科学化和经济合理化

基于新奥法的基本原理,对东深供水改造工程凤岗隧洞越过广深公路的浅埋段的施工过程进行了有限元三维数值仿真分析,并和现场监测进行了比较。结论认为:有限元分析和隧洞围岩变形位移监测结果都表明隧洞设计的支护和施工方法是安全合理的;研究处于复杂地质条件下的浅埋隧洞的开挖和支护,对保证工程稳定,加快施工速度,节省工程投资具有重大意义

以甘肃省引洮工程总干渠8号隧洞施工实践为例,分析了隧洞地质条件,介绍了在不稳定围岩隧洞施工中的预防及处理措施,提出了施工中应注意的问题。

文中以草峪岭隧洞施工实践为例,分析了影响围岩稳定的原因,介绍了在不良地质构造下的施工措施,提出了施工中应注意的问题。

花岗岩体工程地质条件对大多数工程来说是良好的,工程地质问题一般比较简单。但遇到沟谷位置,一般均有一条断层通过。尤其是引水隧洞工程通过沟谷时会遇到塌方、漏水等不良施工地质问题,增大隧洞施工难度;在花岗岩体中,过小的洞径对有毒有害气体难以排出,且影响施工进度。结合新疆阿拉山口供水与生态建设工程引水隧洞工程建设实践,证实了遇沟必断的结论,并论述了适当的洞径排除有毒有害气体,提高施工进度,为今后同类隧洞勘察中提出了可借鉴的经验。

隧洞的围岩稳定及支护结构安全是保证隧洞安全、实现隧洞功能的关键因素。由围岩加固圈承担主要的外水压力是优化支护结构设计、保证围岩稳定的一种有效方法。建立肯斯瓦特导流泄洪洞三维有限元模型,并进行非线性有限元分析。分析结果表明,设计的支护措施能明显减少围岩变形、改善应力分布,为类似工程设计提供参考。

地震的发生将对原山体造成较大震裂揉动挫伤,隧道开挖后围岩-支护体系易发生失稳现象。文章依托震区杜家山隧道的典型失稳断面,结合现场监测和数值分析手段,从震裂软岩的基本特性、结构失稳特征、不同裂隙结构面倾角三个角度分析了震裂软岩隧道施工期围岩-支护结构的失稳机理,得到以下结论:强震区软岩主要表现出破碎、散体、密度低、架空等基本特征,隧道开挖后结构失稳多以拱顶-拱腰发生剪性坍塌破坏的形态出现;失稳主要以塌方为主,塑形挤出、剪切滑动及组合作用破坏形式是其主要的失稳模式;隧道开挖后洞周变形、结构受力、塑性区影响最大均发生在45°倾角的裂隙结构面时,此条件下施工最为不利。

猴子岩水电站地下厂房硐室群工程地质条件复杂,岩体节理裂隙发育、受多条断层和挤压破碎带影响,加之布置于中-高地应力区域,施工过程中硐室围岩的变形和破坏较为明显,为确保工程施工安全,须对整个硐室群施工期的应力变形及稳定进行分析。结合相关设计参数和开挖支护实施方案,建立了猴子岩地下厂房硐室群的三维有限差分计算模型,并对其地应力场分布进行了反演,在此基础上对硐室群整个施工过程进行了全程模拟。计算结果表明:随着硐室开挖临空面的扩大,上下游边墙应力松弛现象较为明显,在断层出露带、机坑隔墙底部出现了不同程度的应力集中;开挖过程中围岩位移逐渐增大,在硐室连接处出现了大变形。设计支护方案实施后可以较好地限制围岩变形,减小塑性区面积,工程实践说明该方案较为合理。

通过东山供水工程隧洞工程实例,重点论述了工程的开挖、初期支护、二次混凝土衬砌施工技术,为长距离隧洞工程施工总结经验。

介绍了隧洞围岩的地质条件及围岩类别与设计之间的关系,阐明了两种不同设计理论、方法的差异,主要表现在同类别围岩的初期支护和衬砌结构差异较大,新奥法设计的支护系统要显得柔弱些。针对工程施工中出现的问题,提出了一些看法。

根据现场试验和实际开挖地质编录成果,参考相关工程规范,采用工程类比的方法对楠溪江供水工程引水隧洞围岩进行了q系统和rmr分类,提出了围岩主要物理力学参数建议值以及合理的设计支护措施,有效保障了该引水隧洞的围岩稳定和水工结构安全。

向家坝水电站地下厂房工程地质条件较差,边墙高、跨度大,开挖规模巨大,施工期围岩稳定性问题比较突出。在对区域工程地质条件进行分析的基础上,建立了向家坝水电站超大洞室群的三维数值模型,采用统计回归方法对地应力场进行反演分析。按照实际开挖支护程序对地下洞室群开挖进行模拟,对向家坝地下洞室群开挖过程中围岩的稳定性特征进行了分析。计算结果表明:超大洞室群施工期围岩局部稳定性问题突出,施加相应支护措施后改善明显。

富水区深埋长隧洞围岩及支护的稳定分析——在总结部分已建工程经验的基础上，按照灌浆加固后围岩是承载和阻水的主要的承载结构这一设计思想，结合我国西南某电站的主要地质问题，对引水洞的支护结构进行了初步设计；应用三维弹塑性有限元法对不同渗控方案所形成...

水电工程中的"深埋、大跨、高墙"型水工隧洞应用越来越多,开挖过程中洞室的围岩稳定性问题显得尤为突出。以西南某水电站为例,采用ansys软件对地下厂房洞室群分层开挖进行模拟计算。为同类工程及相关研究提供参考。

根据富蕴县黄泥滩供水工程引水隧洞工程地质特点，分析了围岩应力分布特征和破坏特点，介绍了“新奥地利隧洞施工法”在ⅳ类围岩体成洞的应用情况和采用的安全保障措施，可为相关工程施工和管理提供借鉴。

通过对隧道围岩稳定的分析以及影响围岩稳定的因素的分析,简要阐述了适时采取合理的支护以阻止围岩强度进一步恶化的必要性和原理。最后,结合某铁路隧道施工,具体讨论了实际施工过程中界定适时支护的一般性原则,用于指导隧道工程施工。

通过对隧道围岩稳定的分析以及影响围岩稳定的因素的分析,简要阐述了适时采取合理的支护以阻止围岩强度进一步恶化的必要性和原理。最后,结合某高速公路隧道施工,具体讨论了实际施工过程中界定适时支护的一般性原则,用于指导隧道工程施工。

以国电大渡河流域深溪沟水电站的附属工程深溪沟排水洞工程为研究对象,通过围岩岩体薄片鉴定、结构面网络模拟、声波测试、化学热力学及水质分析等手段进行排水洞复杂围岩区岩体结构特征分析并进行了施工期间围岩动态综合分类技术研究,以期为隧洞工程尤其是复杂地质条件下围岩分类提供简单易行的方法和信息化施工依据。

安全监测是地下洞室围岩稳定安全评价的重要手段。乌东德水电站右岸地下厂房规模巨大,主厂房、主变洞、调压室三大洞室平行布置。为确保施工期围岩的安全稳定,通过使用多点位移计、锚杆应力计、锚索测力计、锚杆测力计、测缝计等监测仪器,对围岩表面和深部的变形进行监测,分析了地下厂房三大洞室第ⅰ—第ⅲ层开挖的位移特性与变形规律。监测结果表明:开挖引起的上层围岩变形较小,且主要集中在浅表层;三大洞室岩锚梁高程以上最大变形为16.43mm,主厂房顶拱、上游侧岩锚梁和尾水调压室上游边墙围岩变形较大;爆破开挖扰动、开挖引起的空间效应以及较差的地质条件是围岩变形增长较快的主要影响因素;通过采用加强支护等措施,能有效控制围岩变形的发展。

安全监测是地下洞室围岩稳定安全评价的重要手段。乌东德水电站右岸地下厂房规模巨大,主厂房、主变洞、调压室三大洞室平行布置。为确保施工期围岩的安全稳定,通过使用多点位移计、锚杆应力计、锚索测力计、锚杆测力计、测缝计等监测仪器,对围岩表面和深部的变形进行监测,分析了地下厂房三大洞室第ⅰ—第ⅲ层开挖的位移特性与变形规律。监测结果表明：开挖引起的上层围岩变形较小,且主要集中在浅表层;三大洞室岩锚梁高程以上最大变形为16.43mm,主厂房顶拱、上游侧岩锚梁和尾水调压室上游边墙围岩变形较大;爆破开挖扰动、开挖引起的空间效应以及较差的地质条件是围岩变形增长较快的主要影响因素;通过采用加强支护等措施,能有效控制围岩变形的发展。

随着水电建设中各项难点、重点项目的技术研究的深入,在深山峡谷、地质情况复杂的条件下进行洞群布置,将水工结构中的引排水、交通、地下厂房、变配电和运行控制系统集中建设在地下的特点越来越突出,水工地下洞室发展的一个显著特点是断面越来越大,其不同地质条件下的大跨度、高边墙的边顶拱稳定问题成为研究的重点。对目前水工隧洞稳定分析方法,计算高度以及研究发展趋势进行了分析、验讨。