官地地下尾水岔洞开挖与衬砌稳定研究

摘要

水利工程中地下大跨度尾水岔洞往往在结合交叉处形成复杂的三维空间结构,该部位受力性质复杂,位移较大,应力集中,一般需对其进行精细的三维数值模拟,分析开挖与衬砌结构的稳定性。文章利用FLAC3D,计算分析了官地水电站尾水岔洞围岩在开挖情况下的变形、应力及屈服区,对不同应力释放荷载条件下的喷锚支护效果及机理进行了分析评价;在此基础上根据运行和检修工况下的荷载作用情况,计算分析了衬砌结构应力,以及围岩锚杆的受力状态。指出控制作用工况,提出了保持岔洞稳定的措施和对策。计算分析表明:围岩开挖变形量较大,顶拱最大下沉约23 mm,边墙应力释放明显,最大拉应力约3.8 MPa,衬砌最大拉应力在2.0-2.6 MPa之间,岔角处岩体塑性区局部贯通,设计喷锚支护措施处于正常承载状态,支护措施能够满足围岩稳定性要求。计算分析得出的结论已用于指导工程设计,同时也可供其他同类工程的设计和施工参考。