基于隧洞衬砌和等效锚杆模拟的江坪河密集地下洞室群稳定性分析

摘要

江坪河水电站右岸地下洞群依次布置为导流洞、泄洪放空洞、溢洪道①、溢洪道②4条隧洞，洞室密集，地质条件复杂。三维模型以洞室模拟为主，同时精确模拟了3个洞室出口边坡，4条较大断层，多个岩层分层及坡表的实际形态。洞室开挖后，采用预应力锚索、系统锚杆、初期衬砌和二期衬砌等多种支护措施。支护计算时，对预应力锚索进行了精细模拟。对系统锚杆采用二维“子模型”的进行等效计算，确保了必要的计算精度，提高了建模可行性和计算效率。两期衬砌模拟采用三维壳体结构单元中的Shell单元，通过2次位移等效分别得到考虑锚杆衬砌效应的修正后初期衬砌和二期衬砌变形参数。根据关键点的变形趋势及洞室的最大弯矩值的变化情况对衬砌厚度进行了优化。针对设计规范中衬砌结构配筋所需基础参数，指出利用衬砌单元可有效地读取衬砌弯矩值和剪力值，同时标定其具体位置。分析认为，泄洪洞开挖坡锚索和2条溢洪道之间的上层的对穿锚索可能由于水泥浆强度较低而出现滑移，同时指出加固措施使临空面的最大位移大幅降低，也能一定程度抑制塑性区发育。