地下洞室群

摘要： 以西部山区某在建工程为研究对象,利用有限元软件FLAC 3D建立了包含铁路隧道、桥梁基础和地下厂房洞室群在内完整的三维计算模型,重点研究了交叉区域施工及运营期间,在罕遇地震下结构的动力响应及结构稳定性。研究结果表明:隧道衬砌结构在地震中的内力变化明显,承受拉压交替反复作用,拱脚、拱肩和拱腰均成为薄弱结构构件;桥梁基础受地震影响产生的应力分布不均匀,最大拉压应力出现在桥基顶面,桥梁基础地震位移较大,是抗震设防应重点考虑的部分;罕遇地震作用下,地下厂房周围岩体会发生局部破坏。因此,在进行结构设计时,需考虑地震动的动力作用对工程结构的影响,对结构的薄弱环节加强设计,从源头上确保工程的安全。

摘要： 本文根据辽宁省重点输供水工程二段取水首部紧凑密集型地下洞室群的特点及相互关系,分析了施工重难点及相应技术对策,并对施工工序和施工方法进行了详细研究和论述,为工程的顺利施工提供技术支撑,可供类似工程参考。

摘要： 地下洞室群施工作业面多,结构复杂,施工中会产生爆破气体、施工机械尾气、混凝土作业粉尘等。为解决地下洞室群内的通风布置优化问题,基于RNG k-ε湍流模型采用CFD软件对绩溪抽水蓄能电站地下洞室群的施工期通风进行数值模拟,研究地下洞室群内的实际通风效果以及入口风机风速对洞室内通风流场的影响。结果表明:现有通风方案下,洞室群内气流控制合理,主厂房与主变洞内均能形成下部送风、顶部排风,实现洞内空气的置换;当入口风机风速为20 m/s时,洞内流场分布均匀,空气流动速度适中,通风效果良好。

摘要： 以LCRM水电站场场内交通布置与设计为研究对象,根据地形地质条件、施工进度、施工布置、大件运输要求等确定交通布置原则和设计标准,对特殊地形地质条件交通布置进行设计优化,降低施工难度,节约投资,减少用地,有助于保护生态环境,为同类工程的设计提供参考。

摘要： 丰宁抽水蓄能电站位于承德市丰宁满族自治县境内,南距北京市180千米,东南距承德市170千米。丰宁电站总装机规模360万千瓦,年设计发电量66.12亿千瓦时,年抽水电量87.16亿千瓦时。电站有上、下两个水库,额定水头425米,上水库总库容4814万立方米,下水库总库容6993万立方米,是2022年北京冬奥会配套绿色能源重点工程,被誉为世界最大的“超级充电宝”。作为当前世界规模最大的抽水蓄能电站,丰宁抽水蓄能电站创造了抽水蓄能行业四项世界第一:装机容量世界第一,储能能力世界第一,单体地下厂房规模世界第一,地下洞室群规模世界第一。

摘要： 基于钻孔压水试验,考虑渗流场对应力场的力学效应,建立渗透系数随岩性均匀分布的均质三维稳定应力渗流计算模型,并考虑复杂断层穿过主要洞室,对比分析有无渗流场对洞室围岩稳定的影响,研究复杂地质条件下洞室顶拱部位的变形特征。结果表明,考虑渗透作用时,围岩应力和位移均不同程度增大,塑性区分布范围扩大,锚杆锚索承载作用明显;顶拱区域受复杂断层分布影响大,断层倾角越大围岩稳定性越好,应注意加强断层附近围岩的排水并采取支护措施。

摘要： 以猴子岩水电站地下厂房为研究对象,采用RFPA强度折减法,研究深埋地下洞室群开挖卸荷过程围岩损伤演化特征,揭示围岩失稳破坏的整个过程。结果表明,地下厂房第Ⅴ层~第Ⅵ层开挖诱发断层活动,声发射数量和能量释放最多,围岩损伤严重,主要的损伤区位于主厂房下游侧的多个断层及其交汇处。洞室开挖完成后,随着围岩强度折减,主厂房下游侧断层位置损伤扩展,形成多断层控制的潜在失稳滑动面。微震监测揭示的主要损伤区域与RFPA模拟计算得到的潜在失稳区域基本一致。研究结果可作为地下厂房开挖和支护的重要参考。

摘要： 白鹤滩水电站建设工程创造多个世界之最:(1)单机容量100万kW居世界第一。电站首次全部采用国产单机容量百万千瓦级水轮发电机组,开创了世界水电水轮发电机组的新纪元,使我国水电制造技术从“追赶”走向“引领”。(2)地下洞室群规模世界第一。电站各类洞室总长度达217km,洞室开挖量达2500万m3,是国内外水电工程中规模最大的地下洞室群。其中最大地下厂房长438m,岩锚梁以上宽34m,岩锚梁以下宽31m,高88.7m。

摘要： 为揭示围岩变形规律并选择合适的支护方式,以西南地区某大型地下洞室群为例,结合现场揭露的板岩地质条件,采用基于横观各向同性弹性模型和遍布节理塑性模型相结合的方法,研究板岩区地下厂房开挖支护过程中的围岩变形、应力变化及塑性区分布规律。结果表明,该方法能很好地体现板岩各向异性特性;洞室群在开挖完成后,厂房洞室板岩围岩区域相较于灰岩区域变形量较大,洞口交汇处及顶拱部位出现较大范围塑性区,需加强支护;初期支护施加之后,围岩位移变形量及应力集中现象整体减少,能在一定程度上抑制围岩变形。

摘要： 针对大断面地下洞室边墙新建隧道爆破施工对邻近地下洞室群安全稳定性影响,以宁波至杭州湾新区引水工程为背景,在亭下隧道取一断面对溪下隧道爆破开挖进行振动监测,得到了该断面围岩振动速度分布规律;运用LS-DYNA软件建立地下洞室群有限元模型对掏槽孔爆破过程进行数值模拟,得到爆破振动作用下邻近洞室振动速度、应力分布规律,并从动载作用来分析评价地下洞室群的安全稳定性。计算结果表明:现场测试结果与计算结果吻合较好,振速分布规律与实测振速分布规律相近;采用振动速度作为爆破振动安全判据是可行的;邻近洞室迎爆侧直墙爆源近区是振动速度与拉应力最大的区域,容易发生拉伸破坏;地下洞室迎爆侧边墙振动速度分布规律与最大主应力分布规律相似;结合岩石抗拉强度准则对最大主应力与振动速度数据进行拟合,提出以峰值振动速度为判断指标的安全判据;当振动速度超过临界值45.82cm/s时,应及时采取措施并加强防护。研究成果可为类似工程条件下隧道爆破施工与振动控制提供参考。

摘要： 抽水蓄能电站地下洞室群施工过程中产生的有害气体、粉尘等对施工的影响是连续性的,它直接影响施工进度和质量,并极大地危害施工人员的身心健康.本文针对地下洞室群施工特点,着重分析抽水蓄能电站地下洞室群施工期通风重点及难点,确定合理的通风规划并制定相应的管理措施,从而有效改善地下洞室群施工通风条件.

摘要： 雅砻江杨房沟水电站地下洞室群施工布置紧凑,地质条件较为复杂,开挖支护工程量大.工程坚持“安全为天、质量是命”的管理理念,始终按照“动态设计、本质安全”的工作原则,在施工过程中,根据实际揭露地质条件,及时优化支护参数、调整开挖方法,形成设计、施工、监测反馈快速响应体系,顺利完成厂房开挖.同时,结合现场实际积极推行改进设备和优化工艺等有效措施,极大地降低了安全风险,同时加快了施工进度.监测成果显示,围岩变形始终控制在允许范围之内,开挖完成后,主副厂房围岩变形趋于稳定,在受不良地质条件及增加支护等情况影响下,仍顺利实现提前6个月向混凝土转序.本文系统总结了杨房沟水电站地下洞室群施工实践中形成的设计、施工技术,以期为其他工程提供借鉴.

摘要： 基于某水电站右岸地下洞室群岩体地应力实测结果,使用应力回归分析方法,首次采用三维离散元方法反演计算得到了右岸地下洞室群围岩初始地应力场地应力分布.研究表明,影响右岸地下洞室群岩体初始地应力场的主要因素包括岩体的自重应力场和构造应力场;在埋深较大的状态下,天然地应力场以近水平的构造应力为主,岩体应力量值随埋深增大而增加,但两者并非简单的线性关系.在地下厂房区高程300.00m左右,最大主应力值为8.2～12.2MPa,方位角250～350°,属于中低地应力场,计算值与监测结果误差较小.

摘要： 本文采用物联网技术,对爆破工程方案审批、各测点的监测设备及监测资料等进行远程管理,建立了地下洞室群开挖爆破设计、施工、监测、信息反馈、爆破器材等综合管理信息系统.本系统可以对爆破进行无线网络化实时监控,在线实时获取爆破数据,并进行爆破振动特性分析,及时调整爆破参数和施工方法,指导爆破安全作业.提高了爆破施工管理的效率,有效控制了爆破作业的风险.

摘要： 三维激光扫描技术是国际上近年发展的一项新技术,该技术作为获取空间数据的有效手段,以其快速、精确、无接触测量等优势在众多领域发挥着越来越重要的作用.水电站在探查地下洞室混凝土表面缺陷时,传统的方法以拍照和现场记录为主,某种程度上而言费时、费力并且难以获得令人满意的结果.将三维激光扫描技术应用到水电站特大地下洞室群表面缺陷探查中,具有重要的理论与现实意义.本文首先对三维激光扫描技术作了简要的介绍,然后对三维激光扫描技术在锦屏二级水电站引水隧洞洞室群放空期间表面缺陷探查中的应用进行了探讨,表明三维激光扫描技术对混凝土表面缺陷的检测、变形监测是切实可行的,特别是建立的运行期维护健康数据库可对工程安全性评价起到重要的作用;最后对该技术在水电站的应用范围进行了拓展与展望,该技术在本领域必将有着广泛的应用前景.

摘要： 复杂地下洞室群具有超大断面、多工作面、断面突变、巷道众多且纵横交错等特点,使得施工设备数量繁多、通风线路复杂以及通风困难加大.在通风竖井内设置风仓式风机站,可有效减少通风对施工的影响,避免新风受到污染.风仓式风机站的布设主要受风仓长度、风仓宽度、风仓间是否加隔板、风机排列形式、风机间是否加隔板、风机间距等六个因素影响.采用控制单一变量法,对以上六种变量逐个进行影响因素的比较,从而确定最优的风仓式风机站布设形式.

摘要： 猴子岩水电站地下厂房开挖跨度大,其上覆岩体构造和受力条件复杂,开挖卸荷过程围岩稳定一直都是贯穿工程始终的重点和难点问题.目前常规监测手段难以对地下厂房围岩内部可能存在的微破裂进行有效监测和揭示,为实时分析开挖过程地下洞室群围岩变形和稳定性,2013年4月在猴子岩水电站地下厂房安装了高精度微震监测系统,实现了开挖卸荷过程地下工程深部围岩微破裂实时定位和分析.监测结果表明微震活动性时空演化规律可以很好地揭示地下厂房岩体内部微破裂萌生、发育、扩展、相互作用和贯通直至宏观变形机制.同时,微震监测可以随厂房开挖工况动态识别和圈定围岩微破裂集中区域及其潜在变形失稳风险区域.最后,借助物探检测声波测试成果,建立微震活动性与岩体质量之间的联系.研究结果可供猴子岩水电站地下厂房下阶段开挖与支护参考和借鉴,也为类似深埋地下工程围岩稳定性预测和评价开辟了一条新的思路.

摘要： 根据地下洞室主要施工程序,对快速拉格朗日计算程序FLAC3D进行了二次开发.在此基础上,建立了某水电站地下洞室群开挖三维分析模型,对其开挖和支护过程进行了动态模拟.采用破坏区分布及总体积、塑性耗散能、二次应力场分布和位移场分布等指标对毛洞及支护方案计算结果进行对比.分析结果表明,用实体单元模拟围岩,null单元模拟开挖,Cable单元模拟锚杆和锚索,能很好地反映地下洞室开挖实际力学作用机理.支护后,洞周围岩的应力状态、变性特征、破坏区分布和耗散能量均有了极大改善,说明支护参数及支护方式的合理性,支护效应得到了较好的模拟和实现.

摘要： 水利水电工程存在地下厂房、主变室、进水和尾水洞、母线洞、交通洞、泄洪洞及施工期导流洞等多个大规模地下洞室组成的地下洞室群.在施工期间如果发生火灾事故,由于洞室相互联通,加之通风排烟组织困难,火灾及烟气蔓延过程复杂.文章通过模型实验的方法,探索水利水电洞室群烟气蔓延和通风排烟规律,研究了不同火灾功率、自然排烟和强制排烟(换气率)的烟气沉降过程,实验结果可供工程施工期安全防护设计参考.

摘要： 本文通过对锦屏一级水电站的工程地质条件、布置与结构资料、工程监测与检测资料的汇总分析、从分析了围岩破损与地应力、强度应力比、地质结构面、洞室布置与结构的相关关系,同时分析了围岩破损与施工开挖程序、分层、爆破、支护结构与时间的相关关系,分析总结了施工技术对围岩破损影响的有效作用.

摘要： 本发明公开了一种地下洞室顶拱结构，包括位于主洞室顶部的顶拱部、在主洞室两侧岩体内沿纵向开凿的施工交通洞、紧贴于顶拱部上表面横跨设置的辅助受力洞，所述辅助受力洞沿纵向设有多个，且与施工交通洞连通；辅助受力洞内浇筑充填有钢筋混凝土，每一个辅助受力洞上均设有向上伸入岩体的预应力锚索。本发明不仅施工方便、快捷，而且在主洞室开挖之前完成主洞室顶拱部的支护加固，形成稳固的顶拱结构，取得了事先加固的效果，增加了围岩整体性，有效发挥围岩自身承载力。相比于常规施工技术，显著提高了洞室整体的安全性、可靠性和稳定性，尤其适用于地质条件复杂、围岩稳定性极差的超大跨度地下洞室。

摘要： 本发明公开了一种地下洞室顶拱结构，包括位于主洞室顶部的顶拱部、在顶拱部上方两侧的岩体内沿纵向设置的施工交通洞、横跨于顶拱部上方、在岩体内开凿的辅助受力洞，辅助受力洞沿纵向设有多个，且与施工交通洞连通；辅助受力洞内浇筑充填有钢筋混凝土，每一个辅助受力洞和顶拱部之间均设有对穿预应力锚索。同时还提供了一种地下洞室及其施工方法。本发明不仅施工方便、快捷，而且在主洞室开挖之前完成主洞室顶拱部的支护加固，形成稳固的顶拱结构，取得了事先加固的效果，增加了围岩整体性，有效发挥围岩自身承载力。显著提高了洞室整体的安全性、可靠性和稳定性，尤其适用于地质条件复杂、围岩稳定性极差的超大跨度地下洞室。

摘要： 本发明公开了一种地下洞室顶拱结构，包括位于主洞室顶部的顶拱部、在顶拱部上方两侧的岩体内沿纵向设置的施工交通洞、横跨于顶拱部上方、在岩体内开凿的辅助受力洞，辅助受力洞沿纵向设有多个，且与施工交通洞连通；辅助受力洞内浇筑充填有钢筋混凝土，每一个辅助受力洞和顶拱部之间均设有对穿预应力锚索。同时还提供了一种地下洞室及其施工方法。本发明不仅施工方便、快捷，而且在主洞室开挖之前完成主洞室顶拱部的支护加固，形成稳固的顶拱结构，取得了事先加固的效果，增加了围岩整体性，有效发挥围岩自身承载力。显著提高了洞室整体的安全性、可靠性和稳定性，尤其适用于地质条件复杂、围岩稳定性极差的超大跨度地下洞室。

摘要： 本发明公开了一种地下洞室顶拱结构，包括位于主洞室顶部的顶拱部、在主洞室两侧岩体内沿纵向开凿的施工交通洞、紧贴于顶拱部上表面横跨设置的辅助受力洞，所述辅助受力洞沿纵向设有多个，且与施工交通洞连通；辅助受力洞内浇筑充填有钢筋混凝土，每一个辅助受力洞上均设有向上伸入岩体的预应力锚索。本发明不仅施工方便、快捷，而且在主洞室开挖之前完成主洞室顶拱部的支护加固，形成稳固的顶拱结构，取得了事先加固的效果，增加了围岩整体性，有效发挥围岩自身承载力。相比于常规施工技术，显著提高了洞室整体的安全性、可靠性和稳定性，尤其适用于地质条件复杂、围岩稳定性极差的超大跨度地下洞室。

摘要： 本发明公开了一种地下核电站核岛厂房地下洞室群垂直于山体纵深方向的施工布置，包括核反应堆厂房洞室、两个组合洞室、两个电气厂房洞室、两个卸压洞室、支交通洞、侧交通洞、第一主交通洞、第二主交通洞和第三主交通洞，第一主交通洞、第二主交通洞和第三主交通洞均与地表相通，核反应堆厂房洞室、组合洞室、电气厂房洞室和卸压洞室组成核岛厂房洞室群，核岛厂房洞室群各洞室的顶拱拱脚或顶拱端墙通过顶层支洞体系与地表相通，核岛厂房洞室群各洞室的边墙墙底通过底层支洞体系与第一主交通洞、第二主交通洞和第三主交通洞相连。本发明具有里程短、安全性好、施工方便、投资省、模块化程度高的特点，可以广泛应用于核电工程技术领域。

摘要： 本发明公开了一种地下核电站核岛厂房地下洞室群垂直于山体纵深方向的施工布置，包括核反应堆厂房洞室、两个组合洞室、两个电气厂房洞室、两个卸压洞室、支交通洞、侧交通洞、第一主交通洞、第二主交通洞和第三主交通洞，第一主交通洞、第二主交通洞和第三主交通洞均与地表相通，核反应堆厂房洞室、组合洞室、电气厂房洞室和卸压洞室组成核岛厂房洞室群，核岛厂房洞室群各洞室的顶拱拱脚或顶拱端墙通过顶层支洞体系与地表相通，核岛厂房洞室群各洞室的边墙墙底通过底层支洞体系与第一主交通洞、第二主交通洞和第三主交通洞相连。本发明具有里程短、安全性好、施工方便、投资省、模块化程度高的特点，可以广泛应用于核电工程技术领域。

摘要： 本发明涉及一种大型地下洞室群整体安全系数的分析方法，适用于石油存储、能源、交通、水利、水电等技术领域的大型地下洞室群，尤其是具有明显洞群三维效应的岩体中的地下工程，主要包括：（1）洞室群开挖支护全过程的三维数值仿真；以及（2）基于超载法和强度折减法的数值分析以及洞室群围岩稳定定量评价指标；本发明通过数值仿真得到的最大剪切应变增量、变形收敛特征、支护结构应变特征等多指标来综合判断洞室群整体稳定安全系数。通过该方法可以获得洞室群不同建筑部位的稳定特征差异、具体安全系数的大小、支护结构的安全度。

摘要： 本发明公开了水电站地下洞室群渗流场模型范围确定方法，解决了工程区无明显计算边界时，地下洞室群渗流场模型范围难以获取的问题。主要考虑了洞室群两岸地下水面线坡比、洞室群顶部地下水埋深、洞室群潜在逸出边界面积的影响。本发明操作步骤简单，计算模型通过数值计算和回归分析获得，有一定的理论基础。可减小由模型范围取值不当引起的地下洞室群渗流场计算结果误差。

摘要： 本发明深切河谷区地下洞室群地应力场的预测方法，涉及地应力的预测，通过实测地应力场进行三维地应力场反演，获得三维数值计算模型的边界位移和重力加速度，利用所述三维数值计算模型获得初始洞室群地应力场，然后利用三维数值计算模型对洞室群第一层进行开挖模拟，预测围岩的变形破坏特征，然后，观测开挖完成后的围岩的变形破坏特征，以实际围岩的变形破坏特征反算三维数值计算模型的边界条件，以此来获得精确的三维数值计算模型的边界条件，从而获得准确的洞室群地应力场，解决了现有技术对深切河谷区地下洞室群地应力场预测困难的问题，本发明适用于洞室群地应力场的预测。

摘要： 本实用新型公开了一种地下核电站核岛厂房地下洞室群垂直于山体纵深方向的施工布置，包括核反应堆厂房洞室、两个组合洞室、两个电气厂房洞室、两个卸压洞室、支交通洞、侧交通洞、第一主交通洞、第二主交通洞和第三主交通洞，第一主交通洞、第二主交通洞和第三主交通洞均与地表相通，核反应堆厂房洞室、组合洞室、电气厂房洞室和卸压洞室组成核岛厂房洞室群，核岛厂房洞室群各洞室的顶拱拱脚或顶拱端墙通过顶层支洞体系与地表相通，核岛厂房洞室群各洞室的边墙墙底通过底层支洞体系与第一主交通洞、第二主交通洞和第三主交通洞相连。本实用新型具有里程短、安全性好、施工方便、投资省、模块化程度高的特点，可以广泛应用于核电工程技术领域。