白鹤滩水电站左岸地下厂房围岩变形数值模拟及预警
发布时间：2020-11-08 17:52
目前,白鹤滩水电站是我国在建的第一大水电站,其地下厂房开挖跨度大,地应力量级高,构造和受力条件复杂,属世界之冠。因而其施工期围岩变形稳定问题一直都是工程研究的重点和难点。为有效反馈施工设计,并为地下洞室围岩安全监控模型进一步应用积累经验,本文开展了“白鹤滩水电站左岸地下厂房围岩变形数值模拟及预警”研究。主要研究内容如下:(1)绘制了白鹤滩水电站左岸地下厂房围岩变形分布特征图;综合分析了岩性、地应力、围岩类别、岩体结构、施工开挖方法与支护措施等主要因素影响围岩变形的机制;(2)研究了基于FLAC~(3D)的地下厂房围岩岩体、断层、锚杆和锚索、混凝土喷层等模拟方法,并建立围岩地质概化模型;数值模拟了开挖和支护过程厂房围岩相应的变形过程,数值计算结果与现场实测数据相一致,得出了围岩变形随距离开挖面深度的增加而相应减小的规律;分析表明,系统支护对于降低围岩的变形有明显的效果,厂房设计参数、施工方法都较为合理,施工安全是有保障的;(3)运用建立的数值模型对第Ⅷ_2层开挖进行模拟,数值计算厂房的顶拱、上游拱脚、下游岩锚梁和边墙处围岩的变形情况,绘制了相应的预测曲线,并确定出位移收敛趋于稳定的总变形量和变形速率;(4)分析了围岩变形与时间以及开挖长度之间的关系,绘制出围岩破坏曲线及其失稳判据,应用强度折减系数法求得厂房围岩破坏安全系数;建立了围岩破坏的两个等级变形预警标准及采取的相应措施。
【学位单位】：南昌工程学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TV731.6;TV223
【部分图文】：
计人员与施工人员特别重视的问题。本章利用现场实测围岩变形资料，对白鹤滩水电站左岸地下厂房的开挖方式和支护措施及支护时机进行分析研究，得出左地下厂房围岩变形概况；分析得到围岩变形的主要影响因素，为第三章建立模拟模型及研究其引起的围岩变形情况做奠基。2.1 工程概况2.1.1 工程布置白鹤滩水电站位于云南省与四川省交界处，在金沙江下游干流河段梯级开发中上接乌东德、下临溪洛渡梯级水电站，成为第二个梯级电站，电站建成后，将成为仅次于三峡水电站的中国第二大水电站，具有的综合效益除了以发电为主，还兼有防洪、拦沙、改善下游航运条件和发展库区通航等，是“西电东送”的主要电源点之一。电站多年平均发电量 625.21 亿 kW·h，水库总库容达 206.27 亿 m3，调节库容104.36 亿 m3，防洪库容 75.00 亿 m3；电站总装机容量 16000MW，其中左岸地下厂房布置 8 台 1000MW 的立式水轮发电机。枢纽工程为混凝土双曲拱坝，引水发电系统是工程枢纽的重要组成部分，其中左右岸引水发电系统基本对称布置，采用首部开发方案布置地下厂房。地下厂房洞室群布置格局见图 2.1～图 2.2。
图 2.2 厂区地下洞室群三维布置图（左岸）ig. 2.2 Three-dimensional layout of underground chamber group in the factory (left ba主副厂房洞由南至北依次为副厂房、辅助安装场、机组段、安装场和空调机线型布置。机组间距38m，机组段长304m，安装场长79.5m，辅助安装场长22.房长 32m，主副厂房洞断面尺寸为：长 438m，高 88.7m，岩梁以下宽为 31.0宽为 34.00m，厂房顶拱高程 624.60m，尾水管底板开挖高程 535.90m，洞室N20°E。.2 地形地貌白鹤滩水电工程位于青藏高原的东南缘，厂区地貌呈西北高而南东低的特征向东南侧，为中山峡谷地貌。左岸山峰高程约 2600m，为大凉山山脉东南坡形为向金沙江倾斜的斜坡。左岸地下厂房位于拱坝坝肩上游的山体内，地表南的斜坡，垂直埋深 260～330m，水平埋深 600～1000m。.3 地层岩性左岸地下厂房地层为单斜构造，地层走向与厂房轴线交角为 20°～25°，岩层呈 N40°～45°E，SE∠15°～20°。围岩岩性主要为 P2β23、P2β31及 P2β32层新
9图 2.3 左岸主副厂房上游边墙工程地质剖面图Fig. 2.3 Engineering geological section of the upper side wall of the main and auxiliary plant on the left bank
【参考文献】
本文编号：2875125
【学位单位】：南昌工程学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TV731.6;TV223
【部分图文】：
计人员与施工人员特别重视的问题。本章利用现场实测围岩变形资料，对白鹤滩水电站左岸地下厂房的开挖方式和支护措施及支护时机进行分析研究，得出左地下厂房围岩变形概况；分析得到围岩变形的主要影响因素，为第三章建立模拟模型及研究其引起的围岩变形情况做奠基。2.1 工程概况2.1.1 工程布置白鹤滩水电站位于云南省与四川省交界处，在金沙江下游干流河段梯级开发中上接乌东德、下临溪洛渡梯级水电站，成为第二个梯级电站，电站建成后，将成为仅次于三峡水电站的中国第二大水电站，具有的综合效益除了以发电为主，还兼有防洪、拦沙、改善下游航运条件和发展库区通航等，是“西电东送”的主要电源点之一。电站多年平均发电量 625.21 亿 kW·h，水库总库容达 206.27 亿 m3，调节库容104.36 亿 m3，防洪库容 75.00 亿 m3；电站总装机容量 16000MW，其中左岸地下厂房布置 8 台 1000MW 的立式水轮发电机。枢纽工程为混凝土双曲拱坝，引水发电系统是工程枢纽的重要组成部分，其中左右岸引水发电系统基本对称布置，采用首部开发方案布置地下厂房。地下厂房洞室群布置格局见图 2.1～图 2.2。
图 2.2 厂区地下洞室群三维布置图（左岸）ig. 2.2 Three-dimensional layout of underground chamber group in the factory (left ba主副厂房洞由南至北依次为副厂房、辅助安装场、机组段、安装场和空调机线型布置。机组间距38m，机组段长304m，安装场长79.5m，辅助安装场长22.房长 32m，主副厂房洞断面尺寸为：长 438m，高 88.7m，岩梁以下宽为 31.0宽为 34.00m，厂房顶拱高程 624.60m，尾水管底板开挖高程 535.90m，洞室N20°E。.2 地形地貌白鹤滩水电工程位于青藏高原的东南缘，厂区地貌呈西北高而南东低的特征向东南侧，为中山峡谷地貌。左岸山峰高程约 2600m，为大凉山山脉东南坡形为向金沙江倾斜的斜坡。左岸地下厂房位于拱坝坝肩上游的山体内，地表南的斜坡，垂直埋深 260～330m，水平埋深 600～1000m。.3 地层岩性左岸地下厂房地层为单斜构造，地层走向与厂房轴线交角为 20°～25°，岩层呈 N40°～45°E，SE∠15°～20°。围岩岩性主要为 P2β23、P2β31及 P2β32层新
9图 2.3 左岸主副厂房上游边墙工程地质剖面图Fig. 2.3 Engineering geological section of the upper side wall of the main and auxiliary plant on the left bank
【参考文献】
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本文编号：2875125
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