锦屏一级水电站动态施工过程中地下厂房洞室群围岩变形破坏分析与评价

发布时间：2017-09-26 03:06

  本文关键词：锦屏一级水电站动态施工过程中地下厂房洞室群围岩变形破坏分析与评价

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【摘要】：锦屏一级水电站地下厂区洞室密集、规模宏大、地质条件复杂,厂房施工期间围岩在断层、高地应力和岩体卸荷等不利因素的组合作用下发生了较大变形,严重影响了水电站地下厂房的施工安全。为此,本文围绕地下厂房洞室群围岩变形破坏特征深入研究,采用数值模拟的手段分析地下洞室群动态施工过程围岩的变形,以期达到保证洞室围岩稳定、施工安全和经济合理的目的。本文采用二维弱单元有限元法,模拟纵0+31.7断面与纵0+126.8断面的围岩稳定性。采用弱单元可以反映各组裂隙对岩体的切割作用,计算模型更接近岩体中裂隙切割的实际情况。本文主要的研究成果如下:(1)在纵0+31.7断面主厂房开挖过程中,分层开挖对主厂房及主变室下游边墙的影响大于对上游边墙的影响,分层开挖过程对尾调室洞周变形影响较小;(2)在纵0+126.8断面主厂房分层开挖过程中,分层开挖对主厂房上游边墙的的影响与下游边墙的影响几乎是一致的,但对主变室下游边墙的影响就大于对上游边墙的影响,而且主变室下游边墙位移还会继续增长;(3)对比监测结果,本文模拟得到的0+31.7断面主厂房拱座出现的破裂区位置和大小与实际吻合,而且出现的时间也基本一致,此外,本文模拟得到的0+31.7断面主主变室下游拱座及拱腰位置的破裂区比实际的范围略大,但是出现的位置和时间与实际基本吻合;(4)对比现场实测结果,本文模拟得到的0+126.8断面主厂房上游边墙破裂区以及主变室下游边墙破裂区与实际吻合;(5)本文和现场实测的结果都表明,地下洞室洞周锚索和锚杆超限严重。其中,长锚索和长锚杆的内力超限情况比短锚杆的超限相对短锚杆要严重。短锚杆对围岩变形约束作用有限,因此,为了约束围岩变形应当增加长锚索和长锚杆的数量。
【关键词】：锦屏一级水电站 地下洞室群 围岩稳定性
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV223
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-11
• 1 绪论11-21
• 1.1 选题依据及研究意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-19
• 1.2.1 地下洞室围岩稳定性研究现状12-17
• 1.2.2 锦屏一级水电站地下厂房围岩稳定性研究现状概述17-19
• 1.3 研究内容及技术路线19-21
• 1.3.1 研究内容19
• 1.3.2 技术路线19-21
• 2 工程地质条件21-27
• 2.1 地形地貌21
• 2.2 地层岩性21
• 2.3 地质构造21-23
• 2.4 岩体结构特征23-24
• 2.5 地下洞室围岩分类及物理力学参数24-25
• 2.6 厂区围岩稳定性评价25-27
• 2.6.1 支护后围岩破坏现象25-26
• 2.6.2 厂房下游拱腰开裂现象26
• 2.6.3 厂房洞室群围岩变形开裂特点26-27
• 3 纵 0+31.7 断面围岩稳定性分析27-51
• 3.1 计算模型27-28
• 3.2 分层开挖过程围岩变形破坏特征分析28-44
• 3.2.1 位移分布特征28-38
• 3.2.2 洞周围岩破裂区分布特征38-41
• 3.2.3 锚杆锚索内力分布特征41-44
• 3.3 与现有监测成果对比44-49
• 3.3.1 变形计算结果与监测结果对比分析44-46
• 3.3.2 破裂区计算结果与现场调查结果对比分析46-48
• 3.3.3 锚杆锚索内力计算结果与监测结果对比分析48-49
• 3.4 本章小结49-51
• 4 纵 0+126.8 断面围岩稳定性分析51-75
• 4.1 计算模型51-52
• 4.2 分层开挖过程围岩变形破坏特征分析52-67
• 4.2.1 位移分布特征52-61
• 4.2.2 洞周围岩破裂区分布特征61-64
• 4.2.3 锚杆锚索内力分布特征64-67
• 4.3 与现有监测成果对比67-73
• 4.3.1 变形计算结果与监测结果对比分析67-70
• 4.3.2 破裂区计算结果与现场调查结果对比分析70-72
• 4.3.3 锚杆锚索内力计算结果与监测结果对比分析72-73
• 4.4 本章小结73-75
• 5 地下厂房支护措施工程类比分析75-91
• 5.1 二滩水电站地下厂房系统岩石支护75-81
• 5.1.1 二滩水电站地下厂房工程概况75-77
• 5.1.2 二滩水电站地下厂房工程围岩支护措施77-81
• 5.1.3 二滩地下厂房围岩支护工程经验81
• 5.2 拉西瓦水电站地下厂房支护措施81-84
• 5.2.1 拉西瓦水电站地下厂房概况及地质条件81-82
• 5.2.2 地下厂房支护措施82-84
• 5.2.3 拉西瓦水电站围岩支护工程经验84
• 5.3 小湾水电站地下厂房的开挖与支护84-88
• 5.3.1 小湾水电站地下厂房工程概况84-85
• 5.3.2 小湾水电站地下厂房围岩支护措施85-87
• 5.3.3 小湾水电站地下厂房围岩支护经验87-88
• 5.4 基于工程类比分析的锦屏一级水电站地下厂房支护意见88-91
• 6 总结与建议91-93
• 6.1 全文总结91
• 6.2 创新点91-92
• 6.3 主要建议92-93
• 致谢93-95
• 参考文献95-99
• 攻读学位期间取得学术成果99

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