地下厂房锚杆支护的反向传播神经网络智能化设计模型

水电站地下厂房的支护设计一般采用工程类比法,而西南地区高地应力、大跨度地下洞室的修建难度往往超出以往的工程,难以完全适应。亟待建立考虑复杂地质条件影响的围岩支护定量设计理论和方法。在29个跨度为18.0～34.0 m,强度应力比为2.00～80.8的地下厂房支护参数的基础上,采用反向传播(back propagration, BP)神经网络方法,训练出了地下厂房系统锚杆支护的智能化设计模型。该模型通过输入洞室跨度值和强度应力比对系统锚杆直径、间排距进行优化设计。采用对神经网络权重分析的方法探讨了洞室跨度和强度应力比对系统锚杆支护方案选择的影响程度。研究结果表明:基于BP神经网络的水电站地下厂房系统锚杆支护的智能化设计模型具有良好适用性和可靠性;在仅考虑强度应力比和洞室跨度的情况下,水电站地下厂房系统锚杆的支护设计应该优先考虑强度应力比的大小。     

大跨度、高边墙地下洞室围岩应力与变形研究方法探讨

大跨度、高边墙地下洞室围岩应力与变形问题,是判断围岩稳定程度、进行支护设计、指导工程安全施工、保证洞室长期安全运行的关键因素之一。由于岩体自身结构的复杂性以及影响围岩应力与变形的因素繁多,目前对于该问题仍未形成统一的理论,未得到合理圆满的解决。本文在总结前人研究成果的基础上,系统的探讨了不同方法的优点与不足,并在此基础上提出了大跨度、高边墙地下洞室围岩应力与变形研究的一些思路和建议。     

西南某水电站厂房平洞围岩变形破坏特征分析

西南某水电站厂房平洞CPD1岩性组合较为复杂,且片理面发育。根据现场调查结果显示,洞室围岩变形破坏特征主要包括三种类型:结构型破坏、构造—应力型破坏、应力型破坏。主洞围岩总体稳定性良好,部分洞段出现掉块及劈裂倾倒破坏;支洞开挖方向与片理面方向小角度相交,围岩总体自稳性较差,在高地应力情况下出现严重的弯折内鼓现象,需采取一定的支护措施。     

西南某水电站厂房平洞围岩变形破坏特征分析

西南某水电站厂房平洞CPD1岩性组合较为复杂,且片理面发育。根据现场调查结果显示,洞室围岩变形破坏特征主要包括三种类型:结构型破坏、构造—应力型破坏、应力型破坏。主洞围岩总体稳定性良好,部分洞段出现掉块及劈裂倾倒破坏;支洞开挖方向与片理面方向小角度相交,围岩总体自稳性较差,在高地应力情况下出现严重的弯折内鼓现象,需采取一定的支护措施。     

大跨度近距离地下洞室群围岩应力分布研究

随着国民经济快速发展,地下空间开发与利用日益增多,且向着大跨度多洞室深部方向发展,因此以大跨度近距离地下洞室群为研究对象,研究其周围的应力分布具有代表性。在对其充分研究之前,总结目前研究现状,发现不足之处,为进一步探究打下基础。     

大型地下洞室群开挖的施工预测解析与信息化管理

介绍了天荒坪抽水蓄能电站地下厂房洞室群施工预测解析与信息化施工管理的工程实例。工程开工 后完全模拟洞室的开挖实况,进行了三维弹塑性有限元计算分析,预测了洞室开挖过程中围岩应力、位移和屈 服范围的变化规律。根据计算结果及施工现场的观测结果,及时修正调整了施工期的支护参数,确保了工程的 顺利完成。     

中国岩石工程技术的新进展

在水电建设的岩石工程技术方面,介绍了三峡船闸高边坡稳定性及监控施工技术;深切河谷水电工程高边坡稳定性和支护技术;大跨度高边墙地下洞室群围岩稳定技术。在公路、铁路建设中的岩石工程技术方面,介绍了青藏铁路——穿越长年冻土层的施工技术;公路、铁路隧道中乌鞘岭隧道挤压大变形支护技术,高寒高海拔的风火山隧道、二郎山隧道施工技术;岩溶地区隧道超前地质预报技术。在矿业工程的岩石工程技术方面,介绍了煤矿巷道支护成套技术创新体系;低透气性煤层群无煤柱煤与瓦斯共采技术;深凹露天矿安全高效开采技术。另外,还介绍了岩石工程锚固新技术和精细爆破技术。     

浅谈大断面地下洞室的开挖与支护施工

大断面地下洞室是现代大型水工建筑物的重要组成部分。随着技术的不断改进,我国现代大型水电建筑物的施工质量得到了很大程度的提高,施工工期大大缩短。本文是对大断面地下洞室的开挖及支护施工所作的一个扼要总结。     

大型地下洞群时空双系列反馈分析

地下水电站的厂房系统大多由纵横交错的复杂洞群组成,洞群施工过程中以及运行期围岩的稳定性是工程成败的关键。该文跟踪我国某地下水电站厂房洞群的施工过程,采用模式搜索优化技术和节理裂隙岩体模型非线性有限元方法,编制了Ｃ＋＋反馈分析控制程序ＮＡＰＡＲＭ９６,利用地下厂房监测系统提供的实测信息,对厂房洞群从时间和空间两个系列进行了仿真和位移反馈分析,得出了较为符合规律的结果。介绍了此项研究的阶段成果,并且对高地应力节理岩体中的地下洞群的施工稳定性问题提出了具有一定参考价值的建议。     

龙滩水电站地下厂房大跨度高边墙开挖施工技术

龙滩水电站左岸地下厂房是目前世界上规模最大的地下厂房,地下厂房主厂房洞室尺寸庞大,与之相贯的洞室较多,与其平行布置的主变洞、尾水调压井之间的岩柱较薄,工程地质条件复杂.结合龙滩水电站地下厂房施工,分析地下厂房施工通道布置、开挖分层以合以及顶拱层、岩锚粱、高边墙穿洞等关键部位的施工特性和施工技术要点,总结了大跨度高边墙地下洞室开挖的关键技术,为以后同类工程施工提供一定的经验和借鉴.     

锦屏二级引水隧道穿越强岩爆洞段施工技术探讨

锦屏二级水电站引水隧洞岩爆危害,根据以往工程经验,为避免岩爆的危害均采取在开挖后及时对洞壁进行锚杆支护、喷混凝土/挂钢筋网喷混凝土、架立钢拱架等措施,但这些措施都是在岩爆开挖后进行的,其施作过程中有冒岩爆突发的风险,而且还会由于支护不及时或施工质量问题等原因仍会发生洞室的大规模应力型塌方。以锦屏二级引水隧洞工程为背景,重点探讨了钻爆法施工主动防治岩爆的工程措施,以企指导引水隧洞的施工,确保施工安全。     

地下洞室开挖围岩弹塑性动态稳定性分析

推导Drucker-Prager屈服准则强度储备安全系数的表达式。以糯扎渡水电站调压井大型地下洞室群施工为例,通过典型断面关键点位移、小主应力及安全系数随开挖步的变化,分析开挖对大型地下洞室群围岩稳定造成的影响。研究结果表明:强度储备安全系数随着主应力差的增大而减小。在开挖过程中,围岩整体稳定性较好,但是围岩位移、小主应力随开挖步的不断递进而持续增大,关键点安全系数持续减小,最大位移与最大拉应力均位于调压井下部,分别为10.57 mm及1.10 MPa,局部关键点最小安全系数不满足规范要求,所以洞室开挖后需及时支护。当二次衬砌高程大于关键点所处高程时,该点安全系数明显增大,且满足规范要求,通过支护方案比选,调压井混凝土浇筑至625.5 m高程是该工程最经济合理支护方案。     

大跨度地下洞室工程技术发展

通过对中国古代大跨度地下洞室工程进行分析和研究,总结中国古代大跨度地下洞室工程在设计和建设中的技术和经验,并在此基础上,进一步研究我国当代新建大跨度隧道和洞室工程技术的现状,对典型的大跨度海底隧道工程、铁路隧道工程、竖井工程、液化石油气储藏洞工程、不良地质条件下的地下工程、水利枢纽地下电站工程、穿黄隧道工程和软土地下大跨度工程的技术工艺进行分析和总结,并提出大跨度地下工程技术的发展趋势,对推动我国的工程技术发展具有一定的借鉴意义和参考作用。     

锚索导管在顶拱穿索中的优化应用

目前水电工程的地下厂房、地下主变开关室、公路交通行业的隧道洞挖与高边坡等支护工程施工中的预应力锚索应用十分广泛,它主要是用于洞室群的深层锚固,保持围岩稳定,防止因地质缺陷、断面裂隙构造复杂及裂隙节理发育而发生局部塌方或冒顶的风险.本文结合青海省黄河水电公司葛洲坝集团拉西瓦水电工程施工项目部的实际应用实例,从锚索的制作、穿索、起吊、锚索导管制作、导管安装应用等几个方面给出了锚索导管在拱顶穿索中的优化.     

大断面地下结构粘弹塑性有限元解析

将力学分析用于复杂的工程施工领域是当前计算技术的重大发展,对指导大型地下结构物的设计和施工具有重要的实践意义。本文试用粘弹塑性理论模拟隧洞围岩与支护混凝土材料的蠕变性状,按材料非线性数值分析研究了某水电站地下厂房洞室工程就分部开挖程序施工的有限元方法.本文着重探讨了岩体性态随时间的变化,并评价围岩的稳定性。此外,还讨论了各施工阶段围岩—衬砌支护系统与时间有关的相互作用及其受力特点。计算程序和成果便于在工程实践中采用.     

地下洞室群预应力锚索施工技术

桌水电站二期工程主体工程由进水口、引水隧洞、压力钢管、地下厂房、尾水系统等地下洞室群组成,围岩为二叠系中统忙怀组第二段第三层流纹岩（LP）;Ⅲ、Ⅳ级结构面较发育。工程设置了预应力锚索作为地下洞室群的永久支护措施,尤其是顶拱吊顶锚索,垂直向上孔深达40m,张拉吨位达1000KN,施工难度较大,是国内施工难度最大的之一,国际上也是罕见的。施工中合理地运用有效的技术措施．成功确保了预应力锚索施工进度和质量。本文阐述地下洞室群预应力锚索施工技术措施内容及成果,为今后类似地工程施工提供借鉴。     

乌东德水电站左岸地下主厂房围岩支护效果分析

地下洞室围岩支护效果检验分析对于地下工程运行具有重要意义.本文在围岩监测分析基础上,采用FLAC 3D对乌东德水电站左岸地下主厂房洞室开挖过程与支护效果进行数值模拟,通过对比分析位移场、应力场及塑性区等基本场与围岩变形监测数据的变化特征,定量评价围岩支护效果.分析结果表明,围岩支护效果显著,尤其是对顶拱围岩的位移变形遏制十分有效:支护后,顶拱累计位移量值最大下降幅度达96.4%,边墙累计位移值下降幅度达18%～25%,且变形趋于稳定;边墙拉应力逐渐减小,局部拉应力逐步变为压应力,缓解了应力集中效应,量值最大下降幅度达32.89%;边墙部位塑性区深度减小,范围缩小,塑性区深度下降50%;支护前后边墙的累计位移值的一致性说明了边墙围岩的自承能力较顶拱围岩强,且实际施工对边墙的支护是及时的.     

支护时机对洞室围岩变形的影响

为了维护地下洞室群的稳定，如何采取合理、适时的支护一直是工程界所关心的问题.基于施工力学的分析方法，建立了地下洞室分期开挖、适时支护仿真计算的有限元列式.结合工程实例的计算，分析了不同支护时机对地下洞室洞周围岩变形的影响，得到了一些对工程施工有参考价值的结论.     

高地应力砂板岩区岩锚梁精细化开挖技术研究

两河口水电站地下厂房处于高地应力砂板岩区,厂区第一主应力与厂房轴线大角度相交,应力集中释放破坏岩体问题突出,且存在优势裂隙发育不利于块体稳定等地质问题,导致厂房岩锚梁开挖施工难度大、成型质量难控制.开挖中严格遵循"薄层开挖、随层支护"原则,通过1∶1精细化爆破实验优选爆破参数并严控爆破钻孔质量;严格遵循"先固后挖"原则,根据地下厂房洞室群围岩稳定速监测与反馈分析成果进行支护参数动态调整、采取预加固措施等严格控制围岩变形,确保了岩锚梁开挖优质成型.岩锚梁精细开挖技术在砂板岩地区的施工控制措施全过程的详细介绍为同类工程提供了参考.     

大型地下厂房洞室群围岩开挖松弛效应与渗透性演化特征

锦屏一级水电站地下厂房洞室群开挖规模巨大,赋存于极高至高地应力和低强度岩体环境下,且受f13、f14、f18断层切割,其围岩稳定性将成为影响工程安全和正常运行的重要因素之一.结合现场声波监测资料,采用裂隙岩体等效弹塑性本构模型以及基于Hoek-Brown参数的偏应力破坏准则对开挖松弛区进行模拟与评价.此外,重点关注洞室群围岩在地下厂房开挖过程中渗透特性的演化,并采用SVA方法对其防渗排水措施的渗控效应进行分析与评价.研究结果表明:采用塑性屈服区以及偏应力破坏准则表征围岩开挖松弛效应是合理的,高地应力、低强度应力比是造成锦屏一级地下厂房围岩开挖松弛区较大的主要原因;洞室群围岩在地下厂房开挖过程中渗透特性可增大3个数量级,影响范围达35m;围岩渗透特性演化对渗流场具有显著影响,影响程度取决于与洞室群的距离以及防渗排水措施的渗控效应.