基于智能反分析水布埡電站地下廠房機窩施工方案優(yōu)化

由于地形條件的限制,國內外已有不少水電站采用地下式廠房。當?shù)刭|條件較差時,如何處理局部軟巖,保證廠房洞室穩(wěn)定至關重要,軟巖置換是處理局部軟巖的方法之一。水布埡水電站地下廠房周邊吊車梁附近的軟巖就是采用置換方法處理的。從置換方案的確定、圍巖穩(wěn)定性分析、置換體施工、監(jiān)測等方面對水布埡地下廠房軟巖置換處理進行了簡要介紹

水布埡水電站地下廠房軟巖處理措施研究——水布埡水利樞紐是國家“十五”重點建設項目，裝機容量184omw，其右岸地下電站是一個以引水洞、地下廠房、尾水洞為主體的龐大而復雜的地下洞室群，地下廠房尺寸為168．50m×23．00m×65．47m(長×寬×高)。通過多...

水布埡電站所在區(qū)域地質條件復雜,地下廠房處于軟巖中,高邊墻、大跨度,洞室?guī)r體穩(wěn)定問題較突出。在工程施工中大規(guī)模對軟巖部位采用混凝土置換。文章介紹了施工中引進先進的施工設備機械工藝,根據(jù)不同的工程地質條件和工程特性,采取不同的開挖、支護方法,以確保洞室施工及運行期的安全。

水布埡水電站地下廠房系統(tǒng)洞室眾多,且地質條件較差,因而洞室群的開挖施工困難,結合工程地質條件,重點介紹了水布埡地下廠房系統(tǒng)施工通道布置與開挖分層、主廠房軟巖置換施工、吊車梁與置換體附近主廠房開挖施工措施,總結了開挖支護的主要施工經驗,分析了應改進的主要方面,對類似工程施工組織設計有一定啟發(fā)。

目前國內外水電站采用地下式廠房越來越多,在復雜的地質條件下布置地下廠房在所難免。由于廠房的布置規(guī)模趨向擴大,如何處理局部軟巖使廠房洞室穩(wěn)定安全至關重要。軟巖置換是解決這一問題的重要手段,水布埡地下廠房經多次模型試驗,設計決定采取對高程199～223m段主廠房軟巖進行置換,這在水電站地下廠房中屬首例。該文對實際施工中存在的軟巖置換問題進行分析與總結,為類似工程設計及施工提供工程實例。

采用三維快速拉格朗日法在兩種工況下對水布埡地下主廠房洞室的開挖與支護過程進行了模擬計算,重點研究了復雜地質條件下主廠房洞室開挖的變形形態(tài)、應力狀態(tài)以及塑性區(qū)的分布,并對無支護和考慮支護兩種工況的模擬結果進行了具體的分析比較,為工程施工提供了依據(jù)。

魯布革電站地下廠房洞室群施工

從系統(tǒng)的觀念出發(fā),集網絡計劃分析技術、循環(huán)仿真隨機網絡技術、系統(tǒng)仿真技術于一體,建立工序模型和活動模型2個層次模型,對清江水布埡地下廠房洞室群施工系統(tǒng)進行了仿真研究,為選擇合理的施工進度計劃和施工機械設備優(yōu)化配置提供了有力的科學依據(jù)。

介紹并分析了清江水布埡工程地下廠房洞室群的錨固方案。在二維分析中比較了無錨工況和有錨工況圍巖狀況的差異以及不同初始地應力場時的差異。對系統(tǒng)錨桿做了3種不同方案的比較。在三維分析中,比較了3種不同噸位長錨索的加固效果。最后,得出了相應的結論。

采用三維非線性有限元方法對水布埡電站地下廠房開挖施工過程進行數(shù)值模擬分析,數(shù)值仿真分橋采用marc軟件。主要包括以下內容:開挖的數(shù)值模擬,非線性求解,有限元計算,計算成果的位移分析,應力分析和屈服區(qū)分析等。研究整個開挖過程中圍巖及洞面的變形狀態(tài),應力狀態(tài),屈服區(qū)分布以及洞室群的整體穩(wěn)定性,為施工提供依據(jù)。

水布埡水電站地下廠房圍巖主要由軟巖組成,性狀差、抗剪強度低,因而在地下廠房開挖過程中對軟巖的處理及支護設計尤為重要。闡述了水布埡水電站地下廠房圍巖軟巖處理及支護設計方案,重點介紹了減小廠房圍巖變形的工程技術措施以及地下廠房的支護設計。安全監(jiān)測資料和有限元數(shù)值分析成果表明,地下廠房圍巖的支護參數(shù)是合適的,軟巖處理是成功的,保證了地下廠房圍巖的穩(wěn)定。

水布埡水電站地下廠房圍巖軟硬相間,下部絕大部分為ⅳ～ⅴ類圍巖,強度低,且軟巖與硬巖界面間發(fā)育有大量層間剪切帶。電站地下廠房開挖地質條件十分復雜,通過精心研究設計,采用巖體本身作為蓋板對下部巖臺巖體進行大規(guī)模固結灌漿的方法加固圍巖,取得了較好的效果和經驗,確保了地下廠房的穩(wěn)定,縮短了直線工期至少一個月,節(jié)省了工程投資。

清江水布埡水利樞紐大型地下廠房位于軟硬相間的復雜地層中,其穩(wěn)定性對電站的安全運行相當重要。應用三維非線性有限元方法對大型廠房的施工順序、錨固參數(shù)進行了較為詳細的優(yōu)化分析,在多方案技術分析的基礎上,提出了較為合理的施工順序和錨固參數(shù),以保證工程的長期穩(wěn)定。

針對目前許多水電站的廠房工程已成為水電工程建設中工期提前的重點和難點的實際,結合索風營水電站地下廠房施工方案的調整,探討如何提前工期、達到早日發(fā)電的目的的辦法。

索風營水電站地下廠房快速施工方案的設計——針對目前許多水電站的廠房工程已成為水電工程建設中工期提前的重點和難點的實際，結合索風營水電站地下廠房施工方案的調整，探討如何提前工期、達到早日發(fā)電的目的的辦法。　　

1 地下廠房ⅰ~ⅲ開挖與支護施工方案 一、概述 地下廠房所在位置的地面高程為200m～290m，廠房頂部巖石最小厚 度約為46m，側向巖石最小厚度約為38m。從右到左（發(fā)電水流方向，下 同）依次布置主機間、安裝間（副廠房）和主變室，呈一字形排列。主 機間尺寸為63.56m×19.0m（長×寬），主機間高約50.075m，內裝3臺 單機容量為44mw水輪發(fā)電機組。安裝間尺寸為30.2m×19.0m（長×寬）， 安裝場底下設有兩層，底層為電纜層及管道層；上層上游側布置空壓機 室，下游側布置高壓開關柜室。主變室尺寸為30.2m×19.0m。沿廠房周 邊布置兩層環(huán)形排水廊道和上游側布置一條排水廊道。上層與排風出渣 洞地面同高程為117.00m，中層高程為99.25m，下層高程75.67m。高壓 電纜洞采用豎井加平洞的出線方案，出線場布置在左壩頭下游，與壩頂 同高程

瀑布溝水電站地下廠房洞室群包括6條引水隧洞、地下廠房、主變室、尾調室和2條尾水隧洞,布置于大渡河左岸花崗巖山體中。本文在簡介洞室群布置、工程地質條件、監(jiān)測設計和實施情況的基礎上,著重分析了地下廠房、主變室和尾調室等三大洞室的變形量級與變形特征,評價了洞室群的穩(wěn)定性。瀑布溝水電站地下廠房洞室群圍巖質量整體較好,變形一般小于40mm,但是局部受結構面影響變形較大,最大變形可達105mm。變形較大部位一般出現(xiàn)在側墻的上部,如主廠房的巖錨梁部位附近。結構面對圍巖變形的控制作用顯著,其上下盤的差異變形導致了施工過程中的巖錨梁開裂現(xiàn)象。因此,洞室群監(jiān)測設計和巖錨梁結構設計均需要考慮這類局部差異變形現(xiàn)象。圍巖變形的時效特征不顯著,開挖施工結束后圍巖變形與支護結構應力收斂速度較快,位移變化速率基本在1mm/月以內,應力變化速率基本在5mpa/月以內,洞室群穩(wěn)定狀況良好。

對魚潭水電站地下廠房施工期洞室圍巖穩(wěn)定進行了安全監(jiān)測，資料分析表明：廠房拱頂?shù)膴A（斷）層的變形規(guī)律與巖體夾層上、下盤錯動規(guī)律相吻合，與埋設儀器前的分析一致。施工期監(jiān)測到主廠房頂拱錨桿的拉應力增長較快，及時通報了設計部門，對確定圍巖拱頂?shù)闹ёo方案提供了依據(jù)；對圍巖適時進行掛鋼筋網噴射水泥砂漿支護以抑制巖體變形與軟弱夾層錯動塊的滑動位移起到了良好的作用。主廠房吊車巖錨梁立模綁扎鋼筋網和澆筑混凝土等質量良好，混凝土澆筑初期及時進行溫控，梁體與基巖壁膠結縫面結合更加緊密。

官地水電站引水發(fā)電系統(tǒng)出口圍堰工程地質條件復雜,場地狹窄,圍堰基礎承載和防滲質量要求高,度汛時段長,工期緊,施工難度大。通過縝密分析、不同方案比對、實施嚴格的施工質量控制,保證了圍堰安全、可靠的運行,為官地水電站后續(xù)工程的施工奠定了堅實的基礎。

介紹了采用水泥錨固劑的試驗和施工過程中所采取的措施。使其在實際工程使用中得到很好的效果。

重點介紹了冶勒水電站地下廠房洞室的施工方案和施工組織設計。

結合思林水電站地下廠房支護施工工程實際,對地下工程施工常用的幾種支護形式進行了分析討論。通過對思林水電站地下廠房支護形式的合理布置,控制了大跨度廠房的圍巖變形,保證了地下廠房的整體穩(wěn)定。