基于智能反分析水布埡電站地下廠房機(jī)窩施工方案優(yōu)化

由于地形條件的限制,國(guó)內(nèi)外已有不少水電站采用地下式廠房。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較差時(shí),如何處理局部軟巖,保證廠房洞室穩(wěn)定至關(guān)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(chē)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(cè)等方面對(duì)水布埡地下廠房軟巖置換處理進(jìn)行了簡(jiǎn)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(guó)家“十五”重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，裝機(jī)容量184omw，其右岸地下電站是一個(gè)以引水洞、地下廠房、尾水洞為主體的龐大而復(fù)雜的地下洞室群，地下廠房尺寸為168．50m×23．00m×65．47m(長(zhǎng)×寬×高)。通過(guò)多...

水布埡電站所在區(qū)域地質(zhì)條件復(fù)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(wèn)題較突出。在工程施工中大規(guī)模對(duì)軟巖部位采用混凝土置換。文章介紹了施工中引進(jìn)先進(jìn)的施工設(shè)備機(jī)械工藝,根據(jù)不同的工程地質(zhì)條件和工程特性,采取不同的開(kāi)挖、支護(hù)方法,以確保洞室施工及運(yùn)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(zhì)條件較差,因而洞室群的開(kāi)挖施工困難,結(jié)合工程地質(zhì)條件,重點(diǎn)介紹了水布埡地下廠房系統(tǒng)施工通道布置與開(kāi)挖分層、主廠房軟巖置換施工、吊車(chē)梁與置換體附近主廠房開(kāi)挖施工措施,總結(jié)了開(kāi)挖支護(hù)的主要施工經(jīng)驗(yàn),分析了應(yīng)改進(jìn)的主要方面,對(duì)類似工程施工組織設(shè)計(jì)有一定啟發(fā)。

目前國(guó)內(nèi)外水電站采用地下式廠房越來(lái)越多,在復(fù)雜的地質(zhì)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(kuò)大,如何處理局部軟巖使廠房洞室穩(wěn)定安全至關(guān)重要。軟巖置換是解決這一問(wèn)題的重要手段,水布埡地下廠房經(jīng)多次模型試驗(yàn),設(shè)計(jì)決定采取對(duì)高程199～223m段主廠房軟巖進(jìn)行置換,這在水電站地下廠房中屬首例。該文對(duì)實(shí)際施工中存在的軟巖置換問(wèn)題進(jìn)行分析與總結(jié),為類似工程設(shè)計(jì)及施工提供工程實(shí)例。

采用三維快速拉格朗日法在兩種工況下對(duì)水布埡地下主廠房洞室的開(kāi)挖與支護(hù)過(guò)程進(jìn)行了模擬計(jì)算,重點(diǎn)研究了復(fù)雜地質(zhì)條件下主廠房洞室開(kāi)挖的變形形態(tài)、應(yīng)力狀態(tài)以及塑性區(qū)的分布,并對(duì)無(wú)支護(hù)和考慮支護(hù)兩種工況的模擬結(jié)果進(jìn)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(wǎng)絡(luò)計(jì)劃分析技術(shù)、循環(huán)仿真隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、系統(tǒng)仿真技術(shù)于一體,建立工序模型和活動(dòng)模型2個(gè)層次模型,對(duì)清江水布埡地下廠房洞室群施工系統(tǒng)進(jìn)行了仿真研究,為選擇合理的施工進(jìn)度計(jì)劃和施工機(jī)械設(shè)備優(yōu)化配置提供了有力的科學(xué)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(wú)錨工況和有錨工況圍巖狀況的差異以及不同初始地應(yīng)力場(chǎng)時(shí)的差異。對(duì)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(zhǎng)錨索的加固效果。最后,得出了相應(yīng)的結(jié)論。

采用三維非線性有限元方法對(duì)水布埡電站地下廠房開(kāi)挖施工過(guò)程進(jìn)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(nèi)容:開(kāi)挖的數(shù)值模擬,非線性求解,有限元計(jì)算,計(jì)算成果的位移分析,應(yīng)力分析和屈服區(qū)分析等。研究整個(gè)開(kāi)挖過(guò)程中圍巖及洞面的變形狀態(tài),應(yīng)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(qiáng)度低,因而在地下廠房開(kāi)挖過(guò)程中對(duì)軟巖的處理及支護(hù)設(shè)計(jì)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(hù)設(shè)計(jì)方案,重點(diǎn)介紹了減小廠房圍巖變形的工程技術(shù)措施以及地下廠房的支護(hù)設(shè)計(jì)。安全監(jiān)測(cè)資料和有限元數(shù)值分析成果表明,地下廠房圍巖的支護(hù)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(qiáng)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(kāi)挖地質(zhì)條件十分復(fù)雜,通過(guò)精心研究設(shè)計(jì),采用巖體本身作為蓋板對(duì)下部巖臺(tái)巖體進(jìn)行大規(guī)模固結(jié)灌漿的方法加固圍巖,取得了較好的效果和經(jīng)驗(yàn),確保了地下廠房的穩(wěn)定,縮短了直線工期至少一個(gè)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(fù)雜地層中,其穩(wěn)定性對(duì)電站的安全運(yùn)行相當(dāng)重要。應(yīng)用三維非線性有限元方法對(duì)大型廠房的施工順序、錨固參數(shù)進(jìn)行了較為詳細(xì)的優(yōu)化分析,在多方案技術(shù)分析的基礎(chǔ)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(zhǎng)期穩(wěn)定。

針對(duì)目前許多水電站的廠房工程已成為水電工程建設(shè)中工期提前的重點(diǎn)和難點(diǎn)的實(shí)際,結(jié)合索風(fēng)營(yíng)水電站地下廠房施工方案的調(diào)整,探討如何提前工期、達(dá)到早日發(fā)電的目的的辦法。

索風(fēng)營(yíng)水電站地下廠房快速施工方案的設(shè)計(jì)——針對(duì)目前許多水電站的廠房工程已成為水電工程建設(shè)中工期提前的重點(diǎn)和難點(diǎn)的實(shí)際，結(jié)合索風(fēng)營(yíng)水電站地下廠房施工方案的調(diào)整，探討如何提前工期、達(dá)到早日發(fā)電的目的的辦法。　　

1 地下廠房ⅰ~ⅲ開(kāi)挖與支護(hù)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(cè)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(jī)間、安裝間（副廠房）和主變室，呈一字形排列。主 機(jī)間尺寸為63.56m×19.0m（長(zhǎng)×寬），主機(jī)間高約50.075m，內(nèi)裝3臺(tái) 單機(jī)容量為44mw水輪發(fā)電機(jī)組。安裝間尺寸為30.2m×19.0m（長(zhǎng)×寬）， 安裝場(chǎng)底下設(shè)有兩層，底層為電纜層及管道層；上層上游側(cè)布置空壓機(jī) 室，下游側(cè)布置高壓開(kāi)關(guān)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(cè)布置一條排水廊道。上層與排風(fēng)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(chǎng)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(diào)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(jiǎn)介洞室群布置、工程地質(zhì)條件、監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)和實(shí)施情況的基礎(chǔ)上,著重分析了地下廠房、主變室和尾調(diào)室等三大洞室的變形量級(jí)與變形特征,評(píng)價(jià)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(zhì)量整體較好,變形一般小于40mm,但是局部受結(jié)構(gòu)面影響變形較大,最大變形可達(dá)105mm。變形較大部位一般出現(xiàn)在側(cè)墻的上部,如主廠房的巖錨梁部位附近。結(jié)構(gòu)面對(duì)圍巖變形的控制作用顯著,其上下盤(pán)的差異變形導(dǎo)致了施工過(guò)程中的巖錨梁開(kāi)裂現(xiàn)象。因此,洞室群監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)和巖錨梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)均需要考慮這類局部差異變形現(xiàn)象。圍巖變形的時(shí)效特征不顯著,開(kāi)挖施工結(jié)束后圍巖變形與支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力收斂速度較快,位移變化速率基本在1mm/月以內(nèi),應(yīng)力變化速率基本在5mpa/月以內(nèi),洞室群穩(wěn)定狀況良好。

官地水電站引水發(fā)電系統(tǒng)出口圍堰工程地質(zhì)條件復(fù)雜,場(chǎng)地狹窄,圍堰基礎(chǔ)承載和防滲質(zhì)量要求高,度汛時(shí)段長(zhǎng),工期緊,施工難度大。通過(guò)縝密分析、不同方案比對(duì)、實(shí)施嚴(yán)格的施工質(zhì)量控制,保證了圍堰安全、可靠的運(yùn)行,為官地水電站后續(xù)工程的施工奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

羅貢水電站地下廠房的施工

水布埡地下廠房巖石力學(xué)問(wèn)題主要表現(xiàn)為復(fù)雜的巖體結(jié)構(gòu)及軟巖對(duì)洞室圍巖的控制作用。針對(duì)水布埡地下廠房巖石力學(xué)問(wèn)題開(kāi)展了系統(tǒng)的巖石力學(xué)研究,包括地應(yīng)力分布特征、巖石力學(xué)特性、工程巖體分級(jí)、巖體穩(wěn)定與支護(hù)數(shù)值模擬、洞室圍巖變形破壞特征、超載安全度以及洞室圍巖開(kāi)挖與支護(hù)措施等。結(jié)果表明:水布埡地下廠房洞室開(kāi)挖在技術(shù)上是可行的;所采用的軟巖處理、洞室圍巖噴錨支護(hù)以及尾水管槽間留隔墩并加錨樁的綜合處理措施是合理的,作用效果明顯。并綜述了主要相關(guān)內(nèi)容的研究成果。

太平驛水電站地下廠房在１９９４年１０月下旬壓力管道充水過(guò)程中，３、４號(hào)機(jī)組上游墻滲漏明顯增大，出水點(diǎn)增多，給混凝土澆筑和廠房的安全運(yùn)行帶來(lái)影響。通過(guò)調(diào)查、測(cè)試、分析，特別是直接放空２號(hào)壓力管道后對(duì)滲漏水的變化進(jìn)行觀察的結(jié)果表明，滲漏水來(lái)源于兩條壓力管道的混凝土施工縫。最后提出了采用灌漿或新型堵漏材料進(jìn)行處理。

在深峽谷、大泄量的河道上,采用地下廠房有利于水工樞紐的總體布置。但是水電站地下廠房巖石開(kāi)挖量大,施工難度較大,通風(fēng)、防潮、采光和照明條件較差。因此,設(shè)計(jì)的主要任務(wù)就是根據(jù)各個(gè)工程的具體情況,充分的比較地面廠房與地下廠房的優(yōu)缺點(diǎn),使得選定的設(shè)計(jì)方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理、施工方便,并盡可能為運(yùn)行創(chuàng)造良好的條件。