地下洞室开挖工程 1.1 施工程序 1.1.1 开挖程序安排原则 根据本标段地下洞室的布置特点，开挖施工程序按下述原则安排： ㈠根据各部位具备施工条件的时段，提前组织好人员、机械设备，遵循自上而下、由外向里的开挖施工原则。 ㈡地下洞室开挖施工以不影响主体施工或将影响降低到最低为原则，合理安排开挖施工工期，确保洞室开挖与主体施工顺利进行。 ㈢地下洞室开挖施工以围岩类别控制单循环进尺为原则，根据围岩类别合理控制单循环进尺，确保洞室稳定，防止安全事故发生。 ㈣洞室开挖程序安排遵循新奥法施工原则，根据揭露围岩类别，采取相应的支护形式及时支护，确保施工安全。 ㈤地下洞室开始进洞遵循洞脸锁口原则，防止破坏洞脸边坡。 1.1.2 施工程序 洞挖施工程序为：测量放线→布→钻→爆破→通风排烟→出碴→支护→下一循环 测量放线：每一循环作业前，都要进行测量放样。洞室放样需标出顶拱圆弧中心和边有代表性的控制点，以保证开挖施工的准确性。 布：施工技术人员根据测量放线成果及爆破设计，进行现场布，用红漆标出主要钻的位，以便钻施工。 钻：采用手风钻钻，径φ42mm，爆破间距50~70cm，光爆间距40~50cm。钻角度和深，应符合爆破设计的规定，已造好的钻，需进行保护。对于因堵塞无
法装药的钻，应予吹或补钻，钻经检查合格后可装药。 装药：爆破采用φ32mm药卷装药，光爆采用导爆索串联φ25mm药卷间隔装药，线装药密度150～200g/m左右； 爆破：爆破网络采用非电毫秒微差延时网络，火雷管起爆式。 通风排烟：由于本工程开挖洞室长度较长，采用供风机进行供风排烟。 出渣：洞运输采用扒渣机配合索矿车排渣至洞外，洞外采用反铲挖装，自卸汽车运输。 安全处理：出碴之前，应有专职负责安全处理人员将掌子面及顶拱的松动岩体和危进行处理，避免事故发生。 支护：岩破碎的洞段，爆破完后及时采用锚杆、喷锚等法进行支护，必要时视地质情况采用钢支撑支护。 隧道洞挖施工工艺流程见图1-1。
1、编制目的 为贯彻落实工程局（公司）质量方针，加强溧阳抽水蓄能电站地下厂房工程施工过程质量管理，确保质量目标的实现，特制定本实施细则。 2、编制依据 2.1中国水利水电第三工程局有限公司《质量手册》、《程序文件》。 2.2《水利水电基本建设工程单元质量等级评定标准》（SL176-2007）。 2.3《溧阳抽水蓄能电站地下厂房工程质量管理办法》。 3、适用范围 本细则适用于溧阳抽水蓄能电站地下厂房工程中国水利水电第三工程局有限公司承建的所有合同标段。 4、职责 4.1本细则由项目部经理授权工程质检部组织编制，并全权负责修订。 4.2本细则由项目部经理授权工程质检部负责具体实施与考评。 4.3本细则的解释权属溧阳抽水蓄能电站地下厂房工程项目部。 5、奖惩细则 5.1、一般规定 5.1.1本工程施工过程质量奖惩分四部分进行： 根据开仓合格证，按单元工程备仓验收次数予以奖罚； 单元工程质量评定结束后，按评定优良率的高低程度予以奖罚； 对单元工程出现的质量事故按事故的性质、大小、损失金额、对工程进度影响程度予以处罚。 优良分部工程和单位工程的奖罚，分部工程质量评定结束后，对评定达到优良的进行奖励，单位工程评定中优良分部工程达到80%以上的，进行奖励，达不到80%以上的进行处罚。 5.1.2奖励基金 项目部设立质量专项奖励基金，每月根据项目质量考核情况进行兑现，单月总奖金不突破壹万元。 质量罚款由项目部财务部根据工程质检部开出的罚款单（罚款通报）及金额，直接从各工区及施工队当月结算中扣除，项目部机关罚款由财务部从个人工资中
扣除，所有质量罚款由财务纳入奖励专用资金。 质量奖励由项目部工程质检部考核达到奖励标准后，工程质检部写出奖励通报（奖励单），项目部领导同意后，财务部根据工程质检部开出的奖励通报（奖励单）从奖励专用资金中进行当月兑现奖金发放。 5.1.3奖罚对象 单元工程优良率奖惩主要对工区、施工队及班组，根据各队、班组完成工程量的质量情况进行奖惩。 工区、施工队负责生产、技术、质量的主要领导与技术质检人员与本单位当月完成工程量情况一起参与考核，施工局领导按当月单元工程优良率的综合评定情况予以奖罚，工程质检部有关领导及质检人员除参与工程优良率考核外还视其工作质量进行考核。 质量事故奖罚主要对现场主管领导、事故责任工区负责人、施工队负责人、事故直接责任人、项目部领导以及技术负责人、质量负责人等。 单元工程备仓验收一次合格奖励、多次不合格处罚主要对责任工区、施工队。 质量评定资料的奖罚主要对对工区、施工队、班组以及工程质检部等。 5.1.4奖罚标准 5.1.4.1单元工程优良率奖罚按如下划分： 隐蔽工程、重要部位工程按“元/m3”奖罚； 土石方明挖单元工程按“元/m3”奖罚； 土石方回填单元工程按“元/m3”奖罚； 锚杆单元工程按“元/根”奖罚； 锚索单元工程按“元/束”奖罚； 钢支撑（钢格栅）工程按“元/榀”奖罚； 挂网支护、喷砼支护单元工程按“元/m2”奖罚； 干砌石、浆砌石单元工程按“元/m3”奖罚； 砼工程单元工程按“元/m3”奖罚； 回填灌浆、接触灌浆单元工程按“元/m2”奖罚； 帷幕灌浆、固结灌浆单元工程按“元/延米”奖罚； 金属结构安装单元工程按“元/t”奖罚；
某大型地下洞室群 安全稳定快速施工方案
第一章概述 根据对现场情况的初步了解，结合我局的长期隧道施工经验制定本方案。 1.1工程概况 1、本工程为海军军事工程，工程范围是建于紧邻海岸山体内总长3km的隧道群，岩石洞挖工程量约110万m3，包括主洞及若干条支洞。其中主洞为30m宽、28m高(净尺寸)、长800m直墙拱形洞室，洞内设大吨位吊车梁(见图1-1)。 2、主洞洞身航道水深11m(最高潮位)，航道两侧设5m宽码头面。在方案中，假定主洞洞底高程为±0.00，其他高程均以此推算。 图1-1 主洞断面图 3、洞身段拱部钢筋混凝土衬砌，边墙锚喷支护；洞口段钢筋混凝土全断面防护衬砌。 4、主洞开设若干条支洞，跨度分别为8m、22m、15m，高度一般为15m左右，作为辅助用房。其中有两处支洞分别高53m、38m，跨度15m，长200~300m。 5、本工程由辅助坑道(支洞)进入主洞施工，辅助坑道在不同里程处进入主洞中部(水位以上，约距底板15m)(见图1-2)。洞口部分待洞内施工完毕后，在洞外伪装保护下，完成开挖衬砌。 6、地质条件：为整体性较好的Ⅰ、Ⅱ类花岗岩，最大抗压强度为140~150Mpa。不良地质对本工程影响不大。 7、水电条件难以保证，需考虑自发电和海水淡化应用问题。
8、工期紧迫，尽量快速施工。 图1-2 平面布置示意图 1.2 总体施工程序 1.2.1 总体施工程序安排原则 1、工程准备工作尽量加快，各项保障工作提前准备就绪。 2、以主洞施工为中心展开工作。 3、多支洞(施工通道)同时进入主洞、多工作面平行作业，洞口段预留20m挡水段。 4、主洞分三层开挖，先上层、后下层、最后开挖中层。 5、支洞(盲洞)施工安排在中层开挖之前，上层开挖之后，与顶拱衬砌和下层开挖同时进行。 6、洞内工作完成后，进行洞口段爆破。 1.2.2 施工总体程序安排 施工总体程序安排见框图(图1-3)所示。
地下洞室岩土工程勘察 李守礼 铁道第三勘察设计院地路处 2003年12
目录 前言 02地下洞室的分类 03岩土工程勘察 03 1．2．1勘察阶段的划分、目的和要求 03 1． 2。2交通隧道选线（址）原则 05 1．2．3 交通隧道勘察工作流程图： 07工程地质调查与测绘 08 遥感图像地质解译 08勘探与测试 09 各勘察阶段需提供的资料 10 1．2．8围岩分类 12围岩稳定性分析 18 参考文献： 20
前言 为了便于广大技术人员进行地下工程和地下洞室的工程地质勘察设计，特将铁路、 公路、水电、地下铁道、港口、工业民用建筑等有关地下洞室的勘察、文件资料整理以及围岩分类和围岩稳定性分析归纳在本文中，以供勘察设计时参考。
地下洞室岩土工程勘察 地下洞室系指为了某种目的，修建在地面以下及山体内部的各类建筑物。具有隔热、恒温、密闭、防震、隐蔽、不占地面土地、不干扰城市基础设施等诸多优点。 地下洞室的分类（见表、表） 表按毛洞跨度分类 表按用途分类 由于地下洞室完全被包围在岩土体介质中，所以既要考虑如何防止周围介质对它的不良影响，如：围岩压力、地下水等，又要考虑如何利用周围介质的有利条件，如：把围岩改造成洞室本身的支护结构等。 岩土工程勘察 勘察阶段的划分、目的和要求 1．2．1．1勘察阶段的划分（见表） 表勘察阶段的划分
各勘察阶段的目的和要求（见表） 表各勘察阶段的目的和要求 1. 2. 2交通隧道选线（址）原则 1．2．2．1 一般地区隧道位置的选择 a.应选择地质构造简单、地层单一、岩性完整、工程地质条件较好的地段，在倾斜岩层中，以隧道轴线垂直岩层走向为宜。 b.应选择在山体稳定、山形较完整、山体无冲沟，山洼等次地形切割不大、无软弱夹层、岩层基本稳定的地段通过。 c.应选择地下水影响小、无有害气体、无有用矿产和不含放射性元素的地层通过。 1．2．2．2 不良地质地区隧道位置的选择 a.隧道顺褶曲构造布置时，一般避开褶曲轴部破碎带，选择两侧翼部地质较好的一侧通过。 b.隧道尽量避开断层破碎带，特别是含水丰富的破碎带；如必须穿越时，隧道应与之垂直或大角度斜交通过。 c.隧道洞身不应在滑坡、错落体内穿过；如必须通过此类地段时，应使洞身埋置在错落体或滑动面以下一定深度的稳固地层中。 d.当陡岸斜坡严重张裂不稳或山坡有严重崩塌时，隧道位置宜往里靠，置于稳固地层中；如确有困难时，应选择其范围最小且相对稳定的地段通过，并提出保证施工和洞身安全的有效措施。当崩塌地段短，崩落石块小，情况不严重，可考虑明洞方案，或与路基防护工程作比较。 e.隧道应避免通过严重不良地质、地下水极为发育的低洼垭口处。
抽水蓄能电站的探讨 导读：抽水蓄能电站财务内部控制体系研究，抽水蓄能电站调速器的原理及应用，抽水蓄能电站电气主接线设计浅析，抽水蓄能电站岩锚梁开挖及锚杆施工技术，抽水蓄能电站中的应用，抽水蓄能电站的发展前景，抽水蓄能电站的发展趋势，抽水蓄能电站的效益及作用。 中国学术期刊文辑（2013）
目录 一、理论篇 分析抽水蓄能电站电气设备发热量确定 1 丰宁抽水蓄能电站开工建设本刊 2 丰宁抽水蓄能电站开工建设本刊编辑部 3 佛子岭抽水蓄能电站地下厂房围岩分类 4 复杂料源条件下仙游抽水蓄能电站下水库堆石坝填筑技术 8 高水头抽水蓄能电站机组冷却水系统压力振荡 11 高压帷幕灌浆在喀斯特地区抽水蓄能电站中的应用 15 高压压水试验在呼和浩特抽水蓄能电站中的应用 18 高压压水试验在呼和浩特抽水蓄能电站中的应用周敏 23 广东清远抽水蓄能电站地下厂房岩体结构面直剪试验 28 广东清远抽水蓄能电站水环境保护设计 32 广东阳江抽水蓄能电站征地移民生产安置方案研究 38 国电南自成功进入抽水蓄能电站市场 40 二、发展篇 国家重点工程清远抽水蓄能电站年底开始蓄水本刊 41 含混合式抽水蓄能电站的梯级水电站群调度规则建模方法 42 河南国网宝泉抽水蓄能电站下水库浆砌石重力坝三维有限元分析 52 呼和浩特抽水蓄能电站下水库拦河坝固结灌浆试验分析金良智 1 55 呼和浩特抽水蓄能电站下水库拦河坝固结灌浆试验分析金良智 58 惠州抽水蓄能电站黏土心墙坝黏土碾压试验研究 61 惠州抽水蓄能电站球阀动水关闭试验研究 64 江苏溧阳抽水蓄能电站大坝填筑质量分析 68 江苏沙河抽水蓄能电站厂用电监控系统改造 72 溧阳抽水蓄能电站水泵水轮机模型验收试验 74 溧阳抽水蓄能电站通风洞塌方的处理 77 蒲石河抽水蓄能电站地下厂房围岩地质条件分析 80 蒲石河抽水蓄能电站发电电动机推力轴承设计 83 浅谈深圳抽水蓄能电站交通洞明挖边坡土钉墙支护技术 88 清远抽水蓄能电站地下厂房岩体变形试验研究 89 世界上首座海水抽水蓄能电站上库的设计与施工 93 桐柏抽水蓄能电站座环蜗壳的安装 100 西龙池抽水蓄能电站直流系统浅析高敏 105 仙居抽水蓄能电站上下库连接公路施工布置规划 107 响水涧抽水蓄能电站水泵水轮机洛桑模型验收试验 110 响水涧抽水蓄能电站水淹厂房应急排险施工 115 宜兴抽水蓄能电站水泵水轮机主要结构特点和调试结果严丽 117 宜兴抽水蓄能电站尾水洞裂缝处理 121
大型地下洞室群围岩稳定性地质研究 随着社会经济与科学技术的不断发展，我国加强了对西部地区能源的开发，但是在开发的过程中不得不考虑西部地区复杂的地形特点，这就需要建设大规模的地下厂房群，而地下空间却十分有限，因此，地下洞室群的开发与工程的建设以及运营的成本息息相关，加强对大型地下洞室群的开发和完善势在必行。本文将对工程的基础情况与基础地质条件、洞室群开发效应以及围岩稳定性概述进行研究。 标签：洞室群围岩稳定性工程 0前言 大型地下洞室群主要针对的是水利工程的建设，我国西部地区蕴含足够的水利资源，而水利资源一般处于西部地区的高山峡谷地带。这就对资源的开发和利用带来了一定的困难，于是，大型地下洞室群应运而生，我国青海省拉西瓦水电站是目前国内比较典型的工程，充分的体现了大型地下洞室群的各个方面特点。 1拉西瓦工程的基础情况与基础地质条件 拉西瓦水电站是我国青海省一个重要的水利枢纽，也是黄河上规模最大的一个水电站，其地位十分重要，与当地人民的生产和生活息息相关，通过深入调查了解，我们不难发现，拉西瓦水电站的地下厂房、闸门操作室等均分布在地下洞室内，而且结构繁杂而庞大，但其适应力较强，工作人员在地下室也能如在地上一样正常工作。所以，到目前为止，拉西瓦工程是我国所有工程中比较罕见的一个工程项目，极其具有代表性，是将工程建筑中的典范，对我国人民的生活带来了便利。 拉西瓦水电站经过一系列峡谷断裂层，地势十分险峻，特别是其坝区主要位于高原峡谷支出，高原峡谷支出河谷狭窄、山体浑厚、水流迅急，具有极强的开发价值。因此，将坝区选择在此处是利用自然的优势;地下岩层主要由印支期花岗岩组合而成，这种花岗岩结构十分紧密，且不易腐蚀，均分布在断裂面处;拉西瓦水电站地下水具有三种类型：花岗岩裂缝和砂板岩潜水以及脉状承压水，花岗岩中的缝隙潜水主要来源于大气和地下水补给，属于自然补给，汇集起来流向黄河，但受到当地气候等原因的影响，潜水的用水量并不可观。根据现场实验研究证明，岩体结构具有高重度、高强度以及变形小的特点，这在一定程度上给工程建设提供了物理支持。地下厂房洞室群位于花岗岩体当中，虽然受到一些自然变动以及人为改变，但是由于花岗岩的特性，岩体的总体质量还是非常不错的，能够完成项目工程的建设，并安全运行[1]。 2洞室群开发效应 许多规模不同、功能也不同的洞室位于地下空间内，它们紧密相联，所以，
2009年第5期 东北水利水电地下洞室围岩稳定判定分析 任建川，陈旭，姜淑香 ［摘要］地下洞室稳定性问题是一个复杂的非线性力学问题，通常伴随着变形非均匀性、非连续性和大位移等特点，影响洞室稳定的因素众多，关系错综复杂，找出一个普遍适用的定量失稳判定是困难的,目前大多数判定是以周边允许收敛量和允许收敛速率的形式给出的,以此判定围岩是否稳定。 ［关键词］地下洞室；围岩稳定；判定分析［中图分类号］TV554 ［文献标识码］A ［文章编号］1002－0624（2009）05－0005－02 （中国水利水电第六工程局有限公司，辽宁丹东118220） 1影响洞室围岩稳定性的主要因素 1.1地质因素 （1）岩体的结构特征。从稳定性分类角度来看，岩体结构特征可简单地用岩体的破碎程度或完整性来表示，某种程度上它反映了岩体受地质构造作用的严重程度。实践证明，围岩的破碎程度对地下洞室稳定与否起主导作用，在相同岩性条件下，岩体愈破碎，洞室就愈容易失稳。松散结构及破碎结构岩体的稳定性最差;薄层状结构岩体次之;厚层状块体最好。一定程度上岩体越破碎则洞室越不稳定，越容易坍塌。 （2）结构面性质与空间组合。在块状或层状结构的岩体中，控制岩体破坏的主要因素是软弱结构面的性质，以及它们在空间的组合状态。对地下洞室来说，围岩中存在单一的软弱面一般不会影响洞室的稳定性。只有结构面与洞室轴线关系不利时，或出现两组或两组以上的结构面时，才构成易坠落的分离岩块。分离岩块的塌落或滑动，还与结构面的抗剪强度以及岩块之间的相互连锁作用有关。因此在围岩分类中，可从结构面的成因及其发展史、结构面的平整及光滑程度、结构面的物质组成及其充填物质情况、结构面的规模与方向、结构面的密度与组数五方面来研究结构面对洞室围岩稳定性影响的大小。 （3）岩石的力学性质。在整体结构的岩体中，影响围岩稳定性的主要因素是岩石力学性质，尤其是岩石强度，一般来说，岩石强度越高洞室越稳定。此外，岩石强度还影响围岩失稳破坏的形态，强度高的硬岩多表现为脆性 破坏，易引起岩爆现象。而强度低的软岩，多以塑性变形为主，流变现象明显。 （4）初始应力状态。初始应力会影响洞室开挖后稳定性。地下工程失稳主要由于开挖引起应力重分布超过围岩强度或引起围岩过分变形造成的，而应力重分布是否达到危险程度与初始应力场方向、量值有关。 （5）地下水的影响。地下水对围岩稳定性的影响主要表现为使岩石软化、疏松，充填物泥化，强度降低，增加动、静水压力等，从而降低隧道围岩的稳定性。调查资料表明，地下水对不同类别隧道稳定性影响程度存在明显差异，地下水对硬岩组成的围岩隧道稳定性影响甚微，可忽略不计，而对于弱岩，地下水影响较大。 （6）特殊地质条件。当地下工程穿越断层破碎带、强风化带、发育的岩溶区等特殊地质条件时，维护围岩的稳定往往较困难，因为构造破碎带往往包含断层泥、糜棱岩、角砾岩、压碎岩等断裂构造岩。这时岩层松软破碎，而临近地带的岩层节理裂隙也比较密集，地下水往往较活动，再加上地应力较大，则会出现强烈的地压现象。 1.2工程活动造成的人为因素 洞室施工是造成围岩丧失稳定的一个最主要的因素。开挖洞室所采用的施工方法、洞室断面尺寸和形状、施工质量、支护形式及实施过程都会对围岩的稳定产生影响。 （1）洞室的尺寸和形状。跨度大小对围岩的稳定性也有显著影响，实践证明，跨度越大则洞室的稳定性越差，跨度大小对隧道工程稳定性的影响可从三方面考虑：应 规划设计 · 5 ·
七、地下工程地质问题 Ⅰ．名词解释 1．围岩P160 2．卸荷回弹P160 3．岩爆P162 4．软岩大变形P163 5．突泥P166 Ⅱ．单项选择题 1．下列哪种应力是初始地应力（）。P159 A．未受开挖影响的原始地应力B．未支护时的围岩应力 C．开挖后岩体中的应力D．支护完成后围岩中的应力 2．以下关于地应力的说法，不正确的是（）。P159 A．在浅部岩层，地应力垂直分量 σv 值接近于岩体自重应力 B．水平分量 σ h总是小于垂直分量 σv C．最大主应力在平坦地区或深层受构造方向控制 D．最大主应力在浅层往往平行于山坡方向 3．以下有关地应力来源的的说法，不正确的是（）。P159 A．上覆岩层的自重B．地下水的压力 C．地质构造作用D．岩土体开挖引起 4．软岩围岩的主要变形破坏类型是（）。P163 A．张裂塌落B．劈裂剥落C．弯折内鼓D．塑性挤出 5．下列有关岩爆的说法不正确的是（）。P162 A．岩爆是岩石内部弹性应变能积聚后而突然释放的结果 B．岩爆发生时，常伴有声音 C．岩爆发生只与埋深有关 D．岩石的脆性越大，发生岩爆可能性越大 6．“通过开挖导坑时的实测涌水量，推算隧道涌水量”的涌水量预测方法称作（）。P164 A．相似比拟法B．水均衡法C．地下水动力学法D．数值法 7．突水和突泥的区别在于有无（）。P166 A．断层或岩溶洞穴B．松散碎屑物质 C．封闭的边界D．高势能的地下水 8．“混凝土表面膨胀隆起，大面积自动剥落，有些地方呈豆腐渣状”对应的腐蚀严重程度等级为（）。P167 A．无腐蚀B．弱腐蚀C．中等腐蚀D．强腐蚀
9．硫化矿及含硫煤矿床地下水及其浸染的土层，对混凝土有（）。P167 A．结晶类腐蚀B．溶解类腐蚀C．分解类腐蚀D．结晶分解复合类腐蚀 10．地下洞室开挖时，工作面上的瓦斯含量超过（）时，就不准装药放炮。P168 A．1%B．2% C．3% D．4% 11．地下洞室如必须穿越含瓦斯的煤系地层，则应尽可能与煤层走向（）。P168 A．平行B．垂直C．45°斜交D．以上均可 12．膨胀性岩土地区，洞室开挖应特别注意的地下工程地质问题是（）。P169 A．岩爆B．塑性挤出C．弯折内鼓D．膨胀内鼓 13．合理的隧道轴线方向应该是与构造线的方向（）。P170 A．平行B．垂直C．45°斜交D．以上均可 14．当隧道不得不与正断层或逆断层局部平行或小角度相交时，应选择在断层的（）通过。P170 A．上盘B．下盘C．上升盘D．下降盘 15．当隧道两洞口高程均位于地下水分水岭线以下时，应自分水岭点向洞口设（）。P171 A．人字坡B．上行单坡C．下行单坡D．以上均可 16．一般情况下，为了确保隧道的安全，隧道进出的位置应遵循的原则是（）。P171 A．早进洞早出洞B．早进洞晚出洞 C．晚进洞晚出洞D．晚进洞早出洞 17．运用物探勘查的依据是，不同地质体具有不同的（）。P172 A．物理性质B．化学性质C．水理性质D．力学性质 18．根据我国铁路隧道围岩分级标准，Ⅱ级围岩属于（）。P173 A．较软但较稳定的围岩B．较完整但较不稳定的围岩 C．较完整且较稳定的围岩D．较坚硬但较不稳定的围岩 19．以下可应用于隧道外的地表，从地表沿隧道轴线向下探测进行预报的弹性波探测方法是（）。P178 A．声纳法B．SHP水平剖面法 C．TSP预报系统D．TRT地震反射层析成像预报技术 20．以下地下工程问题防治方法中不属于超前加固范围的是（）。P179 A．超前注浆B．冻结松散岩土层C．帷幕注浆D．小导管注浆 Ⅲ．多项选择题 1．地应力主要包括（）。P159
深部围岩变形破坏时效性分析 1.引言 围岩应力场和位移场的分布规律是地下工程设计中必须解决的主要问题。地下洞室的失稳破坏，往往是从洞室周边开始、由于围岩应力超载或围岩位移过量所致，而岩石的流变性使得围岩的变形具有很强的时效性。一方面由于岩石和岩体本身的结构和组成反映出明显的流变性质，另一方面也由于岩体的受力条件(包括长期受力和三轴应力状态)使流变性质更为突出，因此，在矿山和地下工程中表现的力学现象，包括地压、变形、破坏等等几乎都与时间有关。巷道或隧道开挖后，在地应力的作用下，围岩往往会向巷道或隧道内慢慢地移动收敛，具体表现是:侧墙逐渐向内移动，底板慢慢隆起，顶拱则进一步开裂。各种长期监测资料表明，自洞室开挖至数月或数年内，围岩的变形和应力分布均随时间发生变化。现在己经认识到岩体流变的普遍性，并用塑性流动和粘性流动来解释地下工程的时间效应问题。岩石的流变变形也是导致岩体地下工程中支护结构产生变形和破坏的主要原因，作用于地下结构衬砌上的载荷会随时间而增长，大型边坡和地下洞室的变形会逐渐加大，甚至会引起灾难性的后果。 因此，对地下洞室变形时效性的研究，也是我们在地下工程中合理选择支护类型及支护结构的前提，对于研究开挖后的工程岩体的动态特征以及岩体工程的设计，均具有十分重要的意义。 2.岩体时效(Rock Timeliness)的影响因素 岩体流变性质和时效特征是岩石材料的固有力学属性，也是用以解释和分析地质构造运动现象和进行岩体工程长期稳定性预测的重要依据。根据大地构造测试结果，地壳目前的平均蠕变速率为106l/s。不少大断层至今仍有持续移动的迹象。在边坡、隧洞、基坑、矿井、铁路路基等岩体工程中，岩体流变现象很常见。近年来，由于能源开发的扩大和环境保护要求的提高，所进行的天然气、液化气、油料以及核废料地下储藏课题研究，将岩石材料在不同荷载水平和不同温度条件下的长期变形与稳定问题提到了十分紧迫和重要的地位。一般认为，岩体工程中的时间效应主要是由以下几个方面的因素所引起的： (l)、岩石材料本身所具有的粘性性质，如蠕变、松弛、滞后以及弹性后效等。一般的软岩，如盐岩、泥岩、粘土岩等，其粘滞系数都达到106-109MPa.S。硬岩的流变性态相对较弱，如测得的花岗岩的粘滞系数为1013MPa .S。然而，由于受到成岩过程中的地质构造运动影响，岩石材料中存在各种裂隙、节理、层理等构造面，这一结构特点导致脆性岩体亦呈现较强的
一、名词解释(5) 1．围岩p150 由于工程开挖，使在一定范围内原来处于平衡状态的岩体中的应力受到扰动而重新分布，这个重分布应力范围内的岩体被称为围岩。 2．卸荷回弹p150 地下洞室开挖后，破坏了岩体中原有的地应力平衡状态，岩体内各质点在回弹应力作用下，力图沿最短距离向消除了阻力的临空面方向移动，直到达到新的平衡，这种位移现象叫做卸荷回弹。 3．岩爆p151 在高地应力区地下洞室开挖中，围岩在局部集中应力作用下，当应力超过岩体强度时，发生突然的脆性破坏，并导致应变能突然释放造成的岩石的弹射或抛出现象，称为岩爆。 4．软岩大变形p152 洞室开挖后，当围岩应力超过软弱岩体的屈服强度时，软弱的塑性物质就会沿最大应力梯度方向向消除了阻力的自由空间挤出，称软岩大变形。 5．突泥p156 地下工程掘进破坏了岩体原来封闭的边界，高能水土混合物突然涌出、快速释放，形成突泥。 二、单选(20) 1．下列哪种应力是初始地应力（）。P149～150 A．未受开挖影响的原始地应力 B．未支护时的围岩应力 C．开挖后岩体中的应力 D．支护完成后围岩中的应力 2．以下关于地应力的说法，不正确的是（）。P149 A．在浅部岩层，地应力垂直分量v值接近于岩体自重应力 B．水平分量h各向同性 C．最大主应力在平坦地区或深层受构造方向控制 D．最大主应力在浅层往往平行于山坡方向 3．以下有关直墙圆拱型隧道周边围岩应力变化规律的说法，不正确的是（）。P150 A．当侧压力系数较低时，拉应力主要出现在拱顶和洞底 B．当侧压力系数较低时，压应力主要出现在拱脚和边墙中部 C．随着侧压力系数增加，拱顶和洞底由拉应力转为压应力 D．随着侧压力系数增加，拱脚和边墙中部由压应力转为拉应力 4．在薄层脆性围岩的主要变形破坏类型是（）。P151 A．张裂塌落 B．劈裂剥落C．弯折内鼓 D．塑性挤出 5．下列有关岩爆的说法不正确的是（）。P152 A．岩爆是岩石内部弹性应变能积聚后而突然释放的结果 B．岩爆发生时，常伴有声音 C．岩爆发生的过程通常分为三个阶段，依次为应力调整阶段、启裂阶段和岩爆阶段D．岩爆发生的临界深度约为200m，埋深越大发生岩爆可能性越大 6．“通过开挖导坑时的实测涌水量，推算隧道涌水量”的涌水量预测方法称作（）。
大型地下洞室群开挖爆破施工 完成时间：2001年12月～2004年6月 工程地点：广西壮族自治区天峨县 完成单位：水电1478联营体、长江科学院 项目主持人及参加人员：高必华、和孙文、黄刚、杨天吉、谢勇兵、契光恒、李春、王杰、刘华 撰稿人：高必华、杨天吉、蒋键 1 概述 位于广西壮族自治区天峨县境内的龙滩水电站地下厂房是世界上规模最大的地下厂房，洞室尺寸庞大，与之相贯的洞室较多，厂房与主变室、尾水调压室平行布置，主厂房长398．9m，宽30．7m，高77．3m，石方开挖量636379m3；主变室长408．8m，宽19．8m，高34．05m，石方开挖量181555m3；尾水调压井(含井间连接洞)长345．32m，宽25．15m，高81．21m，石方开挖量503097m3。主厂房与主变室相距41．75m，有12条母线洞、连接洞、通风洞相连；主变室与调压井相距26．60m，有9条连接洞相连；包括引水洞、尾水洞、通风洞、排风竖井、排水洞、施工支洞等，在不到0．5km2。的范围内，共有113条洞室纵横相贯，形成一个庞大而复杂的洞室群。 2 工程地质条件及工程特点 龙滩水电站地下厂房系统所处位置的岩石类别主要为中厚层砂岩、粉砂岩和薄层泥板岩，洞室开挖揭示呈交替出露，软硬不均。地下洞室群相互纵横交错，立体交叉口多，由于洞室与洞室之间的岩柱较薄，主厂房、主变室、调压井室开挖断面大、边墙高，工程地质条件就更显复杂。多种不同条件有限元分析和地质力学模型试验表明：主厂房洞室开挖后，围岩主应力一般小于10～15MPa．，拱座和洞室壁转折处，局部应力集中系数达2．0～2．5，其最大应力已接近泥板岩的单轴饱和抗压强度。龙滩地下厂房系统是由一组纵横交错的地下洞室群组成，其工程特点为： (1)厂区分主副厂房，主变开关室及尾水闸门三排布置，工程集中，运输洞、母线洞、引水洞、尾水洞等共113个，总长27．5km，形成一个上下重叠、纵横交错的地下洞室群，且各洞室形状及大小各异。 (2)交叉洞室多，与主副厂房交叉的洞室共有46个(上游面24个，下游面20个，端墙2个)；与主变室交叉的洞室共有19个；与尾水闸门室交叉的洞室共有24个。 (3)洞室尺寸大，边墙高，洞室之间距离近。主厂房本身就是一座大跨度、高边墙、多洞室的地下结构。主厂房集体井部位边墙高达77．3m，而主厂房与主变室距离为41．75m，这块岩体又被较大断面的母线平洞及竖井所削弱，尾水支洞间距12～18m，最薄处相当于洞径的0．8倍。主变室与调压井相距26．6m。 (4)三大洞室的顶拱、边墙均采用锚喷支护，三个大洞室的吊车梁均采用岩壁式。 3 施工方法 地下厂房洞室群施工的第一步是合理设置交通道。根据围岩的稳定条件，施工交通道的位置和施工机械性能等因素，自上而下分层施工。第一层为顶部，层高一般8～9m，顶拱要求成型好，采用光面爆破，支护工作量大，而且需要布置监测仪器，根据反馈信息，完善顶拱部位支护。 3.1 顶拱(Ⅰ层)开挖 龙滩地下厂房分9层开挖(见图1)，顶拱开挖层高8．9m，开挖断面258．3m2，分两部分进行，第一步开挖两侧边顶部位，侧导洞开挖断面为2m×64．4m，两侧超前开挖平行交错施工，掌子面相距30m以上，确保施工和工程安全，采用三臂液压台车钻孔，孔径50mm，孔深4．Om，大空孔直孔掏槽，开挖轮廓面光面爆破；第二步中间岩石柱开挖，开挖断面129．5 m2，开始采用全断面开挖，由于断面较大，跨度有14．7m，顶拱矢高较小约1．5m，加上围岩为缓倾角层状岩体，两侧开挖结束后围岩应力进行了重新分布，光面爆破产生的开挖轮廓面成型差，后来采取以下方法： (1)将中间岩柱又分为左右半幅进行开挖，相互滞后2～3排炮； (2)减少循环进尺，爆破进尺控制在2．5m以内； (3)调整光面爆破参数，孔间距控制在50cm以内，K值取0．75，线装药密度100～120g／m； (4)在：Ⅲ2、Ⅳ类围岩地段增加了导向孔，孔距25cm，间孔装药； (5)支护及时跟进，Ⅱ、Ⅲ类围岩支护滞后15m，Ⅳ类围岩喷锚支护跟进掌子面。 采取以上方法后，厂房顶拱开挖成型良好。
大型地下洞室群施工系统仿真 钟登华1，张伟波1，郑家祥2 (1.天津大学水利水电工程系；2.国家电力公司成都勘测设计研究院) 摘要：大型地下洞室群施工过程十分复杂，很难用传统的方法求得合理的施工组织安排。本文首次提出了集循环网络计算机模拟技术、可视化面向资源建模技术、网络计划分析与优化技术及动态演示技术于一体的地下洞室群施工系统分析理论方法，并将地下洞室群施工系统仿真划分为4个有机组成部分来进行，即：单项洞室施工计算机模拟计算分析；地下洞室群施工进度分析；地下洞室群施工系统模拟计算分析以及地下洞室群施工动态演示。开发了地下洞室群施工系统分析计算机软件(XLD)，并成功地应用于溪洛渡地下洞室群施工组织设计中。 关键词：大型地下洞室群；施工；系统仿真；可视化建模；动态演示 收稿日期：2000-08-09 基金项目：国家“九·五”重点科技攻关项目(96-221-05-03-02(02))；高等学校骨干教师资助计划项目。 作者简介：钟登华(1963-)，男，江西赣州人，天津大学研究生院副院长，教授(博导)，研究方向：水利水电工程系统仿真。 水利水电工程地下洞室群施工是一个极其复杂的过程，许多因素将影响其施工进程。各单项洞室的施工条件复杂、工序繁多。在施工过程中，各工序配合与相互干扰错综复杂。在安排各个洞室施工先后顺序及隧洞施工程序时，需要顾及对工程的总工期、施工强度以及交通运输等问题的影响。 基于上述问题，进行地下洞室群施工系统仿真研究，首先，要寻求合理的机械设备配备方案，单项洞室和洞室群的机械设备配备数量直接影响其施工进度和工程造价。其次，要合理安排洞室群施工的先后顺序，得到经济可行的施工进度。最后，在给定施工进度和机械设备配套情况下，进行施工高峰期交通运输分析，论证各支洞系统能否满足交通运输要求。 大型地下洞室群施工系统仿真研究综合运用循环网络计算机模拟技术、可视化面向资源建模技术、网络计划分析与优化技术和动态演示技术，并根据系统分析的理论与方法将整个研究工作划分为以下4个部分。(1)首先以各个单洞与三大洞室的分别施工为研究对象，寻求各单项洞室经济合理的机械设备配套组合以及合理的施工工期。这一步采用循环网络计算机模拟技术和可视化面向资源建模技术建立单洞施工循环网络模型，并通过分析计算，获得各单项洞室的施工工期、费用以及机械设备配套等数据。（2）在通过单项洞室施工模拟分析得到各单项洞室施工工期的基础上，采用网络计划与优化技术，编制整个地下洞室群施工系统的网络进度计划，建立地下厂房系统施工网络模型，通过施工强度优化，合理地安排洞室群施工进度。（3）在既定的施工进度基础上，从中找出若干个施工强度较大的典型时段，建立多工作面同时施工循环网络模型，并进行地下洞室群多工作面同时施工的模拟计算分析，对既定的施工进度给予论证，获然通拥塞情况、行车密度等重要参数。(4)采用动态演示技术研制开发出地下洞室群施工过
2008 年 9 月 20 日
地下厂房等大型地下洞室施工安全探讨
地下厂房等大型地下洞室施工安全探讨
殷家庆、黄常之、徐钢
（四川华能康定水电有限责任公司）
一、前言
随着“和谐”社会理念的提出，“以人为本” 、“安全第一”是当今发展主流，近 几年来国家先后出台了多项安全生产法规，对安全工作越来越重视，因此各行各业都必 须把安全工作放在生产经营的第一位。 由于西部大开发战略的实施，西部的水电建设也正在进行大力的开发之中。由于西 部的地形地貌特征，水电站的引水或发电系统大多布置在地下，地下工程不可避免要遇 到塌方、地下涌水、有害气体、岩爆等危险因素，再加之受到场地制约，施工安全问题 非常突出，因此加强地下洞室的施工安全管理是水电工程建设安全工作的重要环节。
二、地下洞室开挖的安全危害
1、地下洞室在开挖过程中存在的安全隐患分析 1.1 造成安全隐患或事故的原因 水电工程在建设过程中要贯彻安全第一的指导方针。近年来在水电工程建设中发生 了多起安全事故，其中地下洞室的施工安全事故占了相当比例，重视和减少地下工程的 施工安全事故刻不容缓。从安全事故的形成机理分析，有人为主观因素、自然客观因素 及突发事故三类。 1）人为因素造成的安全隐患 人为的安全因素一般包括施工用电、高空作业、爆破、支护不及时或质量不合格、
2008 年 9 月 20 日
地下厂房等大型地下洞室施工安全探讨
措施不合理、施工人员素质低等原因造成的安全隐患。一般来说，人为因素的安全隐患 只要参建各方高度重视是可以避免的，或者说重视以后一般不会造成大的安全事故。而 事实上在工程建设过程中往往会因为片面追求经济效益、进度、施工方便等原因留下安 全隐患并引发安全事故， 近几年国家行政主管部门通报的责任安全事故给了我们血的教 训。 施工人员经验缺乏或施工方案不合理是隧洞发生安全事故的重要原因。比如临时支 护有很多种类型或办法，因人而异可选择不同的安全支护方案，如参建各方经验不足或 对现场实际地质情况判断不准确，按照不合理的方案实施，必然会导致事故的发生。例 如在一电站引水隧洞溶蚀堆积物和断层带的开挖过程中， 开挖施工作业队无开挖软地层 的经验，而承包商的技术人员大多为刚从学校毕业参加工作的学生，对洞室开挖没有经 验，导致隧洞变形、局部垮塌、进度严重滞后，安全隐患特别突出，最后在业主、监理 的要求下，承包商更换了有经验的开挖作业队才使问题得到改善。 2）自然客观因素形成的安全隐患 客观因素主要是指不良地质条件及目前的技术水平的限制。 不良地质条件：不良地质条件包括断层破碎带、岩爆、地下水、有害气体（如瓦斯 等） 、特殊地层（如煤层、流变岩体） 。对于不良地质条件，设计要加强预报工作、参建 各方提前做好应急准备措施，才能保证临阵不乱。对于不良地质洞段的安全支护，参建 各方要共同进行研究、群策群力，集中大家的智慧，确定最佳的支护方案。在洞室开挖 过程中，对可能出现异常地质现象的地段要通过仪器、钻孔等手段进行探测，防止发生 有害气体、地下暗河涌水等突发事故。 技术水平的限制：对于一些很特殊的地质条件，如岩爆现象，还没有非常有效的办 法来预测其发生和发展的规律以及防治方法， 目前只能通过挂网和锚杆来预防岩爆石块 伤及施工人员。另外由于受到场地制约，一些洞室无法采用先进的施工设备，导致支护 不及时或进度跟不上，增加了发生塌方事故的几率。 3）突发事故 在地下洞室开挖施工过程中因客观条件的限制也会发生一些预料之外的事故。比如 在喷锚支护施工过程中，喷浆管突然爆裂，刚好有人通过就有可能伤人或浆液喷到人身
大型地下洞室群开挖爆破施工方案 1概述 位于XX县境内的XX水电站地下厂房是世界上规模最大的地下厂房，洞室尺寸庞大，与之相贯的洞室较多，厂房与主变室、尾水调压室平行布置。 主厂房长398.9 m,宽30.7 m,高77.3m,石方开挖量636379 m3； 主变室长408.8m，宽19.8 m,高34.05m，石方开挖量181555 m3; 尾水调压井(含井间连接洞）长345.32m，宽25.15m，高81.21m，石方开挖量503097 m3; 主厂房与主变室相距41.75m，有12条母线洞、连接洞、通风洞相连； 主变室与调压井相距26.60m，有9条连接洞相连，包括引水洞、尾水洞、通风洞、排风竖井、排水洞、施工支洞等。在不到0.5km2的范围内，共有113条洞室纵横相贯，形成一个庞大而复杂的洞室群。 2工程地质条件及工程特点 XX水电站地下厂房系统所处位置的岩石类别主要为中厚层砂岩、粉砂岩和薄层泥板岩，洞室开挖揭示呈交替出露，软硬不均。地下洞室群相互纵横交错，立体交叉口多，由于洞室与洞室之间的岩柱较薄，主厂房、主变室、调压井室开挖断面大、边墙高，工程地质条件就更显复杂。多种不同条件有限元分析和地质力学模型试验表明：主厂房洞室开挖后，围岩主应力一般小于10～15MPa,拱座和洞室壁转折处，局部应力集中系数达2.0～2.5,其最大应力已接近泥板岩的单轴饱和抗压强度。XX地下厂房系统是由一组纵横交错的地下洞室群组成，其工程特点为： （1）厂区分主副厂房，主变开关室及尾水闸门三排布置，工程集中，运输洞、母线洞、引水洞、尾水洞等共113个，总长27.5 km,形成一个上下重叠、纵横交错的地下洞室群，且各洞室形状及大小各异。 （2）交叉洞室多，与主副厂房交叉的洞室共有46个（上游面24个，下游面20个，端墙2个）；与主变室交叉的洞室共有19个；与尾水闸门室交叉的洞室共有24个。 （3）洞室尺寸大，边墙高，洞室之间距离近。主厂房本身就是一座大跨度、高边墙、多洞室的地下结构。主厂房集体井部位边墙高达77.3m,而主厂房与主
第25卷第3期 岩 土 力 学 V ol.25 No.3 2004年3月 Rock and Soil Mechanics Mar. 2004 收稿日期：2003-04-22 基金项目：国家自然科学基金重点项目（编号：50379052，编号：50004007）资助 作者简介：杨典森，男，1978年生，硕士研究生，主要从事岩体稳定性和计算岩石力学等方面的研究工作。 文章编号：1000－7598－(2004)03―0391―05 龙滩地下洞室群围岩稳定性分析 杨典森１ ，陈卫忠１ ，杨为民２ ，李术才２，李廷春１，朱维申２ （1. 中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学重点实验室，湖北 武汉 430071； 2. 山东大学 岩土与结构工程中心，山东 济南 250061） 摘 要： 大型地下洞室群的开挖和支护结构与围岩的稳定性密切相关，龙滩地下洞室群是布置在陡倾角层状结构岩体的巨型地下结构。应用FLAC3D 方法，研究龙滩地下洞室群在开挖和支护过程中围岩的变形特征以及支护结构的受力特点，并将位移计算结果和现场监测结果进行比较，结果表明：数值计算的结果与监测结果规律基本一致，但数值计算位移的量值比监测结果略大。由此可知，采用本计算方法模拟急倾斜岩体内开挖大型地下洞室群具有较强的可靠性。 关 键 词： FLAC ；地下洞室；开挖；支护；稳定性 中图分类号： TU 452 文献标识码： A Stability analysis of surrounding rock mass of Longtan underground caverns YANG Dian-sen 1，CHEN Wei-zhong 1，YANG wei-min 2，LI Shu-cai 2，LI Ting-cun 1，ZHU Wei-shen 2 （1. Key Laboaratory of Rock and Soil Mechanics, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China ； 2. Geotechnical Research Center, Shandong University, Jinan 250061, China ） Abstract: The stability of large underground cavern has high dependence on construction sequences and permanent support parameters. Longtan underground powerhouse is a complex structure with three large caverns and located in high dipped laminar strata. FLAC3D code is applied to analyze the character of deformation and failure mechanism of surrounding rock mass during excavation and support. Furthermore, the comparison between numerical results and field measurements shows that the variation law is quite similar, while the numerical data are a little greater than that of the measurements. It can be concluded that FLAC 3D can simulate excavation of large underground caverns in high dipping laminar strata well. Key words: FLAC ；underground cavern ；excavation ； support ；stability 1 引 言 龙滩水电站地下厂房是陡倾角层状结构岩体，其主厂房高为74.5 m ，宽为31.5 m ；调压井高 89.71 m ，宽为21.575 m ，像这样大跨度、高边墙的地下结构在国内外很少见,其围岩稳定性分析方法及开挖施工顺序受到设计和施工部门的广泛关 注[1,2]。目前，采用的数值分析方法主要是基于以下两大类模型，一类是连续介质模型（弹塑性模型、粘弹塑性模型、损伤模型等）[3～ 6]。工程上常用的分析软件有ANSYS ，MARC ，FLAC ，ABQUS ， CESAR 等。另一类是非连续介质模型（DDA ，DEM ，UDEC ，3DEC 等）[7]。FLAC3D ，又称三维快速拉格朗日法，是一种基于三维显式有限差分法的数值分析方法，这种算法可以准确地模拟材料的屈服、 塑性流动、软化以及大变形，尤其在材料的弹塑性分析方面，大变形分析以及模拟施工过程等领域有独到的优点[8， 9]。由于龙滩地下洞室围岩整体性较好，本文选择FLAC3D 商用软件来模拟地下厂房的 开挖和支护过程，并将计算的结果和现场实测的结果进行分析比较，验算目前支护设计方案的合理性及可靠性。 2 工程概况及地质条件 龙滩水电站是由碾压混凝土重力坝、泄水建筑物、通航建筑物及地下发电厂房等组成的超大型地下洞室群。全地下式发电厂房布置在左岸，主要建筑物包括：进水口、引水隧洞、主厂房、母线洞、主变室、调压井、尾水隧洞、交通洞、排水廊道、送风廊道、出线平台、GIS 开关站、中控楼、电缆