拉西瓦水电站地下厂房顶拱开挖及支护情况综述
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XX电力平安事故通报电力是以电能作为动力的能源,对于所发生的的电力平安事故需要进行具体情况。
下面给大家带来xx电力平安事故通报,!20xx年,电力行业认真贯彻落实党中央、国务院关于做好工作的一系列重要精神,以科学开展观为指导,以高度的责任感和扎实严细的作风,齐心协力,克服困难,保持了全国电力平安生产总体平稳的态势。
20xx年,全国电力生产、电力建立没有发生特大人身伤亡事故、没有发生特大电网事故、没有发生特大设备事故。
20xx年,全国发生电力人身死亡事故48起,死亡1xx人,同比事故起数减少3起,死亡人数减少7人。
其中:电力生产人身死亡事故13起,死亡17人,同比事故起数减少3起,死亡人数减少4人;电力建立人身死亡事故35起,死亡89人,同比事故起数相同,死亡人数减少3人。
20xx年重大人身死亡事故15起,死亡68人,同比事故起数增加1起,死亡人数增加2人。
20xx年,全国电网事故和设备事故的起数大幅度下降,其中,电网事故48起,同比减少26起;设备事故226起,同比减少201起。
一、重大电网事故20xx年,发生重大电网事故1起。
7月1日,华中(河南)电网因继电保护误动作、平安稳定控制装置拒动等原因引发一起重大电网事故,导致华中(河南)电网5条500千伏线路和5条220千伏线路跳闸、32台发电机组退出运行。
事故涉及河南、湖北、湖南、江西四省,河南省电网减供负荷276.5万千瓦,华中电网损失负荷379.4万千瓦,电量损失合计280.46万千瓦时,系统功率振荡期间频率最低为49.11赫兹,华中东部电网与川渝电网解列,华中电网与西北电网直流闭锁、与华北电网解列。
二、重大设备事故20xx年,发生重大设备事故2起,都发生在广西来宾B电厂:1.3月29日,法国电力公司全资企业广西来宾B电厂(2台36万千瓦燃煤机组)因江边水泵房设备的控制和通讯完全中断,造成两台机组停运,全厂对外停电。
事故的直接原因是循环冷却水泵站48伏直流系统的整流充电器的投退控制开关没有防止误动的保护罩,被通风系统维护人员误碰断开,使蓄电池长时间放电造成循环冷却水泵站直流系统低电压故障,而直流系统设计存在缺陷、平安防护缺乏,故障信号没有传送到机组控制室报警,贻误了处理时机,造成了事故的发生。
拉西瓦水电站地下厂房三维高地应力反演分析姚显春;李宁;曲星;孙宏超;景茂贵【期刊名称】《岩土力学》【年(卷),期】2010(0)1【摘要】拉西瓦水电站厂房地处峡谷山高坡陡,河谷狭窄,区域地应力场较高,局部存在构造破碎带,同时开挖尺寸规模巨大,围岩主要为脆硬的花岗岩,对洞室稳定极为不利。
为了评判开挖后围岩的稳定及支护设计的长期安全,需要对围岩的岩体力学参数和初始应力场进行反演确定。
首先,利用现场初始地应力的实测值反演大范围内的岩体构造地应力场分布,然后,利用洞室分层开挖扰动下,厂房上部关键点实测位移检验并修正反分析地应力结果,得到了较为准确的三维地应力分布,为后续地下厂房开挖围岩的稳定性及支护设计和长期安全的评价与预测,提供了基础数据,有效地指导了厂房开挖施工。
厂房开挖完成后的围岩位移的实际监测结果与采用反演地应力场与岩体参数得到的厂房围岩位移值的一致性表明,地应力场反演结果与实际地应力值一致。
【总页数】7页(P246-252)【关键词】地下洞室群;高地应力;反演分析;拉西瓦水电站【作者】姚显春;李宁;曲星;孙宏超;景茂贵【作者单位】西安理工大学岩土工程研究所;中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TU443【相关文献】1.拉西瓦水电站高地应力区特大地下厂房开挖施工技术 [J], 陈松;曹西高2.拉西瓦水电站坝址区高地应力场三维数值反演分析 [J], 白俊光;李蒲健3.拉西瓦水电站高地应力地区大型地下厂房洞群围岩稳定性研究 [J], 刘世煌;吴熹4.拉西瓦水电站工程高地应力地区大型地下厂房洞群围岩稳定性研究(下) [J], 刘世煌5.拉西瓦水电站地下厂房洞室群分层开挖过程仿真反演分析 [J], 姚显春;李宁;陈莉静;孙宏超;景茂贵因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
拉西瓦水电站1#尾水洞底拱拉模设计方案1工程概况拉西瓦水电站右岸引水发电系统1#、2#尾水洞开挖直径为19.1m的全圆隧洞,砼衬砌厚度为80cm,衬砌后的洞型为直径17.5m的圆型隧洞,其中1#尾水洞全长518.03m,为加快1#尾水洞的砼衬砌施工进度,将1#尾水洞底拱120°范围砼衬砌直线段桩号:尾10+129.10~尾10+499.03(长369.93m)采用拉模施工工艺进行施工。
拉模走向:采用平行于洞轴线的拉模施工工艺,由1#尾水洞下游向上游方向衬砌施工。
拉模面板设计:采用“V”形面板,使尾水洞底拱底部先成形,然后利用混凝土自身强度成型。
2拉模结构设计2.1拉模面板设计尾水洞衬砌后的直径为17.5m。
拉模使用范围为尾水洞底拱120°的圆弧拱段,相应的弦长15.16m,弦高4.38m,根据洞径及纵向坡度的情况,考虑现场混凝土塌落度,混凝土浇筑强度和模板拉行速度等,拟定“V”形面板长度为8m。
尾水洞衬砌半径为8.75m,混凝土采用皮带机送料,混凝土的坍落度选用7~9cm,堆积坡度为1:2,120°圆弧的拱高为4.38m,按堆积长度计算,模板长度应为8.8m,确定模板长度为8m。
通过以上参数提供,相应拉模沿底拱纵向轴线倾角为:tgα=4.38÷6=0.73,即α=36.129ο。
单位:m尾水洞通过洞纵向圆心与120度底拱相应弦高交点的连线相切后得出一个与洞轴线成36.129。
的椭圆。
则相应椭圆短轴为:a=1/2×17.5=8.75m长轴为:b=1/2×(17.5÷sin36.129。
)=14.84m椭圆在XOY坐标体系中的方程为:x2/8.752+y2/14.842=1椭圆在X’O’Y坐标体系中的方程为:x2/8.752+(y+7.4112)2/14.842=1椭圆方程坐标体系图如下:(单位m)通过上述体型计算分析,尾水洞拱底衬砌所采用的拉模面板及围柃体系为“V”椭圆曲线,相应椭圆曲线方程为:x2/8.752+(y+7.4112)2/14.842=1,该椭圆曲线短轴a变化区间[7.58,0],长轴b变化区间为[0,7.4288]。
地下厂房开挖及支护
徐聪云;黄灵;王洋
【期刊名称】《广西水利水电》
【年(卷),期】2004(000)0z1
【摘要】右江百色水利枢纽地下厂房布置在辉绿岩内,围岩类型为Ⅱ,Ⅲ类,以Ⅲ类为主,针对工程的地质特点、结构特点和施工通道、施工机械的性能,采用"平面多工序,立面多层次"的平行开挖交叉作业,自上而下分7层进行施工.
【总页数】3页(P113-115)
【作者】徐聪云;黄灵;王洋
【作者单位】中国水利水电第十四工程局,云南,昆明,650041;中国水利水电第十四工程局,云南,昆明,650041;广西右江水利开发有限责任公司,广西,南宁,530022【正文语种】中文
【中图分类】TV554
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5.地下厂房岩锚梁开挖及支护施工要点探讨 [J], 杨非
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拉西瓦南千渠引水枢纽工程地下洞室开挖及质量控制
张升;董涛;齐保栋
【期刊名称】《青海水力发电》
【年(卷),期】2012(0)2
【摘要】文章主要介绍了拉西瓦南干渠引水枢纽工程地下洞室的开挖施工。
结合工程实际地质条件、施工特点及施工方法,叙述了新奥法在地下洞室开挖过程中的应用及地下洞室开挖过程中的质量控制措施,为类似工程施工积累了经验。
【总页数】4页(P13-16)
【关键词】拉西瓦南干渠;地下洞室;开挖;质量控制
【作者】张升;董涛;齐保栋
【作者单位】中国水利水电第四工程局有限公司第一分局,青海西宁810007
【正文语种】中文
【中图分类】TV542
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5.登子沟水电站发电引水隧洞A标段地下洞室开挖及质量控制 [J], 祁得成;冯文英因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
报告题目:拉西瓦水电站实习报告一、前言在我国黄河上游的青海省海南藏族自治州贵德县拉西瓦镇,有一座装机容量最大、发电量最多的水电站——拉西瓦水电站。
我有幸在这个暑假来到这里进行为期两周的实习,深入了解了水电站的发电原理、运行维护以及安全生产等方面的知识。
通过这次实习,我对水电站的运行和管理有了更为全面的了解,同时也感受到了我国水电事业的蓬勃发展。
二、实习内容1. 发电原理及设备拉西瓦水电站主要利用黄河上游的水资源,通过双曲薄拱坝、泄洪建筑物、厂房和坝后消能建筑物等设施,将水能转化为电能。
实习期间,我跟随工程师参观了发电机组、励磁系统、调速器等主要设备,并了解了它们的工作原理和运行方式。
2. 运行维护在水电站的运行维护方面,我了解到拉西瓦水电站采用了一系列先进的技术和管理手段。
例如,通过在线监测系统对设备的运行状态进行实时监控,确保设备安全运行;运用大数据分析和人工智能技术对电站的发电效率进行优化,提高经济效益。
3. 安全生产安全生产是水电站运行管理的重中之重。
拉西瓦水电站严格执行安全生产规章制度,定期开展安全培训和应急演练,确保员工熟悉应急预案和操作流程。
此外,电站还配备了先进的安全生产监测系统,对重点区域和设备进行24小时监控,确保安全生产。
三、实习感悟1. 水电事业的重要性拉西瓦水电站作为我国黄河流域最大的水电站,对我国电力事业的发展具有重要意义。
通过这次实习,我深刻认识到水电事业在国民经济中的地位和作用,以及发展水电事业对我国能源结构调整、节能减排和可持续发展的重要意义。
2. 科技创新的推动作用在水电站的运行和管理过程中,我看到了科技创新对水电事业发展的推动作用。
例如,拉西瓦水电站采用的在线监测、大数据分析和人工智能等技术,不仅提高了发电效率,还确保了安全生产。
这使我认识到,科技创新是水电事业发展的关键。
3. 敬业精神在水电站的实习过程中,我感受到了员工们严谨的工作态度和敬业精神。
他们为了保证电站的安全生产和稳定运行,付出了大量的辛勤努力。
工程项目责任书企业法人:中国葛洲坝集团有限公司项目经理部:葛洲坝集团有限公司拉西瓦水电站工程施工项目部为全面履行拉西瓦水电站厂房主变开关站土建及埋件工程施工承包合同(合同编号:LXW-(2003)第12号),根据《内部联营协议书》、《内部联营方案(试行)》、集团公司《工程项目管理办法》及补充规定和集团公司相关文件精神,经双方协商,签订本责任书,以资双方共同遵守。
第一条工程概况(一)工程名称:拉西瓦水电站厂房主变开关站土建及埋件工程(二)工程地点:青海省贵德县与贵南县交界(三)承包范围:地下厂房、主变开关室、母线洞、主变运输洞、交通洞、通风系统、排水廊道、尾水管及其延伸段的土建项目以及水机一期预埋件、给排水、建筑装修等项目。
(四)主要工程量:石方洞挖:114.35万m3石方井挖:4.44万m3锚杆:55163根锚索:2989根砼(含喷砼):24.54万m3 钢筋制安:1.83万吨回填灌浆:5018 m2 固结灌浆:10.24万m排水孔:8.6万m 各种钢结构:2279吨(五)总工期及控制性工期:总工期: 2003年10月18日至2009年12月30日,共74个月。
控制性工期:(1)2003年10月18日,工程开工;(2)2005年12月30日前, 1#~6#机组开挖完毕具备浇筑条件;(3)2006年6月30日,主变开关室土建完工具备安装条件;(4)2006年12月31日,副厂房、副安装间土建完工;(5)2007年5月30日, 1#机组具备水轮发电机组安装条件;(6)2007年12月31日, 2#机组具备水轮发电机组安装条件;(7)2009年12月30日前, 3#~6#机组具备水轮机安装条件,并完成本合同范围内的全部工程。
(六)合同总价40569.82万元第二条主要责任指标(一)工程项目费用指标分解(见下表)1、本项目实行一级核算,项目经理部是成本控制主体,应严格成本管理。
2、项目经理部管理费是指项目经理部履行项目管理职能所需的各项费用,项目经理部应统筹安排,严格控制使用。
拉西瓦水电站工程是黄河上游龙羊峡至青铜峡河段规划的大型梯级电站,主要任务是发电。
工程由砼双曲拱坝、坝后水垫塘及二道坝、坝身泄洪表孔深孔底孔及右岸地下厂房主变开关室等主要建筑物组成。
电站总装机容量420万千瓦,单台装机容量70万千瓦,是黄河流域装机容量最大、发电量最多、单位千瓦造价最低、经济效益良好的水电站。
在施工过程中,拉西瓦水电站工程面临着诸多挑战。
首先,工程地处青藏高原,地形复杂,地质条件恶劣。
施工过程中,地质勘察、地基处理、大坝浇筑等环节均需克服种种困难。
其次,工程规模庞大,施工难度大,工期紧。
为满足工期要求,施工单位采取了多种措施,如分段施工、流水作业、交叉作业等,确保工程按期完成。
以下是拉西瓦水电站工程施工过程中的一些亮点:1. 技术创新:在施工过程中,我国水电建设者攻克了一系列技术难题,如大坝施工、地下厂房施工、高等级出线等。
其中,大坝施工采用砼双曲拱坝技术,地下厂房施工采用全断面开挖技术,高等级出线采用750千伏气体绝缘管道母线技术,均达到了世界先进水平。
2. 环保施工:在施工过程中,拉西瓦水电站工程高度重视环保工作,采取了多项措施减少对环境的影响。
如合理规划施工场地,加强水土保持,严格控制扬尘和噪声等。
3. 安全管理:拉西瓦水电站工程始终坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的方针,建立健全了安全生产责任制,加强施工现场安全管理,确保了施工过程中人员生命财产的安全。
4. 水土保持:拉西瓦水电站工程建设过程中,高度重视水土保持工作。
通过实施水土保持方案,对建设区水土流失进行了综合防治,使项目建设区扰动土地整治率、水土流失总治理度、拦渣率等指标均达到了预期目标。
5. 质量控制:拉西瓦水电站工程严格遵循国家有关质量标准,加强质量监督,确保工程质量。
在施工过程中,对单位工程、分部工程质量进行了严格检查,合格率达到了100%。
总之,拉西瓦水电站工程施工过程中,我国水电建设者克服了重重困难,取得了显著成果。
浅谈拉西瓦水电站坝肩开挖测量摘要随着水电建设的不断开展,测量与施工越来越紧密的结合在一起,施工中的各项技术要求必需要测量工作者所熟知并掌握。
研究适合各种不同施工要求和条件下的测量技术,将成为测量工作者的—项任务。
本文介绍了拉西瓦水电站坝肩开挖的技术要求和施工测量。
关键词施工工艺间距排距施工测量1、工程概述拉西瓦水电站位于青海省贵德县与贵南县交界的黄河干流上,是黄河所建成以发电为主最大的水电站。
电站大坝设计为混凝土对数螺旋线双曲薄拱坝,开挖高程为2460M~2210M,开挖坡面高差250M,水平向开挖厚度为30~50M,设计坝高250M。
坝肩开挖体形由上、下游面和拱坝端基岩面三个坡面组成的上窄下宽的槽型体。
坝址两岸地形陡峻,岩石主要为灰色中粗粒结构花岗岩,由表向里一般可分为卸荷带、弱风化带及微新岩石带。
理论研究及工程实践表明,对于薄高拱坝而言,大坝对基岩要求很高。
首先,要求开挖体形规整,严格控制超欠挖使其不影响拱脚应力的正常分布;其次,在满足坝基岩体抗力的要求下,必需保证开挖高边坡的稳定;此外,已满足技术要求的高边坡,需进行喷混凝土、锚杆加固等。
2、施工工艺2.1边坡开挖①、边坡开挖应自上而下,分梯段(或分层)开挖。
开挖高度一般不大于1OM。
严禁采取自下而上的开挖方式。
②、边坡开挖后不应出现反坡,边坡表面浮石应清理。
③、随着开挖高程的下降,应及时对坡面进行测量检查以防止偏离设计开挖线。
④、已合格的边坡支护应在分层开挖过程中逐层进行,边坡支护时应尽可能采用“先固后挖”技术。
永久支护中的系统锚杆和喷混凝土与开挖工作面高差应不大于20M。
⑤、锚杆施工应按施工图进行,严格控制锚杆的间排距。
间距指同排中相邻支护构件的距离;排距指相邻排的高差。
2.2基础开挖质量控制标准①、施工区附近应建立相对稳定的施工测量控制点。
可由拉西瓦的水电站已建成Ⅱ等施工测量控制网直接引用,等级与精度按《水电水利工程施工测量规范》(DL/T5173——2003)执行。
拉西瓦水电站工程建设管理综述
谢小平;武志刚
【期刊名称】《水力发电》
【年(卷),期】2009(035)011
【摘要】拉西瓦水电站两岸边坡高陡,地质、地形条件复杂,危险源点多,安全矛盾突出;施工场地狭小、施工布置困难;工期短、交叉作业多,施工干扰较大;大跨度地下洞室群处于高地应力区、施工风险较大;电源侧首次采用750kV电压等级,安装调试难度较大.建设单位坚持科技创新,通过先进的管理模式和有效的管理措施,实现了拉西瓦水电站工程各项建设目标,总结出若干管理经验,可为类似大型水电工程建设管理参考.
【总页数】4页(P1-4)
【作者】谢小平;武志刚
【作者单位】黄河上游水电开发有限责任公司,青海,西宁,810008;青海黄河上游水电开发有限责任公司工程建设分公司,青海,贵德,811700
【正文语种】中文
【中图分类】TV511;TV512(244)
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1.水利工程项目建设管理信息化成熟度研究综述 [J], 丰景春;蔡萌
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拉西瓦水电站特大型尾水洞开挖施工技术1.工程概况拉西瓦水电站位于青海省贵德县与贵南县交界处的黄河干流上,是黄河上游龙羊峡以下的第二个大型梯级电站,也是黄河流域装机规模最大(4200MW)、坝体最高(250m),水能指标最优越的特大型水电工程。
拉西瓦水电站2条尾水洞总长1191.39m,1#、2#尾水洞岩体为花岗岩,该花岗岩体为中粗粒结构,呈灰~灰白色,块状结构,矿物充分以长石、石英、黑云母为主,岩石强度高,岩体致密坚硬。
但1#尾水洞尾10+130~尾10+180、尾10+215~尾10+499段和2#尾水洞尾20+180~尾20+110、尾20+610~尾20+699段岩石较破碎,有泥质夹层,小断层带交错、密集,属Ⅲ类岩体。
剩余段属II类岩体。
由于尾水洞地处高地应力区,其开挖后岩爆现象相对较严重。
2.尾水洞开挖前施工总布置2.1尾水洞供风、供水、供电及道路布置2.1.1施工供风布置1#、2#尾水采用系统2#、3#空压机站供风,2#、3#供风站分别设在尾水上支洞和下支洞内,2#空压机站主要为下游尾水洞洞挖供风,3#供风站主要为上游尾水洞上层开挖和下卧供风。
供风主管采用φ129钢管,支管采用φ108钢管。
其供风系统技术特性见下表.2.1.2施工供水尾水洞施工供水通过在下游围堰100m处的抽水泵站供水,安装两台40m3/h的多级抽水泵,以满足施工需要。
2.1.3施工供电1#、2#尾水上游施工供电由尾水下叉洞内3#变压器供电,1#、2#尾水洞下游施工供电由上叉洞内的2#变压器供电,各工作面从变压器接线端接三相四线到工作面,以满足洞内喷砼等施工用电和照明。
洞内施工用电每隔200m设一配电箱以满足洞内施工动力用电,照明沿洞壁每隔5米安装一盏500w白炙灯满足照明用电。
2.1.4施工排水尾水洞施工排水主要为洞挖钻孔排水和岩体渗水,尾水洞下游在洞内一侧每隔200m挖设70cm×70cm,深50cm的积水井,积水井内放置2寸潜水泵,采用Φ50mm排水管将水抽排至洞外,尾水洞上游在洞内一侧挖排水沟采用自流方式排水,最终各工作面施工排水汇流到上叉洞和下叉洞由水泵抽排到过坝洞排水沟内排出。
拉西瓦水电站地下厂房顶拱开挖及支护情况综述Company number:【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】拉西瓦水电站地下厂房开挖分层及顶拱的开挖支护白帆,贺钰钏,王晓辉(黄河水电公司拉西瓦建设分公司,青海贵德 811700)关键词:地下厂房;开挖分层;顶拱开挖支护;拉西瓦水电站摘要:拉西瓦水电站地下厂房位于高地应力区,厂区最大主应力达20MPa~30MPa。
为确保施工期、运行期的安全及开挖质量,经对围岩弹性释放能和能量释放率的计算分析,综合考虑其它因素,合理确定了地下厂房的开挖分层,并对厂房顶拱采取有效的开挖方法及支护措施。
观测数据证明,厂房开挖支护完成后顶拱围岩已趋于稳定。
Delamination Excavation of Underground Powerhouse and Excavation & Support of the Cavern’s Arch Crown for Laxiwa Hydropower StationBai Fan,He Yuchuan,Wang Xiaohui(Yellow River Hydropower Co. Laxiwa Construction Branch, Guide Qinghai811700)Key Word: underground powerhouse; delamination excavation; excavation and support; Laxiwa Hydropower StationAbstract:The underground powerhouse excavation group of Laxiwa Hydropower Station is buried in high geostress area where the highest principal stress reaches from 20MPa to order to make sure the security during the construction and function period and sure excavation quality, based on results of compution and analysis to elastic release energy and energy liberation rate of surrounding rock mass and overall of variousfactors,reasonable delamination excavations is carried out , and effective measures of excavation and support to surrounding rock mass of arch crown are observation shows that deformation of surrounding rock mass has tended to be constant after the completion of excavation and support.1工程概况拉西瓦地下厂房位于河道右岸150m~466m深的岩体内,总长311.75m,其中主厂房长279.75m 、宽30m 、高74.84m ,内装6台700MW 的水轮发电机组,地下厂房下游侧设主变开关室,长232.60m 、宽28.7m 、高51m 。
2 地质条件地下厂房区岩性为坚硬致密的花岗岩,无较大断层,地下水活动微弱,上覆岩体风化卸荷浅。
厂房顶拱围岩以II 类、III 类为主;岩体完整~较完整,以块状及整体块状为主,少量次块状;局部地段断层及节理裂隙密集,存在不利结构面组合。
受Hf8、Hf1及HL1等断裂组合影响,顶拱较大范围内有不稳定结构岩体。
经现场地应力测试,厂区最大主应力20MPa ~30MPa ,厂房开挖过程中顶拱时有掉块、岩爆及小方量塌方发生。
3 地下厂房开挖分层选择高地应力条件下大型地下洞室的开挖,使岩体中集聚的弹性能突然释放,造成围岩卸荷破坏,对洞室的围岩稳定及施工期的安全极为不利,应采取有效措施限制围岩的卸荷松弛,防止岩爆灾害的发生。
岩爆发生的必要条件是围岩系统在力学平衡破坏时所释放的能量大于所消耗的能量。
因此应重点考虑降低能量变化对围岩的影响。
高地应力条件下大型地下洞室开挖可通过合理分层控制能量变化,具体方法为:建立包括能量释放率的目标函数,根据不同分层开挖方案研究围岩能量释放率的影响规律,确定较合理的开挖分层方案。
拉西瓦地下厂房分别取5层(15m )、7层(11m )、9层(8m )三个方案计算分析。
开挖分层与弹性释放能总量的关系南非Salamon 等人根据线弹性理论提出地下洞室开挖过程中能量转换公式:r c m c W U U W +=+ (1)式中,W c 为整个岩体体积内应力因开洞而作的功;U m 为开挖体含有的能量;U c 为应力集中在围岩中增加的应变能;W r 为系统随开挖过程释放的能量。
根据上述公式计算,9层开挖方案的弹性释放能总量最小,5层开挖方案的弹性释放能总量最大,即随开挖高度的减少(或层数的增加),弹性释放能总量随之减少,见图1。
图1 不同开挖层数弹性释放能总量对比图不同开挖分层的弹性能量释放曲线根据上述理论,将洞室分成m 步开挖,则动态开挖过程中某一特定开采步骤的围岩释放能量为:⎰=mS i i r ds T u u 21(2) 式中,u r 为某一动态开挖步骤中围岩释放的能量;Sm 为本步开挖而暴露出的岩体空区的表面积;u i 为开挖引起的围岩次生位移;Ti 为本步开挖前围岩中的表面牵引力。
而能量释放率为ERR =u r /v (3)式中,V 为开挖岩体总体积。
根据上式计算,采用9层开挖方案的能量释放率最小,5层开挖方案的能量释放率最大,即随开挖高度的减小(或层数的增加),弹性释放率随之减小。
见图2。
图2 不同开挖层数弹性能量释放曲线开挖分层与应力位移的变化关系根据计算,各种开挖方案的应力、位移变化规律基本相似,但主厂房顶拱最大主应力σ1随开挖深度增加而增大,主厂房5层开挖方案应力极值较9层开挖方案应力极值更大。
综上所述,不同开挖分层方案的应力、位移分布规律具有相似性,但弹性释放能及释放率明显不同,因此可采用弹性释放能及释放率作为地下厂房开挖分层选择的一个指标。
综合考虑各种因素,拉西瓦地下厂房最终采用9层开挖方案。
4 地下厂房顶拱开挖厂房顶拱开挖跨度30m ,总长311.75m (桩号厂左0+~厂右0+)开挖高度10m ,采用三区分块开挖方案,见图3。
1000 20003000 4000 5000 6000 1层 2层 3层 4层 5层 6层 7层 8层 9层弹性 释 放能 (MPa )图3 拉西瓦水电站地下厂房顶拱开挖程序图中导洞开挖:中导洞全断面开挖,开挖断面尺寸10m×10m,楔型掏槽造孔,孔深3.0m~3.5m,进尺3.0m/循环,系统锚杆跟进支护;特殊不利部位短进尺、弱爆破,必要时打超前锚杆。
侧墙开挖:厂房顶拱侧墙采用先下部掏槽,再开挖1.5m保护层的方法,横向开挖宽10m。
侧墙开挖分十块,每块开挖为1循环,先开挖Ⅰ、Ⅲ、Ⅶ块,采取中下部水平楔型掏槽,上部压顶的方法,压顶孔为水平孔和下斜孔,钻孔深度根据每块厚度决定;保护层根据设计轮廓线造斜向孔,孔深控制在1.5m左右,见图4。
图4 拉西瓦水电站地下厂房顶拱侧墙刻槽开挖分块图特殊部位开挖(1)顶拱开挖时,桩号厂右0+153m、厂纵0+000m处顶拱围岩变形监测数据突变较快,为确保该部位顶拱围岩稳定,现场采取预留岩柱的方法:厂房顶拱上下游先预留岩柱,每个岩柱厚10m~15m,然后尽快完成其它部位的开挖支护施工,最后进行该岩柱的开挖及顶拱支护。
(2)顶拱开挖时,桩号厂右0+30~厂右0+180由于受不利结构面影响,出现若干不稳定岩块,为防止塌方,现场采用钢管柱临时加固:①钢管座在完整岩石上,钢管底部浇混凝土墩;②顶拱用锚杆与钢管焊接;③钢管柱之间用角钢连接增加其整体稳定;④待该部位支护完成后,拆除钢管柱。
5 地下厂房顶拱支护一般支护厂房顶拱主要以浅层和表层支护为主,局部地段采用深层预应力锚索支护,设计主要支护参数见表1。
表1 拉西瓦水电站地下厂房顶拱系统锚喷支护参数应力锚索。
综合上述修改,厂房顶拱支护实际完成量见表2。
表2 厂房顶拱设计及实际完成的支护工程量统计表由厂房围岩监测数据值知,普通锚杆测值大于250MPa的占%,预应力锚杆测值大于250MPa的占%,应力值较大部位出现在厂房顶拱厂右0+70m~厂右0+97m附近,并出现局部掉块现象。
造成应力值大的原因是断层(f7、f8、f9等)相互切割,形成厚约17m的不稳定结构块体,原支护参数不满足要求,进行了二次加固,具体措施为:采用100T、长25m无粘结预应力锚索58束,对该不稳定块体进行深层加固,凿除开裂的混凝土,重新挂网(φ6,15cm×15cm)喷混凝土(C20,厚15cm)。
处理后,厂房顶拱各类监测仪器测值均趋于稳定,岩体整体处于稳定状态。
需要说明的是,上述施工是在厂房已开始第VII层开挖时才开始处理的,由于高差较大(▽~▽,约54.5m)导致顶拱支护施工难度加大、干扰较多、工期延长、费用增加。
6 结语(1)为确保高地应力区地下厂房的围岩稳定,应根据岩石情况选择合理的开挖分层,力求开挖时围岩的能量释放率最小。
(2)为确保高地应力区地下厂房顶拱的围岩稳定,应根据地质情况采取表层、浅层及深层相结合的锚喷支护方案,根据现场开挖实际情况和围岩变形监测结果随时调整支护参数。
(3)在厂房顶拱及下一层开挖过程中,及时做好地质编录及安全监测预报工作,若发现顶拱存在不稳定(特别是深层不稳定)块体,应及时加固,尽量避免后期二次加固(宁肯一次加固保守些,也不要二次加固)。
(4)对于高地应力区的厂房顶拱,由于岩石不断卸荷,为有效防止施工及运行期掉块,厂房顶拱表层喷护宜采用网喷混凝土,以利安全。
参考文献:〔1〕张学易,王守道等.水利水电工程施工组织设计手册(第二卷).北京:中国水利水电出版社,1990.〔2〕.Rock mechanics applied to the study of rockbursts. SAIMM, 1966.作者简介:白帆(1982~),男,陕西吴堡人,黄河上游水电开发有限责任公司拉西瓦建设分公司助理工程师,从事水利水电建设管理工作。
贺钰钏(1968~),男,四川简阳人,黄河上游水电开发有限责任公司拉西瓦建设分公司高级工程师,从事水利水电建设管理工作。