坪头水电站地下厂房顶拱衬砌裂损机理探讨
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摘要
在地下工程的建设和使用过程中,由于地质条件、设计、施工、运营等方面因素,造成地下洞室病害数量越来越多。其中衬砌裂损就是常见的洞室病害之一。由于对引起衬砌裂损的机理不清,盲目进行加固修复,造成加固修复效果不佳,甚至会产生新的安全隐患。可见,弄清衬砌裂损的机理是至关重要的。
本文以四川省凉山彝族自治州美姑河坪头水电站地下厂房为研究对象,通过对坪头水电站地下厂房衬砌裂损段进行数值模拟研究,揭示了地下厂房衬砌裂损的机理,得到如下结论:
(1)对于偏压地下洞室,影响洞室稳定的主要因素除了地形偏压的影响外,更重要的是地质构造偏压的影响;
(2)对于地下厂房拱部围岩,拱部左侧破坏的可能性最小,拱部右侧岩体,容易产生顺层滑移;
(3)对于地下厂房边墙,左侧边墙的岩体因易向洞内松动、下滑而不稳定,而右侧边墙岩体,岩体顺层滑动受深部岩层的约束而相对较稳定;
(4)坪头水电站地下厂房,在施工中,重点加强的部位是右侧拱部和左侧边墙,以减弱偏压的不利影响;
(5)坪头水电站地下厂房衬砌裂损的主要原因是:拱部右侧岩体产生顺层滑移挤压衬砌所致。
In the process of underground construction and usage,it lead to increasing numbers of underground cavern diseases,because of geological conditions、design、construction、operation and other factors,including lining split,which is one of common diseases of underground cavern.Because lining split mechanism is not clear, Blindfold strengthening and repairing can result in the unfavorable effect,and may even be a new hidden danger,it can be seen,lining split mechanism is very important.
This article talks underground powerhouse of PingTou Hydropower Station as the research object in Meigu River,Liangshan Yi Autonomous Prefecture of Sichuan Province,it reveals that mechanism of lining failure,based on numerical simulation Study of lining split Section of underground powerhouse,and Some conclusions are drawn as follows:
(1) As for unsymmetrical pressure underground cavern,geological the structure unsymmetrical loading is important for the stability main influence factors of underground cavern stability,include the effect of topographic unsymmetrical loading.
(2) As far as the arch surrounding rock of underground powerhouse is concerned, destructive possibility of left arch is the smallest,surrounding rock of right arch is liable to bedding slip;
(3) As far as the side wall of underground is concerned,the rock of the left side wall,which is easy to loose and glide,is unstable,but the rock of right side wall is relatively stable,because deep rock restrict bedding-slip;
(4) The Pingtou underground powerhouse is to focus on strengthening the right arch and the left side wall in the construction,in order to weaken the adverse effect of unsymmetrical loading;
(5) The lining failure is mainly due to the right arch of rock pressing lining because of bedding-slip in Pingtou underground powerhouse.
本文以四川省凉山彝族自治州美姑河坪头水电站地下厂房为研究对象,通过对坪头水电站地下厂房衬砌裂损段进行数值模拟研究,揭示了地下厂房衬砌裂损的机理,得到如下结论:
(1)对于偏压地下洞室,影响洞室稳定的主要因素除了地形偏压的影响外,更重要的是地质构造偏压的影响;
(2)对于地下厂房拱部围岩,拱部左侧破坏的可能性最小,拱部右侧岩体,容易产生顺层滑移;
(3)对于地下厂房边墙,左侧边墙的岩体因易向洞内松动、下滑而不稳定,而右侧边墙岩体,岩体顺层滑动受深部岩层的约束而相对较稳定;
(4)坪头水电站地下厂房,在施工中,重点加强的部位是右侧拱部和左侧边墙,以减弱偏压的不利影响;
(5)坪头水电站地下厂房衬砌裂损的主要原因是:拱部右侧岩体产生顺层滑移挤压衬砌所致。
In the process of underground construction and usage,it lead to increasing numbers of underground cavern diseases,because of geological conditions、design、construction、operation and other factors,including lining split,which is one of common diseases of underground cavern.Because lining split mechanism is not clear, Blindfold strengthening and repairing can result in the unfavorable effect,and may even be a new hidden danger,it can be seen,lining split mechanism is very important.
This article talks underground powerhouse of PingTou Hydropower Station as the research object in Meigu River,Liangshan Yi Autonomous Prefecture of Sichuan Province,it reveals that mechanism of lining failure,based on numerical simulation Study of lining split Section of underground powerhouse,and Some conclusions are drawn as follows:
(1) As for unsymmetrical pressure underground cavern,geological the structure unsymmetrical loading is important for the stability main influence factors of underground cavern stability,include the effect of topographic unsymmetrical loading.
(2) As far as the arch surrounding rock of underground powerhouse is concerned, destructive possibility of left arch is the smallest,surrounding rock of right arch is liable to bedding slip;
(3) As far as the side wall of underground is concerned,the rock of the left side wall,which is easy to loose and glide,is unstable,but the rock of right side wall is relatively stable,because deep rock restrict bedding-slip;
(4) The Pingtou underground powerhouse is to focus on strengthening the right arch and the left side wall in the construction,in order to weaken the adverse effect of unsymmetrical loading;
(5) The lining failure is mainly due to the right arch of rock pressing lining because of bedding-slip in Pingtou underground powerhouse.
引文
[1]陈先国,隧道结构失稳及判据研究,西南交通大学研究生博士学位论文,2002.12
[2]王明年,陈虬,隧道衬砌厚度的变异对其可靠度的影响,工程力学,1995增刊,P1429-1433
[3]Ladanyi Band Gill D E,Desngn of tunnel linings in creeping rock,Int.J.Mni&Geological Eng.,1988.6,P113-126
[4]朱合华等,新奥法技术与隧道结构的计算,公路隧道,1998年第2期
[5]徐发俊,洋条公路隧道病害分析和整治,隧道及地下工程,1995,16(3),P48-52
[6]蒲春平,隧道衬砌的裂缝与渗水及其整治研究,同济大学硕士论文,1998
[7]郑玉欣,隧道施工塌方机理分析及处治技术,铁道工程学报,199.92
[8]杨新安,黄宏伟,隧道病害与防治,上海:同济大学出版社,2003.9
[9]蒋正才,沙子坡隧道病害整治,隧道及地下工程,1995,16(1),P51-54
[10]Toshihiro Asakura,Yoshiyuki Kojima,Tunnel maintenance in Japan,Tunneling and Underground Space Twchnology,18(2003),P161-169
[11]秦银刚.公路隧道主要病害与整治对策初步研究[D].重庆交通学院.2006年,P26-44
[12]周起敬,姜维山,潘泰华主编,钢与混凝土组合结构设计施工手册,中国建筑工业出版社,1991.12
[13]曹双寅,邱洪兴等,结构可靠性鉴定与加固技术,北京:中国水利水电出版社,2001
[14]吕西林,建筑结构加固设计,北京:科学出版社,2001
[15]喻渝,挤压性围岩支护大变形的机制及判别方法,世界隧道,1999,(1):46-51
[16]徐则民,黄润秋,深埋特长隧道及其施工地质灾害,成都:西南交通大学出版社,2000
[17]郜勇刚,浅谈喷射钢纤维混凝土在隧道加固中的应用,山西建筑,2003.10.No.13,P51-52
[18]聂智平,朱少华等,关于某隧道群病害原因分析及结构安全性评估,华中科技大学学报(城市科学版),2003.9,P42-45
[19]黄波,龙门隧道的加固整治及稳定性评价,公路交通科技,2001.10.No.5,P42-45
[20]周玉宏,赵燕明等,偏压连拱隧道施工过程的优化研究,岩石力学与工程学报,2002.5,21(5),P679-683
[21]Weishen Zhu,Shucai Li etc,Systematic numerical simulation of rock tunnel stability considering different rock conditions and construction effects,Tunneling and Underground Space Technology,18(2003),P531-536
[22]董新平,丁锐,不稳定岩堆体中隧道修建技术,铁道工程学报,2001.6,No.2,P32-36
[23]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑工业出版社,2002,P100-300
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[25]方利成,杜彬,张晓峰.隧道工程病害防治图集[M].北京:中国电力出版社,2001,P53-72
[26]蒋元驹,韩素芳.混凝土工程病害与修补加固[M].北京:海洋出版社,1996,P69-152
[27]关宝树编.隧道力学概论[M].成都:西南交通大学出版社,1993,P15-132
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[31]赵永明,邓松华.云南某隧道硅衬砌裂损原因及整治措施[J].隧道及地下工程,1994,15(3),P33-36
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[33]陈荣魁.福建霞浦赤岭隧道地质病害及其处治措施[J].岩土工程界,2003,6(12),P69-71
[34]张伟,李夕兵,宫凤强,李地元,公路隧道衬砌裂缝成因分析及数值模拟研究[J],《工程建设》2007,P26-29
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[43]刘欣.龙滩水电站地下厂房洞室群围岩稳定性研究[D].贵州大学.2007年
[44]贺鹏.思林水电站地下厂房洞室群围岩稳定性研究[D].贵州大学.2008年
[45]庞芝碧,林宝尧,肖红艳,程国春,刘湘春,刘碚洪.四川省美姑河坪头水电站可行性研究报告1综合说明.2005.3
[46]田启文,吉云,胡亚东,邹子南.杨寿成.四川省美姑河坪头水电站可行性研究报告4工程地质.2005.3
[47]喻畅.坪头水电站地下厂房顶拱裂缝原因分析和处理报告.2007.6
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