基于大型水电站隧洞开挖施工的三维数值模拟研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com水利水电技术第43卷2012年第11期大型水电站隧洞开挖施工的三维数值模拟研究杜鑫一，刘小兵，张吉，赵文敬(1．西华大学能源与环境学院，四川成都610039；2．国电四川发电有限公司，四川成都610041；3．四川省水利水电勘测设计研究院，四川成都610072)摘要：随着我国水电站装机巨型化，隧洞大型化的发展，特大断面隧洞的出现使其施工面临严峻的考验。隧洞作为水电站的关键设施，对其施工导流、泄洪起着尤为重要的作用。利用ANSYS对大型隧洞开挖进行数值模拟，以了解大型隧洞的位移场分布，选择

2、合适的开挖方案。对保障施工安全、加快施工进度均具有十分重要的意义。关键词：大型水电站；隧洞；数值模拟；开挖方法中图分类号：TV551文献标识码：A文章编号：1000—0860(2012)11—0037—043·Dnumericalsimulationstudyontunnelingforlarge-scalehydropowerstationDUXin一，LIUXiaobing，ZHANGJi，ZHAOWenjin(1．SchoolofEnergyandEnvironmentofXihuaUniversity，Chengd

3、u610039，Sichuan，China；2．GuodianSichuanElectricPowerGenerationCo．Ltd．，Chengdu610041，Siehuan，China；3．SiehuanWaterResourcesandHydroelectricInvestigationandDesignInstitute，Chengdu610072，Sichuan，China)Abstract：Followingthedevelopmentofhydropowerstationwithgianthydro—ge

4、neratorunitandlarge—sizedtunnelinChina，theoccurrenceoftunnelwithsuperlarge—sizedcross—sectionmakesitsconstructionfacingwithanausterechallenge．Asoneofthekeyfacilitiesofahydropowerstation，tunnelplacesanimportantroleintheconstructiondiversionandflooddischargeofit．AnA

5、NSYSbasednumericalsimulationismadeontheexcavationoflarge—sizedtunnelherein，SOastomakesureofthedistributionofthedisplacementfieldofalarge—sizedtunnelandselectarelevantappropriateexcavationscheme．Thishasaveryimportantsignificanceforensuringconstructionsafetyandspeed

6、ingupconstructionprogress．Keywords：large—scalehydropowerstation；tunnel；numericalsimulation；excavationmethod工程上对大型隧洞施工的快捷、安全性提出了越短，最先进入6号导流洞上岔，与6号导流洞上岔交来越高的要求。基于大型隧洞存在分层分块的特点，于桩号0+232，为了对后续导流洞开挖施工方案的在各项措施中，以采取最合理的开挖方法是大型隧洞选择尽早做出理论依据，选取6号导流洞0+232至施工的基本思想。数值模拟计算可准确获取

7、隧洞位移0+282段进行有限元分析。该导流洞横断面见图1。及应力变化，对具体施工过程中的开挖方法的选择有2模型的建立着重要的指导意义。本文以一大型导流洞为研究对象，模拟其开挖过程，根据运算结果分析开挖过程中隧洞2．1计算范围的确定的位移等参数的变化，为该隧洞推荐适合的开挖方法。考虑工程的需要和有限元离散误差，选择计算范围隧洞中心点3～5倍开挖高度或宽度，在此范1工程概况某水电站共有3条导流洞，根据分析表明，各条收稿日期：2011-12—19导流洞先后开挖顺序对围岩位移、应力状态影响很作者简介：杜鑫(1981一)，男，水利水

8、电一级建造师，造价工程小J。根据该导流洞的实际情况，1号支洞长度较师，硕士。WaterResourcesandHydropowerEngineeringVol43No．11学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com杜鑫，等∥大型水电站隧洞开挖施工的三维数值模拟研究步、第五步