金川水电站地下厂房开挖方案优化分析

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1、西北水电·2014年·第3期19文章编号：1006-2610(2014103—0019—05金川水电站地下厂房开挖方案优化分析黄秋枫，杨勇(国电大渡河金川水电建设有限公司，四川省阿坝州443002)摘要：采用三维有限元方法对金川水电站地下厂房3种开挖方案进行数值模拟，对分期开挖过程中围岩破坏区、洞周位移、洞周应力的分布规律进行分析，结果表明：3种开挖方案在无支护情况下对围岩的影响基本相同，但开挖方案1略优于其他方案，建议在实际厂房开挖施工中采用方案1。关键词：地下厂房；数值模拟；开挖方案；优化分析；金川水电站中图分类号：TV731．6文

2、献标识码：AOptimizationandAnaLysisonAlternativesforUndergroundPowerhouseExcavation，JinchuanHydropowerProjectHUANGQiu-feng，YANGYong(GuodianDaduheJinchuanHydropowerConstructionCo．，Ltd，AbaPrefecture，Sichuan443002，China)Abstract：Byapplicationof3Dfiniteelementmethod，thenumericalsi

3、mulationsonthreealternativesfortheundergroundpowerhouseexcavationofJinchuanHydropowerProjectareperformed．Thedistributionlawofthefailurezonesofsurroundingrock，displacementofthetunnelcircumferenceandstressofthetunnelcircumferencedunngtheexcavationbystageisanalyzed．Theanaly

4、zingresultsshowthatimpactbythethreealternativesforthepowerhouseexcavationinconditionofsupportabsenceisthesame．ButAlternativeIissli曲tlybetterthantheothertwo．Therefore，AlternativeIisrecommendedtoapplyinthepowerhouseexcavation．Keywords：undergroundpowerhouse；numericalsimulat

5、ion；excavationalternative；optimizationandanalysis；JinchuanHydropowerProject拟定合理支护时机及参数，对金川电站地下厂房围0引言岩稳定进行分析计算是十分必要的。金川水电站地下厂房洞室群由主厂房、主变洞、1计算模型尾闸室、引水洞、母线洞、尾水洞等洞室组成。地下厂房洞室群规模较大，该洞群岩体为rI13z2(4)岩组本次计算有限元模型采用6面体8节点单元，共中厚层一厚层状变质细砂岩，岩体结构面发育，以层划分等参单元164752个。模型涵盖洞室群主要建筑间弱面居多，发育缓倾

6、角结构面；岸坡卸荷严重，地物，包括主厂房、主变室、尾水闸门室、母线洞、尾水质条件复杂。根据《工程地质报告》，三大洞室(地管、以及模型内的引水洞和尾水洞等。模型坐标原点下主厂房／主变室／尾闸室)IV、V类围岩的比例达位于4号机组中心，X轴与厂房轴线方向垂直，指向20％～40％，同时考虑到金川水电站岩层与洞室群下游为正；Y轴与厂房轴线方向重合，从4号机组指轴线夹角较小(3O。～40。)，倾角较陡，洞室开挖过向1号机组为正；Z轴与大地坐标重合，指向上为正。程高边墙卸荷严重，此外，厂区内缓倾t20断层、Ph沿、y、z轴3个方向的计算范围分别为3

7、03．33、挤压带的发育对洞室围岩稳定也有一定的影响。268．130、404．661TI。沿轴方向计算范围从一112．89以最新地质编录资料，三大洞室均在地下水位1TI到190．44m，沿l，轴方向计算范围从一76．50nl到以下，为全面分析计算厂区围岩稳定情况，有针对性191．50m，沿z轴方向计算范围从高程2060．34m到高程2465．O0m。计算模型包含120断层以及Ph条收稿日期：2014—03—22带。厂房洞室群有限单元网格和厂房整体模型及断作者简介：黄秋枫(1983一)，女，福建省福州市人，工程师，主要层切割图分别见图1、

8、2所示。从事水利水电工程建设管理工作．22黄秋枫，杨勇．金J『I水电站地下厂房开挖方案优化分析7期开挖完毕，3种方案主厂房顶拱位移都回弹到0．21cm；第8期开挖，主厂房洞室顶位移开始拱起拱，第9期洞室开挖