卡里巴南岸水电站扩机工程地下厂房围岩稳定数值分析.pdf

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1、42马秀伟，皮漫，迟通．卡里巴南岸水电站扩机工程地下厂房围岩稳定数值分析文章编号：1006—26l0(2014】04—O042—05卡里巴南岸水电站扩机工程地下厂房围岩稳定数值分析马秀伟，皮漫，迟通，张帆(中国水电顾问集团西北勘测设计研究院有限公司，西安710065)摘要：借助三维辅助设计软件CATIA，建立已建及扩建洞室群整体三维几何模型；采用分块重建方法，解决因地形地质条件复杂引起的洞室群实体单元构建困难的问题。采用有限差分软件FLAC3D，考虑各扩建洞室布置、开挖支护顺序、运行情况等因素，进行三维仿真分析。掌握地下洞室群的应力以及变形情况，确定地下洞

2、室群的合理开挖顺序和围岩支护参数，评价地下洞室群的安全性和稳定性，并为扩建地下洞室群的设计工作提供依据。关键词：围岩稳定；FLAC3D；6-限差分法；CATIA中图分类号：TV731．6；TV223．31文献标识码：ANumericalAnalysisoilSurroundingRockStabilityofUndergroundPowerhouse，ExtensionofKaribaSouthBankHydropowerStationMAXiu—wet，PIMan，CHITong，ZHANGFan(HYDROCHINAXibeiEngineeringCo

3、rporation，Xi"an710065，China)Abstract：WiththehelpofaiddesignsoftwareCATIA，Awhole3Dgeometricmodeloftheestablishedandtobeextendedpowerhousecavernsisbuilt．Byapplicationofblock—re—buildingmethod，themodel(whichisdifficulttobuildduetothecomplicatedtopographicalandgeologicalconditions)ofs

4、olidelementofthecaverngroupisrebuilt．Thenthe3DsimulationanalysisisperformedbyapplicationofthefinitedifferencesoflwareofFLAC3Dandinconsiderationofthefactorssuchasarrangementoftheextende(1caverns，sequencesofexcavationandsupport，andoperation，etc．Thestressandstrainoftheundergroundcave

5、rns8relearnttofinalizethereasonableexcava．tionsequenceandsurrounding—rocksupportparametersoftheundergroundcavernsgroup，assessthesafetyandstabilityoftheunder—groundcaverns，andfurthermoretoprovidethedesignoftheextensionoftheundergroundcavernsgroupwiththeoreticalbasis．Keywords：surrou

6、ndingrockstability；FLAC3D；finitedifferencemethod；CATIA隧洞、地下厂房、尾水调压室、尾水隧洞、尾水出口、l工程概况地面主变和开关站。主厂房开挖总长101．1m，最卡里巴南岸水电站位于津巴布韦和赞比亚交界大开挖跨度25．1Ill，最大开挖高度49．4m，机组问的赞比西河上的卡里巴峡谷段，位于赞比西河和喀距23．0in。扩机工程建筑物的布置受已建电站地辅埃河交汇处上游40km，卡里巴水电站坝址距哈下厂房洞室群的限制，进水口只能布置在已建进水托雷市公路里程约290km。口的上游约150ITI的库区内，地下厂房临

7、近已建地卡里巴南岸扩建工程为在南岸岸坡山体内布置下厂房独立开挖形成，尾水调压室与地下厂房间净单独的引水发电系统，主体建筑物包括进水口、引水距约23．5Ill，采用“二机一井一洞”的布置方案。其中，进水口采用竖井式结构，单机单洞的引水方式；收稿日期：2014—01—21尾水调压室采用阻抗式，为直径24．00m的筒形穹作者简介：马秀伟(1986一)，男，山东省日照市人，助理工程师顶结构，总高度601TI，在尾水调压室内；2条尾水管从事水利水电工程设计工作．呈“V”形布置，进入尾水调压室后汇流于一条尾水西北水电·2014年·第4期43隧洞，尾水洞为马蹄形，洞径1

8、2．0m，长约300m。表3计算模型开挖步骤表开挖步骤开挖部位描述