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叶巴滩地下厂房布置方案选择与围岩稳定分析

2018-11-06郑进修何建华张建海廖成刚高克静

水利与建筑工程学报 2018年5期

郑进修,何建华,张建海,廖成刚,高克静,杨 锦,罗 滔

(1.四川大学 水利水电学院 水力学及山区河流开发与保护国家重点实验室,四川 成都 610065; 2.中国水电顾问集团 成都勘测设计研究院有限公司,四川 成都 610072; 3.西京学院,陕西 西安710199)

叶巴滩水电站位于四川白玉县与西藏贡觉县境内的金沙江干流上,坝址区位于金沙江上游峡谷地区,河谷狭窄,岸坡高陡,地下厂房洞室群布置于坝轴线下游约230 m的右岸山体内,厂区断层发育,主要有NE、NEE、NW、EW三组方向,最发育的是NE—NEE、EW方向。表1为PD8等平洞揭示的主要断层[1-2]。

表1 厂区主要断层

厂区内片帮、高地应力现象明显,图1为平洞洞壁的片帮现象。地应力测试结果表明,水平埋深小于200 m时σ1小于20 MPa,水平埋深200 m以里的地应力介于22.34 MPa~37.57 MPa,属高偏极高应力区,最大主应力方向较稳定,介于250.6°~305.7°之间,平均280.5°,与河流呈大角度夹角。

图1平洞片帮现象

针对地质结构面和高地应力的限制,提出了圆筒式尾调室和长廊式尾调室两种方案。长廊式尾调室方案:尾调室与主厂房、主变室纵轴平行,尾调室中心线距机组中心线约139 m,总长155.00 m,宽25.0 m,高度87.1 m;圆筒式尾调室方案:尾水调压室分为1#和2#圆形调压室,直径达到52 m,高101 m,规模巨大。两种方案厂房长度均为250.90 m,其中主机间长160.50 m,安装间长61.20 m,副厂房长29.20 m;厂房吊车梁以下开挖跨度27.40 m,吊车梁以上开挖跨度约30.00 m,最大开挖高度71.54 m;主变室长176.00 m,开挖跨度19.40 m,开挖高度26.85 m。为了规避f97的影响,圆筒式的主厂房比长廊式方案主厂房向上游偏移了30 m[1,3]。

本次研究运用三维有限元方法对两种方案进行对比分析,研究两种方案开挖后的应力、应变和塑性区发展程度,进而给出推荐的厂房布置方案。……

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