向家坝水电站地下厂房缓倾角层状围岩稳定分析.docx

向家坝水电站地下厂房缓倾角层状围岩稳定分析樊启祥12王义锋2(1.清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084；2.中国长江三峡集团公司湖北宜昌443002)摘要：向家坝水电站地下厂房跨度33.4m、高85.2m为国内最大跨度与高度的地下厂房。缓倾角岩层中大跨度地下洞室群的开挖致使顶拱围岩稳定问题突出为典型结构面控制型地下岩体工程。采取三维离散单元法与应力位移监测相结合的研究对策对围岩稳定进行综合分析实施对穿锚索和系统锚杆的加固对策并基于监测成果说明厂房顶拱围岩在开挖加固后的稳定性。研究表明浅至中等埋深结构面控制型围岩稳定问题必须加强工程地质分析重视岩体的非连续性和各向异性宜采用非连续介质力学分析方法进行分析以实施针对性加固措施。关键词：岩石力学；层状围岩；监测；稳定性；三维离散元法中图分类号：TU45文献标识码：A文章编号：1000–6915(2010)07–1307–07StabilityAnalysisoFLayeredSurroundingRockMassofLargeUndergroundPowerhouseofXiangjiabaHydropowerStationFANQixiang12WANGYifeng2(1.StateKeyLaboratoryofHydroscienceandEngineeringTsinghuaUniversityBeijing100084China；2.ChinaThreeGorgesCorporationYichangHubei443002China)Abstract：TheundergroundpowerhouseofXiangjiabahydropowerstation(33.4m×85.2m)isthelargestundergroundpowerhouseintheworld.Excavationoflarge-spanundergroundcavernsingentlyinclinedstratumleadstosignificantstabilityproblemsofsurroundingrockmass.Both3Ddistinctelementmethodandstressanddisplacementmonitoringareusedtostudythesurroundingrockmassstabilityandtwo-endedanchorandsystematicboltsareusedtoreinforcethesurroundingrockmass.Thenbasedonthemonitoringresultsthestabilityofsurroundingrockisanalyzed.Theresearchrevealsthestructure-controlledsurroundingrockstabilityproblemofshallowormiddleburiedcavernandgreatattentionshouldbepaidtogeologyanalysisandthesurveyofrockmassgeometricfeaturesanddiscontinuity.Itisappropriatetousethediscontinuousmediummechanicsmethodandthentoimplementthecorrespondingoptimalreinforcementmeasures.Keywords：rockmechanics；layeredrockmass；monitoring；stability；3Ddistinctelementmethod1引言向家坝水电站地下洞室群规模宏大结构复杂主厂房跨度为33.4m高为85.2m为国内最大跨度与高度的地下厂房。主要洞室的上覆岩层厚度为100～225m由于其大跨度特征以及自重应力为主的初始应力条件属浅至中等埋深岩体工程。缓倾角岩层中大跨度地下洞室开挖致使围岩稳定问题突出为典型结构面控制型岩体工程[12]。岩体地下工程围岩稳定问题归结为岩体对开挖释放荷载的响应即开挖使岩体应力总体表现松弛由于受岩体特性和开挖结构形式的影响开挖变形特征可能存在非对称性等差异现象。