大型地下洞室群开挖顺序选择及地下厂房施工技术研究
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摘要
地下空间的开发随同人类历史的发展一起经历了很长的时间,取得了长足的发展,从军事、工业、民用到交通、储存、市政,地下空间的应用范围越来越广泛。随着人类对地下空间的利用越来越普遍,提出了更高的要求,地下工程的研究仍具有困难性、必要性与紧迫性,需要我们对地下空间的各种工程进行一定的研究。其中特别是复杂、特殊的巨型地下洞室群需要重点的研究,为了防止意外的坍塌,进一步提高工程施工的质量,地下洞室群开挖顺序及施工技术的研究是必不可少的。
本文以龙滩水电站地下洞室群工程为研究对象,在介绍龙滩的工程概况、地质条件的基础之后,选择出较为合适的差分法来解决地下洞室群开挖的计算问题,然后根据所选的计算分析方法选用了FLAC程序来模拟不同的开挖顺序,从变形、应力、塑性区等多方面比较不同的施工方案,最终比选出较优施工方案,为地下洞室群施工作了前期准备。接着结合龙滩的施工情况以及以前类似工程的经验,对龙滩地下厂房的施工程序及方法进行了介绍与总结,并对厂房施工的部分关键技术进行了详细的研究。地下厂房内部的混凝土浇注也是地下洞室群施工的一部分内容,进行了一些研究。本文不仅详细介绍了厂房内部混凝土浇注的程序和方法,还对部分特殊部位的混凝土浇注有进一步的研究,并对施工中混凝土浇筑的温控方法进行了总结。本文从施工方案选取,到施工具体开挖、支护方法,再到各部位混凝土的浇注,比较全面的研究了巨型地下洞室群施工。希望本文所作的工作对以后类似的巨型地下洞室群工程能够起到一定的借鉴作用。
With the development of mankind, underground cavity has undergone for many years and made big progress. The underground cavity has been used in many areas, such as military, industry, civil, traffic and public works. With the wide use of underground cavity, people demand for higher standards. Because of the difficulties of it, we need to have a research on a certain scale. The most important of it is underground chamber whose shape is so big and irregular, so the sequence of the excavation and some certain technology require to be confirmed.
The project of underground cavity of hydroelectric power station in Long Tan and do the calculation of excavation by using the difference method is studied by this paper, then, use FLAC program to simulate the different sequence of the excavation and compare and confirm the construction plan on the basis of deformation, stress and plastic deformation. The introduction of construction plan is made and detailed study on key technology is done by this paper. The setting of concrete of underground cavity is also studied by the paper. Beside the introduction of the method of pouring concrete, paper also do the research of special part of concrete and summarize the methods of temperature control of mass concrete. The construction of underground cavity from selecting plan, excavation, and support method to pouring concrete in every part is researched by the paper. It is hoped that the work that the paper has done can draw on this experience of the large underground cavity.
本文以龙滩水电站地下洞室群工程为研究对象,在介绍龙滩的工程概况、地质条件的基础之后,选择出较为合适的差分法来解决地下洞室群开挖的计算问题,然后根据所选的计算分析方法选用了FLAC程序来模拟不同的开挖顺序,从变形、应力、塑性区等多方面比较不同的施工方案,最终比选出较优施工方案,为地下洞室群施工作了前期准备。接着结合龙滩的施工情况以及以前类似工程的经验,对龙滩地下厂房的施工程序及方法进行了介绍与总结,并对厂房施工的部分关键技术进行了详细的研究。地下厂房内部的混凝土浇注也是地下洞室群施工的一部分内容,进行了一些研究。本文不仅详细介绍了厂房内部混凝土浇注的程序和方法,还对部分特殊部位的混凝土浇注有进一步的研究,并对施工中混凝土浇筑的温控方法进行了总结。本文从施工方案选取,到施工具体开挖、支护方法,再到各部位混凝土的浇注,比较全面的研究了巨型地下洞室群施工。希望本文所作的工作对以后类似的巨型地下洞室群工程能够起到一定的借鉴作用。
With the development of mankind, underground cavity has undergone for many years and made big progress. The underground cavity has been used in many areas, such as military, industry, civil, traffic and public works. With the wide use of underground cavity, people demand for higher standards. Because of the difficulties of it, we need to have a research on a certain scale. The most important of it is underground chamber whose shape is so big and irregular, so the sequence of the excavation and some certain technology require to be confirmed.
The project of underground cavity of hydroelectric power station in Long Tan and do the calculation of excavation by using the difference method is studied by this paper, then, use FLAC program to simulate the different sequence of the excavation and compare and confirm the construction plan on the basis of deformation, stress and plastic deformation. The introduction of construction plan is made and detailed study on key technology is done by this paper. The setting of concrete of underground cavity is also studied by the paper. Beside the introduction of the method of pouring concrete, paper also do the research of special part of concrete and summarize the methods of temperature control of mass concrete. The construction of underground cavity from selecting plan, excavation, and support method to pouring concrete in every part is researched by the paper. It is hoped that the work that the paper has done can draw on this experience of the large underground cavity.
引文
[1]王梦恕,21世纪是隧道及地下空间大发展的年代,西部探矿工程,2000,(1):7～8
[2]本书编委会,城市地下空间开发利用关键技术指南,北京:中国建筑工业出版社,2006
[3]货少辉,地下工程,北京,清华大学出版社,北京交通大学出版社,2006
[4]单水荣,贯彻与落实人防工程建设规划,中国人民防空,2002,(10):26～27
[5]孔祥金,日中利用地下空间发展交通工程情况,广东公路勘察设计,2006,(1):38～42
[6]朱大明,马丽娅,居住区地下空间开发及其平战结合的几点原则,2002,(5):31～31
[7]霍新阁,上海城市地下空间开发利用管理,2006,(3):29～31
[8]杨述仁,周文铎,地下水电站厂房设计,北京,水利电力出版社,1993
[9]李攀峰,大型地下洞室群围岩稳定性工程地质研究,博士学位论文,成都理工大学,2004
[10]李协生,地下水电站建设,四川水力发电,1993,(3):57～63
[11]黄源芳,拉格朗德二级电站的扩建工程,人民长江,1992,23(7):7～13
[12]李洪涛,大型地下厂房施工程序及开挖方法研究,硕士学位论文,武汉大学,2004
[13]李术才,王渭明,大型洞室群不同开挖顺序围岩稳定效果分析,山东矿业学院学报,1997,16(2):128～132
[14]吴波,高波,漆泰岳,蒋正华,城市地铁区间隧道洞群开挖顺序优化分析,中国铁道科学,2003,24(5):23～28
[15]邓昌铁,魏庭光,天荒坪抽水蓄能电站地下洞室群合理开挖顺序研究,河海大学学报,1999,27(5):68～72
[16]尤相增,王全亮,王琳,小浪底地下厂房施工,水利水电工程设计,2001,20(2):10～13
[17]杨兴国,加快小湾水电站地下厂房施工的技术措施探讨,四川大学学报,2001,31(1):23～26
[18]岑允元,百色水利枢纽大坝及地下厂房施工方法研究,人民珠江,1997,(6):42～46
[19]林山,朱海涛,西龙池抽水蓄能电站地下厂房岩壁吊车梁钢筋混凝土浇筑施工,青海水利发电,2006,(3):34～35
[20]杜广恩,索风营水电站地下厂房岩锚吊车梁镜面混凝土施工,贵州水力发电,2004,18(3):51～54
[21]王中祥,蔡礼坤,漫湾水电站二期工程地下厂房岩壁吊车梁混凝土施工,葛洲坝集团科技,2006,(2):35～38
[22]李正惠,吴建平,尾水隧洞衬砌混凝土施工,人民长江,2000,(4):13～15
[23]张孝松,龙滩水电站地下洞室群布置及监控设计,岩石力学与工程学报,2005,24(21):3983～3989
[24]李善忠,杨天吉,曾浩,龙滩水电站地下厂房开挖技术,2005,31(4):57～59
[25]石青春,浅谈龙滩水电站地下厂房系统的施工设计,施工组织设计,1995,(4):25～30
[26]赵海斌,李学政,张孝松,龙滩水电站地下厂房洞室群围岩稳定性研究,水力发电,2004,30(6):37～40
[27]Mrata Dolezalova,Tunnel complex unloaded by a deep excavation, Computers and Geotechnics,2001,28(6):469～493
[28]Kim Y L,Amadei B, Pan E,Modeling the effect of water,excavation sequences and reinforcement with discontinuous deformation analysis,Int. J. Rock Mech. and Min. Sci.,1999,36(7):949～970
[29]Monsen K,Burton N,A numerical study of cryogenic storge in underground excavations with emphasis on the rock joint response, Int. J. Rock Mech. and Min. Sci.,2001,38(7):1035～1045
[30]王复明,李嘉,蔡迎春,路面雷达电磁波的时域有限差分法模拟,郑州大学学报,2005,26(1):28～52
[31]张友葩,高永涛,吴顺川,方祖烈,失稳挡土墙加固数值分析,交通运输工程学报,2003,3(4):17～21
[32]李祖伟,黄华华,钟宁,偏微分方程在解决工程实际工作中的应用,重庆交通学院学报,2000,19(4):124～128
[33]梁海波,李仲奎,谷兆祺,FLAC程序及其在我国水电工程中的应用,岩石力学与工程学报,1996,15(3):225～230
[34]寇晓东,周维垣,杨若琼,三维快速拉格朗日法及其在拱坝稳定分析中的应用,水利水电技术,2000,31(7):4～7
[35]FLAC3D, Fast Lagrangian Analysis of Continua in 3 Dimension,Version 2.0 User's Manual, Itasca Consulting Group, Inc. USA
[36]杨立强,张中杰,林舸,王岳军,FLAC基本原理及其在地学中的应用,地学前缘,2003,10(1):
[37]张雪东等,呷爬滑坡稳定性的FLAC-3D数值模拟分析,岩土力学,2003,24(增1),113～116
[38]寇晓东,周维垣,杨若琼,FLAC-3D进行三峡船闸高边坡稳定分析,岩石力学与工程学报,2001,20(1):6～10
[39]吴传斌,施斌,孙宇,赵永贵,昆明白泥井3号隧道围岩稳定性FLAC3D模拟,水文地质工程地质,2004,(6):52～55
[40]吴礼舟,黄润秋,锚杆框架梁加固膨胀土边坡的数值模拟及优化,岩土力学,2006,(4): 605～614
[41]曾静等,佛子岭抽水蓄能水电站地下厂房施工开挖过程的FLAC^3D数值模拟,岩土力学,2006,(4):637～642
[2]本书编委会,城市地下空间开发利用关键技术指南,北京:中国建筑工业出版社,2006
[3]货少辉,地下工程,北京,清华大学出版社,北京交通大学出版社,2006
[4]单水荣,贯彻与落实人防工程建设规划,中国人民防空,2002,(10):26～27
[5]孔祥金,日中利用地下空间发展交通工程情况,广东公路勘察设计,2006,(1):38～42
[6]朱大明,马丽娅,居住区地下空间开发及其平战结合的几点原则,2002,(5):31～31
[7]霍新阁,上海城市地下空间开发利用管理,2006,(3):29～31
[8]杨述仁,周文铎,地下水电站厂房设计,北京,水利电力出版社,1993
[9]李攀峰,大型地下洞室群围岩稳定性工程地质研究,博士学位论文,成都理工大学,2004
[10]李协生,地下水电站建设,四川水力发电,1993,(3):57～63
[11]黄源芳,拉格朗德二级电站的扩建工程,人民长江,1992,23(7):7～13
[12]李洪涛,大型地下厂房施工程序及开挖方法研究,硕士学位论文,武汉大学,2004
[13]李术才,王渭明,大型洞室群不同开挖顺序围岩稳定效果分析,山东矿业学院学报,1997,16(2):128～132
[14]吴波,高波,漆泰岳,蒋正华,城市地铁区间隧道洞群开挖顺序优化分析,中国铁道科学,2003,24(5):23～28
[15]邓昌铁,魏庭光,天荒坪抽水蓄能电站地下洞室群合理开挖顺序研究,河海大学学报,1999,27(5):68～72
[16]尤相增,王全亮,王琳,小浪底地下厂房施工,水利水电工程设计,2001,20(2):10～13
[17]杨兴国,加快小湾水电站地下厂房施工的技术措施探讨,四川大学学报,2001,31(1):23～26
[18]岑允元,百色水利枢纽大坝及地下厂房施工方法研究,人民珠江,1997,(6):42～46
[19]林山,朱海涛,西龙池抽水蓄能电站地下厂房岩壁吊车梁钢筋混凝土浇筑施工,青海水利发电,2006,(3):34～35
[20]杜广恩,索风营水电站地下厂房岩锚吊车梁镜面混凝土施工,贵州水力发电,2004,18(3):51～54
[21]王中祥,蔡礼坤,漫湾水电站二期工程地下厂房岩壁吊车梁混凝土施工,葛洲坝集团科技,2006,(2):35～38
[22]李正惠,吴建平,尾水隧洞衬砌混凝土施工,人民长江,2000,(4):13～15
[23]张孝松,龙滩水电站地下洞室群布置及监控设计,岩石力学与工程学报,2005,24(21):3983～3989
[24]李善忠,杨天吉,曾浩,龙滩水电站地下厂房开挖技术,2005,31(4):57～59
[25]石青春,浅谈龙滩水电站地下厂房系统的施工设计,施工组织设计,1995,(4):25～30
[26]赵海斌,李学政,张孝松,龙滩水电站地下厂房洞室群围岩稳定性研究,水力发电,2004,30(6):37～40
[27]Mrata Dolezalova,Tunnel complex unloaded by a deep excavation, Computers and Geotechnics,2001,28(6):469～493
[28]Kim Y L,Amadei B, Pan E,Modeling the effect of water,excavation sequences and reinforcement with discontinuous deformation analysis,Int. J. Rock Mech. and Min. Sci.,1999,36(7):949～970
[29]Monsen K,Burton N,A numerical study of cryogenic storge in underground excavations with emphasis on the rock joint response, Int. J. Rock Mech. and Min. Sci.,2001,38(7):1035～1045
[30]王复明,李嘉,蔡迎春,路面雷达电磁波的时域有限差分法模拟,郑州大学学报,2005,26(1):28～52
[31]张友葩,高永涛,吴顺川,方祖烈,失稳挡土墙加固数值分析,交通运输工程学报,2003,3(4):17～21
[32]李祖伟,黄华华,钟宁,偏微分方程在解决工程实际工作中的应用,重庆交通学院学报,2000,19(4):124～128
[33]梁海波,李仲奎,谷兆祺,FLAC程序及其在我国水电工程中的应用,岩石力学与工程学报,1996,15(3):225～230
[34]寇晓东,周维垣,杨若琼,三维快速拉格朗日法及其在拱坝稳定分析中的应用,水利水电技术,2000,31(7):4～7
[35]FLAC3D, Fast Lagrangian Analysis of Continua in 3 Dimension,Version 2.0 User's Manual, Itasca Consulting Group, Inc. USA
[36]杨立强,张中杰,林舸,王岳军,FLAC基本原理及其在地学中的应用,地学前缘,2003,10(1):
[37]张雪东等,呷爬滑坡稳定性的FLAC-3D数值模拟分析,岩土力学,2003,24(增1),113～116
[38]寇晓东,周维垣,杨若琼,FLAC-3D进行三峡船闸高边坡稳定分析,岩石力学与工程学报,2001,20(1):6～10
[39]吴传斌,施斌,孙宇,赵永贵,昆明白泥井3号隧道围岩稳定性FLAC3D模拟,水文地质工程地质,2004,(6):52～55
[40]吴礼舟,黄润秋,锚杆框架梁加固膨胀土边坡的数值模拟及优化,岩土力学,2006,(4): 605～614
[41]曾静等,佛子岭抽水蓄能水电站地下厂房施工开挖过程的FLAC^3D数值模拟,岩土力学,2006,(4):637～642