岩臂梁.pdf

水利水电技术第! ! 卷" # # " 年第$ 期戚蓝等! 地下厂房岩壁吊车梁结构研究! 引言岩壁吊车梁是地下厂房的一种特殊结构形式, 它是通过锚杆( 或锚索) 将吊车梁锚固在岩壁上! 采用岩壁吊车梁这种结构形式, 无需吊车柱或墙, 可充分利用围岩承载能力, 不仅能减少地下硐室的开挖跨度, 有利于围岩稳定, 而且吊车或施工临时吊桥可先期投入运行, 加快厂房下部开挖及混凝土和机组安装进度, 经济效益十分显著! 我国鲁布革、广蓄、大朝山、小浪底、东风、太平驿、天荒坪等水利工程的岩壁吊车梁相继建成, 且运行良好! 目前采用这一技术的工程, 厂房围岩基本以! 、" 类围岩为主, 而本文研究的西龙池抽水蓄能电站吊车梁荷载较大, 厂房围岩以# 类为主, 地质条件较为复杂( 呈层状各向异性) , 故有必要对岩壁吊车梁这种结构型式进行深入的研究! 岩壁吊车梁施工与运行期的变形、应力, 以及稳定性是工程设计中所关注的主要问题! " 工程概况西龙池抽水蓄能电站枢纽工程位于山西省忻州地区五台县滹沱河与清水河交汇处上游, 由上水库、输水系统、地下厂房系统、下水库、地面开关站及副厂房、补水建筑物等组成! 地下厂房总装机容量为" # $ $ % & , 布置’台单机容量为( $ $ % & 的竖轴单级混流可逆式水泵水轮机组, 主厂房轴线方向为) & # * $ + , 设计开挖尺寸为" ’, ! ( - . # # ! * , - . ’* ! , - ( 长. 宽. 高) ! 厂区地形为陡坡、缓坡与悬崖峭壁相间组合的阶梯状, 地下厂房位于下水库库尾左岸呈鼻梁状山体内, 属深埋式, 其上覆岩体厚度为" / , 0 ( ( $ - ! 岩性为钙质石英粉砂岩、薄层灰岩、鲕状灰岩和柱状灰岩, 呈互层状结构, 层理发育! 厂区规模较大的构造有 1 " " # , 1 " " * , 2 , 等, 裂隙发育! 地下水呈层状分布, 类型为基岩裂隙水! 岩体属" 0 # 3 类围岩! 西龙池抽水蓄能电站地下厂房安装# 台# , $ 4 5 , $ 4 5 " $ 4 单小车桥式吊车, 单台桥机作用在一边轨道上的轮数为* 个, 吊车最大轮压为’( / 6 ) , 轨顶高程为 7 ’ 8 ! $ $ - ! 设计岩壁吊车梁高# ! ( - , 宽" ! / - , 上下游梁长都为" ( ’! ( - ! # 计算理论和模型建立# $ ! 计算理论方法采用弹塑性有限元计算程序分析计算! 程序中考虑地形、地层、地应力等地质影响, 也考虑施工开挖步序及支护情况, 可用来解决如下问题: 地下硐室围岩变形、应力和屈服域范围; 衬砌、吊车梁等混凝土结构的变位和应力状态; 锚杆、锚索的张拉力; 围岩力学参数敏感性分析等! 网格自动剖分, 前后处理功能强, 程序稳定可靠" ! # $ " 计算模型的建立在充分考虑西龙池抽水蓄能电站工程地形、地貌、地质条件、岩性、断裂带等因素的基础上, 高度从地表至硐室底边以下( 倍硐高处, 上下游岩体范围大于等于( 倍硐高! 在上述范围内剖分* 节点等参元! 吊车梁附近的岩性指标为: 容重为# 7 ! " 6 ) 5 - ( , 泊松比为$ ! ( # , 垂直变形模量为/ 9 2 : , 水平变形模量为 8 9 2 : , 凝聚力为$ ! , % 2 : , 摩擦角为( *