大型地下厂房围岩稳定性及支护措施研究.pdf

第51卷第1期

工程施工水力发电2025年1月

大型地下厂房围岩稳定性及支护措施研究

任家辰，张辉，任旭华，张继勋，朱代富²，陆嘉伟3

（1.河海大学水利水电学院，江苏南京210024；

2.中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司，湖南长沙410014；

3.上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海230031)

摘要：为研究大跨度、高边墙地下厂房开挖过程中出现的围岩稳定性问题及不同支护措施效果，以西南地区某大

型水电站工程为例，采用三维非线性有限元法分析地下厂房围岩稳定性，并建立三维地质模型，对比分析不同支护

工况下地下厂房围岩变形、应力变化及塑性区的分布规律。结果表明：洞室顶拱、底板及拐角处易产生应力集中现

象，洞室开挖面切割出的岩体存在塑性损伤的风险；相较于无支护措施开挖，采取支护措施后，不同工况下地下厂

房围岩变形量、应力集中现象以及塑性区分布均有不同程度的减少；喷混凝土层+锚杆+预应力锚索系统支护的效果

最为显著，对围岩变形和损伤的控制作用优于锚杆+预应力锚索支护和喷混凝土层支护。

关键词：地下厂房；围岩稳定性；支护措施；变形；应力集中；塑性损伤；有限元法

ResearchontheStabilityandSupportMeasuresoftheSurroundingRockofLarge-scaleUndergroundPowerhouse

RENJiachen,ZHANGHui,RENXuhua,ZHANGJixun,ZHUDaifu²,LUJiawei?

(1.CollegeofWaterConservancyandHydropowerEngineering,HohaiUniversity,Nanjing210024,Jiangsu,China;

2.PowerChinaZhongnanEngineeringCorporationLimited,Changsha410014,Hunan,China;

3.ShanghaiMunicipalEngineeringDesignInstitute(Group)Co.,Ltd.,Shanghai230031,China)

Abstract:Inordertostudythesurroundingrockstabilityproblemsandtheeffectofdifferentsupportmeasuresintheexcavation

processoflarge-span,highsidewallundergroundpowerhouse,thispapertakesalargehydropowerstationprojectinSouthwest

Chinaasanexample,andusesthethree-dimensionalnonlinearfiniteelementmethodtoanalyzethesurroundingrockstability

ofundergroundpowerhouse.Thethree-dimensionalgeologicmodelisestablished,andthedeformationofsurroundingrockof

undergroundpowerhouse,thechangeofstressandthedistributionlawofplasticzoneunderdifferentsupportcond