地下厂房洞室群岩柱厚度、洞跨与洞高的统计相关分析
地下厂房洞室群围岩稳定性方法研究
地下厂房洞室群围岩稳定性方法研究地下厂房洞室群围岩稳定性是指地下厂房洞室周围岩体的稳定性问题。
地下厂房洞室通常是为了满足人们的生产、生活和储存需求，因此洞室群围岩的稳定性对于地下厂房的长期运行、人员安全和资产保障至关重要。
在研究地下厂房洞室群围岩稳定性时，需要考虑以下几个方面的问题：首先，需要分析洞室群围岩的物理力学特性，包括岩石的强度、变形特性和破坏模式。
通过适当的岩石力学试验和野外观测，可以获取岩石的力学参数，如抗压强度、抗拉强度、抗剪强度等。
这些参数对于稳定性分析和设计起着重要的作用。
其次，需要考虑工程参数的影响，如洞室尺寸、埋深和周边岩性的条件。
洞室尺寸对岩体稳定性有直接影响，尤其是高宽比较大的洞室，容易导致岩体的变形和破坏。
洞室的埋深也会影响岩体的应力状态，从而影响岩体的稳定性。
周边岩性的条件决定了岩体的强度和变形特性，需要对周边岩性进行综合分析。
此外，岩体的结构面、节理和隐伏断层等地质构造的影响也需要考虑。
岩体中存在的结构面和节理体，会导致岩体的开裂和滑动，对岩体的稳定性产生不利影响。
隐伏断层的活动可能导致岩体的滑动和破坏，需要对其进行综合分析和评估。
最后，需要进行数值模拟和力学分析，包括有限元分析、离散元分析和解析方法等。
通过数值模拟可以模拟地下厂房洞室群围岩的应力-应变状态，预测岩体的破坏形态和稳定性。
数值模拟还可以进行灵敏度分析，评估不同参数对岩体稳定性的影响，为优化设计和工程措施提供依据。
综上所述，地下厂房洞室群围岩稳定性的研究是一项复杂的工作，需要考虑岩石力学特性、洞室尺寸与周边岩性、地质构造和数值模拟等多个方面的问题。
通过综合分析和评估，可以为地下厂房洞室的设计和建设提供科学依据，保障其长期稳定和安全运行。
隧道分析
岩土工程数值分析方法工程算例分析一、工程概况：某隧道工程，隧洞位于地下15米处，洞直径10米，直墙高10米，拱高5米，其具体尺寸见图1。
根据工程地质勘察报告，岩土各参数为：3/2500m kg =ρ，a Ρ×=Ε9104.1，27.0=v ，a c Ρ×=61072.2，o 35=ϕ。
地面上将修建一30层的高层建筑，根据估计每层每米有2.5吨的荷载直接作用于地基上。
图1. 工程截面及计算边界图二、计算要求：1. 分两种情况进行分析（1）先开挖隧洞，在修建地面建筑，分析全过程隧洞洞顶下沉位移、塑性区、拉坏区和压坏区；（2）地面上先修建好以后，再开挖隧道，分析隧洞洞顶下沉位移、塑性区、拉坏区和压坏区；2. 本分析考虑整个施工过程的影响，为更好地体现施工过程对隧道的影响，在分析中加荷分为三次进行，每次加荷10层（即250kN/m ）;3. 确定边界范围；4. 用有限元分析软件Ansys 建模、求解、分析。
三、计算前处理1. 理论分析采用等效节点力法，未开挖时先求解如下方程：[]{}[]W K =00δ （1）求出方程{}0δ后，再计算各单元的应力，通常认为开挖前位移已经完成，与开挖无关，故可以取{}00=δ，而初始应力场为{}0δ。
开挖后求解方程：[]{}[]F K −=02δ （2）开挖后的总位移、总应力分别为： 总位移：{}{}{}δδδ∆+=0总应力：{}{}{}σσσ∆+=0 在分析中具体体现为：（1）工况一：先在自重作用下计算出一个沉降值，再在上次计算的基础上分三步施加外荷载计算出总沉降值，由此总沉降值减除自重作用下的沉降值即为外荷引起的沉降。
（2）工况二：同样先计算在自重作用下的沉降值，外荷载的施加分两步进行，先计算所有外荷作用下的沉降值，再将隧洞范围内的单元设为死单元再进行一次计算，得出总沉降沉降值，由此总沉降值减去自重作用下的沉降值即为所求的沉降值。
2. 计算模型的选择（1）计算模型边界的确定地下工程： 一般取沿洞径D 各方向3～5D ，本模型中除了隧洞以上由工程限制为3D （15m ），其余三方均取5D （50m ），如图2示图2. 模型边界（2）模型的选择根据本工程情况，在两种工况作用下都将其视为连续体进行考虑，考虑荷载对隧洞的影响仅在一定范围内（即在图2确定的边界内），故对隧洞左方、右方、下方进行约束，左右限制其X 方向的位移，下方限制其Y 方向的位移，其边界约束见图3图3. 边界约束（3）单元类型的选择本分析中采用PLANE42单元。
岩土工程勘察-第十章-地下洞室的勘察与评价2
2. 岩性条件选择
➢ 岩性条件应选择比较坚硬、完整，力学性能较好且 风化轻微的岩体，特别注意岩体强度的选择。 ➢ 有软弱薄层状围岩，应尽量绕避。对于易于软化、 泥化和溶蚀的岩体及膨胀性和塑性岩体，也不利于围 岩稳定。 ➢ 层状岩体则以厚层结构为好，遇软硬及厚薄相间的 岩体，则应尽量将洞室顶板置于厚层坚硬岩体中。 ➢ 同一岩体内的压性断裂，往往上盘比较破碎，而下 盘比较完整，应将洞室置于下盘岩体中。
水文地质条件的选择
地下工程干燥无水时，有利于围岩稳定，因此 在地下工程选址时，最好选择地下水位以上的干燥 岩体或地下水量不大、无高压含水层的岩体内，应 尽可能避开饱水的松散土层、富水的断层破碎带及 岩溶化碳酸盐岩层。
地应力方向的选择
一般情况下，洞室轴向应与最大主应力方向垂 直，以改善洞室周边的应力状态，但当最大主应力 很大时，则洞轴向最好与之平行，以保证边墙的稳 定。
地段； ⑤ 地表倾斜大于10mm/m，地表曲率大于0.6mm/㎡，
或地表水平变形大于6mm/m 的地段。
下列地段作为建筑场地时，应评价其适宜性；
① 采空区采深采厚比小于30 的地段； ② 采深小，上覆岩层极坚硬，并采用非正规开采方
法的地段； ③ 地表倾斜为3～10mm/m，地表曲率为0.2~0.6mm/
3、地表移动盆地的分区
4、地表变形的分类 两种移动
垂直移动 水平移动
AB A B
三种变形
倾斜
i AB
A B
l AB
弯曲
KB
iAB iBC l12
水平变形
l
地表移动变形的计算 1、对于缓倾斜（倾角小于25º）矿层地表移动
和变形预测，可按表 10-23 计算。
2、矿层倾角近于水平或缓倾斜且开采已达充分 采动时，最大变形值可按表 10-24 计算。
巨厚红层大构造区域地下峒室群支护技术的探讨
巨厚红层大构造区域地下峒室群支护技术的探讨题目：巨厚红层大构造区域地下峒室群支护技术的探讨摘要：本文主要讨论巨厚红层大构造区域地下峒室群支护技术。
在这里，我们详细讨论了巨厚红层大构造区域特性、支护原理及支护技术，以及支护成功的案例。
此外，我们还分析了巨厚红层大构造区域地下峒室群支护技术及其应用中各种障碍和挑战。
最后，我们指出了将来发展支护技术的方向和前景。
关键词：巨厚红层大构造区域、支护技术、支护原理、支护成功案例正文：巨厚红层大构造区域是一种常见的大构造区域，由于其地下峒室群式构造形态及高岩层密度等特点，在此类区域的支护技术方面存在较多技术难点和挑战。
针对这些技术难点，工程技术人员提出了基于支护原理的支护技术，划分出了若干典型的支护方案，将其应用于巨厚红层大构造区域，并取得了较好的效果。
基于支护原理，工程技术人员提出了许多支护技术，如支护体系弹性分析、支护体系可行性分析、网络结构支护体系的设计等，使得支护技术应用于巨厚红层大构造区域地下峒室群有了根本性的改变，支护质量得到了显著提升。
有效解决了该区域支护技术难题，取得了明显的效果。
除此之外，在实施支护技术时，也会遇到各种障碍和挑战。
主要体现在支护体系结构布局、支护施工施工，支护精度控制、人工支护技术等方面。
如果未能及时有效地解决这些技术问题，将对支护质量产生不利影响。
未来，支护技术将会在巨厚红层大构造区域的应用中发挥越来越重要的作用，不仅将继续推进支护理论的发展，而且还将有助于拓展巨厚红层大构造区域的开发应用，同时根据支护领域的新科技成果更新和发展支护技术，使巨厚红层大构造区域开发应用更有效。
总之，巨厚红层大构造区域地下峒室群支护技术在不断推进支护理论的发展，拓展巨厚红层大构造区域的开发应用，更新和发展支护技术方面发挥着重要作用，将为未来巨厚红层大构造区域支护技术的发展提供良好的支撑。
具体而言，在巨厚红层大构造区域地下峒室群支护技术发展过程中，理论的发展是尤为重要的。
工程地质讲稿-第9章：地下洞室围岩稳定性
地下水作用
地下水压力、渗透性等对围岩 稳定性产生影响，特别是在软
弱岩体中更为显著。
围岩稳定性评价方法
工程地质分析法
通过对地质勘察资料进行综合 分析，评估围岩的稳定性和可
能发生的不良地质现象。
数值分析法
利用数值计算方法模拟围岩应 力分布、变形和破坏过程，为 工程设计和施工提供依据。
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重要性
围岩稳定性是地下洞室工程设计 和施工中的关键问题，直接关系 到工程的安全性、经济性和可行 性。
围岩稳定性影响因素
01
02
03
04
地质条件
包括岩体的物理性质、岩层结 构、节理裂隙发育程度和地下
水状况等。
洞室设计
洞室的跨度、形状、埋深、支 护方式等设计因素岩的扰动程度和 支护结构的及时性有直接影响
控制地下水压力
设置排水系统
在洞室周边设置排水系统，以降 低地下水压力和防止涌水。
采取止水措施
在洞室周边采取止水措施，如注 浆、粘土填塞等，以防止地下水
渗入。
合理选择施工方法
根据地下水压力情况，选择合适 的施工方法，如逆作法、分部开 挖法等，以减少对围岩稳定性的
影响。
监测与预警系统
设置监测点
在洞室周边设置监测点，对围岩位移、变形、应 力等情况进行实时监测。
工程地质讲稿-第9章地下洞室围岩 稳定性
目录
• 地下洞室围岩稳定性概述 • 地下洞室围岩应力分析 • 地下洞室围岩破坏模式与机理 • 提高地下洞室围岩稳定性措施 • 地下洞室围岩稳定性工程实例
01
地下洞室围岩稳定性概 述
定义与重要性
定义
地下洞室围岩稳定性是指围岩在 一定时间内保持其自身结构完整 性和稳定性的能力。
第10章地下洞室的勘察与评价
极 软 岩
岩定石性坚硬鉴程定度的定性划分
表3.2.1 代表性岩石
锤击声清脆，有回弹，震手， 难击碎； 浸水后，大多无吸水反应
末风化～微风化的；
花岗岩、正长岩、闪长岩、辉绿岩、玄武岩、安山 岩、片麻岩、石英片岩、硅质板岩、石英岩、硅质 胶结的砾岩、石英砂岩、硅质石灰岩等
锤击声较清脆，有轻微回弹， 稍震手，较难击碎； 浸水后，有轻微吸水反应
通常采用普罗托奇耶可诺夫的压力拱理论，简称为普氏压力 拱理论。该理论将洞室周围的岩石看 作是没有黏聚力的散粒体，计算出洞室上方任何一点的垂直压力 为：
q (h y) b2 x 2
f k b2 f k
1o 砂土及松散材料
f K tg
岩石坚固性系数
2o 整体性岩石
Байду номын сангаас
f K Rc / 10
3. 确定基本质量等级
岩体基本质量分级，应根据岩体基本质量的定性特征和岩体基 本质量指标（BQ）两者相结合，按表 4.1.1 确定。
基本质 量级别
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
岩体基本质量分级
表4.1.1
岩体基本质量的定性特征
坚硬岩，岩体完整
坚硬岩，岩体较完整； 较坚硬岩，岩体完整
坚硬岩，岩体较破碎； 较坚硬岩或软硬岩互层，岩体较完整； 较软岩，岩体完整
1.强风化的坚硬岩； 2.弱风化～强风化的较坚硬岩； 3.弱风化的较软岩； 4.未风化的泥岩等
锤击声哑，无回弹，有较深凹 痕，手可捏碎； 浸水后，可捏成团
1.全风化的各种岩石； 2.各种半成岩
名称 未风化 微风化 弱风化 强风化 全风化
岩石风化程度的划分
表3.2.2
风化特征
结构构造未变，岩质新鲜
大型地下厂房洞室群围岩稳定分析
第27卷 增1岩石力学与工程学报 V ol.27 Supp.12008年6月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering June ，2008收稿日期：2006–11–06；修回日期：2007–03–29作者简介：陈秀铜(1976–)，男，1998年毕业于武汉水利电力大学水利水电建筑工程专业，现为博士研究生，主要从事水电工程建设方面的管理及研究工作。
E-mail ：chenxiutong@大型地下厂房洞室群围岩稳定分析陈秀铜1，2，李 璐3(1. 武汉大学 水利水电学院，湖北 武汉 430072；2. 二滩水电开发有限责任公司，四川 成都 610021；3. 西南石油大学，四川 成都 610500)摘要：锦屏一级水电站最大坝高305 m ，为混凝土双曲拱坝，电站装机容量360×104 kW ，总库容77.6×108 m 3，调节库容49.1×108 m 3，是目前已建、在建和设计中的世界最高拱坝，其设计难度处于世界最高水平。
针对地下厂区围岩类别较低、结构面发育、高地应力场以及洞室群规模巨大等情况，应用损伤力学理论，对地下洞室群的稳定性进行三维非线性弹塑性损伤有限元模拟计算，以判定地下厂房洞室群布置、施工开挖顺序、围岩支护参数的合理性，并对数值模拟结果与地质力学模型试验结果进行对比分析。
结果表明，数值模拟和模型试验结果基本吻合，地下厂房洞室群围岩的整体稳定状态良好。
关键词：岩石力学；弹塑性损伤；地下洞室群；三维非线性有限元；地质力学模型试验中图分类号：TU 45 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2008)增1–2864–09STABILITY ANALYSIS OF SURROUNDING ROCK OF LARGEUNDERGROUND POWERHOUSE CA VERN GROUPCHEN Xiutong 1，2，LI Lu 3(1. School of Water Resources and Hydropower ，Wuhan University ，Wuhan ，Hubei 430072，China ；2. Ertan Hydropower Development Company Ltd .，Chengdu ，Sichuan 610021，China ；3. Southwest Petroleum University ，Chengdu ，Sichuan 610500，China )Abstract ：Jinping first stage hydropower station is a concrete double-curvature arch dam with a maximum height of 305 m. It has a total capacity of 360×104 kW ，the total reservoir capacity is 77.6×108 m 3，and the regulating capacity is 49.1×108 m 3. It is the highest in the world ，and its design complexity is at the world ′s top level. In response to the low surrounding rock classification ，developed structure planes ，high geostress and massive underground cavern group ，the 3D nonlinear elastoplastic damage finite element method is applied to analyze and compute the stability of underground cavern groups to make certain the rationality of the layout of underground cavern group ，the sequence of construction and support parameters of surrounding rock. By analyzing and comparing the numerical simulation results and geomechanical model experimental data ，it is indicated that the numerical simulation results agree well with the experimental data. The stability of the underground cavern group satisfies the requests of design.Key words ：rock mechanics ；elastoplastic damage ；underground cavern group ；3D nonlinear finite elements ；geomechanical model experiment1 引 言锦屏一级水电站位于四川省盐源县、木里县交界的雅砻江干流，是雅砻江水能资源最富集的中、下游河段五级水电开发中的第一级。
工程地质地下洞室问题研究
分析围岩变形破 坏时，应抓住其变形 破坏的始发点和发生 连锁反应的关键点， 预测变形破坏逐次发 展及迁移的规律。在 围岩变形破坏的早期 就加以处理，这样才 能有效地控制围岩变 形，确保围岩的稳定 性。
第二节 地下工程位置选择的工程地质评价
地下建筑位置的选择，除取决于工程目的要 求外，需要考虑区域稳定、山体稳定及地形、岩 性、地质构造、地下水及地应力等因素的影响。
（三）地质构造条件 1．褶皱的影响
褶皱剧烈地区， 一般断裂也很发 育，特别是褶皱 核部岩层完整性 最差。
地下洞室轴线与褶皱的关系
2．断裂的影响 断层破碎带及断层交汇区，稳定性极差。 地下掘进如遇较大规模的断层，几乎都要产生 塌方甚至冒顶(洞顶大规模突然坍塌破坏)。 一般情况下，应避免洞室轴线沿断层带布 置。如洞室轴线垂直或近于垂直断裂带，则所 需穿越的不稳定地段较短，但也可以产生塌方 或大量地下水涌入。 因此，在选址时应尽量避开大断层。
概述
地下洞室：指在地下或山体内部的各类建筑物。 如地下交通运输用的铁道和公路隧道、地下铁道等；
地下工业用房的地下工厂、电站和变电所及地下矿井巷 道、地下输水隧洞等；
地下储存库房用的地下车库、油库、水库和物资仓库等；
地下式水电站洞室布置剖面示意图
有压及无压隧洞
一般来说，地下工程所要解决的主要工程地质问题有如 下方面： １．在选择地下建筑工程位置时，判定拟建工程的区域 稳定性和山体岩体的稳定性（包括洞口边坡稳定和洞身 岩体的稳定）。 ２．在已选定的工程位置上判定地下建筑工程所在岩体 的稳定性。这个阶段除进行一般的岩体稳定评价以外， 还要解决一些与土建设计有关的岩体稳定方面的问题， 这些问题有：
3．层状弯折和拱曲 岩层的弯曲折断，是层状围岩变形失稳的 主要形式。 平缓岩层，当岩层层次很薄或软硬相间时， 顶板容易下沉弯曲折断。 在倾斜层状围岩中，当层间结合不良时， 顺倾向一侧拱脚以上部分岩层易弯曲折断，逆 倾向一侧边墙或顶拱易滑落掉块。 在陡倾或直立岩层中，因洞周的切向应力 与边墙岩层近于平行，所以边墙容易凸邦弯曲。
高海拔地区地下洞室群开挖研究
2017年第24卷第8期技术与市场技术研发高海拔地区地下洞室群开挖研究张朋飞，段彦武(中国葛洲坝集团第二工程有限公司，四川成都610091)摘要：青海黄河玛尔挡水电站地下厂房位于大坝下游右岸山体内，埋深约200 m ,工程地处海拔3 100 m 的青藏高原，地 下洞室群洞挖约130万m 3。
工程总体布置紧凑，结构形式复杂多变，洞室纵横交错，逻辑性强。
关键词：地下厂房；开挖；地质；研究doi ： 10. 3969/j . issn . 1006 - 8554. 2217.08.0491工程概况玛尔挡水电站初拟正常蓄水位3 275 m ,相应库容14. 82亿m3,调节库容2. 415亿m 3,具有季调节能力，电站初拟装机 容量2 200 MW ,多年平均发电量72. 394亿kW • h 。
工程规模 为一等大（1)型工程，枢纽建筑物主要由混凝土面板堆石坝、右 岸一条泄洪放空洞、右岸三孔溢洪道及右岸引水地下厂房等组 成，枢纽主要建筑物级别为1级，次要建筑物级别为3级。
玛 尔挡水电站地处海拔3 100 m 的青藏高原，地下洞室群洞挖约 130万m 3，工程程总体布置紧凑，结构形式复杂多变，洞室纵横 交错，逻辑性强。
工程规模大，施工项目多，涉及专业面广（土 石方明挖、石方洞挖、石方井挖、支护、钻孔灌浆、混凝土、压力 钢管制安、金属结构安装、砖砌体工程、装修工程等施工项目）； 结构类型多，结构尺寸大，其中主、副厂房及安装间全长 242.60 m ,开挖最大跨度29.30 m ,总高度74. 1 m ;高压竖井最 大开挖洞径10.6 m ，高159.2 m 。
2地下洞室群开挖特点1)工程规模大，地下洞室群洞挖约130万m 3;结构类型多，结构尺寸大，其中主、副厂房及安装间全长242. 60 m ,开挖 最大跨度29. 30 m ,总高度74. 1 m ;高压竖井最大开挖洞径 10. 6 m ,高 159. 2 m 。
岩体力学 中国地质大学 贾洪彪第八章地下洞室围岩稳定性分析
第八章地下洞室围岩稳定性分析第一节概述地下洞室(underground cavity)是指人工开挖或天然存在于岩土体中作为各种用途的构筑物。
从围岩稳定性研究角度来看，这些地下构筑物是一些不同断面形态和尺寸的地下空间。
较早出现的地下洞室是人类为了居住而开挖的窑洞和采掘地下资源而挖掘的矿山巷道。
如我国铜绿山古铜矿遗址留下的地下采矿巷道，最大埋深60余米，其开采年代至迟始于西周(距今约3000年)。
但从总体来看，早期的地下洞室埋深和规模都很小。
随着生产的不断发展，地下洞室的规模和埋深都在不断增大。
目前，地下洞室的最大埋深已达2 500m，跨度已超过30m；同时还出了多条洞室并列的群洞和巨型地下采空系统，如小浪底水库的泄洪、发电和排砂洞就集中分布在左坝肩，形成由16条隧洞(最大洞径14.5m)并列组成的洞群。
地下洞室的用途也越来越广。
地下洞室按其用途可分为交通隧道、水工隧洞、矿山巷道、地下厂房和仓库、地下铁道及地下军事工程等类型。
按其内壁是否有内水压力作用可分为有压洞室和无压洞室两类。
按其断面形状可分为圆形、矩形、城门洞形和马蹄形洞室等类型。
按洞室轴线与水平面的关系可分为水平洞室、竖井和倾斜洞室三类。
按围岩介质类型可分为土洞和岩洞两类。
另外，还有人工洞室、天然洞室、单式洞室和群洞等类型。
各种类型的洞室所产生的岩体力学问题及对岩体条件的要求各不相同，因而所采用的研究方法和内容也不尽相同。
由于开挖形成了地下空间，破坏了岩体原有的相对平衡状态，因而将产生一系列复杂的岩体力学作用，这些作用可归纳为：(1)地下开挖破坏了岩体天然应力的相对平衡状态，洞室周边岩体将向开挖空间松胀变形，使围岩中的应力产生重分布作用，形成新的应力状态，称为重分布应力状态。
(2)在重分布应力作用下，洞室围岩将向洞内变形位移。
如果围岩重分布应力超过了岩体的承受能力，围岩将产生破坏。
(3)围岩变形破坏将给地下洞室的稳定性带来危害，因而，需对围岩进行支护衬砌，变形破坏的围岩将对支衬结构施加一定的荷载，称为围岩压力(或称山岩压力、地压等)。
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表 ｌ 国内外十二座大 中型 电站 地下厂房洞室尺寸 、 主厂 房与主变 室间岩柱厚度 、 洞室最大 洞跨和最 大洞高比较 表
【 ： １ｒＪ． 垲 士 袄 １ 任
ｒ， 历 儿 １Ｊ八 ｕ
程地下厂房洞室群中的三个 因子进行 函数关系研究后 ， 出它们之 间符合 幂函数规律 ， 得 由此 只要设 计出两个几 何 因子 ， 即可
算 出第三个 函数量值 ， 从而 给工程设计带来 了很大的方便。 关键词 ： 地下厂房 ； 主厂房 与主变室间岩柱厚度 ； 相邻洞室最大洞跨 ； 相邻洞室最 大洞 高； 计相关分析 ； 统 经验公式 ； 关因子 相
６ ［ （ ２ （ ２ ： 上 ２ ： 旦 ＝ ） ＝呸（
∑【 ｇＢ Ｈ 一 ｏ（ ／ ） ｌ （／ ） ｌ Ｂ Ｈ ］ ０ ｇ
（） ５
相关系数 ｒ ： 为
∑ １ （／ ） ｌ （／ ） ・１ （／ ） ｌ （／ ） ［ ｇＬＨ 一ｏ ＬＨ ］ ［ ｇＢＨ 一 ｇＢＨ ］ ｏ ｇ ｏ ｏ
摧
…
． 恩
严
（ 国水 电顾 问集 团 成都勘测 设计研 究院 ， 中 四川 成 都 ６０７ ） １０２
摘 要： 在西南地区深山峡谷 中修 建水 电站 ， 绝大部分都考虑到水利枢 纽布置 的合理性 ， 将厂房等 水工建筑 物 布置在 地下 ，
从而形成大小不等的地下厂房 洞室 群 ， 由此而出现 了三个几 何因子 ： 厂房与 主变室 间岩柱厚度、 地下 相邻洞室 最大洞 跨和 洞 室最大洞 高。为设计需要 ， 究三者之间 的关系就显得很重要 。从统 计相关理论 分析 出发 ， 国内外 十二 座大 中型水 电工 研 对
正。将上述两个 比值
为此 ， 拟合 曲线为：
Ｌ Ｈ ：ａ Ｌ Ｂ） ／ （／
和 Ｂ Ｈ分别求对数 ， 认为其近似为一直线， 可以 见图 １ 。
是否还存在某种特定的函数关系是 当前设计工程 师们尤其关心和研究 的对象 。因此 ， 笔者试图用 统计相关理论对国内外十二座大 中型水电工程的
说明。
厂房与主变室间岩柱厚度 、 相邻洞室最大洞跨 和
洞室最大洞高列表进行 比较 ， 见表 １ 。 为了研究地下厂房三大洞室群的三个几何因 子， 将厂房 与主变室 间的岩柱厚度 、 相邻洞室最大 洞跨和洞室最大洞高分别用 、 Ｂ和 ，表示为函 数元素。 ２ １ 函数 公 式的建 立 ．
电工程 中的每项工程 和 的 比值作为因变量 ； 每项工程中 Ｂ与 比 值作为自变量列表见表 ２ 。 为分析资料方便直观 ， 特作出直角座标 图， 将
铅直座标轴 代 表 ｌ （ ／ ， ｏ Ｌ Ｈ）水平座 标 轴 代 表 ｇ ｌ （ ／ 。铅直 座 标 向上 为 正 ， 平 座 标 向右 为 ｏ Ｂ Ｈ） ｇ 水
首先将国内外十二座大中型水 电工程 的地下
与 日 比值 的算术平均值 ； ／ 为十二座大 中型 电 ＢＨ 站中 Ｂ与 日 比值 的算术平均值 ； ｇ Ｌ Ｈ） ｌ （ ／ 为每项 ｏ 工程 的 与 日的比求对数值 ， 由国内外 十二座 再 大中型 电站 中 和 日的 比求对 数值 的 平均 值 ； ｌ （ ／ 为每项工程的 Ｂ与 日的比求对数值 ， ｏ Ｂ Ｈ） ｇ 再 由国内外十二座 大 中型 电站 中 Ｂ和 日的 比求对 数的平均值 ， 它各项见表 ３中的表 头函数符号 其
中图分类号 ：Ｖ ２ Ｔ ７ １ Ｔ ２ ２；Ｖ ３ 文献标识码 ： Ｂ 文章 编号 ：０ －１４ ２ ０ ） ５ ）８ －４ １０１２８ （ ０ ６ ０ ４０ １０
１ 引 言
根据量纲分析原理 ， 考虑到物理方程 量纲 的
我国西南地 区水力资源极为 丰富 ， 大江大河
众多 ， 全年水量充沛 ， 大部分河流流经深山峡谷地
和谐性和任何一个物理方程都可改写成 以无量纲
项组成 的方程式 ， 为此 ， 国内外十二座大 中型水 将
区， 具备修建大型水 电站 的优越地理条件。但是 ，
由于河流两岸地势陡峻 ， 出于水利枢纽布置要求 经济合理考虑 ， 设计方一般将厂房等建筑物布置 在地下 ， 从而形成了大小不等的地下厂房洞室群。 因此而在设计上出现了三个几何因子 ： 地下厂房 与主变室间岩柱厚度 、 相邻洞室最大洞跨和洞室 最大洞高。对于这 三个 因子 的研究 ， 工程上常采 用工程类比分析法和有限元法 。洞室轮廓尺寸还 取决于设备几何尺 寸大小 。除此之外 ， 它们之间
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第２ ５卷第 ５期
２ ６年 １ ００ ０月
四
川
水
力
发
电
Ｖ １２ ｏ ． ５，Ｎ ． ｏ５ Ｏｃ ．． ｔ ２００６
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地 下厂 房 洞 室 群 岩 柱 厚 度 、 跨 与 洞 高 洞 的统 计 相 关 分 析
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刚 驰有 出八 。
表 ２ 国 内外十二座大中型电站地下厂房 与主变
推 导出 以下方 程式 ：
室间岩柱厚度 （ 与洞高 （ 比值 及洞室 ） 日） 最大洞跨 （ 与洞 高（ 比值表 日）
ｌ （／ ：ｏａ ｂ １ （ ／ ）一ｏ（ ／ ］ （ ） ｏ ＬＨ） ｌ ＋ ［ ｇ Ｂ Ｈ ｌ Ｂ Ｈ） ３ ｇ ｇ ｏ ｇ 式 中 ｌ ａ＝ｏ （／ ｏ ｇ ｌｇ Ｌ Ｈ） （） ｇ
地下厂房洞室群中的三个几何因子进行分析研究 。
２ 相 关 因子 的 函数 分 析
用对数表示即为：
ｌ （ 日）＝ｌ ａ＋ｂｏ （ ／ ｏ ｇ ｏ ｇ ｌｇ Ｌ Ｂ） （） ２
应用最小二乘法原理 ， 求各点值与 曲线各值 的偏差平方 和为最小 ， 列表进行计算 ， 见表 ３ 。
表 ３中 ， 日 国内外十二座大中型 电站 中 为