[发明专利]一种大型地下洞室群布置方法

摘要

本发明涉及地下洞室设计方法，其公开了一种大型地下洞室群布置方法，科学合理地确定相互平行的洞室之间的岩柱厚度。本发明中根据洞室群的结构和功能需要确定的相邻洞室水平跨度B₁、B₂，岩柱挖空率η，岩石单轴湿抗压强度R_s，以及围压影响系数K₂，目标安全系数[K]，按本发明提出的相应公式计算得到所需的相邻洞室岩柱厚度B。此外还可以利用该公式复核开挖后的洞室间岩柱的安全性。本发明适用于确定相互平行的洞室之间的岩柱厚度，如水电站地下主厂房、主变室、尾调(闸)室三大洞室之间，以及尾水洞之间等的岩体厚度，并判断其安全性。

主权项

一种大型地下洞室群布置方法，包括：首先确定主洞室群纵轴线方位，然后确定主洞室的洞形和尺寸，再确定主洞室之间的岩柱厚度，最后确定主洞室群谷坡侧岩体厚度和上覆岩体厚度；其特征在于，在确定主洞室之间的岩柱厚度时，按照以下公式计算出岩柱厚度B：$K=\frac{K_2{K}_v(1-\mathrm{\η})R_s}{K_1{\mathrm{\σ}}_z}\≥\left[K\right].$   公式①K₁＝1+(B₁+B₂)/2B   公式②式中：K为岩柱受压安全系数；K₁为洞室开挖后应力集中系数；B₁，B₂分别为相邻洞室的跨度；B为相邻洞室间岩柱厚度；K₂为围压影响系数，与初始地应力水平和开挖后卸荷程度有关；K_v为开挖前的围岩完整性系数；η为岩柱挖空率，即同一高程挖除的孔洞断面面积与全断面面积之比；R_s为岩石单轴湿抗压强度；σ_z为洞室顶部铅直向地应力；[K]为岩柱受压允许安全系数，在取值时，K₂取值范围为0.7～0.8，K_v可根据GB50287‑2006《水力发电工程地质勘察规范》取值，[K]取值2.0。