李康
新疆额尔齐斯河流域开发工程建设管理局 新疆乌鲁木齐 830000
摘要：深埋隧洞围岩通常处于高地应力环境中，大尺寸的隧洞开挖必然导致围岩损伤破坏，同时长度达数公里或十几公里的隧洞工程将穿越更复杂的地质条件，这类复杂的工程条件一方面导致了岩体力学性质的复杂性，另一方面也构成了岩体破坏失稳类型多样性，将表现出更加复杂的变形破坏模式，这给深埋隧洞工程的支护设计带来了巨大的技术挑战。
关键词：深埋隧洞;围岩破坏;支护优化;
引言
随着我国常规水电以及抽水蓄能电站的不断发展，许多工程选择地下发电厂房布置方案。而对于深埋隧洞，地应力高，围岩蠕变时间长，若支护过早，则围岩作用在支护结构上的压力比例较大，且增长较快，需施加较大刚度的支护结构，这样会造成材料的浪费;若支护过迟，围岩存在发生大变形甚至坍塌的风险。因此，适时有效的支护措施对于围岩的稳定是非常必要的，目前我国隧洞支护结构参数设计主要依据实际工程的经验总结，对于不同埋深及地应力条件的隧洞，缺乏有效的定量化的设计方法。
1概述
岩体是一种非连续、非均质的各向异性材料。在人工开挖作用下，岩体将发生复杂的变形和失效模式，进而造成岩体的物理和力学属性发生显著的变化。近年来，随着水利、水电、能源资源、核废料存储、CO2封存等建设需求，地下工程开挖逐步向深部转移。深埋隧道开挖过程中将造成原岩应力释放，应力重新分布将造成开挖壁面围岩产生微裂纹。这些微裂纹在外力作用下扩展并汇聚，最终发展成宏观裂隙，部分岩体脱离围岩整体形成围岩开挖损伤区。开挖损伤区深度和范围的确定对围岩支护方案设计具有重要的影响作用。此外，开挖造成的围岩损伤将增大围岩的渗透性，形成流体泄露的潜在路径。因此，开挖损伤区形状和范围的预测分析是地下储库稳定性最为关键的问题之一。
2深埋围岩破坏模式与支护策略
2.1应变型岩爆
由于可延伸岩石通常形成圆形凹陷，因此也称为v形损伤。可伸缩岩的形状体现了岩石损伤的程度和支撑的必要性，如果损伤程度适中且损伤深度不超过0.5m，则损伤相对较弱。应变阈值是超过岩石强度的应力的结果，通常出现在应力变化最大的区域，例如。b .靠近新出土的手掌。从岩石支撑的角度来看，在选择锚固类型时应特别注意锚固的时效性，以便于快速安装和安装。
2.2结构损坏
有多种方法可以控制结构面，或相对于结构面变形岩石信息和损坏。一种常见的方法是，当侧壁出现时，由于NWs的陡倾角而导致鼓仓变形。但是，由于电压高，这种鼓仓连接与高电压密切相关。鼓仓变形主要是应力松弛的结果，因此面通常会延长。由于第二层深埋空心的最终剖面为圆形或接近圆形，因此这组支承面的功能也受到严重削弱。现场存在主要是NW的计划洞口和由该洞口引起的喷涂层，通常不作为确定锚固类型和参数化设计的基础。由两组或多组结构曲面截面造成的块损坏是结构曲面辊损坏的表示。如果挖空导致块完全露出，则损坏会以块的形式出现。支撑必须修剪到岩石中潜在的不稳定块，这也是锚定类型选择和锚定参数构造的重要基础。根深蒂固的条件下，这个街区的破坏也可能是由高电压驱动的，因此保持街区稳定所需的锚力通常高于平坦岩石。特别是对于沿隧道路线延伸较长的结构，高应力可能会与结构曲面一起损坏，方法是在结构的一侧截断岩石。如果岩石一侧存在小支承面，则通常会导致较大的损坏。这也是锚定类型选择和参数优化的基础。
3深埋围岩力学状态与支护要求分析
3.1优化原理
在地下洞室工程施工过程中，分区破裂是业界所关注的重要课题。从本次工程围岩分区破裂的监测结果来看，采取原设计方案显然难以取得预期加固效果。因此，结合工程实际以及相关学者在该领域的研究理论和实践，拟采用合理的浆液类型，采用中空分段螺旋式注浆锚管对各破裂区围岩进行分段、分区注浆，在有效提高破裂岩体黏聚力和内摩擦角的同时，充分发挥未破裂围岩圈层的作用，恢复输水隧洞围岩的整体性和强度，达到预期的支护效果和目标。
3.2支护要求分析
随着埋深的增加，高应力破坏风险和程度会不断加强成为锚杆类型选择和参数设计的基础，因此对支护设计提出了如下要求:(1)锚杆能够适应快速安装的需要，并且锚杆完成安装以后应能及时发挥作用，起到控制掌子面一带中等及中等以下岩爆的作用，确保施工人员的安全;(2)由于高应力破坏风险增高，掌子面一带锚杆量增大，要求这种临时锚固能够与永久锚固结合，构成永久支护的一部分，锚杆需要满足耐久性要求。
3.3加固效果分析
为了进一步验证优化支护方案的加固效果，在工程现场对原始方案和优化方案进行现场试验，并对隧洞关键部位的位移进行监测，通过位移量的大小对加固效果进行评价和分析。试验过程中对隧洞的拱顶、以及左右拱腰3个关键部位进行位移监测，每个部位从表面向内部按照1m的间隔设置6个监测点，自表面向围岩内部编号分别为1、2、3、4、5、6。优化方案下各个测点的位移值显著小于原始设计方案，说明优化方案在控制围岩位移变形方面具有十分显著的作用。另一方面，原始方案的围岩位移随着深度的增加存在比较明显的波动性，这显然和围岩内部存在多个破裂圈有关，而优化方案下的位移量随着深度的增加逐步减小，说明在优化方案下围岩的整体性得到显著提高，加固效果更为明显。
3.4深埋围岩基本力学状态分析
与浅隧道不同，深孔后岩石的应力达到或超过岩石的峰值强度，因此周一产生了岩石的一部分，拉伸后岩石的负荷大大减轻。岩石第二应力与隧道开挖后岩石强度的矛盾越大，岩石下落的面积就越大，拉伸量也就越大。隧道的其馀部分也是屈服的，具有屈服强度。但是，导致这些零件周围拉伸的应力变化是不同的，并且通常没有强烈的应力集中。因此，通常不存在不以棚或岩石的形式而是以岩石的变形形式出现的强有力的发电条件。开发某些结构面时，可能会沿结构面进行开放和剪切，但总的来说，变形是轻微变形，尤其是沿结构面，因为这些零件的能量级别较低，并且比应力集中区域更易于控制和处理。
最后一个词
结束语
(1)深埋隧道强度和应力的矛盾突出，破坏模式不同于浅认识，在浅认识中，不同破坏模型需要不同的支撑策略，其中应变爆炸、裂缝和裂缝是反映不同应力岩壁的岩石破坏的最具代表性的类型，因此在设计维护过程中必须区别开来，选择正确的锚类。(2)深孔隧道出口后，应力达到或超过峰值强度，洞室周围岩石将处于向下运动状态，战败后岩石的承载力将大大降低。但是，不同地区岩石的页岩拉伸可能会经历不同应力变化，需要不同的支撑策略。需要不同的支持策略。(3)随着深度的增加，应力破裂的风险和范围加大，为锚杆类型的选择和参数化设计提供了依据。因此，锚杆需要适合快速安装，并在安装锚后及时工作。临时支助可并入持久支助。
参考文献
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