锦屏二级水电站引水隧洞岩爆预测研究

论文摘要

岩爆是一种极为复杂的动力失稳现象.在深埋隧洞的勘察设计和施工过程中,高地应力及其诱发的频繁岩爆,是影响隧道洞室稳定的重要因素之一。本文结合锦屏二级水电站的工程实践,对锦屏二级水电站引水隧洞岩爆问题做了较全面的研究。本文的研究内容及结论包括一下几方面：（1）详细阐明了研究区的工程地质环境条件。重点对研究区的区域地质与区域稳定性、地形地貌条件、地层岩性及工程地质岩组、地质构造及其应力场演化、水文地质条件、围岩分级等方面进行研究。（2）详细阐述岩爆的形成机理,并根据其他工程实例和锦屏二级水电站交通辅助洞和探硐的相关资料,提出引水隧洞岩爆烈度分级依据。（3）通过隧道开挖的数值计算和3D-sigma有限元分析求得隧道开挖后铜壁最大切向应力。（4）在以上研究的基础上运用“应力强度比预测法”、“地质综合预测法”这两种方法对引水隧洞在开挖过程中可能出现岩爆的可能性、出现岩爆的地段、岩爆的烈度等作了预测。（5）通过加固措施分析,表明锚杆在岩爆防治中所起的作用主要是止裂并促使应力向围岩深部转移。锚固措施作用下,浅部围岩应力集中范围有所改善,锚杆在达到一定长度后不在发挥作用,锚杆加密对岩爆防治具有更明显的作用。应力释放孔对于改善围岩应力状态有明显效果,可以有效促使洞壁围岩应力向深部转移,是防治强烈及强烈以上岩爆的有效措施。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 课题研究的目的与意义
• 1.1.2 国内外研究现状分析
• 1.2 课题研究目标、研究内容
• 1.2.1 课题研究目标
• 1.2.2 课题研究内容
• 1.3 论文技术路线
• 第2章 研究区域工程地质条件
• 2.1 地形地貌
• 2.2 地层岩性
• 2.3 地质构造
• 2.3.1 区域应力场
• 2.3.2 地质构造
• 2.4 水文地质条件
• 2.5 岩石物理力学参数
• 2.6 围岩分类
• 2.7 工程区地应力场
• 第3章 岩爆形成机理与岩爆烈度分级
• 3.1 岩爆形成机理研究
• 3.2 岩爆烈度分级
• 第4章 引水隧洞岩爆预测
• 4.1 岩爆的产生条件及预测理论
• 4.1.1 岩爆的产生条件
• 4.1.2 岩爆预测理论
• 4.2 强度应力比岩爆预测
• 4.3 地质综合分析与预测
• 4.3.1 地应力条件
• 4.3.2 地层岩性
• 4.3.3 围岩结构
• 4.3.4 地质构造
• 4.3.5 地下水
• 4.4 现场实测法预报
• 第5章 引水隧洞岩爆防治研究
• 5.1 一般防治措施
• 5.2 加固原理
• 5.3 引水隧洞岩爆防治措施
• 结论
• 致谢
• 参考文献