高應力/深部地下工程的軟弱夾層通常是誘發大型地下洞室圍岩大變形、局部破壞的控制性因素,如錦屏一級地下廠房因黃斑岩脈誘發大變形導致長停工進行加固、大崗山地下廠房因隱伏岩脈導致3000立體米的塌方事故。白鶴灘水電站是世界規模最大的水工地下洞室群,出露有延伸長達數公里、影響厚度達到1m、泥化明顯的軟弱層間錯動帶,其中C2、C3、C4等錯動帶貫穿地下廠房洞室群,給地下廠房洞室群錯動帶出露區的圍岩支護設計和開挖施工帶來極大挑戰。
為此,在馮夏庭院士帶領下,中國科學院武漢岩土力學研究所智慧組江權等研究人員,針對白鶴灘地下廠房洞群區域出露的層間錯動帶,通過室內力學試驗多角度揭示了白鶴灘錯動帶的强烈卸荷變形和剪脹現象、迴圈加卸載下能量耗散過程和力學參數的劣化機制(圖1),通過現場綜合觀測和施工支洞破壞調查總結出了錯動帶-母岩複合體的多種變形破壞模式與控制策略,基於裂化-抑制法思想提出白鶴灘錯動帶的先期錨固洞、控制弱爆破、表面快速封閉、內部交叉錨固等開挖支護等措施,有效减小施工對錯動帶的損傷擾動深度與程度,確保了地下洞室群高效安全開挖施工。
圖1白鶴灘地下廠房出露的錯動帶及其力學試驗
圖2白鶴灘錯動防控措施分析
該成果已在白鶴灘左右岸地下洞室群的錯動帶區域圍岩穩定性控制得到成功應用,確保了地下廠房按期進入機電安裝階段,為2021年7月份發電奠定了前提基礎。相關成果已發表於《岩土力學》、Tunnelling and Underground Space Technology、International Journal of Geomechanics等國內外主流期刊,並申請多項錯動帶防治方面的發明專利;成果作為重要創新點之一獲中國岩石力學與工程學會2019年度科技進步特等獎。
本文版權歸原作者所有,文章內容不代表平臺觀點或立場。如有關於文章內容、版權或其他問題請與我方聯系,我方將在核實情况後對相關內容做删除或保留處理!