西部建设中的软岩工程问题(1)程力学毕业论文(2)

　　2.3  建议

　　⑴ 地下洞室施工中应严格按设计施工程序进行，不要为加快施工进度轻易更改。如为加快施工进度，承包商沿尾调室上游边墙底部开挖出渣通道进行6条尾水管的挖掘，造成尾调室下部成为单薄的承力岩板，致使围岩处于严重破损的危险境地，应引以为戒。

　　⑵ 由于岩体开挖后必将释放应力和变形，其巨大的能量是很难压制的(如二滩b、c断面预应力加固锚索因岩爆而拉断)，因此加固的锚索应不施加预应力(对已破损且不再有大的应力释放部位可以施加预应力)，预留一定的调节变形量，只起到限制坍落并减少岩体松动的作用。对于高应力区则采用胀壳式锚杆增加岩体抗剪强度，避免砂浆式锚杆因高应力作用使砂浆损坏而造成锚固失效。

　　3  结束语

　　以上是二滩水电站建设中出现的软岩工程问题，事实上，其他工程也可能存在类似的软岩工程问题。如：

　　3.1  溪落渡水电站地下厂房

　　溪落渡水电站地下厂房三大洞室对称布置于两岸库内山体中，垂直和水平埋深均大于300m，洞室围岩均由新鲜、坚硬、完整性好~较好的玄武岩组成。岩体应力量值中等，σ₁=16~18mpa，方向n60°~70°w，接近水平；σ₂=11~13mpa，近直立；σ₃=6mpa，方向n20°~30°e，近于水平。岩体透水性较弱，含水极少，为裂隙和脉状含水，洪枯水位变化幅度约15m，地下水位高程375（枯）~390（洪）。

　　左岸地下厂房轴线n24°w，与最大主应力成35°~45°的夹角。顶拱围岩均为p₂β₆层，边墙由p₂β₆、p₂β₅和p₂β₄层组成，主变室顶拱主要为p₂β₆层，部分为p₂β₅和p₂β₇层。

　　右岸地下厂房轴线n70°w，与最大主应力的夹角小于10°，厂房和主变室顶拱主要为p₂β₄层，边墙为p₂β₃~p₂β₄层，尾调室由p₂β₃~p₂β₆层组成。

　　洞室区层间错动发育较弱，层内错动主要发育于5层中下部和6层中部，规模一般较小，破碎带厚度薄，嵌合紧密，以新鲜的裂隙岩块型为主，裂隙稀疏短小。围岩类型约2/3为ⅱ类，1/3为ⅲ₁类，局部层内错动发育带，且在顶拱埋深较浅的部位为ⅲ₂~ⅳ₁类，围岩稳定条件整体较好。

　　可能存在的软岩工程问题主要有三方面：

　　⑴ 当缓倾角的错动带在顶拱集中发育成带，且埋深较浅时，或错动带与裂隙组合构成不利的块体时，有可能出现局部的塌顶或掉块。

　　⑵ 在错动带较发育、岩体较破碎、围岩类别较低的部位，在开挖后二次应力调整的作用下，易发生塑性变形。

　　⑶ 在洞室群交叉和洞室的拐点，如尾水管、母线洞、交通洞等部位，应力分布较复杂，容易产生一定范围的塑性变形和位移。

　　3.2  锦屏一级水电站地下厂房

　　锦屏一级水电站坝址位于变质岩地区，地质构造复杂，在钻孔与探洞中有岩心饼化及片帮的发生，表明坝址为高地应力区。其最大主应力σ₁一般为25～30mpa，最大达35.7～40.4mpa，方向介于n36°w～n67°w之间，平均n51°w，与岸坡走向近于垂直；倾角变化较大，最小3°，最大57°。产生高应力的原因，除本区所处特殊的大地构造环境，岩体中残留有较高构造应力外，还与本区河谷深切、谷坡高陡、岩体自重应力较大有关，从而构成坝区自重应力、构造应力及构造残余应力迭加的高应力场。另外，随岸坡高程增加，岩体应力降低；同一高程随着水平深度的增加，岩体应力升高，应力水平分带性明显。

　　以上现象表明，在地下厂房系统开挖中，将会出现比二滩地下厂房开挖时更为严重的岩石板裂、葱皮、剥落掉块、混凝土喷层开裂、脱空及岩爆等一系列工程软岩问题。这些工程软岩问题以什么方式表现？什么时候出现？在哪些部位最容易产生？采用什么工程处理措施能更有效地予以解决等等？都是今后工作中需要进一步探讨和研究的。

　　在岩石三轴压缩试验中，杂色角砾状大理岩变形模量、弹性模量出现围压为5mpa时变形模量、弹性模量值最高，0mpa时最低，围压从0mpa升高至5mpa，变形模量、弹性模量值升高154%～117%；从5mpa升高至10mpa，变形模量、弹性模量值降低18%和12%；从10mpa升高至15mpa，变形模量、弹性模量值降低33%和31%。峰值抗压强度则是围压为10mpa时最高，0mpa时最低。这一现象初步表明杂色角砾状大理岩具有围压超过5mpa以后岩石变形性质随围压的增加而降低，围压超过10mpa以后岩石强度性质随围压的增加而降低的规律，即此种岩石在较高围压应力条件下具有工程软岩（高应力软岩）的特性。

　　3.3  软岩工程前景

　　随着西部大开发的深入，西部水电建设的发展，必将越来越多地触及到软岩（高应力软岩）工程问题。及时开展软岩工程问题的试验研究，摸清它发生、发展的规律，提出相应的、切实有效地预测、防范及解决方法是十分必要的，

　　参考文献

　　[1]  软岩工程力学  何满潮、景海河、孙晓明著，科学出版社，2002年，北京

　　[2]  溪洛渡水电站岩石力学问题与试验研究  曾纪全、贺如平，西部大开发中的岩石力学与工程问题  第八届全国岩石力学与工程学术大会论文集，科学出版社，2004年9月，北京

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