大型地下洞室群围岩稳定性地质研究

大型地下洞室群围岩稳定性地质研究

随着社会经济与科学技术的不断发展，我国加强了对西部地区能源的开发，但是在开发的过程中不得不考虑西部地区复杂的地形特点，这就需要建设大规模的地下厂房群，而地下空间却十分有限，因此，地下洞室群的开发与工程的建设以及运营的成本息息相关，加强对大型地下洞室群的开发和完善势在必行。本文将对工程的基础情况与基础地质条件、洞室群开发效应以及围岩稳定性概述进行研究。

标签：洞室群围岩稳定性工程

0前言

大型地下洞室群主要针对的是水利工程的建设，我国西部地区蕴含足够的水利资源，而水利资源一般处于西部地区的高山峡谷地带。这就对资源的开发和利用带来了一定的困难，于是，大型地下洞室群应运而生，我国青海省拉西瓦水电站是目前国内比较典型的工程，充分的体现了大型地下洞室群的各个方面特点。

1拉西瓦工程的基础情况与基础地质条件

拉西瓦水电站是我国青海省一个重要的水利枢纽，也是黄河上规模最大的一个水电站，其地位十分重要，与当地人民的生产和生活息息相关，通过深入调查了解，我们不难发现，拉西瓦水电站的地下厂房、闸门操作室等均分布在地下洞室内，而且结构繁杂而庞大，但其适应力较强，工作人员在地下室也能如在地上一样正常工作。所以，到目前为止，拉西瓦工程是我国所有工程中比较罕见的一个工程项目，极其具有代表性，是将工程建筑中的典范，对我国人民的生活带来了便利。

拉西瓦水电站经过一系列峡谷断裂层，地势十分险峻，特别是其坝区主要位于高原峡谷支出，高原峡谷支出河谷狭窄、山体浑厚、水流迅急，具有极强的开发价值。因此，将坝区选择在此处是利用自然的优势;地下岩层主要由印支期花岗岩组合而成，这种花岗岩结构十分紧密，且不易腐蚀，均分布在断裂面处;拉西瓦水电站地下水具有三种类型：花岗岩裂缝和砂板岩潜水以及脉状承压水，花岗岩中的缝隙潜水主要来源于大气和地下水补给，属于自然补给，汇集起来流向黄河，但受到当地气候等原因的影响，潜水的用水量并不可观。根据现场实验研究证明，岩体结构具有高重度、高强度以及变形小的特点，这在一定程度上给工程建设提供了物理支持。地下厂房洞室群位于花岗岩体当中，虽然受到一些自然变动以及人为改变，但是由于花岗岩的特性，岩体的总体质量还是非常不错的，能够完成项目工程的建设，并安全运行[1]。

2洞室群开发效应

许多规模不同、功能也不同的洞室位于地下空间内，它们紧密相联，所以，

其中的某个洞室开挖时，也会对周边的其他洞室造成一定的影响。因此，当挖开一个洞室后，二次应力就会对称分布在洞周围的岩石之内，而顶部与底部，二次应力以其中最大应力升高，升高的高度与升高区的大小会受到洞的宽度影响，一般会升高一米到两米左右;边墙区，同顶部与底部恰恰相反，二次应力主要是以最小主应力为主，相对应的降低幅度一般是洞的高度的一倍左右。

围岩与各个洞室的最大主应力普遍呈现对称分布，相反，最小主应力则呈现不对称分布，这主要是由于洞室是并列安排的，在开发时，会随着承重力的不同影响导致其呈现不对称分布，并随着受力面积的变化而变化。

通过对比单洞与洞室群开发效应的差异性可知，该水电站的最大主应力弱集中区增加，那么其相对的强集中区与弱卸荷区就会变小，然后相互融合成为一体，强卸荷区面积也相应有所增加，接近洞室之间相互融合并贯穿在洞室之间的岩墙上。主要厂房与主体变室之间的岩墙直接作用于岩墙的变化，并由主体变室向主厂房移动;而主变室与闸门室之间岩墙的上部直接影响主变室，并且向主变室的方向移动，当靠近主变室下部时，岩墙内的移动普遍受到旁边洞室的作用，进而转向该洞室;闸门室和尾调井之间的岩墙偏向于闸门操作室的作用，特别是越靠近边墙中部，作用越明显。岩体质量相对较好的部位，群洞效应在塑性屈服区方面的具体表现不明显;相反，塑性屈服区的面积增大，间距较小的洞室岩墙上的屈服区就会相互融合[2]。

3围岩稳定性概述

首先要做的是建立分析方案，利用规划好的方案指导实践，其次再进行稳定性的评价，拉西瓦水电站具有大型地下洞室群，因此，应将岩体、开发效应等都纳入到评价标准当中，并建立起大型地下洞室群稳定性的策略，这项策略不仅能够表明洞室群的开发效应以及群洞应效应，同时还有助于进行围岩地质研究，这在很大程度上降低了研究成本，而且也是延续水电领域大量经验的具体表现，适应能力较强，而且也将大型洞室群的工程特征纳入当中。

通过对拉西瓦水电站围岩稳定性进行研究可知，围岩主要是以局部不稳定为主，少量不稳定为辅，除此之外，在研究过程中加入了开发效应等内容，使围岩的评价标准相应的降低。

目前对于大型地下洞室群围岩稳定性的评价还不够完善，在一些附加方面还有待完善，比如：挖掘效应等。另外，若能够进一步完善其他附加方面，策略才能够充分发挥其作用，才能够对围岩稳定性进一步了解。对于群洞室的研究还可以延伸到很多方面，比如：群洞效应的规律与洞室规模等，这些在日后的研究过程中会慢慢展露头角[3]。

4结论

根据上文所述，通过上文对工程项目的洞室群、围岩的研究，我们了解了地形等因素对拉西瓦水电站的影响，并且初步运用大型地下洞群围岩稳定性分类对

拉西瓦水电站的洞室进行了稳定性评价，进而促进拉西瓦水电站在日后发展的道路上越来越好。

参考文献

[1]叶琳，邱龙辉，马边湘.一种基于VRML的圆锥体动态切割算法剖析与实现[J].青岛大学学报（工程技术版），2010，18（03）：259-261.

[2]刘光廷，陈凤岐，李鹏辉.砂砾软岩室内化学灌浆试验系统的研制及应用[J].清华大学学报（自然科学版），2012，20（05）：12-14.

[3]汪小刚，贾志欣，陈祖煜.岩石结构面网络模拟原理在节理岩体连通率研究中的应用[J].水利水电技术，2011，10（8）：158-159.