滇中红层软岩引水隧洞节理围岩稳定性研究

摘要

为了研究滇中红层软岩地质条件下引水隧洞开挖后节理岩体的应力、变形以及塑性区特征，以云南省禄丰市大地箐东侧引水隧洞工程区为例，结合现场水压致裂法地应力测试数据，分析了引水隧洞围岩发生岩爆的可能性，并运用MIDAS/GTS NX有限元模拟软件，以节理为主要影响因素，研究了隧洞开挖后围岩的稳定性。结果表明：最大水平主应力σ_h1测试值的范围为3.74～15.52 MPa,属于中等-低地应力范围，σ_h1方向为N15°～41°W,研究区受到NNW-NW方向的地应力作用；引水隧洞附近围岩强度应力比R_b/σ_m为5.2,属于4～7之间，可能会出现轻微岩爆，建议采取洒水的方式软化开挖面表层，并加强支护；数值模拟得出隧洞洞壁压应力和拉应力最大值分别为19.5 MPa、4.34 MPa。顶拱下沉位移最大值为1.00 cm,底拱隆起位移最大值为0.55 cm。塑性区分布在隧洞侧墙，深度范围在0～1 m之间。节理裂隙的发育对隧洞围岩稳定性产生了不利的影响，隧洞存在顶拱围岩在结构面组合影响下产生掉块的风险，左右侧墙围岩也可能会发生潜在的破坏。因此，建议对顶拱和左右侧墙围岩进行加固。研究结果可为滇中红层软岩地质条件下的引水隧洞工程提供经验借鉴

关键词

滇中红层软岩 / 引水隧洞 / 水压致裂法 / 围岩稳定性