刘建忠

(内蒙古高等级公路建设开发有限责任公司，内蒙古呼和浩特 010050)

0 引言

随着国家基础设施投入的不断增加，大量的地下工程开工建设，地下洞室围岩稳定性问题越来越为人们所关注。而隧洞开挖过程中出现的岩爆灾害更是很大程度上影响着围岩的稳定性，岩爆不仅严重威胁施工人员及设备的安全、影响施工进度，而且还会造成超挖、初期支护失效等问题，严重时还会诱发地震。已经成为硬岩隧道勘测设计及施工组织中必须考虑的重要问题之一，并受到各国相关学者的广泛关注［1］。

下坂地水利枢纽工程位于新疆塔里木河源流叶尔羌河主要支流之一的塔什库尔干河中下游。其引水发电洞全长4 637 m，直墙拱形断面为隧洞主要断面形式。围岩岩性主要以片麻状黑云斜长花岗岩为主，新鲜完整，岩质坚硬。隧洞高程约为2 899 m，洞顶围岩厚度100 m～1 380 m。

引水发电洞施工过程中的岩爆问题很大程度上影响了围岩的稳定性，对人员和施工机械的安全构成了威胁，一定程度上影响了施工进度。为此，本文采用有限元理论，数值模拟分析了直墙拱形断面隧洞在相同侧压系数、不同埋深工况下的围岩应力，得到了围岩应力随埋深的一系列变化规律，并采用Russense岩爆判据初步判别了岩爆可能性，得出了岩爆可能发生的部位。所得结论对隧洞工程的设计和施工过程中围岩岩爆的防治具有一定的指导作用。

1 岩爆及其判据

岩爆是地下工程开挖过程中，坚硬、脆性围岩在高应力条件下，因开挖扰动导致围岩应力重新分布和应力集中，岩体内储存的弹性应变能突发性的急剧释放，而产生的爆裂松脱、剥落、弹射甚至抛掷现象的一种动力失稳、破坏性的地质灾害［2］。……