周正军，王观琪，何 兰

(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川 成都 610072)

0 前 言

双江口水电站为一等大(1)型工程，洞式溢洪道开挖断面大、结构受力及运行环境复杂，且已开挖区域揭示洞室围岩实际地质条件明显比前期预测差。其中，在溢0+107 m～溢0+180 m洞段，新发现断层破碎带F3通过，断层产状总体为：N50°～60°W/NE∠80°～90°，与洞向夹角30°～40°，主错带宽约13 m，岩体以强风化～全风化为主，区段岩体呈碎裂结构～散体结构，节理短小且发育，开挖后顶拱及两侧均见有裂隙切割组合产生的掉块，洞室自稳性差。此外，该洞段开挖过程中受岩体的应力调整和松弛卸荷、汛期雨水下渗等因素的影响，围岩强度将进一步降低，存在施工期开挖安全风险。根据开挖揭露及地质判别情况，本文采用数值计算手段，对断层F3及其影响段洞段围岩稳定及支护措施进行了针对分析，旨在为该区段开展开挖支护设计决策提供有益参考。

1 计算理论及支护方案

1.1 计算理论

基于围岩本构模型理论，计算中洞室围岩采用摩尔-库伦理想弹塑性本构[1-2]，其应力-应变关系如式(1)所示。

{dσ}=Ce({dε}-{dεp})

(1)

式中，{dσ}为应力增量，Pa；{dε}为应变增量，无量纲；{dεp}为塑性应变增量，无量纲；Ce为弹性刚度矩阵，Pa。

岩体的塑性屈服破坏准则如式(2)所示。

(2)

式中，J2为第二偏应力不变量，Pa2；θ为应力罗德角，(°)；φ为内摩擦角，(°)；I1为第一应力不变量，Pa；c为黏聚力，Pa。

设锚杆单元是一种一维理想弹塑性单元，仅能承受拉应力和压应力，计算中采用FLAC 3D有限差分法软件中自带的锚杆单元。

1.2 计算方案

为对双江口洞式溢洪道不良地质洞段采取针对性支护措施，主要对比了基础支护方案(方案1)和加强支护方案(方案2)。……