引汉济渭二期高地下水位盾构隧洞渗流应力耦合研究

白鹿塬洞段是引汉济渭二期工程黄土区隧洞中埋深最大、地下水位最高的隧洞工程,其盾构法施工的可行性与安全性尚不明确。为此,应用ABAQUS渗流-应力全耦合数值模拟方法,采用Mohr-Coulomb弹塑性本构模型与刚度迁移法,对白鹿塬282.22 m埋深泥岩洞段的盾构掘进过程进行了三维仿真,重点分析了隧洞掘进阶段典型断面围岩孔隙水压力、应力变形、塑性区以及衬砌结构受力变形的变化规律。结果表明：典型断面处孔隙水压力随开挖过程先降低后回升,随后趋于稳定,距离掌子面前缘约3.6 m的隧洞断面处产生体积收缩,从而造成超孔隙水压力,压力水头最大值约248.0 m;洞周收敛,顶拱下沉,底拱隆起,隧洞周围围岩应力、应变、径向变形呈对称性分布,等效塑性应变主要发生在洞侧3 m深度范围内,顶拱无明显的塑性区,故围岩的最可能破坏模式为侧拱围岩塌落;在施工阶段衬砌结构内外缘以压应力为主,最大压应力为18.77 MPa,衬砌顶拱、底拱外缘以及拱腰内缘边墙产生较小的拉应力,约为0.85 MPa,均满足抗压承载力和抗拉强度要求。研究结果可为引汉济渭二期工程的安全运营及灾害防治提供参考依据。     

引汉济渭秦岭输水隧洞4~#支洞微震监测系统及工程应用

引汉济渭工程秦岭特长输水隧洞岩性复杂、水平地应力高,开挖过程中岩爆灾害频发。为确保人员与设备安全,在"亚洲第一长斜井"4#支洞斜4+179. 2—斜4+346. 4范围安装微震监测系统,进行岩爆风险分析与预测。根据现场实时监测数据,进行信号滤波分析,确定有效岩体破裂信息。分析花岗岩中微震事件的时序特征,以及时空演化分布特征,结合现场实际岩爆特点,对比分析岩爆发生等级及破坏特征。结果显示:隧洞岩体微震时序类型主要为2类,即主震-后震型、前震-主震-余震型;岩爆等级以中等岩爆为主,呈现片状拉伸破坏为主与剪切破坏形成塌腔的组合破坏特征。发生中等岩爆临界值为当日累计微震事件30次以上。结果表明,该微震监测系统的设计和实施满足支洞深部岩体稳定性分析的监测要求,能够为岩爆风险监测提供一个有效的分析工具。研究成果为隧洞施工中岩体稳定性分析提供有价值的参考依据。