我国西部地区水能资源集中,作为重要的水工建筑物,地下厂房往往需要在复杂的地质条件下建造。现有技术标准和经验认识已经无法满足复杂条件下大型地下洞室群建设的需求,地下洞室群的围岩稳定问题已成为设计研究关注的重点问题。本文面向当前重大水电工程建设的需要,开展了大型地下厂房洞室群施工期围岩稳定优化设计方法的研究,建立了以初始地应力反演、监测资料分析与围岩稳定识别、围岩参数反演为关键技术的位移反分析系统。归纳起来,本课题主要开展了如下研究工作:(1)吸收已有地下工程优化反馈方法的优点,融合位移反分析方法与数值计算方法、围岩支护技术、围岩监测技术、初始地应力反演方法、工程优化方法等理论与技术,结合地下厂房洞室群的特点,建立了大型地下厂房洞室群施工期的位移反分析系统。(2)分析比较了现有初始地应力的反演方法,确定了采用回归分析方法进行初始地应力的反演,建立了乌东德右岸地下厂房区域的三维地质概化模型,利用实际勘探资料进行地应力反演。反演结果表明该区域地应力以自重应力为主,靠近岸坡区域的地应力与河谷区域的地应力分布特征相符。(3)全面分析了乌东德水电站地下厂房施工期揭露的地质资料和安全监测资料,重点研究了围岩位移与空间效应以及地质条件之间的关系,分析了地下厂房三大洞室的围岩变形分布特征,分析评价了支护措施对控制围岩位移的作用。(4)分析比较了各断面的监测数据与地质条件,合理选择反演断面,建立地下厂房围岩参数二维有限元模型。为了合理选择待反演围岩参数,在采用单参数敏感性分析基础上,研究了利用正交设计方法进行多参数敏感性分析,得到了敏感性较高的围岩参数。研究结果表明,两种敏感性分析方法相互验证,得到相近结论。(5)研究了基于正交设计试验的神经网络反分析方法,逐层反演洞室围岩参数。为了检验反演效果,研究了利用实测数据与预测数据比较来评价反演效果的方法,达到优化反演的目的。