【摘 要】
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拟建的XQ电站输水隧洞全长约13km,埋深300～800m,输水隧洞长度较大,洞线所处地质环境复杂。根据已有地质资料,输水线路可能穿越区域性断裂-嘉黎断裂的分支断裂日卡-索通断裂（F24）,该断裂将对输水线路的布设产生重要影响,然而,由于工程区复杂险峻的地质条件,使得对该断层的认识较为有限。为此,本文根据已有断层资料及三维地形图解译结果,利用三维有限元数值模拟方法,充分考虑该断层在不同倾角、不同宽
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拟建的XQ电站输水隧洞全长约13km,埋深300～800m,输水隧洞长度较大,洞线所处地质环境复杂。根据已有地质资料,输水线路可能穿越区域性断裂-嘉黎断裂的分支断裂日卡-索通断裂（F24）,该断裂将对输水线路的布设产生重要影响,然而,由于工程区复杂险峻的地质条件,使得对该断层的认识较为有限。为此,本文根据已有断层资料及三维地形图解译结果,利用三维有限元数值模拟方法,充分考虑该断层在不同倾角、不同宽度及与线路不同夹角情况下对输水隧洞稳定性产生的影响,以期充分了解线路穿越断层时引起的工程地质问题,从而为工程设计、线路布设提供依据。主要取得的成果如下:（1）通过前期在研究区进行实地勘察,结合三维影像特征资料,探究区域断层的走向及与输水洞线的相交关系,为分析断层与隧洞相交段稳定性提供基础数据。（2）隧洞与断层共有两次交汇,第一次交汇位于自进水口起算位于输水洞线6784m处;第二次交汇位于自进水口起算位于输水洞线10735m处。对隧洞与断层交汇处涌水、岩爆可能性进行了评价,结果表明,隧洞与断层两次交汇处涌水严重级别均为A级,在断层附近不易发生岩爆。（3）运用Midas对隧洞与断层交汇段进行数值模拟。选择日卡-索通断裂（F24）（对应解译断裂F1）的可能产状,在考虑自重应力场和构造应力场的作用下,研究解译断裂F1不同倾角、宽度和与隧洞轴线不同夹角情况下对隧洞围岩稳定性的影响。a、随着断层倾角从30°增大到60°,隧洞拱顶沉降最大值从8.3cm减小至5.42cm,隧洞拱底、拱腰变形量值均呈现不断减小的趋势;最大主应力量值从25.5MPa增加到29.8MPa;断层处塑性区范围从3.6m扩大至4.6m。b、随着断层宽度从3m增大到10m,隧洞拱顶沉降最大值从6.45cm增大至11.71cm,隧洞拱底、拱腰变形量值均呈现不断增大的趋势;最大主应力量值从28.5MPa增加到32.34MPa;断层处的塑性区范围从4.2m扩大至6.7m。c、断层走向与隧洞轴线夹角从30°增大到60°,隧洞拱顶沉降最大值均在6.5cm左右,拱底、拱腰变形量值均无明显变化;最大主应力量值均在28MPa左右;断层处的塑性区范围从4.2m缩小至3.42m。d、在隧洞与断层的两次交汇处,节理与断层面的组合均在隧洞的洞顶和洞壁部位形成6个楔形块体,隧洞与断层第一次交汇拱顶处的4号不稳定楔形体将出现滑动破坏,隧洞与断层第二次交汇处洞壁左侧上方发生极小规模滑塌。（4）对输水隧洞进行开挖支护仿真数值模拟,采用台阶法进行开挖,提出锚杆+衬砌+钢支撑的支护措施进行支护后,隧洞变形量减少80%,围岩塑性区范围从4.2m减少至3.02m,且断层与隧洞交汇处未出现塑性破坏区,围岩处于稳定状态。
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