穿越围岩破碎带水工隧洞加固方案设计与评价戴成宗（喀左县凌河保护区管理局，辽宁朝阳122300）［摘要］科学合理选择多种输水隧洞围岩破碎带水工隧洞加固方案，对施工监测分析具有十分重要的意义和作用。文中以具体工程为背景，利用数值模拟的方法对穿越围岩破碎带水工隧洞加固方案进行了分析评价，以便为富水破碎岩地下洞室工程施工提供有力的支撑，可为相关研究提供一定的支持和借鉴。［关键词］输水隧洞；破碎带；加固方案［中图分类号］TV672+.1［文献标识码］B［文章编号］1002—0624（2023）04—0005—031工程背景柴河供水系统是某重点供水工程二期的重要组成部分，线路总长56.18km，主要由铁岭老城区供水工程和沈铁共用供水工程组成[1]。其中，沈铁共用供水工程为有压自流输水方式，供水线路的起点为柴河水库库区小河贝村新建取水头部，终点为沈铁分水口。供水线路由有压隧洞和管线组成，线路长9.05km，其中，隧洞长7.36km，管线长1.69km。该工程输水隧洞桩号D1＋203～D2＋522洞段地形比较陡峻，岩性主要以板岩、砂岩风化碎块为主，地质环境相对较差。特别是，该洞段存在1条断层破碎带，碎石占比较大，碎石间隙为砂和粘性土填充。同时，由于该洞段处在河谷地带，地下水较发育，因此工程风险高。为了防止施工过程中发生系列地质灾害，应采用三台阶带仰拱一次开挖工法，支护尽快封闭成环。此次研究以该工程为背景，利用数值模拟的方式对不同支护加固措施进行评价，以便为工程设计和建设提供最佳施工方案，并通过施工完成后的监测数据分析，评价了研究方法和结果的科学性与合理性。2FLAC3D有限元计算模型2.1模型构建FLAC3D是由美国INASCA公司在有限差分法的基础上开发的一款针对连续介质力学计算的仿真软件[2]。该软件采用的是显式拉格朗日算法和混合-离散分区技术，能够对土层、岩石等不同地质结构的受力特征进行准确模拟。其主要优势是在仿真模拟计算过程中不需要形成刚度矩阵，因此可以通过较小的计算量求解范围相对较大的岩土工程问题[3]。基于此，此次研究选择FLAC3D软件进行背景工程的有限元模型构建。由于研究洞段的地下水较发育，计算中需要考虑流固耦合的边界效应，因此，模型两侧的外轮廓及下边界均取开挖洞径的5倍，上边界取到地表[4]。在几何模型构建中，以垂直于隧洞中线指向右侧的方向为X轴正方向，以隧洞轴线指向下游的方向为Y轴正方向，以竖直向上的方向为Z轴正方向。在计算过程中，隧洞围岩选择Mohr-Coulomb本构模型，初期支护...
