高应力/深部地下工程的软弱夹层通常是诱发大型地下洞室围岩大变形、局部破坏的控制性因素，如锦屏一级地下厂房因黄斑岩脉诱发大变形导致长停工进行加固、大岗山地下厂房因隐伏岩脉导致3000立体米的塌方事故。白鹤滩水电站是世界规模最大的水工地下洞室群，出露有延伸长达数公里、影响厚度达到1m、泥化明显的软弱层间错动带，其中C2、C3、C4等错动带贯穿地下厂房洞室群，给地下厂房洞室群错动带出露区的围岩支护设计和开挖施工带来极大挑战。
为此，在冯夏庭院士带领下，中国科学院武汉岩土力学研究所智能组江权等研究人员，针对白鹤滩地下厂房洞群区域出露的层间错动带，通过室内力学试验多角度揭示了白鹤滩错动带的强烈卸荷变形和剪胀现象、循环加卸载下能量耗散过程和力学参数的劣化机制（图1），通过现场综合观测和施工支洞破坏调查总结出了错动带-母岩复合体的多种变形破坏模式与控制策略，基于裂化-抑制法思想提出白鹤滩错动带的先期锚固洞、控制弱爆破、表面快速封闭、内部交叉锚固等开挖支护等措施，有效减小施工对错动带的损伤扰动深度与程度，确保了地下洞室群高效安全开挖施工。
图1 白鹤滩地下厂房出露的错动带及其力学试验
图2 白鹤滩错动防控措施分析
该成果已在白鹤滩左右岸地下洞室群的错动带区域围岩稳定性控制得到成功应用，确保了地下厂房按期进入机电安装阶段，为2021年7月份发电奠定了前提基础。相关成果已发表于《岩土力学》、Tunnelling and Underground Space Technology、International Journal of Geomechanics等国内外主流期刊，并申请多项错动带防治方面的发明专利；成果作为重要创新点之一获中国岩石力学与工程学会2019年度科技进步特等奖。
（文/图 智能岩石力学组）
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