“深海、深空、深地”已成為當(dāng)前國際科學(xué)研究的前沿主題，我國日益增長的能源、資源和交通剛性需求必將促使礦山開采、水電開發(fā)、隧道建設(shè)等進(jìn)一步向地下深部發(fā)展，深部高應(yīng)力下地下工程建設(shè)必將趨于常態(tài)化。地下工程建設(shè)過程中，洞室圍巖穩(wěn)定性控制是首要科學(xué)問題，如何通過科學(xué)合理且經(jīng)濟(jì)可靠的開挖與支護(hù)優(yōu)化方法與技術(shù)有效地控制巖體的有害變形與災(zāi)害性破壞是大型地下工程建設(shè)不可回避的技術(shù)難題。

　　為此，在馮夏庭院士帶領(lǐng)下，中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所智能組江權(quán)等研究人員，提出高應(yīng)力下大型硬巖地下洞室群穩(wěn)定性優(yōu)化的裂化—抑制設(shè)計(jì)法新理念及其基本原理、關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)施流程。該理論認(rèn)為高應(yīng)力下地下洞室硬巖大變形與災(zāi)害性破壞本質(zhì)上是其內(nèi)部破裂發(fā)展和裂開的外在表現(xiàn)形式，為此建立以抑制硬巖內(nèi)部破裂發(fā)展為關(guān)鍵切入點(diǎn)的理念，以硬巖的開裂測(cè)試分析、減裂開挖調(diào)整、止裂支護(hù)控制為三要素，提出：（1）通過系統(tǒng)地開展洞室群開挖方案優(yōu)化分析，從開挖角度盡量減少和避免圍巖開裂的規(guī)模、深度和程度技術(shù)體系；（2）通過支護(hù)參數(shù)、支護(hù)時(shí)機(jī)優(yōu)化，從支護(hù)角度抑制圍巖進(jìn)一步裂化并強(qiáng)化松弛/開裂圍巖的整體性從而抵抗地層壓力，將圍巖從被支護(hù)對(duì)象轉(zhuǎn)換為承載結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)充分調(diào)動(dòng)圍巖自身承載性能來維護(hù)和再造圍巖承載拱，達(dá)到工程安全、高效和經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)。

圖1 洞群分層開挖方案組碼與解碼示意圖

圖2 基于裂化抑制原理的圍巖不同支護(hù)時(shí)機(jī)及其相應(yīng)的控制效果示意圖

　　研究成果已在拉西瓦水電站地下洞群開挖順序優(yōu)化、白鶴灘水電站地下廠房頂拱支護(hù)方案優(yōu)化、中國錦屏深地實(shí)驗(yàn)室的圍巖支護(hù)參數(shù)復(fù)核等工程成功實(shí)踐，表明其合理性和實(shí)用性，圍巖穩(wěn)定性控制實(shí)用技術(shù)正在編入相關(guān)工程設(shè)計(jì)指南，相關(guān)論文已發(fā)表于《巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)》、Rock Mechanics and Rock Engineering等國內(nèi)外主流期刊，并獲ChinaRock 2020全國巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)大會(huì)“優(yōu)秀論文”獎(jiǎng)。

（文/圖 智能巖石力學(xué)組）