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辉绿岩脉对大岗山水电站地下厂房稳定性的多维度影响解析与应对策略

一、引言

1.1研究背景与意义

大岗山水电站位于四川省雅安市石棉县境内的大渡河中游上段，是大渡河水电基地干流规划的3库22级方案的第14个梯级电站，总装机容量达260万千瓦。该电站坝址控制流域面积62727平方公里，占大渡河总流域面积81%，坝址处多年平均流量1010立方米/秒，年径流量318.50亿立方米。其水库正常蓄水位为1130.00m，死水位1120.00m，汛期排沙运行水位1123.00m，总库容7.42亿立方米，调节库容1.17亿立方米，具有日调节能力。大岗山水电站在区域能源供应和经济发展中扮演着举足轻重的角色，其安全稳定运行关乎地区的能源安全与社会经济的可持续发展。

在大岗山水电站的建设与运营中，地下厂房的稳定性是核心问题之一。地下厂房作为水电站的关键组成部分，承担着安置水轮发电机组、电气设备等重要任务。而大岗山水电站地下厂房洞室围岩为灰白色、微红色中粒黑云二长花岗岩，局部穿插辉绿岩脉，这对地下厂房的稳定性产生了不可忽视的影响。辉绿岩脉作为一种基性侵入岩脉，其岩石力学性质、分布特征以及与围岩的相互作用关系，都可能改变地下厂房周围岩体的应力分布、变形特性和破坏模式。例如，辉绿岩脉的存在可能导致岩体的完整性遭到破坏，形成软弱结构面，从而降低岩体的抗剪强度；在地下厂房开挖和运营过程中，辉绿岩脉与围岩的变形不协调，可能引发局部应力集中，进而导致岩体的开裂、坍塌等失稳现象。因此，深入研究辉绿岩脉对大岗山水电站地下厂房稳定性的影响，具有重要的工程实际意义。通过对辉绿岩脉的研究，可以准确评估地下厂房的稳定性状况，为工程设计和施工提供科学依据，优化支护方案，确保地下厂房在施工期和运营期的安全稳定，避免因岩体失稳而造成的人员伤亡和经济损失，保障大岗山水电站的顺利建设与长期高效运行。

1.2国内外研究现状

在地下厂房稳定性研究方面，国内外学者取得了丰硕的成果。在理论分析上，经典的岩石力学理论如弹性力学、塑性力学等被广泛应用于地下洞室围岩稳定性的分析，通过建立力学模型，求解围岩的应力、应变分布，判断其稳定性。随着计算机技术的飞速发展，数值模拟方法在地下厂房稳定性研究中得到了大量应用，如有限元法、有限差分法、离散元法等。学者们利用这些方法模拟地下厂房的开挖过程，分析不同施工顺序、支护措施下围岩的力学响应和变形破坏特征。例如，有研究采用有限元方法对某水电站地下厂房洞室群不同间距、洞室开挖的不同顺序以及支护方案与毛洞方案进行了分析比较，得出了该工程地下洞室群布局、开挖方式和支护强度基本合理，围岩稳定性总体较好的结论。现场监测也是地下厂房稳定性研究的重要手段，通过布置位移计、应力计、测缝计等监测仪器，实时获取围岩的变形、应力等数据，以此来评估地下厂房的稳定性，并根据监测结果及时调整施工方案和支护措施。

针对辉绿岩脉的研究，主要集中在其岩石学特征、地球化学特征以及地质成因等方面。在岩石学特征方面，研究表明辉绿岩脉属基性岩脉，矿物粒度0.2-0.8mm，呈细粒，主要矿物为中-基性斜长石和普通辉石，此外还有少量的磁铁矿和石英，具辉绿结构。在地球化学特征研究中，通过对不同地区辉绿岩脉的地球化学分析，探讨其岩浆源区、形成的构造背景等。如对西藏拉萨地体南缘汤白地区始新世辉绿岩脉的研究，通过锆石U-Pb年代学及Hf同位素研究，认为其是新特提斯洋壳断离诱发岩浆作用的产物；对东昆仑五龙沟矿集区中三叠世辉绿岩脉的研究，通过年代学、地球化学特征分析，认为其大地构造背景为俯冲环境，是受俯冲板片流体改造的岩石圈地幔部分熔融的产物，并经受了一定的地壳混染。

然而，目前对于辉绿岩脉对地下厂房稳定性影响的研究还存在一定的不足。一方面，虽然数值模拟方法在地下厂房稳定性分析中得到了广泛应用，但对于含有辉绿岩脉的复杂岩体模型，如何更准确地模拟辉绿岩脉与围岩的相互作用，如两者之间的接触关系、力学参数的差异等，还需要进一步的研究和改进。另一方面，现场监测数据的分析和处理方法还不够完善，如何从大量的监测数据中提取出有效的信息，准确判断辉绿岩脉对地下厂房稳定性的影响程度，以及如何将监测数据与数值模拟结果进行更好的结合，实现对地下厂房稳定性的动态评估和预测，也是亟待解决的问题。此外，不同地区的辉绿岩脉由于其形成的地质背景、岩石特性等存在差异，对地下厂房稳定性的影响也不尽相同，目前缺乏针对特定工程区域（如大岗山水电站）的系统研究。因此，开展辉绿岩脉对大岗山水电站地下厂房稳定性影响的研究，具有重要的理论和实际意义，可以弥补现有研究的不足，为大岗山水电站的工程建设提供更具针对性的技术支持。

1.3研究内容与方法

本研究的主要内容包括以下几个方面：一是详细研