前言

在高海拔高地应力区修建水工引水隧洞及深斜（竖）井，将大幅度提高施工的难度，会遇到人、机缺氧后工作效率降低、岩爆等技术难题，尤其对地址条件复杂的小断面隧洞及深斜（竖）井，当采取人工钻爆法施工时，无论是在开挖，还是在衬砌环节，都会使工艺难度系数进一步增加。

本书针对地处高海拔高地应力区的新疆布仑口-公格尔水电站引水隧洞及深斜（竖）井施工，从围岩质量评价、陡倾层状和块状围岩稳定性分析及岩爆预测等围岩稳定性相关问题入手，试图对围岩稳定性进行全面系统的分析，并结合工程实际，研究其开挖及衬砌工艺，为确保工程顺利施工提供技术支撑，其成果也可作为同类地下工程安全建设与设计的参考依据。

本书研究了以下内容：①针对水工隧洞施工中围岩评价体现出的模糊性和不确定性，在传统可拓评价理论的基础上，对权重和贴近度准则选择方法进行研究；②在对层状岩体的动力失稳机制研究的同时，也对层状围岩弯曲失稳机制进行分析，推导出岩板弯曲长度极限平衡方程和安全系数公式；③根据块体理论假设与实际不符的情况，以三棱锥为例，进一步将关键块体划分为绝对关键块体、相对关键块体和非关键块体，并通过绝对关键块体概率对围岩安全系数进行了修正；④将围岩力学参数的概率分布模型与灰关联理论相结合，研究隧洞围岩力学参数对拱顶变形的敏感程度；⑤应用基于FCM的粗糙集理论对已发生岩爆工程进行分析，求得岩爆评价各指标的权重，再结合云模型理论计算得到最大综合确定度，根据最大综合确定度预测岩爆等级；⑥应用爆破震动基础理论和数值模拟方法分析对比在不同围岩条件下隧洞在爆破荷载作用下的响应，得出在层状围岩条件下质点震动速度、位移、质点加速度的特点和变化规律，以及爆破震动波在层状围岩隧洞中的衰减规律；⑦研究了深斜（竖）井的钻爆开挖施工技术；⑧通过正交试验，设计和配制了大掺量Ⅱ级粉煤灰高性能混凝土，并研究了适合深斜井混凝土衬砌工程的大掺量Ⅱ级粉煤灰混凝土施工工艺；⑨研究了深斜井混凝土衬砌工程的自密实混凝土配合比、拌和运输方案以及衬砌浇筑工艺。

本书的研究工作得到了新疆维吾尔自治区水利水电工程重点学科建设基金（XJZDXK-2010-02-12）、中国葛洲坝集团股份有限公司科技项目“高海拔、高地应力区深斜竖井施工关键技术研究”（GXJ-2010-03）等的资助。

感谢葛洲坝集团新疆公司布仑口-公格尔水电站项目部、新疆水利水电勘测设计研究院等提供的研究实践平台和大力支持！本书的撰写参阅、调研了此电站及相关工程的大量施工和设计资料，并参考了许多前人的研究文献。感谢新疆农业大学水利与土木工程学院张红忠、董文明副教授、刘思海、王鹏和王国伟同学，他们参与了部分研究和整理了一些资料。

由于作者水平有限，书中难免存在不适和错误之处，敬请读者批评指正。

作者

2016年10月6日