水劈裂试验的相关研究与应用探讨

对于不衬砌压力隧洞或斜井，它的任何部位的内水压力要小于该部位围岩的最小主应力，才不会产生水力劈裂。一般，安全系数可取1.2。高压隧洞穿越低应力区域时，局部岩体会因为承担过高应力使节理张开，而发生严重渗漏。

在施工期间，对压力隧洞或斜井渗漏情况的变化观测也很重要，即使只是点滴滴水或浸润现象也要作记录。当选择气垫式调压室位置时，此项观测尤为重要，因为漏水位置就是以后压缩空气漏气的通道。

近年来，在决定采用不衬砌压力隧洞和压力斜井时，水力劈裂试验是一种常用的测试手段。试验通常是在通往厂房的交通洞及压力隧洞的施工过程中选点进行的。

为确保试验能测试到所有节理，通常需要在三个不同的方向进行钻孔。之后利用已有的或特殊准备的有限单元 （FEM）模型，估算出试验部位和不衬砌压力斜井岩体中的应力值。在这一阶段，这两个地点的应力相对值比实际的数值更为重要。在试验过程中，孔内水压要比将来实际承受的水头大20%～30%，以补偿测试部位应力释放影响，保证测试能反映各方向节理组的应力情况。(www.xing528.com)

在测试过程中如果（按照设计压力）岩石出现了水力劈裂，就要将水道不衬砌部分进一步向山体内移动。

通过对隧洞、地下厂房的设计、施工到运行全过程的总结，挪威的工程师们总结出两个新的设计理念：一个是气垫式调压室；另一个是普遍采用不衬砌高压隧洞和斜井。而这两种理念是互相关联的：假如采用混凝土衬砌结构，意味着气垫调压室的最高水头将被限制在100m左右；从另一角度看来，如果不建设气垫调压室而采用常规调压井，高压洞段就仅限于电站调压井后的压力管道部分，并且占水电站引水道的比例很小，不衬砌高压隧洞就不会具有今天的社会和经济意义。