深部地下實驗室擴挖巖爆監測與動態防控技術研究*

李名川 李邵軍 肖亞勛 李宏璧

(①雅礱江流域水電開發有限公司， 成都 610051， 中國)

(②中國科學院武漢巖土力學研究所， 巖土力學與工程國家重點實驗室， 武漢 430071， 中國)

0 引 言

深部地下實驗室是一個國家關鍵性的重大基礎科學研究設施，是開展暗物質探測、中微子物理實驗等重大前沿課題研究的場所，同時涉及巖土力學、地球科學、生物學等實驗研究(Coccia， 2006； Bettini， 2011； 程建平等， 2011； 李邵軍等， 2021a)。從20世紀60年代起，國際上所建設的10余個極深地下實驗室(垂直巖石覆蓋厚度大于1000m)相繼產出了多項諾貝爾獎級別的研究成果(趙蕊等， 2017)。

中國錦屏地下實驗室是目前世界上最深的地下實驗室，埋深達2400m。該實驗室不僅是我國極深地下實驗室建設從0到1的突破，而且提供了領跑國際地下科學研究的契機。2014年啟動的中國錦屏實驗室二期(CJPL-Ⅱ)擴建工程，將實驗室空間由4000m3提升至300000m3。期間所開展的原位巖石力學試驗，在為CJPL-Ⅱ安全建設提供技術支撐的同時，極大地推進了深部巖體力學與工程安全領域研究(馮夏庭等， 2016； Zheng et al.，2020； 李邵軍等， 2021b)。2021年，國家重大科技基礎設施“極深地下極低輻射本底前沿物理實驗設施”(簡稱“錦屏大設施”)在CJPL-Ⅱ正式開工。根據錦屏大設施建設方案，需在現有輔助隧道上進行非對稱擴挖，該開挖方式造成原有應力場非對稱重分布，極大影響洞室的穩定性甚至發生災變。為保障擴挖過程的工程安全，開展監測預警和深部工程災害動態防控研究是確保錦屏大設施項目順利實施的關鍵所在。……