前言

近年来，随着我国经济的快速发展，一大批水利水电、交通、矿山等国家战略与生命线工程开工建设，工程规模之巨大、地质条件之复杂，为世界所罕见。这些工程的建设涉及的深埋工程通常处于高应力环境中，开挖引起的岩体强卸荷以及复杂的地质条件，一方面导致了岩体力学响应的复杂性，另一方面也构成了岩体破坏失稳类型的多样性，这给深埋工程的建设带来了巨大挑战。此外，深部岩体复杂的力学特性和响应，也将直接产生更加严重的工程灾害，如硬岩岩爆和软岩大变形等，虽然国内外地下工程实践已积累了丰富的支护设计经验，但是由于缺少工程实践条件，针对深埋工程的研究成果相对比较少，很多问题超越了现有的工程经验和技术认识，需要形成一套专门系统的研究方法和工作思路，为类似工程建设所用。

中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司承担设计的锦屏二级水电站深埋隧洞作为世界上埋深最大、技术难度最高的隧洞工程之一，75%以上洞段埋深超过1500m，最大埋深达到2525m，实测地应力超过了100MPa。在隧洞开挖过程中遭遇了严重的高应力破坏，遇到岩爆超过千次，常规的开挖支护设计方法很难满足安全需要，工程建设面临巨大的技术挑战，在掘进过程中遇到高地应力破坏、强烈岩爆、软岩大变形等各种技术难题极具代表性，也给深埋岩石力学问题的研究提供了丰富的素材，因此利用锦屏二级工程特定条件，开展深埋隧洞岩石力学的基础理论和工程技术性问题的研究，形成针对深埋工程设计和建设的系统性工作理念和技术方法，对我国水电工程建设以及深埋地下工程的建设具有重要的指导性意义。

鉴于岩石力学是一门实践性很强的工程应用学科，而工程实践是推动学科进步的主要动力。本书不同于一般科技图书面面俱到地论述岩石力学问题，也不同于一般教科书从岩石力学的原理和公式层层展开，而是致力于解决工程中的实际问题，编撰的出发点和最终目标都是为工程实践服务，而且不仅仅在于交流经验、传播思想，更重在启迪明智、创新思维；以锦屏二级深埋隧洞为主要依托工程，以我国水电行业现行技术工作方法与流程为基础，以建设工程中面临的关键技术难题为对象，紧密围绕深埋水工隧洞中的岩石力学问题，充分借鉴国际上其他领域深埋工程的设计经验，总结近几十年来深埋地下工程的研究思路和经验教训，特别是理论认识、技术方法和工程措施，以翔实的资料和真实的数据对深埋岩石力学与地下工程问题进行了全面的探索和总结，力争将认识提高到目前岩石力学领域的最新研究和认识水平。本书既是以深埋工程为依托的一项科研成果，也是从事这项工作的工程师们的实践经验的结晶，愿这项成果能够受到广泛的关注和应用，相信本书对于深埋地下工程的建设实践和成果共享大有裨益。

本书包含十章：第一章介绍了岩石力学与深埋地下工程相关的基本概念和研究历程，帮助读者了解相关背景，并对工作流程和工作要求也做了相应的阐述，帮助读者建立起一个大概的框架和研究思路，即在深埋条件下，地应力成为影响围岩稳定性乃至围岩力学特性的基础性因素。第二章主要介绍了深部地应力场的相关研究工作方法。深埋岩体受高应力的影响，其试验方法、力学特性、开挖响应以及支护设计都不同于浅埋工程，由于目前国内对于深埋工程的研究，主要停留在理论阶段，真正接触的工程实践并不多，同样在锦屏二级工程研究的开始阶段，由于认识上的不足，也走过一些弯路。第三章～第六章，从最基础的岩石力学试验开始，结合锦屏二级深埋隧洞的实践经验，对深埋工程的特殊研究工作方法进行了系统的论述。岩爆和软岩大变形是深埋工程中的两个关键的工程难题，此类问题的防治措施仍在探索的过程中，虽然国内外工程实践已积累了大量的工程经验，但仍存在很多问题超越了现有的工程经验和认识。第七章～第九章对锦屏二级深埋隧洞中的工程实践经验进行提炼总结，为读者在遇到类似工程问题时提供借鉴。第十章对书中的相关成果在锦屏二级深埋隧洞工程中的应用进行了概括总结，以帮助读者形成系统的认识。

在研究与编撰过程中，雅砻江（流域）水电开发有限公司、中国科学院武汉岩土力学研究所、Itasca国际咨询公司对相关成果的研究提供了资助和技术支持，在此表示衷心的感谢！

由于时间仓促，加上水平限制，书中难免有错误或不完善之处，敬请读者批评指正，愿共同探讨！　

作者　　

2016年1月