随着我国水电开发重心向西南地区转移,西南部适宜修建水电站的高山峡谷地区地形险恶,地质条件复杂,处于板块交接带,断层较多,面对复杂地质条件,水电站水工洞室群开挖支护稳定存在诸多难题。由于地形地质条件复杂,且相邻洞室之间存在互相影响,相邻洞室不同开挖顺序和支护时机均对洞室群的稳定性有重要影响。涔天河水库扩建工程是潇水流域梯级开发的控制性工程,新建引水发电隧洞出口段围岩主要为Ⅴ级,且有数条破碎带宽度1~3m断层通过,岩体破碎,自稳条件差,存在洞身围岩和出口洞脸稳定问题。鉴于此,本文以涔天河水利枢纽扩建工程洞室群进口段为例,利用ANSYS建立三维地质有限元模型,考虑岩土材料的粘弹性模拟岩土材料的时效特性,在FLAC3D平台上进行数值模拟计算,考虑边坡开挖以及引水发电洞和1#泄洪洞的不同开挖顺序,不同的支护时机,岩体力学参数的敏感性因素,获取洞室施工过程中围岩的应力、变形及稳定特征信息,为工程开挖支护提供决策指导。主要研究内容及结论如下:(1)洞室群数值模型构建。基于平面高程数据,结合钻孔和实地勘察揭露的地质资料,获得各岩土分层界面信息,构建洞室群洞进口段三维整体模型。利用转换接口程序,将地质模型导入FLAC3D。(2)最优开挖顺序的选定。选择弹性本构模型后,确立边界条件,设定材料参数,进行弹性求解。计算至平衡后,生成初始应力场,再对位移场和速度场清零,进行边坡开挖,然后计算洞室群进口段的引水发电洞和1#泄洪洞的不同开挖顺序下的位移增量、应力、塑性区,并结合工程实际情况,选定最优开挖顺序。(3)最优支护时机的选定。根据选定的最优开挖顺序,针对不同的支护时机,计算相应的位移应力以及塑性区,分析不同支护时机对围岩应力的影响,进而选定最优支护时机。(4)岩石力学参数敏感性分析。对洞室群进口段Flac3D计算中采用的弹性模量、泊松比、凝聚力、内摩擦角以及抗拉强度五个参数进行参数敏感性分析,分析参数变动时对洞室群进口段位移的影响。