在地下隧洞中，隧洞内的水压对隧洞及整体结构的应力和变形影响很大。当隧洞结构存在初始裂纹时，水流进入裂纹面中，对裂纹面产生拉应力，当拉应力超过岩层的抗拉强度时，裂纹会发生开裂破坏、扩展，甚至影响整个结构体的破坏，故对于地下隧洞的水力劈裂开展数值研究能为隧洞的稳定分析提供重要的理论依据。本节以重庆蟠龙抽水蓄能电站为例，对电站中承受水压的隧洞的危险断面进行分析，此电站的总装机容量高达1200MW，发电额定水头为428.00m，单机额定发电流量80.6m3/s，额定抽水流量68.90m3/s。

在电站内部结构中，输水隧洞的稳定性分析对电站的整体稳定性影响极大，故需对输水过程中隧洞的变形及周围应力进行分析。输水隧洞被调压室分为上、下两段，上段隧洞的洞径为6m，最大水头可达到70.131m，隧洞由0.6m厚的素混凝土衬砌而成；隧洞的下半段属于高压段，故由26mm或32mm的厚钢板内衬与0.6m厚混凝土共同组成，衬砌结构洞径5m，最大水头为428.0m，由于厚钢板的塑性很好，故在高水压作用时稳定性仍然可以得到保证，水流很难引起劈裂破坏。故只需对容易发生水力劈裂的上半段隧洞进行分析。

在上半段隧洞中，桩号为0+320.00所在位置的埋深最浅，此桩处所在的断面为危险断面，在洞顶上方岩体覆盖厚度为22m，此处洞内设计静水头为51.22m，属于控制断面。该断面所在隧洞由C25素混凝土衬砌而成，其上为约20m厚风化层，风化层的主要成分为泥岩，围岩类别为Ⅴ级，在地表面有约2m厚的围岩类别为Ⅲ级的细粒砂岩。各类岩体和混凝土的物理力学参数见表6.1，隧洞的结构图如图6.1所示，计算范围取为67.2m×51.2m。

表6.1　岩体及衬砌混凝土的力学参数

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图6.1　隧洞横截面结构图

在隧洞剖面的水力劈裂分析中，采用四边形四结点等参单元，各层材料分别采用各自的物理力学参数。网格剖分如图6.2的网格图，洞顶网格到地表面，隧洞附近采用较密的网格，远离隧洞的网格采用稀疏网格。

图6.2　网格图