深埋长隧洞主要工程地质问题与勘察和施工方法培训PPT讲义

一、前言 

所谓深埋特长隧洞是指埋深超过400m，长度10km以上的隧洞。随着我国水利水电工程的发展，深埋长隧洞大量出现，单洞长度已由20世纪80年代的10多千米发展到现在的80多千米;隧洞埋深最大已接近3000m，隧洞工程地质条件日趋复杂，不良工程地质问题已成为工程的重要制约因素。因此，勘察、认识与评价这些问题和采取正确的工程对策已十分重要。 铁路隧洞的建设水平始终处于隧洞工程建设的前列。高速铁路需要平缓的坡度和顺直的路线,当穿越高山时往往需要建设长隧洞。目前世界上已建、在建的长度超过20km的隧洞见表1。

第一期工程河流

南水北调西线工程共分三期。第一期工程从雅砻江的支流达曲、泥曲和大渡河的支流杜柯河、麻尔曲、阿柯河调水，总调水量40亿m3。由“ 五坝七洞一渠”串联而成，坝高63～123m，输水线路总长260.3km，其中隧洞长244.1km，明渠16.1km，渡槽0.12km。

“ 五坝” 即引水河流的五座引水枢纽，为达曲的阿安、泥曲 的仁达、杜柯河的上杜柯、麻尔曲的亚尔堂、阿柯河的克柯引 水枢纽；引水枢纽的坝高分别为115m、108m、104m、123m、 63m。调水量分别为7亿m3、8亿m3、11.5亿m3、11.5亿m3、2亿m3。

“ 七洞”即利用线路通过的支流使隧洞自然分为七段，为 长13.6km的达曲～泥曲段、长73km的泥曲～杜柯河段、长33.2 km的杜柯河～结壤段、长3km的结壤～麻尔曲段、长55.4km的 麻尔曲～阿柯河段、长15.5km的阿柯河～若果郎段、长50.4km 的若果郎～贾曲段，七段隧洞总长244.1km，最长洞段73km， 穿越雅砻江和大渡河的分水岭，位于泥曲～杜柯河之间。

2 深埋长隧洞主要不良工程地质问题

深埋长隧洞可能存在的工程地质问题主要有：围岩大变形、塌方、岩爆、高外水压力、突水、突泥和涌水、高地温、岩溶、膨胀岩、有害气体、有害水质、放射性危害等。如二十世纪七十年代修建的瑞士圣哥达铁路隧道，施工期间曾遭遇到多次大涌水、塌方灾害，地温也高达30.7℃，施工期间致死310人，至残877人，工程承包商因此工程而破产。值得注意的是，在高地应力条件下，甚至某些中硬岩也存在发生严重塑性变形的可能。

2.1 大断层带围岩失稳及涌水问题

断层破碎带是诸多问题的关键所在，大变形、塌方、突涌水、高外水压力、岩溶、有害气体等，往往与断层有直接或间接的关联。对于深埋长隧洞穿越宽大的区域性断层概率很高，这些断层是关系到工程成败的关键地质因素。

例如天津引滦入津隧洞F1~F10断层交汇带和F9～F11断层交汇带，宽度分别为220m和150m，涌水量50～100m3·s-1，大塌方十余次，是该工程最大的难点。万家寨引黄入晋工程摩天岭断层曾塌方卡住TBM机头，工程处理3个多月。南水北调东线穿黄工程，隧洞中断层规模虽然不大，但股状压力涌水，是该隧洞最主要的工程问题。

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