引漢濟渭秦嶺輸水隧洞關(guān)鍵技術(shù)問題及其研究進展

杜小洲

摘 要：引漢濟渭工程是國務(wù)院確定的172項重大水利項目之一，秦嶺輸水隧洞是引漢濟渭工程的控制性工程。針對秦嶺輸水隧洞施工過程中遇到的高地應(yīng)力、巖爆、長距離施工通風(fēng)、超長距離的貫通測量、突涌水、硬巖掘進、圍巖失穩(wěn)、軟巖變形、高地溫等問題，開展了超長隧洞巖爆預(yù)測與防治、突涌水分析和防治、施工通風(fēng)、襯砌結(jié)構(gòu)外水壓力確定及應(yīng)對、測量設(shè)計分析評估及施測精度控制分析、深層圍巖基本工程特性、高地應(yīng)力軟巖變形及防治、TBM硬巖掘進、微震監(jiān)測等關(guān)鍵技術(shù)研究，并提煉了主要研究成果及創(chuàng)新點。下一步，將對亟待解決的巖爆頻發(fā)影響施工進度和硬巖大變形等問題進行重點研究。

關(guān)鍵詞：輸水隧洞;貫通測量;施工通風(fēng);軟巖變形;巖爆;突涌水;硬巖掘進;引漢濟渭工程

中圖分類號：TV68;TV672 ? 文獻標(biāo)志碼：A

doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2020.11.030

Abstract：Hanjiang-to-Weihe River Diversion Project is one of the 172 major water conservancy projects determined by the State Council. Qinling water diversion tunnel is the controlling works of Hanjiang-to-Weihe River Diversion Project. In response to the issues encountered during the construction of the Qinling diversion tunnel， including high ground stress， rock bursts， long-distance construction ventilation， ultra-long-distance through survey， gushed water， hard rock tunneling， surrounding rock instability， soft rock deformation， high ground temperature， etc， the key technologies were carried out such as prediction and prevention of rock burst in ultra-long tunnel， analysis and prevention of gushed water， construction ventilation， determination and response of external water pressure of lining structure， analysis and evaluation of measurement design and control analysis of construction accuracy， basic engineering characteristics of deep surrounding rock， deformation and prevention of soft rock with high geostress， TBM hard rock tunneling and micro-seismic monitoring. The main research contents and innovation points were summarized. The next research will focus on the urgent issues， including frequent rock bursts affecting construction progress and large deformation of hard rock.

Key words： water conveyance tunnel; through survey; construction ventilation; soft rock deformation; rock burst; gushed water; hard rock tunneling; Hanjiang-to-Weihe River Water Diversion Project

引漢濟渭工程是國務(wù)院確定的172項重大水利項目之一，由調(diào)水工程和輸配水工程兩部分組成。作為調(diào)水工程“兩庫一隧”的控制性工程，秦嶺輸水隧洞連通漢江與渭河，全長98.26 km，縱坡1/2 500，最大埋深2 012 m，以三河口水利樞紐壩后泵站控制閘為界，分為黃三段和越嶺段，沿線布設(shè)14條施工支洞。目前，秦嶺輸水隧洞所有支洞開挖支護工程已全部完成，長16.48 km的黃三段已于2018年12月18日全線貫通;長81.78 km的越嶺段鉆爆法施工段46.82 km全部完成，長34.96 km的TBM施工段僅剩3.5 km，采用從德國、美國引進的2臺TBM相向掘進。

秦嶺輸水隧洞工程布置示意見圖1。

1 地質(zhì)特征

秦嶺輸水隧洞穿越的地層主要有中生界、古生界、元古界、太古界，受多期構(gòu)造運動影響，斷裂構(gòu)造發(fā)育，巖漿活動強烈，變質(zhì)作用復(fù)雜，主要分布變質(zhì)巖、侵入巖兩大類[1-2]。巖性以變砂巖、千枚巖、片巖、石英巖、變粒巖、大理巖、片麻巖、花崗巖、花崗閃長巖、閃長巖等為主。地形地質(zhì)條件極為復(fù)雜，施工中遇到高地應(yīng)力、巖爆、突涌水、圍巖失穩(wěn)、軟巖變形、高地溫及熱害、有害氣體等多種工程地質(zhì)問題[3-4]。

2 工程面臨的主要技術(shù)難題

秦嶺輸水隧洞是人類第一次從底部橫穿世界十大山脈之一秦嶺的通道，修建過程中（尤其是越嶺段施工過程中），面臨諸多世界性的難題。

（1）工程的總體布局、規(guī)劃、實施難度空前。秦嶺輸水隧洞穿越區(qū)山體寬厚、埋深大，其中越嶺段長81.78 km，最大埋深2 012 m。嶺脊長40 km施工困難段洞線兩側(cè)約4 km范圍較難選擇合理的支洞口位置，最長支洞長達5.82 km。工程布局、施工組織的確定及實施難度高。秦嶺輸水隧洞越嶺段工程布置示意見圖2。

圖2 秦嶺輸水隧洞越嶺段工程布置示意

（2）超長距離的貫通測量難度超出測量規(guī)范。秦嶺輸水隧洞是世界上在建貫通距離最長的山嶺隧洞，國內(nèi)長大隧洞多采取長隧短打施工，尚未有相向開挖貫通距離超出20 km的先例。秦嶺輸水隧洞3#支洞至4#支洞及4#支洞至5#支洞間的隧洞貫通距離分別達21.962、27.320 km，該距離遠遠超出了現(xiàn)有的工程實踐。另外，目前國內(nèi)外相關(guān)的測量規(guī)范中，對于相向開挖長度大于20 km的隧洞，還沒有相應(yīng)的洞內(nèi)外測量控制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

（3）長距離施工通風(fēng)難度世界罕見。秦嶺輸水隧洞嶺脊段施工通風(fēng)距離長，鉆爆法施工段已實施獨頭通風(fēng)距離分別為3#支洞工區(qū)6 385 m，7#支洞工區(qū)6 433 m，出口工區(qū)6 493 m，4#支洞超過7 200 m。TBM施工段已完成段獨頭通風(fēng)距離達14 754 m，規(guī)劃嶺北TBM最長通風(fēng)距離達16 540 m，若考慮工區(qū)不平衡接應(yīng)，則距離或更長。無論是鉆爆法，還是TBM法，上述通風(fēng)距離均遠遠超越了現(xiàn)有的工程實踐，鮮有類似工程實例。另外，隧洞埋深大、地溫高（預(yù)測最高達42 ℃），加上洞內(nèi)電氣設(shè)備散熱、機械設(shè)備散熱、刀盤與掌子面摩擦發(fā)熱，洞內(nèi)溫度最高達50 ℃，使得施工通風(fēng)難度極大。

（4）軟巖變形問題。嶺北TBM圍巖相對軟弱，主要由千枚巖、變砂巖、千枚巖夾變砂巖、角閃石英片巖及局部碳質(zhì)千枚巖等組成。巖性變化大，變質(zhì)巖中劈理面發(fā)育，其間掘進機穿越多條斷層及次生小斷層，斷層破碎帶物質(zhì)復(fù)雜，造成巖石力學(xué)性質(zhì)及強度差異很大，巖體穩(wěn)定性較差，在高地應(yīng)力條件下易出現(xiàn)擠壓性隧洞大變形問題。2016年5月31日，TBM通過斷層時出現(xiàn)卡機，當(dāng)時機器頂護盾最大壓強達到34 MPa，洞內(nèi)壓力盒圍巖壓力顯示為10.22 MPa，30 cm間距的密排鋼架的最大應(yīng)力達322 MPa，部分鋼架屈服。

（5）高地應(yīng)力及巖爆問題。秦嶺輸水隧洞埋深大，超過500 m埋深的段落長61.369 km，在洞址11個深孔中，實測水平主應(yīng)力最大值為65.01 MPa，大埋深洞段位于高水平應(yīng)力區(qū)，易產(chǎn)生巖爆災(zāi)害，隧洞最大水平地應(yīng)力預(yù)計達到100 MPa。目前區(qū)內(nèi)共發(fā)生了不同程度巖爆近1 000次，其中發(fā)生中等以上巖爆超過434次，滯后性巖爆7次，對施工生產(chǎn)和人員安全帶來諸多不利影響。隨著施工的不斷深入，嶺南TBM施工段埋深已超1 500 m，在高應(yīng)力條件下巖爆發(fā)生次數(shù)增加，目前巖爆主要發(fā)生在拱頂部位150°、掌子面后方6 m的范圍內(nèi)，80%的巖爆會在掌子面開挖之后的2 d內(nèi)發(fā)生，有60%為強烈?guī)r爆。

2019年8月12日，嶺南TBM施工段樁號K40+190—K40+195發(fā)生滯后性強烈?guī)r爆，最大能量58.9萬J，該段現(xiàn)場采用H150全圓型鋼拱架加強支護，間距為45 cm，此次巖爆導(dǎo)致5榀拱架拱部范圍局部變形，右側(cè)腰部凸出侵限近15 cm，拱頂均有不同程度下沉侵限，巖爆導(dǎo)致拱架安裝器環(huán)形梁斷裂、弧形齒斷裂錯位以及整體嚴重變形，無法進行拱架拼裝作業(yè)，現(xiàn)場被迫停機15 d。2019年5月31日嶺北TBM掘進至樁號K45+711處停機檢修，6月26日掌子面發(fā)生強烈?guī)r爆，對主軸承造成損壞。

（6）突涌水問題。隧洞通過各斷層破碎帶、大理巖地段時，由于構(gòu)造裂隙水及巖溶水發(fā)育，因此地下水循環(huán)較快，施工中發(fā)生突涌水風(fēng)險非常高。目前區(qū)內(nèi)共出現(xiàn)過不同程度突涌水600余處，其中涌水量大于1 000 m3/d的有123處，對施工生產(chǎn)帶來諸多不利影響。其中，鉆爆段椒溪河主洞區(qū)涌水量達2.36萬 m3/d。2016年2月28日，TBM嶺南工區(qū)掘進至K30+382.6處，出現(xiàn)單點涌水量達2.064萬 m3/d的突涌水，加之隧洞在2015年11月9日和之前段落斷斷續(xù)續(xù)的突涌水，涌水量突增至4.6萬m3/d，對TBM設(shè)備和人員帶來極大安全威脅，隨即停工，召集各方力量進行搶險，在距主電控柜被淹沒還有3 cm時，因及時抽水而水位停止上升，保住了TBM設(shè)備，此次事件直接造成停工75 d。

（7）硬巖掘進帶來的問題。嶺南段主要為硬巖或極硬巖，巖體較為完整，現(xiàn)場揭示巖石的平均單軸抗壓強度為148 MPa，最高達306 MPa，石英含量25%～40%，在掘進機開挖過程中刀具磨損量大，大約每掘進2 m就磨廢一個刀頭。嶺脊段長距離TBM施工的難度極大[5]，自2015年2月28日至2016年6月9日累計掘進了2 000 m，其間共計更換中心刀38把，單刀1 668把，消耗單刀刀圈858個、軸承388套、金屬密封615套。從TBM掘進施工的實踐來看，對于大直徑的TBM在硬巖地層中掘進，用于刀具的費用約占掘進施工費用的三分之一。

3 開展的主要研究及技術(shù)成果

針對秦嶺輸水隧洞面臨的眾多技術(shù)難題，陜西省引漢濟渭工程建設(shè)有限公司（以下簡稱公司）聯(lián)合設(shè)計單位、科研單位及有關(guān)高校，開展了關(guān)鍵技術(shù)研究，以切實解決設(shè)計、施工中的關(guān)鍵技術(shù)問題為重點，系統(tǒng)整理工程現(xiàn)場技術(shù)資料，保障工程順利建設(shè)，為我國超長深埋隧洞的勘察設(shè)計、工程施工、運營管理等積累了經(jīng)驗。

（1）秦嶺超長隧洞施工通風(fēng)技術(shù)研究。探明了長距離隧洞施工的洞內(nèi)環(huán)境特征，提出了分別把一氧化碳濃度和溫度作為鉆爆法及TBM法施工通風(fēng)的主要控制因素，給出了適用于長距離隧洞鉆爆法施工和TBM施工的環(huán)境控制標(biāo)準(zhǔn)，填補了國內(nèi)空白;建立了各種不同施工環(huán)境下的通風(fēng)模式和計算方法;首次對隧洞施工通風(fēng)接力式風(fēng)倉進行了研究，提出了風(fēng)倉長度、高度和寬度的設(shè)計方法，解決了控制長管路漏風(fēng)率和風(fēng)壓損失的技術(shù)難題;建立了復(fù)雜條件下長距離TBM施工隧洞的洞內(nèi)溫度和粉塵分布預(yù)測模型，并提出了配套的施工措施。

（2）秦嶺超長隧洞突涌水、巖爆預(yù)測與防治技術(shù)研究。構(gòu)建了秦嶺輸水隧洞突涌水災(zāi)害危險性等級評價體系，提出了突涌水災(zāi)害危險性等級評價指標(biāo)，并確立了各指標(biāo)的致災(zāi)程度;針對不同水文地質(zhì)單元，建立了相應(yīng)的隧洞突涌水預(yù)測模型，提出了適宜的超前地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報方法及防治措施;提出了秦嶺輸水隧洞的巖爆等級判定方法、分級標(biāo)準(zhǔn)和不同施工方法的巖爆災(zāi)害分級防治措施。

（3）隧洞襯砌結(jié)構(gòu)外水壓力確定及應(yīng)對技術(shù)研究。基于施工期圍巖內(nèi)水壓監(jiān)測數(shù)據(jù)，建立了以圍巖滲透系數(shù)的滲流連續(xù)方程來確定初始水壓的方法，提出了外水壓力折減系數(shù)的確定方法，為隧洞襯砌設(shè)計提供了依據(jù);提出了“限量排放，排堵結(jié)合”深埋隧洞襯砌結(jié)構(gòu)外水壓力的量化設(shè)計方法，制定了整體設(shè)計流程框架，并在秦嶺輸水隧洞的排水措施設(shè)計中首次應(yīng)用。

（4）超長深埋隧洞測量設(shè)計分析評估及施測精度控制分析研究。提出了顧及對中與觀測誤差影響的洞內(nèi)導(dǎo)線網(wǎng)精度仿真計算方法，該方法能仿真實際測量誤差，預(yù)測的橫向貫通誤差可靠，為超長隧洞洞內(nèi)控制測量方案的制訂提供了理論依據(jù);提出了固定測站和自由測站相結(jié)合的構(gòu)網(wǎng)方式進行平面聯(lián)系測量方法，通過對聯(lián)系測量網(wǎng)的嚴密平差和精度評定，選擇最佳的進洞聯(lián)系邊;首次在長大輸水隧洞內(nèi)平面控制測量中采用自由測站邊角交會網(wǎng)，避免了對中誤差和減弱旁折光的影響，顯著提高了貫通精度;探明了加測陀螺邊對長大隧洞橫向貫通誤差的增益規(guī)律，根據(jù)橫向貫通誤差最小的原則，優(yōu)化了洞內(nèi)控制網(wǎng)加測陀螺方位角位置和數(shù)量。

（5）超長深埋隧洞深層圍巖基本工程特性研究。首次將以板塊構(gòu)造和陸內(nèi)構(gòu)造為核心的秦嶺造山帶理論應(yīng)用于秦嶺地區(qū)隧洞圍巖地質(zhì)環(huán)境研究中，提出了實施方法，為評價深埋隧洞圍巖工程特性提供了理論依據(jù);從巖體結(jié)構(gòu)、巖石顯微構(gòu)造、多期變形特征、圍巖力學(xué)特征及應(yīng)力場等因素著手，對巖石不同破壞機制從地質(zhì)角度提出了指導(dǎo)性意見;采用巖石微觀組構(gòu)與巖體宏觀構(gòu)造分析相結(jié)合的方法，闡明巖體力學(xué)特征，為地質(zhì)條件區(qū)域劃分和設(shè)計提供了依據(jù)。

（6）秦嶺超長深埋隧洞高地應(yīng)力軟巖變形及防治技術(shù)研究。提出了考慮應(yīng)力分區(qū)的超長深埋隧洞工程地應(yīng)力場非線性分析方法，通過大量數(shù)據(jù)積累可以做到精細化反演分析，獲得了不同巖性、不同圍巖洞段的地應(yīng)力分布特征，為隧洞支護設(shè)計和施工方案制訂提供支撐;構(gòu)建了反映卸荷巖石時效力學(xué)機制的復(fù)合黏彈塑模型，并應(yīng)用于秦嶺深埋隧洞中，具有理論上的創(chuàng)新意義和實踐應(yīng)用性。

（7）硬巖長距離TBM施工參數(shù)與圍巖特性相關(guān)性研究。提出了利用TBM掘進速度預(yù)測模型和滾刀破巖試驗結(jié)果相結(jié)合的綜合分析方法，分段給出了TBM掘進參數(shù)建議值，提高了TBM開挖功效;首次將巖石摩擦性（CAI值）納入TBM利用率分析，提出了TBM利用率與圍巖分級（RMR值）及巖石摩擦性的相關(guān)性預(yù)測模型;初步確定了典型的巖體條件段TBM開挖圍巖損傷區(qū)的范圍，可為TBM施工各巖體條件的支護設(shè)計參數(shù)提供參考。

（8）秦嶺輸水隧洞TBM施工刀具選型研究[6]。針對硬巖掘進，為了減少刀具更換時間，公司通過對國內(nèi)外數(shù)十家刀具供應(yīng)商進行現(xiàn)場掘進比選，從磨損量、巖石抗壓強度兩項指標(biāo)定量分析刀具選型，結(jié)合過渡區(qū)域刀具磨損量及速率、面刀區(qū)域刀具磨損情況、整刀使用壽命、極限磨損情況、2 km試掘進階段刀具消耗情況，綜合評價各類型刀具性能，建立了刀具與地質(zhì)條件的匹配管理，對超硬巖隧洞TBM刀具的選取具有一定的參考價值，也對刀具材料的研究提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。相關(guān)成果獲陜西省水利行業(yè)優(yōu)秀論文一等獎。

（9）微震監(jiān)測技術(shù)的研究應(yīng)用[7]。秦嶺輸水隧洞越嶺段巖爆頻發(fā)，嚴重威脅施工人員及設(shè)備的安全，也制約著施工進度。因此，公司從2017年9月開始引進了微震監(jiān)測技術(shù)對巖爆進行監(jiān)測預(yù)報，每天將過去24 h內(nèi)發(fā)生的微震次數(shù)、累計能量等監(jiān)測結(jié)果以數(shù)據(jù)分析報告的形式發(fā)送參建單位，并給出監(jiān)測區(qū)域即將發(fā)生巖爆風(fēng)險的預(yù)警信息，提示施工單位提前做好防范措施，經(jīng)過不斷地摸索、改進，巖爆風(fēng)險范圍的預(yù)測準(zhǔn)確率在80%以上，現(xiàn)場結(jié)合微震監(jiān)測分析數(shù)據(jù)，及時調(diào)整掘進與支護參數(shù)、采取相應(yīng)措施，有效地降低了巖爆災(zāi)害對現(xiàn)場人員、設(shè)備的傷害程度。例如，2019年8月4日12時左右發(fā)生了強烈?guī)r爆，在這之前，施工單位已于7時收到巖爆預(yù)警，提前采取了防護措施。隨著人工智能、自動預(yù)警等技術(shù)的引入，微震監(jiān)測的定位精度、時效性將會進一步提高，對隧洞開挖設(shè)計和施工的指導(dǎo)作用將會越來越明顯。

（10）秦嶺輸水隧洞超前地質(zhì)預(yù)報研究[8]。公司聯(lián)合山東大學(xué)，應(yīng)用信息化技術(shù)對掌子面前方地質(zhì)情況進行綜合預(yù)報。采用聚焦測深型電阻率法，實現(xiàn)了掌子面前方30～40 m范圍的斷層、溶洞等含水致災(zāi)構(gòu)造的三維成像;采用三維地震波法，實現(xiàn)了掌子面前方80～100 m范圍的斷層、破碎帶的超前探測;采用多元地球物理探測解釋方法，在物探數(shù)據(jù)的處理與解釋層面實現(xiàn)突破性創(chuàng)新。在秦嶺輸水隧洞施工應(yīng)用中，超前地質(zhì)預(yù)報與開挖驗證結(jié)果吻合度高，有效保障了隧洞安全高效掘進。2016年5月31日，嶺北TBM掘進至K51+597.6處遭遇卡機，通過超前地質(zhì)預(yù)報，準(zhǔn)確探明了掌子面前方軟弱破碎帶的空間位置、形態(tài)和規(guī)模，指導(dǎo)了脫困方案的設(shè)計和實施，使TBM提前21 d脫困。

（11）研發(fā)了秦嶺輸水隧洞智能管理系統(tǒng)。為保障隧洞施工作業(yè)，公司研發(fā)建立了秦嶺輸水隧洞智能管理系統(tǒng)，實現(xiàn)安全、質(zhì)量、進度、TBM的有效監(jiān)測與管控?；贐IM模型，能夠直觀看到斷裂、巖爆、變形等不同類型風(fēng)險點在隧洞中的分布情況，還原了隧洞的地質(zhì)情況，臨近風(fēng)險點時能夠及時提醒參建單位對前方圍巖重點監(jiān)測，提前做好施工準(zhǔn)備。通過高頻次采集TBM傳感器數(shù)據(jù)，對TBM工作狀態(tài)、軸力、扭矩、掘進速度等參數(shù)進行實時監(jiān)控，通過大數(shù)據(jù)分析，對TBM健康狀態(tài)進行監(jiān)測，對于可能出現(xiàn)的故障盡早檢修維護，正在研究預(yù)測TBM關(guān)鍵掘進參數(shù)，最終實現(xiàn)TBM施工輔助巡航。

上述研究成果成功應(yīng)用在秦嶺輸水隧洞的建設(shè)中，節(jié)省了工程投資、極大地保障了施工和生產(chǎn)安全，為后期隧洞安全平穩(wěn)運行夯實了基礎(chǔ)，也為今后類似工程提供了較好的參考和借鑒。

此外，公司參與承擔(dān)國家重點研發(fā)計劃項目“長距離調(diào)水工程建設(shè)與安全運行集成研究及應(yīng)用”中的6個子課題，其中針對大埋深隧洞開展研究的有5項，包括巖體工程特性測試技術(shù)與綜合評價方法、圍巖大變形及巖爆預(yù)測與防控技術(shù)、圍巖-支護體系協(xié)同承載機理與全壽命設(shè)計理論及方法、高壓水害等不良地質(zhì)條件下深埋長隧洞施工災(zāi)害處治和成套技術(shù)、隧洞建設(shè)智能仿真與建設(shè)信息集成技術(shù)。

結(jié)合科研成果及工程實踐，由中國科學(xué)院陳祖煜院士牽頭，公司目前正在編制《秦嶺引水隧洞工程》《三河口水利樞紐》等七部分內(nèi)容組成的工程技術(shù)系列叢書，參編《全斷面巖石掘進機法水工隧洞工程技術(shù)規(guī)范》，主編《長距離水工隧洞控制測量技術(shù)規(guī)范》《水工長隧洞施工期通風(fēng)技術(shù)規(guī)范》兩項陜西省地方標(biāo)準(zhǔn)。

4 下一步研究重點

目前，秦嶺輸水隧洞TBM施工還剩余最后的3.5 km，同時也是全段掘進開挖中最困難的一段，埋深進入1 300 ～ 2 012 m區(qū)間，巖性以花崗巖（嶺南）、閃長巖（嶺北）居多。下一步將針對目前亟待解決的突出難題開展以下重點研究。

（1）開展巖爆頻發(fā)致使施工進度遲緩問題研究。經(jīng)統(tǒng)計，截至2019年12月，TBM掘進施工巖爆段長度為4 763.3 m，共發(fā)生巖爆998次，其中輕微巖爆557次、中等巖爆345次、強烈?guī)r爆89次、滯后性強烈?guī)r爆7次。巖爆的發(fā)生，導(dǎo)致現(xiàn)場不得不采取加強支護等措施，嶺南TBM第二掘進段每掘進百米實際發(fā)生巖爆頻次約為42次，支護時間占施工總時間的56.4%，TBM設(shè)備利用率僅19.8%。

截至2019年10月，嶺北TBM施工段累計完成掘進15 864.9 m，綜合月進尺310 m，其中嶺北TBM接應(yīng)段自2019年1月28日掘進以來，綜合月進尺僅為136 m;嶺南TBM施工段累計完成掘進9 365.8 m，綜合月進尺為180 m，其中TBM第二掘進段自2019年3月28日轉(zhuǎn)場完成恢復(fù)掘進以來，綜合月進尺僅為112 m。

為了解決當(dāng)前技術(shù)難題，保障施工安全和施工進度，工地正在準(zhǔn)備采用水錘壓力破巖技術(shù)，同時公司聯(lián)合清華大學(xué)探索應(yīng)用微波破巖技術(shù)等。

（2）開展嶺北硬巖大變形問題研究。嶺北TBM施工段在埋深千米以上硬巖洞段掘進完成后，拱部鋼架下沉、底部向上隆起，巖體剝落、掉塊現(xiàn)象嚴重，嚴重影響隧洞正常施工，并可能導(dǎo)致侵限、TBM卡機等問題。

2018年12月7日，嶺北TBM掘進至樁號K46+505處，遭遇硬巖大變形，該段巖石強度約65 MPa，拱部最大下沉49 cm，底部最大隆起達61 cm。

為保障大埋深洞段圍巖穩(wěn)定、支護安全、TBM正常掘進以及后期隧洞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，公司正在聯(lián)合中鐵第一勘察設(shè)計院，探索TBM大埋深硬巖洞段圍巖破裂機制與大變形控制技術(shù)。

5 結(jié) 語

本文系統(tǒng)地分析了引漢濟渭工程秦嶺輸水隧洞施工過程中面臨的關(guān)鍵技術(shù)問題，對已開展的超長隧洞巖爆預(yù)測與防治、突涌水分析和防治、施工通風(fēng)、襯砌結(jié)構(gòu)外水壓力確定及應(yīng)對、測量設(shè)計分析評估及施測精度控制分析、深層圍巖基本工程特性、高地應(yīng)力軟巖變形及防治、TBM硬巖掘進、微震監(jiān)測等關(guān)鍵技術(shù)研究進行梳理，并提煉了主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點。提出下一步要有針對性地開展巖爆頻發(fā)致使施工進度遲緩問題研究和嶺北硬巖大變形問題研究等。秦嶺輸水隧洞施工關(guān)鍵技術(shù)研究，為保障隧洞順利掘進提供了技術(shù)支持，也可為其他同類超長深埋隧洞的修建提供參考。

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【責(zé)任編輯 趙宏偉】