大埋深輸水隧洞設(shè)計(jì)和施工中的關(guān)鍵問(wèn)題探討

吳劍疆

(水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院，北京 100120)

人多水少、水資源時(shí)空分布不均是我國(guó)的基本國(guó)情水情。興建調(diào)水工程是優(yōu)化水資源配置、提高水安全保障能力的重大戰(zhàn)略舉措。近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，以及國(guó)家對(duì)重大水資源配置戰(zhàn)略的不斷重視，我國(guó)大型長(zhǎng)距離調(diào)水工程發(fā)展十分迅速。截至目前，已建成了南水北調(diào)東、中線、引黃入晉、大伙房輸水、引洮供水等工程，發(fā)揮了較好的效益，在建和擬建的工程還有引漢濟(jì)渭、滇中引水以及新疆的調(diào)水工程等。在這些工程中，大部分位于我國(guó)西部地區(qū)，沿線地形地貌多為崇山峻嶺，受條件制約，不得不采用大埋深長(zhǎng)距離隧洞進(jìn)行輸水，其中最大埋深已超過(guò)2200m，單洞最大長(zhǎng)度已超過(guò)280km。由于埋深大、距離長(zhǎng)，這些隧洞在建設(shè)過(guò)程中將會(huì)遇到一系列特殊的技術(shù)難題。如因超高埋深導(dǎo)致的高地應(yīng)力問(wèn)題及巖爆和軟巖大變形問(wèn)題，高地下水壓力帶來(lái)的強(qiáng)突涌水問(wèn)題，以及因超長(zhǎng)距離導(dǎo)致的施工通風(fēng)和埋深導(dǎo)致的高地溫等問(wèn)題，這些均是工程建設(shè)的世界性難題，特別是部分隧洞由于地處構(gòu)造作用和巖溶發(fā)育強(qiáng)烈地區(qū)，使得上述問(wèn)題變得更為復(fù)雜，風(fēng)險(xiǎn)更大，給隧洞的設(shè)計(jì)和施工帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。

1 高地應(yīng)力與巖爆防治

1.1 地應(yīng)力場(chǎng)的確定

隨著埋深的增大，受自重荷載增加的影響，隧洞地應(yīng)力將增加，另外受地質(zhì)構(gòu)造的影響，地應(yīng)力也將發(fā)生調(diào)整。除與埋深和地質(zhì)構(gòu)造有關(guān)外，地應(yīng)力大小還與巖性等密切相關(guān)。……