第1章概述 1.1研究背景及研究意義 年來，隨著西部大開發戰略及“”的實施和持續投入，我國在水利水電、鐵路、公路等領域興建或擬建大批的工程。如水利水電領域的南水北調西線工程、青海省引黃濟寧工程、雲南滇中引水工程、陝西引漢濟渭工程等；鐵路領域的青藏鐵路工程、川藏鐵路工程、大瑞鐵路工程等；公路領域的雅安一西昌高速公路工程、雅安一康定高速公路工程、京昆高速公路工程等。這些工程在穿越山嶺地段時，受地形條件限制，布置有較多的隧洞（道）工程，當隧洞洞線長、埋深大時，往往地質條件復雜、地質災害發育，會對工程投資、工期等造成較大的影響。如大瑞鐵路大柱山隧道，全長約14.5km，由於存在斷層破碎帶、岩溶、暗河等不良地質條件，施工中經常遇到突泥、突水和圍岩失穩等地質災害，工期延誤達到了8年；蘭渝鐵路胡麻嶺隧道，全長約13.6km，209年3月開工以來的前3年隧道順利，每個月百米，2011年8月開始遇到富水粉細砂層，施工中極易發生湧水、湧砂事故均每月隻能四五米，導致工期延誤數年。 目前針對深埋長隧洞常用的施工方法主要有鑽爆法和TBM（隧洞機）法。由於TBM具有快、優質、環保的技術特點，獨頭可達10km以上，在深埋長隧洞的施工中得到了廣泛的應用。但TBM對不良地質條件的適應性差，不良地質條件對其的影響遠大於鑽爆法。如青海省引大濟湟工程，隧洞長約24.17km，受區域性大斷層的影響，發生了湧水、突泥、塌方等隧洞地質災害，出口段TBM累計受阻和卡機10次，造成工度嚴重滯後，隨後出口段TBM處於停滯狀態達6年之久。 隧洞的工程地質條件已成為深埋長隧洞施工的主要影響因素，在良好的地質條件下，能獲得較高的施工速度，但在不良地質條件下，即使采用對不良地質條件適應性較好的鑽爆法，也面臨較大的困難。目前由於技術條件的限制，在前期的地質勘察中，無法查清隧洞的地質條件，常出現對不良地質條件的誤判或漏判。當施工中突遇不良地質條件時，往往會措手不及，造成隧洞地質災害。因此，研究深埋長隧洞的勘察技術，針對不同勘察技術的特點，結合隧洞的地質條件，提出合適的勘察方法，查明隧洞的地質條件並提出不良地質條件施工處理建議，對保障隧洞、快速施工具有重要的意義。同時結合TBM施工技術特點，研究TBM施工條件下的關鍵工程地質問題，對於提高TBM的效率、避免隧洞地質災害的發生或降低地質災害的影響程度同樣意義重大。 1.2國內水利水電領域深埋長隧洞概況 國內的水利水電領域，是跨流域調水行業及引水發電工程中布置有大量的深埋長隧洞，如南水北調西線工程、四二級水電站工程、遼寧大伙房水庫引水工程、吉林省中部城市引松供水工程、雲南滇中引水工程、陝西引漢濟滑工程、北疆供水二期工程、甘肅引大入秦工程、甘肅引洮工程、山西萬家寨引黃工程等。 （1）南水北調西線工程。 南水北調西線工程一期從雅奢江、大渡河上遊調水入黃河上遊河道。引水工程主要由引水樞紐和深埋長隧洞組成。輸水線長 325.6km，其中隧洞長321.1km，隧洞自然分段長度小3.7km，大72.4km，隧洞大埋深1150m均埋深約500m。隧洞穿越的地層岩性以三疊繫（T）的砂岩板岩為主，局部分布有岩漿侵人岩體，隧洞沿線穿過數十條區域性斷層，其中部分有活動性斷已主 斷右湧水、軟岩大變形、岩爆等。 （2）四二級水電站工程。 二級水電站位於雅奢江下遊四川省涼山州境內，裝機容量4 800MW，庫容1.92×107m2，電站大引用流量465m2/s。電站利用雅江下遊河段150km長大河灣的天然落差，通過引水隧洞，截彎取直，獲得水頭約310m。引水繫統水口、引水隧洞、上遊調壓室、高壓管道、尾水事故閘門室及尾水隧洞等建築物組成，為一低閘、長隧洞、高水頭、大容量引水式電站。引水隧洞共4條，單洞長約16.7km，隧洞開挖洞徑12.40~14.30m，其中2條引水隧洞及1條施工排水洞采用TBM施工。隧洞一般埋深為1500~2000m，大埋深為2525m。隧洞穿越的地層岩性主要有鹽塘組大理岩（T2y）、白山組大理岩（Tn）、三疊繫上統砂板岩（T）、雜谷腦組大理岩（Ta）、三疊繫下統綠泥石片岩和變質中細砂岩（T，）等。主要工程地質問題有岩溶地下水、高地應力及岩爆等。 （3）遼寧大伙房水庫引水工程。 大伙房水庫引水工程特長隧洞長85.32km，開挖洞徑8.03m，屬大斷面特長隧洞。其位於遼寧省東部本溪市桓仁縣和撫順市新賓縣境內，主要是將渾江上桓仁縣境內桓仁水庫發電尾水，利用西江和鳳鳴兩座電站作為調節池，經特長隧洞自流引水至新賓縣境內蘇子河彙入大伙房水庫；再通過水庫取水頭部，經有壓輸水隧洞和下遊輸水管線向遼寧省中、南部地區7城市輸送生活及工業用水。隧水口端前24.58km為鑽爆法施工標段，出水口端後60.84km為TBM施工標段。特長隧洞穿越兩大向斜構造、多個、十幾種岩性、幾十條斷裂構造，地質條件極為復雜，具有山高、坡陡、谷深、埋深大、洞線長等特點。主要不良地質問題有圍岩穩定性差、隧洞湧水、石英砂岩的效率低及岩爆等，對TBM施工造成了一定的影響。 …… | 
