水利水电工程中深埋长隧洞勘察技术分析

饶 杰曾 攀(四川省水利水电勘测设计研究院勘察分院，四川 成都 673)（四川蜀禹水利水电工程设计有限公司，四川 成都 673)

水利水电工程中深埋长隧洞勘察技术分析

饶 杰1曾 攀2
(1四川省水利水电勘测设计研究院勘察分院，四川 成都 611731)
（2四川蜀禹水利水电工程设计有限公司，四川 成都 611731)

近年来，我国的水利水电工程中已经修建了一批深埋长隧洞，在我国的经济发展中发挥了重要的作用。而由于深埋长隧洞的挖掘工作具有较高的技术难度，会面临塌方的危险，所以需要进行深入的地质勘察工作，详细了解当地的地质水文状况，为制定施工规划提供有利的参考依据。在对深埋长隧洞进行地质勘察时，需要确定重点勘察部位，对于勘察中比较常见的问题应该提前做好防范措施，提高勘察工作效率，获取精准而高效的数据信息，为深埋长隧洞设计施工的合理规划奠定坚实的基础。

水利水电工程；深埋长隧洞隧洞；勘察技术

由于深埋长隧洞施工具有较高的难度，隧洞的断面较小，不仅会面临塌方的危险，同时还要确保长隧洞工程结构的稳定性和安全性，所以对长隧洞施工现场以及周围进行地质勘察工作尤为重要。通过地质勘察工作，能够详细的了解地质结构、水文状况以及其他相关信息，为设计施工规划方案的制定提供有利的依据。但是我国在深埋长隧洞工程中的地质勘察技术还不够成熟，还存在很多的技术难点。随着深埋长隧洞工程深度的增加，勘察设备以及相关仪器都无法满足勘察的技术需求，现有的勘测方法会受到一定的限制。并且随着埋深的增加，地质状况也更为复杂，可以借鉴的工程实例有限，在相关方面的理论还不够成熟，所以勘察技术受到限制。但是随着科学技术的发展，地质勘察技术会不断的完善，勘察设备也会不断创新，为促进我国地质勘察事业的发展创造有利的条件。

1、水利水电工程中深埋长隧洞的勘察原则

勘探布置应抓住重点，隧洞存在的主要工程地质问题是前期勘探的重点所在。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，是勘探重点。对于比较复杂的深埋长隧洞，应该充分利用高科技勘探手段,着重针对基本地质条件的勘察，采用多种勘察方法互相补充验证。

2、水利水电工程中深埋长隧洞勘察技术

2.1 遥感、地质测绘和调查

在深埋长隧洞的地质勘察工作中，比较常见的地质问题有围岩变形、塌方、岩爆、高外水压力、突泥和涌水等各种现象，所以为了保证地质勘察工作的全面性和准确性，应该做好全面而细致的地质测绘以及调查工作，获取详细的数据信息。在深埋长隧洞的埋深超过2000m的情况下，地质情况将变得非常复杂，在洞线两侧的岩体以及断裂都可能会出现在隧洞围岩中，所以应该扩大地质测绘的范围，延伸至洞线两侧各2km以上，从而获取较为科学合理的数据。洞线附近的小流域可能会与隧洞的涌水有一定的关系，所以要对小流域进行调查与测绘。

在高山区的溪流以及水泉等一般没有较为详细的资料，所以应该对地表水体的范围、水量以及水位进行测绘和调查，掌握水文地质情况。在高山区的汽温、降雨量、蒸发量以及降雨的渗入规律都会山下有很大的差异，所以在测绘时应该在洞线附近分高程设置观测站点，以便获取更为合理的数据。因为深埋长隧洞的地质勘察工作范围较大，在地质资料比较匮乏的情况下，为地面调查和测绘工作带来了很大的难度。遥感技术在深埋长隧洞勘察中发挥了重要的作用，遥感地质测绘技术能够快速的获取大量的信息，并且覆盖范围大，信息量比较丰富，成本较低，所以遥感技术是深埋长隧洞地质勘察中的常用方式。

2.2 综合物探

除常规物探方法外，为了探测深部地质体和地质现象，近年使用较多的是可控源音频大地电磁测深法（CSAMT）和高频人文大地电磁测深法（EH4）。

可控源音频大地电磁法是根据不同频率电磁波具有不同穿透深度的特点，利用人工可控源产生音频电磁信号，探测地面电磁场的频率响应从而获得不同深度介质电阻率分布信息和目的体分布特征，其理论测深可达1500m，有效测深1100m。

与可控源音频大地电磁法不同，高频人文大地电磁测深法利用天然电磁波信号进行探测，其电磁波频率相对较高，探测深度也相对浅一些，其理论测深为1000m，有效测深600～800m。该方法虽然探测深度大，地形适应性强，但是精度还需要进一步提高。由于各种物探方法都有其优缺点，深埋长隧洞物探勘察适宜采用综合手段，不同方法之间相互补充和验证，采取点、线、面结合，定性与半定量结合的勘探布置和分析原则。

2.3 深钻孔

钻探技术是我国进行深埋长隧洞地质勘察的重要手段之一，因为通过深钻孔，能够对地下情况有详细的掌握，可以获取较为全面而精准的数据信息，并且在我国已经达到了一定的水平。通过深钻孔，可以详细的了解深层次地岩的特性、地质构造、地下水水位与水质、岩溶等地质条件，还可以了解放射性以及有害气体的赋存特征。通过岩芯还可以对隧洞围岩的类别进行判断，同时在钻孔的过程中，应该充分的发挥钻孔的优势，在钻孔中进行取样或者在孔内进行试验与测试，对深部的岩体性质进行更为细致的掌握，最大限度的发挥深钻孔的作用。由于深钻孔技术需要耗费较高的成本，所以我国有些钻孔勘察并没有达到洞身的位置。为了提高工作效率，控制成本，要精心设计钻孔位置，尽量以最少最有效的钻孔获取最全面的数据信息。

2.4 钻孔压水试验

在进行常规钻孔压水试验中，如果是单管顶压，在埋深较大的岩体中吸水量较小，常规的橡皮栓塞无法满足密封性标准，在压力难以控制控制的情况下，试验无法进行。而双栓塞法具有一定的可靠性，针对深部岩体渗透性差的特点，在吸水量小的情况下可以适当加大试验段的长度，可以有效的降低试验误差，并且提高工作效率，常规水头压水试验在我国深埋长隧洞勘察中具有可行性。

2.5 长探洞

在深埋长隧洞的地质勘察中，利用长探洞勘察技术能够获取更加宝贵的技术资料，虽然在我国的部分水电站工作有所应用，但是由于技术还不够成熟，缺乏经验，所以在应用的范围不大。在工程建设的初期，可以结合施工支洞的施工进行一些试验和测试，一方面可以提高勘察效率，另一方面可以对这项技术进行研究。

2.6 岩石（岩体）试验

断层破碎带等岩体以及泥岩等软岩，在高应力下会发生挤压变形，膨胀岩在水环境改变时会发生胀缩变形，一些中硬岩甚至硬岩在高应力下也存在快速蠕变的可能。在大深度、高应力条件下，岩体中的空隙被压密，岩体与岩石的强度特性较为接近，因此可以通过岩石的不同围压三轴压缩试验模拟围岩岩体的工作环境，了解岩体蠕变条件和特征，解决施工期哪些围岩在什么条件下会发生快速蠕变变形问题，为施工方法选择、掘进机选型提供基础资料。

3、结束语

由于深埋长隧洞的地质勘察工作量较大，并且具有较高的技术难度，所涉及的地质状况比较复杂，所以勘察工期较长，投入费用较高。为此，在长隧洞勘察之前需要做好充分的准备工作，对勘察工作进行总体规划，对勘察工作中可能出现的塌方地带要进行认真的研究，并且对可能引起塌方的因素进行分析，从而提前做好防范措施。在施工之前，可以使用超前勘探作为预测预报手段，为勘察工作的顺利进行创造有利的条件。

[1]司富安,贾国臣,高玉生.水利水电工程深埋长隧洞勘察技术方法[J].中国水利,2010-10-30.

[2]杨兴富.水利水电工程中深埋长隧洞勘察技术方法思考[J].企业技术开发,2013-04-16.

[3]朱建业.岩体工程地质力学在水电水利工程勘察中的应用[J].工程地质学报,2014-08-15.

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