淺談水利水電工程深埋長隧洞勘察技術(shù)

曾昆

（九江市水利電力規(guī)劃設(shè)計(jì)院）

淺談水利水電工程深埋長隧洞勘察技術(shù)

曾昆

（九江市水利電力規(guī)劃設(shè)計(jì)院）

隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會(huì)市場經(jīng)濟(jì)體系的不斷完善，人們對日常物質(zhì)文化需求也隨之提高。由于國家對建筑行業(yè)進(jìn)行大力扶持與改革，建筑行業(yè)行情有所好轉(zhuǎn)，在傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)和施工技術(shù)方面做了許多改進(jìn)，然而在水利水電工程方面卻依然無法形成獨(dú)立、健全的施工體系，在深埋引水隧洞方面，無論是設(shè)計(jì)計(jì)算理論還是施工技術(shù)，都一直處于探索階段，一方面增加施工難度的同時(shí)，對國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成巨大損失。因此，本文針對國內(nèi)現(xiàn)階段水利水電工程深埋長隧洞勘察技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行有效的、綜合性的分析。

水利水電工程；深埋長隧洞；勘察技術(shù)

近些年來，隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水利水電和鐵路、公路等行業(yè)相繼修建深埋長隧洞工程，如國內(nèi)建成的遼寧大伙房輸水隧洞、引黃入晉南干線7號(hào)輸水隧洞、穿越秦嶺的鐵路隧洞、錦屏二級(jí)電站引水發(fā)電洞，尤其是金品二級(jí)電站發(fā)電洞最大深度達(dá)2500m，更是國內(nèi)目前埋深最大的水利工程隧洞之一[1]。

1 國內(nèi)深埋長隧洞勘察發(fā)展現(xiàn)狀及問題分析

1.1 當(dāng)前階段勘察技術(shù)不成熟

在深埋引水隧洞方面，無論是設(shè)計(jì)計(jì)算理論還是施工技術(shù)，都一直處于探索階段，一方面增加施工難度的同時(shí)，對國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成巨大損失。眾所周知，在水利工程建設(shè)當(dāng)中，危險(xiǎn)系數(shù)最高的莫過于挖掘工作，由于國內(nèi)勘察技術(shù)的不成熟，無法對挖掘工作給予完整、有效的技術(shù)支持，致使挖掘工作在進(jìn)行的過程中，常常出現(xiàn)是隧洞內(nèi)壁不同程度的塌方，不但影響施工進(jìn)度，更為整個(gè)工程建設(shè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

勘察技術(shù)突出的難點(diǎn)主要表現(xiàn)在：由于勘察位置的地貌和地質(zhì)環(huán)境都較為特殊，一般都是地面海拔較高和交通不便利，致使很多勘察設(shè)備甚至是技術(shù)人員難以抵達(dá)預(yù)定的動(dòng)線位置。再加上勘察技術(shù)的不完善，使一切先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段都得不到充分的發(fā)揮和利用，比如1000～3000m的深度以及高應(yīng)力、高水頭等條件尚不適宜的勘探檢測設(shè)備，在同等的環(huán)境條件下，都要受到一定程度的使用限制[1]。

1.2 工程地質(zhì)問題

隨著隧洞工程的發(fā)展和建設(shè)，在施工的過程中常見的地質(zhì)問題如圍巖變形、塌方、巖爆、高外水壓力、突水、突泥和涌水、高地溫、巖溶、膨脹巖、有害氣體、有害水質(zhì)、放射性等的危害等。深埋長隧洞工程是一項(xiàng)施工復(fù)雜，容易發(fā)生問題的建筑工程，且發(fā)生突出問題的概率偏高，根據(jù)相關(guān)資料顯示，國內(nèi)錦屏二級(jí)發(fā)電洞主要問題是巖爆和涌水，天山隧洞是斷層帶、大溶隙涌水等等。其中突涌水、高應(yīng)力條件下的巖爆對工程地質(zhì)造成的影響最大，不但延長工程工期，還可能因圍巖擠壓和膨脹變形造成整體塌方的事故。

1.3 勘察資料不全

由于國內(nèi)對水利水電工程深埋長隧洞的研究時(shí)間較短，無法形成有效的勘察技術(shù)體系，更無法在勘察資料方面進(jìn)行綜合性、有效性的整理，致使國內(nèi)眾多施工企業(yè)在工程建設(shè)進(jìn)行勘察的過程中，無法咨詢或者收集相關(guān)的勘察資料，沒有最大限度的提供有力幫助，特別是可能導(dǎo)致隧洞塌方地段的各種因素影響，使施工技術(shù)人員無法提出相應(yīng)的對策并執(zhí)行。不但延長工程工期，而且提高了工程施工和投資成本，對建筑企業(yè)造成巨大經(jīng)濟(jì)、人力、物力方面的損失，甚至引發(fā)安全事故[2]。

1.4 勘察程序混亂不堪

國內(nèi)目前無論是針對勘察理論還是勘察技術(shù)都屬于初探階段，因此無法對勘探進(jìn)行綜合性的整理、歸納，導(dǎo)致勘察程序混亂不堪的局面發(fā)生，而工程勘察首先解決的就是將勘察工作和建筑工程的設(shè)計(jì)、施工緊密結(jié)合起來，以此作為技術(shù)基礎(chǔ)為工程建設(shè)提供有力的理論剛要和勘察數(shù)據(jù)，然而由于在很多勘察單位例對于需要勘察的建設(shè)工程項(xiàng)目上，沒有進(jìn)行有效的項(xiàng)目編寫和勘察方案。在缺乏勘察方案的情況下進(jìn)行勘察，很有有一個(gè)清晰的勘察思路，無法對所勘測的數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確、有效的評(píng)估，不利于甚至影響勘察結(jié)果的質(zhì)量，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

2 加強(qiáng)水利水電工程深埋長隧洞勘察技術(shù)措施

2.1 加強(qiáng)對工程地質(zhì)環(huán)境的勘察

在工程勘察的過程中，施工單位和技術(shù)人員首先根據(jù)工程所處位置的周邊地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行有效的勘察和測繪，查明工程建設(shè)區(qū)域的地形和地貌的特點(diǎn)，以及其他地層、構(gòu)造和不良地質(zhì)的具體表現(xiàn)特征，并準(zhǔn)確的進(jìn)行區(qū)別劃分，使用“1V1”的分點(diǎn)甄別辦法，對每個(gè)區(qū)域不同種類的地質(zhì)特征進(jìn)行有效、合理的綜合性分析，進(jìn)而勘察工程建設(shè)區(qū)域附近巖土的形成關(guān)系、成因、性質(zhì)、和分布，對與圖層要區(qū)分出新近沉積土和其它土質(zhì)。在進(jìn)行測繪的過程中，可以采用調(diào)查的方式替代工程地質(zhì)測繪，從而節(jié)約勘察時(shí)間和勘察資源，進(jìn)一步提高勘察工作的質(zhì)量，并為其它需要勘測技術(shù)的區(qū)域提供有效的指導(dǎo)作用，保證勘察任務(wù)工作的順利進(jìn)行[3]。

2.2 完善勘察程序，進(jìn)行勘察資料存檔

在進(jìn)入工程建設(shè)施工前，施工部門應(yīng)嚴(yán)格按照國家現(xiàn)有的針對水利水電深埋長隧洞施工規(guī)范制定有效的勘察方案，編寫勘察剛要，使剛要具體化、細(xì)節(jié)化，讓勘察人員在勘察的過程中可以具有良好的勘察思路，不會(huì)疏漏重要的施工環(huán)節(jié)，因此完善勘察程序是做好勘察工作的重要前提，不僅有利于提高勘察的效率，而且對需要勘察的對象可以進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)，在保證勘察技術(shù)人員在進(jìn)行勘察工作安全的同時(shí)，更可以掌握勘察數(shù)據(jù)，以此為基礎(chǔ)，確保整個(gè)勘察工作的真實(shí)地質(zhì)情況。在勘察工作完畢后，施工單位要對勘察數(shù)據(jù)總結(jié)、歸納，然后進(jìn)行資料存檔，以便工程后續(xù)資料的開發(fā)和利用，使國內(nèi)勘察技術(shù)在探索和借鑒的過程中，形成一套適合本國水利水電深埋長隧洞工程發(fā)展的健全的勘察技術(shù)[4]。

2.3 利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)加固勘察地段

在勘察階段，要合理、有效利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段，對特殊地質(zhì)、特殊環(huán)境進(jìn)行勘察任務(wù)，從而制定必要、合理的加固方案，在遇到突發(fā)性狀況是，不至于手足無措，能夠?qū)栴}及時(shí)進(jìn)行處理，防止損失進(jìn)一步擴(kuò)大，有利于保障施工單位和建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)和人力、物力資源等不受損失。

2.4 完善勘察技術(shù)

在工程勘察的過程中，要因地制宜的選擇正確的勘察方法，根據(jù)實(shí)際實(shí)施的勘察方法，對工程的勘察性質(zhì)和周邊的地質(zhì)環(huán)境展開勘察工作，除了要準(zhǔn)備勘察工具和相關(guān)資料外，更要注意長隧洞工程內(nèi)部出現(xiàn)的排水事項(xiàng)。從國外深埋長隧洞工程的施工方案和具體的勘察技術(shù)借鑒有利部分，結(jié)合實(shí)際情況，從而完善勘察技術(shù)和勘察程序，確定具體勘察步驟，相關(guān)工作人員要以此為技術(shù)基礎(chǔ)，對經(jīng)常出現(xiàn)問題的區(qū)域隨時(shí)進(jìn)行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)不能避免的事故發(fā)生，要及時(shí)采取應(yīng)急防護(hù)措施，保證工程順利施工的同時(shí)，還要保證施工技術(shù)人員的人生安全防護(hù)問題[5]。

3 結(jié)束語

改革開放以來，隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，利用科學(xué)給水對水利水中深埋長隧洞的勘察技術(shù)，進(jìn)行有效、合理、完整的技術(shù)歸納是至關(guān)重要的，是實(shí)現(xiàn)國家持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一。因此國內(nèi)建筑和主管部門應(yīng)加強(qiáng)對相關(guān)人員在水利水電工程動(dòng)工之前的地質(zhì)勘察和資料收集的管理工作，從而進(jìn)一步保證勘察數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、有效性和可靠性，為國家水利水電工程奠定良好的技術(shù)基礎(chǔ)。

[1]楊興富.水利水電工程中深埋長隧洞勘察技術(shù)方法思考[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2013，11：136～137.

[2]姚成林.深埋長隧洞巖爆災(zāi)害機(jī)理及判據(jù)研究[D].中國地質(zhì)大學(xué)（北京），2014.

[3]曾祥華.深埋長隧洞圍巖穩(wěn)定性及支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究[D].河海大學(xué)，2001.

[4]宋岳，賈國臣，邊建峰.水利水電深埋長隧洞工程地質(zhì)條件復(fù)雜性分級(jí)與分類[J].水利水電工程設(shè)計(jì)，2008，04：30～33+55.

[5]包宏濤.深埋板巖隧洞圍巖力學(xué)特性研究[D].中國科學(xué)院研究生院（武漢巖土力學(xué)研究所），2007.

TV221.2

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1004-7344（2016）15-0114-02

2016-5-12

曾昆（1990-），男，助理工程師，本科，主要從事水利工程勘察技術(shù)工作。