南水北調(diào)中線穿黃工程勘察關(guān)鍵技術(shù)

策劃編輯 唐湘茜

成果概況

該成果由長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究有限公司與長江巖土工程總公司（武漢）聯(lián)合完成。項目主要完成人為蔡耀軍、馬貴生、張延倉等。

南水北調(diào)中線工程是我國水資源優(yōu)化配置的戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施。穿黃工程是中線的控制性工程，是國內(nèi)外規(guī)模最大、地質(zhì)條件最為復(fù)雜、技術(shù)難度最高的輸水工程。穿黃工程勘察關(guān)鍵技術(shù)研究持續(xù)20余年，在大型輸水盾構(gòu)隧洞穿越游蕩性大江大河勘察技術(shù)、黃土高邊坡、飽和黃土洞室問題研究、砂土地基地震液化處理等方面取得了一系列創(chuàng)新性成果，解決了深厚砂層勘察取芯、取樣、地下埋藏古木探察等一系列難題，保證了穿黃工程順利建設(shè)，推動了國內(nèi)水利勘察行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。

項目研究成果出版專著2部，發(fā)表學(xué)術(shù)論文13篇，編寫國家標(biāo)準(zhǔn)1部、行業(yè)規(guī)程2部，申請國家專利7項、軟件著作權(quán)1項，獲2019年長江水利委員會科學(xué)技術(shù)一等獎。

技術(shù)創(chuàng)新

1 大型輸水盾構(gòu)隧洞穿越大江大河勘察技術(shù) 由水上勘探平臺、鉆進(jìn)取芯取樣技術(shù)、地下障礙物探查、盾構(gòu)施工工程地質(zhì)分段標(biāo)準(zhǔn)等構(gòu)成，形成一套完整的盾構(gòu)法輸水隧洞穿越黃河勘察技術(shù)。

（1）裝配式環(huán)拉水上勘探平臺

（2）盾構(gòu)隧洞地下障礙物（埋藏古木）勘察技術(shù)

（3）松散砂層泥衣包裹取芯技術(shù)、原狀砂樣采取技術(shù)及深厚砂層原位測試技術(shù)

（4）建立了與隧洞盾構(gòu)施工相適應(yīng)的工程地質(zhì)分段標(biāo)準(zhǔn)

2. 基于液化深度動態(tài)評價理論的深液化淺處理技術(shù)

提出了液化勢動態(tài)評價理論，將影響砂土振動液化的另一關(guān)鍵控制指標(biāo)一一一有效應(yīng)力納入評價體系，綜合分析，確定需要處理的砂土深度。達(dá)到優(yōu)化地基處理深度、節(jié)省工期、控制投資的目的。

3. 邙山黃土人工高邊坡穩(wěn)定綜合控制技木

（1）隧洞進(jìn)口渠段軟黃土高邊坡綜合處理技術(shù)

（2）基于卸荷剪切一壓剪破壞理論提出臨河高邊坡穩(wěn)定綜合控制技術(shù)

4. 飽和黃土大型洞室破壞機理與處理技木

發(fā)現(xiàn)黃土過飽和是洞室變形失穩(wěn)的根源，提出了“重復(fù)松弛一一>過飽和軟化一一>泥流突入一一>新的松弛循環(huán)”的破壞理論，將洞頂飽和黃土破壞過程分為4個階段（萌芽階段、快速發(fā)展階段、交替發(fā)展階段、消亡階段），并指出各階段的破壞特點、危害性和處理思路。建立了以控制卸荷作用的“洞周土體過飽和失穩(wěn)破壞控制技術(shù)”和“洞頂土體過載一過飽和失穩(wěn)破壞控制技術(shù)”體系，對指導(dǎo)飽和黃土洞室施工具有重要的指導(dǎo)意義。

推廣應(yīng)用

（1）應(yīng)用于長江重要隱蔽工程——同馬大堤工程地質(zhì)勘察

（2）應(yīng)用于洪湖東分塊蓄滯洪區(qū)工程地質(zhì)勘察

（3）應(yīng)用于武漢市軌道交通5號線六標(biāo)項目施工

（4）應(yīng)用于南水北調(diào)中線穿黃工程北岸明渠地基處理