深埋输水隧洞硬岩岩爆防控技术研究

杨春宝，胡国志，李凌志，马清瑞

(1.水利部水利水电规划设计总院，北京 100120；2.中铁第一勘察设计院集团有限公司，陕西 西安 710043；3.陕西省引汉济渭工程建设有限公司，陕西 西安 710086)

长距离调水工程为解决我国水资源空间分布不均匀发挥了较大的效益。包括已建的南水北调东线、中线，引黄入晋，引洮供水等工程；在建的引汉济渭，引江济淮，滇中引水，珠江三角洲水资源配置等调水工程等。

深埋隧洞是长距离引调水的常用形式，大部分工程最大埋深超过1000m，例如滇中引水工程最大埋深1450m，引汉济渭工程秦岭输水隧洞最大埋深2012m，锦屏二级水电站引水隧洞最大埋深2525m。

硬岩岩爆是深埋隧洞的设计和施工关键难点之一，其表现为深埋岩体在隧洞开挖扰动下，岩体中聚积的弹性变形势能突然释放，导致围岩产生爆裂、剥离、弹射等现象[1]。本文旨在开展深埋隧洞硬岩岩爆防控技术研究。

1 岩爆危害

隧洞开挖掘进过程中，岩爆对施工进度和施工安全影响极大。

引汉济渭工程秦岭输水隧洞全长98.260km，其中越岭段长81.779km，隧洞最大埋深2012m，隧洞埋深超过500m的段落长61.37km。越岭段深埋隧洞采用TBM施工，直径8.02m。施工中频繁发生岩爆，对生产和人员安全带来诸多不利影响。2020年3月23日，岭北段TBM掘进至K45+589.2处，掌子面和右侧护盾上方连续发生4次强烈岩爆，爆落渣体多呈大块状(尺寸1.5m×1.0m左右)，刀盘被卡，该处隧洞埋深1260m，岩性为闪长岩。刀盘上方塌腔径向深度4.7m，刀盘前方塌腔深度5.1m，护盾上方塌腔位于10-15点位置，径向深度5.2m，拱部钢拱架在岩爆冲击和大量渣体重载作用下发生下沉变形，现场通过拆除盾尾钢拱架，后退TBM使刀盘恢复转动。……