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摘 要：针对目前长大深埋水工隧洞设计过程存在的技术运用局限，本文从实践角度出发，分析了长大深埋水工隧洞设计关键技术的应用问题，并提出了应用实践的方法对策，其目的是为相关建设者提供一些理论依据。结果表面，只有与工程项目所处的地质环境进行充分结合，才能使设计技术的运用效果起到事半功倍的效果。
关键词：长大深埋水工隧洞；设计关键技术；高地温
中图分类号：TV554 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）27-0162-01
引 言
长大深埋水工隧洞，是解决复杂工程项目建造难度大问题的关键。其设计建造过程面临的工程地质问题，需从实践角度出发，即在掌握高地温地质环境下设计关键技术的应用问题前提下，着手对工程项目的建设质量进行优化控制。如此，长大深埋水工隧洞的建设使用就能以高稳定性的状态作用于铁路、建筑以及桥梁等基础设施工程环境，进而为涉及地区的经济快速发展提供基础设施环境，最终达到现代化经济建设背景下的可持续发展目标。
1 研究长大深埋水工隧洞设计关键技术应用实践的现实意义
我国水利水电管理部门对深埋长隧洞的定义与国际隧洞协会的3～5km定义不同，将大于6km的隧洞定义为：深埋隧洞。随着经济建设水平的不断提升，长大深埋隧洞已经运用于公路、铁路以及水利水电等各类工程项目，其中水工隧洞总体建设使用呈现出来的长、大、深特点，使长大深埋隧洞的建造技术得到了大幅提升。但受水工隧洞建设环境的日趋复杂与工程建设规模日趋扩大影响，使地质水文问题阻碍了长大深埋隧洞设计技术的应用质量水平。此工程建设技术的应用背景下，研究人员应加大长大深埋水工隧洞设计关键技术的科研力度，即对易造成复杂影响的地质环境问题进行详细分析，以提高长大深埋水工隧洞设计控制的科学有效性[1]。
2 长大深埋水工隧洞设计关键技术的应用问题
据权威数据统计，长达深埋水工隧道设计面临的工程地质问题主要集中在：高地温、高外水及突泥涌水、软岩大变形以及高地应力与岩爆。以高地温工程地质问题为例，通常情况下，当隧洞所处的原始地温达到28℃时，工程建设者就应采取适当的措施方法进行温度控制。如原始地温达到35℃且湿度环境超出80%时，就会对工程项目的施工建设人员造成安全威胁。此外，对于工程建设材料的使用效果也会造成影响，即耐高温炸药、灌浆材料以及衬砌混凝土材料等，否则，就会对混凝土结构作用的耐久性造成影响[2]。
如材料设计使用的效果不佳，混凝土结构本身产生的附加温度应力就会引起衬砌开裂问题，进而大幅降低隧洞工程建设的耐久性。对于工程项目设计采用TBM法进行建造的情况，设计人员应考虑高地温可能带来的影响，即为其配套冷却系统设备，来提高隧洞通风系统的运行控制效果。此过程，长达深埋水工隧洞设计人员还可采用供排水系统、冰系统以及水系统降温方案来降低高地温影响。
但实际工程项目的建造环境是，地下工程埋深增加，使地温值增加的同时，地下工程埋深与增加趋势关系并非线性。这是因为隧洞地温场的影响因素众多，工程所处的地层岩性、地下水活动、地质构造以及隧洞埋深等，其影响程度与部位的差异性，降低了设计控制措施运用的价值。
为此，隧洞设计人员应以实际工程项目为例，即在明确其地质水文实际情况的基础上，对设计技术的效果价值进行控制，以提高长达埋深水工隧洞建造的质量效果。
3 长大深埋水工隧洞设计关键技术的应用实践分析
以贵州地区某长达深埋水工隧洞工程项目为例，经地质勘察发现，隧洞处在高地温的环境下。为此，设计人员采用了以下措施方法进行优化控制。①做好工程建设场地的超前预报工作，即采用超前水平钻孔等措施方法，来预测与掌控掌子面的前方温度。②采用科学有效的通风设计，如，通冷风、洒低温水以及放置冰块等操作简单且效果突出的降温手段。③在安排施工计划时，可考虑将高温地段的开挖建设确定在冬季。④对于高温或是超高温的隧洞建设环境，如洞外气温较低，可通过增加通风量，来满足工程设计的降温目标需求。如，仍达不到降温的预期要求，设计人员可配备制冷设备，来提高降温效果[3]。
此外，水工隧洞設计人员还应采用多种手段且联合运用的方法，来分析高地温所处的环境条件、影响因素以及破坏机理等，并通过试验检测来对破坏现象影响进行对比分析。在对本工程高地温情况以及运行阶段的过水温度情况，设计人员着手对其进行了热-结构耦合有限元分析，并确定了较为稳定的洞段山体。即将衬砌作业确定采用限裂设计，来控制浇筑混凝土洞壁温度与多年平均河水的水温温差，以降低温度场因混凝土衬砌结构所产生的应力影响。与此同时，对于特殊的高地温洞段，设计人员采用了新型的隧洞衬砌结构，即在在围岩与混凝土衬砌间设置了高效的隔热材料，以围岩的高地温对衬砌造成传导影响。为释放温度应力，可在混凝土衬砌的拱顶设置键槽，来提高高地温的温度控制效果。如表1所示，为高地温地质问题工程采用设计措施的实施效果。
在此水工隧洞设计技术措施运用背景下，工程建设完成后顺利贯通，为涉及工程建设使用的安全稳定性提供了有效保证[4]。
4 结束语
综上所述，长大深埋水工隧洞的设计工作开展，需以实际工程项目为例，即采用勘察手段明确工程地质问题实际情况的基础上，对设计技术进行针对性调整，以强化设计控制的科学有效性。事实证明，只有这样，长达深埋水工隧洞工程的建造设计效果才能得到应有的保证，进而为涉及地区的经济快速发展提供基础设施环境，最终服务于现代化经济建设的全面发展进程。
参考文献
[1]王 锋，郑晓红，王玉洁.锦屏二级深埋长大水工隧洞安全监测关键技术[J].大坝与安全，2017（06）：57～62.
[2]杜雷功.长大深埋水工隧洞设计关键技术研究与实践[J].水利水电技术，2017，48（10）：1～9.
[3]袁海波.深埋长大公路隧洞岩爆预测及防治措施[J].山西建筑，2015，41（08）：183～184.
[4]和孙文，于 涛.深埋长大水工隧洞施工新技术研究[J].云南水力发电，2013，29（04）：1～7.
收稿日期：2018-8-10
关键词：长大深埋水工隧洞；设计关键技术；高地温
中图分类号：TV554 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）27-0162-01
引 言
长大深埋水工隧洞，是解决复杂工程项目建造难度大问题的关键。其设计建造过程面临的工程地质问题，需从实践角度出发，即在掌握高地温地质环境下设计关键技术的应用问题前提下，着手对工程项目的建设质量进行优化控制。如此，长大深埋水工隧洞的建设使用就能以高稳定性的状态作用于铁路、建筑以及桥梁等基础设施工程环境，进而为涉及地区的经济快速发展提供基础设施环境，最终达到现代化经济建设背景下的可持续发展目标。
1 研究长大深埋水工隧洞设计关键技术应用实践的现实意义
我国水利水电管理部门对深埋长隧洞的定义与国际隧洞协会的3～5km定义不同，将大于6km的隧洞定义为：深埋隧洞。随着经济建设水平的不断提升，长大深埋隧洞已经运用于公路、铁路以及水利水电等各类工程项目，其中水工隧洞总体建设使用呈现出来的长、大、深特点，使长大深埋隧洞的建造技术得到了大幅提升。但受水工隧洞建设环境的日趋复杂与工程建设规模日趋扩大影响，使地质水文问题阻碍了长大深埋隧洞设计技术的应用质量水平。此工程建设技术的应用背景下，研究人员应加大长大深埋水工隧洞设计关键技术的科研力度，即对易造成复杂影响的地质环境问题进行详细分析，以提高长大深埋水工隧洞设计控制的科学有效性[1]。
2 长大深埋水工隧洞设计关键技术的应用问题
据权威数据统计，长达深埋水工隧道设计面临的工程地质问题主要集中在：高地温、高外水及突泥涌水、软岩大变形以及高地应力与岩爆。以高地温工程地质问题为例，通常情况下，当隧洞所处的原始地温达到28℃时，工程建设者就应采取适当的措施方法进行温度控制。如原始地温达到35℃且湿度环境超出80%时，就会对工程项目的施工建设人员造成安全威胁。此外，对于工程建设材料的使用效果也会造成影响，即耐高温炸药、灌浆材料以及衬砌混凝土材料等，否则，就会对混凝土结构作用的耐久性造成影响[2]。
如材料设计使用的效果不佳，混凝土结构本身产生的附加温度应力就会引起衬砌开裂问题，进而大幅降低隧洞工程建设的耐久性。对于工程项目设计采用TBM法进行建造的情况，设计人员应考虑高地温可能带来的影响，即为其配套冷却系统设备，来提高隧洞通风系统的运行控制效果。此过程，长达深埋水工隧洞设计人员还可采用供排水系统、冰系统以及水系统降温方案来降低高地温影响。
但实际工程项目的建造环境是，地下工程埋深增加，使地温值增加的同时，地下工程埋深与增加趋势关系并非线性。这是因为隧洞地温场的影响因素众多，工程所处的地层岩性、地下水活动、地质构造以及隧洞埋深等，其影响程度与部位的差异性，降低了设计控制措施运用的价值。
为此，隧洞设计人员应以实际工程项目为例，即在明确其地质水文实际情况的基础上，对设计技术的效果价值进行控制，以提高长达埋深水工隧洞建造的质量效果。
3 长大深埋水工隧洞设计关键技术的应用实践分析
以贵州地区某长达深埋水工隧洞工程项目为例，经地质勘察发现，隧洞处在高地温的环境下。为此，设计人员采用了以下措施方法进行优化控制。①做好工程建设场地的超前预报工作，即采用超前水平钻孔等措施方法，来预测与掌控掌子面的前方温度。②采用科学有效的通风设计，如，通冷风、洒低温水以及放置冰块等操作简单且效果突出的降温手段。③在安排施工计划时，可考虑将高温地段的开挖建设确定在冬季。④对于高温或是超高温的隧洞建设环境，如洞外气温较低，可通过增加通风量，来满足工程设计的降温目标需求。如，仍达不到降温的预期要求，设计人员可配备制冷设备，来提高降温效果[3]。
此外，水工隧洞設计人员还应采用多种手段且联合运用的方法，来分析高地温所处的环境条件、影响因素以及破坏机理等，并通过试验检测来对破坏现象影响进行对比分析。在对本工程高地温情况以及运行阶段的过水温度情况，设计人员着手对其进行了热-结构耦合有限元分析，并确定了较为稳定的洞段山体。即将衬砌作业确定采用限裂设计，来控制浇筑混凝土洞壁温度与多年平均河水的水温温差，以降低温度场因混凝土衬砌结构所产生的应力影响。与此同时，对于特殊的高地温洞段，设计人员采用了新型的隧洞衬砌结构，即在在围岩与混凝土衬砌间设置了高效的隔热材料，以围岩的高地温对衬砌造成传导影响。为释放温度应力，可在混凝土衬砌的拱顶设置键槽，来提高高地温的温度控制效果。如表1所示，为高地温地质问题工程采用设计措施的实施效果。
在此水工隧洞设计技术措施运用背景下，工程建设完成后顺利贯通，为涉及工程建设使用的安全稳定性提供了有效保证[4]。
4 结束语
综上所述，长大深埋水工隧洞的设计工作开展，需以实际工程项目为例，即采用勘察手段明确工程地质问题实际情况的基础上，对设计技术进行针对性调整，以强化设计控制的科学有效性。事实证明，只有这样，长达深埋水工隧洞工程的建造设计效果才能得到应有的保证，进而为涉及地区的经济快速发展提供基础设施环境，最终服务于现代化经济建设的全面发展进程。
参考文献
[1]王 锋，郑晓红，王玉洁.锦屏二级深埋长大水工隧洞安全监测关键技术[J].大坝与安全，2017（06）：57～62.
[2]杜雷功.长大深埋水工隧洞设计关键技术研究与实践[J].水利水电技术，2017，48（10）：1～9.
[3]袁海波.深埋长大公路隧洞岩爆预测及防治措施[J].山西建筑，2015，41（08）：183～184.
[4]和孙文，于 涛.深埋长大水工隧洞施工新技术研究[J].云南水力发电，2013，29（04）：1～7.
收稿日期：2018-8-10