陳長生, 張海平, 周 云,2, 李銀泉,史存鵬,王旺盛

(1.長江三峽勘測(cè)研究院有限公司(武漢)，武漢 430074； 2.長江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，武漢 430010)

1 研究背景

國內(nèi)外已建引調(diào)水工程主要以明渠方式輸水，局部輔以隧洞，而以大埋深超長隧洞為主要載體的引調(diào)水工程較少[1]。隨著國家水網(wǎng)建設(shè)速度的加快，大埋深超長隧洞越來越多，并已成為目前多數(shù)引調(diào)水工程建設(shè)中的控制性工程，也是工程建設(shè)前期勘察工作中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

大埋深超長隧洞具有線路長、埋深大、勘察工作范圍廣、地形高陡、地質(zhì)條件復(fù)雜等特點(diǎn)，通過傳統(tǒng)的勘察手段，較系統(tǒng)、全面地查明工程區(qū)基本地質(zhì)條件及主要工程地質(zhì)問題難度較大?？傮w上看，受一些勘探測(cè)試技術(shù)限制，以及有關(guān)理論還不夠完善，目前大埋深超長隧洞工程地質(zhì)勘察處于探索和積累經(jīng)驗(yàn)階段，不僅需要工程地質(zhì)分析、評(píng)價(jià)理論的豐富與完善，更需要勘察技術(shù)與方法的突破與創(chuàng)新[2-3]，大埋深超長隧洞勘察領(lǐng)域也亟需歸納總結(jié)一套相對(duì)成熟、系統(tǒng)全面的關(guān)鍵勘察技術(shù)研究方法。

本文以目前國內(nèi)在建工程中投資規(guī)模最大、施工難度最大、地質(zhì)條件最復(fù)雜的引調(diào)水工程——滇中引水工程為研究背景，以香爐山大埋深超長隧洞為研究題材，結(jié)合其工程特點(diǎn)和勘察難點(diǎn)，給出了勘察技術(shù)思路，系統(tǒng)地歸納總結(jié)了香爐山隧洞勘察研究過程中采用的基于3S技術(shù)的地質(zhì)遙感解譯、大地電磁測(cè)深、千米級(jí)深孔勘探測(cè)試、復(fù)雜巖溶區(qū)大埋深超長隧洞選線、地下水三維滲流場數(shù)值模擬等勘察關(guān)鍵技術(shù)和研究方法，創(chuàng)新性地研發(fā)了千米級(jí)深孔地應(yīng)力測(cè)試技術(shù)、深部巖體水文地質(zhì)參數(shù)測(cè)試技術(shù)，以及適用于復(fù)雜地質(zhì)條件下大埋深超長隧洞的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)關(guān)鍵技術(shù)；形成了一套較為系統(tǒng)、全面的大埋深超長隧洞勘察關(guān)鍵技術(shù)研究方法，為類似大埋深超長隧洞勘察工作研究提供了重要參考及借鑒。

2 工程概況

滇中引水工程是解決云南滇中地區(qū)嚴(yán)重干旱缺水問題的特大型跨流域引(調(diào))水工程，分為水源工程和輸水工程兩大部分；水源工程為無壩取水，采用一級(jí)地下泵站取金沙江水，最大提水凈揚(yáng)程219.16 m，總裝機(jī)容量480 MW；輸水工程起點(diǎn)位于麗江市石鼓鎮(zhèn)，終點(diǎn)為蒙自新坡背，總干渠全長約664.24 km。主要輸水建筑物共118座，其中隧洞58座，長612.00 km，占比92.13%。香爐山隧洞為滇中引水控制性工程。

香爐山隧洞位于橫斷山脈與滇中高原交接部位，跨越金沙江與瀾滄江分水嶺，區(qū)域構(gòu)造背景和地質(zhì)條件復(fù)雜，穿越13條區(qū)域性大斷裂、7個(gè)向斜蓄水構(gòu)造、4個(gè)巖溶水系統(tǒng)。隧洞總長62.60 km，一般埋深600～900 m，最大埋深1 450 m，屬典型大埋深超長隧洞(圖1)?？傮w看，香爐山隧洞區(qū)構(gòu)造背景及巖溶水文地質(zhì)條件均極其復(fù)雜，具有工程技術(shù)難點(diǎn)多、施工難度大等特點(diǎn)。

圖1 香爐山隧洞地理影像Fig.1 Geological image of Xianglushan tunnel

3 勘察研究總體思路

針對(duì)大埋深超長隧洞的不同特點(diǎn)，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合隧洞工程勘察工作實(shí)際，不同勘察設(shè)計(jì)階段應(yīng)采用不同的勘察技術(shù)和方法(表1)[4]。

表1 不同勘察階段采用的常規(guī)勘察方法Table 1 Conventional survey methods used in different survey stages

香爐山隧洞地質(zhì)背景極其復(fù)雜，采用常規(guī)的勘察手段難以準(zhǔn)確查明隧洞穿越區(qū)基本地質(zhì)條件及主要工程地質(zhì)問題，在以往工程勘察經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，需充分利用目前勘察領(lǐng)域技術(shù)革新最新手段、方法輔以工程地質(zhì)勘察工作。本次綜合勘察總體思路見圖2，具體內(nèi)容如下：

圖2 勘察關(guān)鍵技術(shù)總體研究思路Fig.2 General research ideas of key survey technologies

(1)重點(diǎn)收集區(qū)域地質(zhì)、構(gòu)造等背景資料，利用3S地質(zhì)遙感解譯技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查對(duì)航片進(jìn)行遙感解譯，對(duì)隧洞區(qū)地層巖性分布情況、區(qū)域性深大斷層、水文地質(zhì)單元邊界以及環(huán)境地質(zhì)條件等作出宏觀判斷。

(2)盡量采用直觀可視的勘察與測(cè)試手段，尤其是超深鉆孔勘察，并利用超深鉆孔進(jìn)行相關(guān)現(xiàn)場試驗(yàn)，研究各類工程地質(zhì)問題，利用大地電磁測(cè)深等測(cè)試方法，在隧洞區(qū)進(jìn)行勘察，輔助查明隧洞沿線地質(zhì)構(gòu)造、巖溶、富水區(qū)等。

(3)香爐山隧洞穿越多個(gè)巖溶水系統(tǒng)，復(fù)雜巖溶區(qū)大埋深超長隧洞選線也是勘察的難點(diǎn)和重點(diǎn)?？辈炱陂g通過開展大型地下水示蹤連通試驗(yàn)、超深鉆孔勘探、大地電磁測(cè)深等多種勘察方法綜合研究，盡量使隧洞在地下水分水嶺和弱巖溶化巖體中穿越，最大限度降低地下水對(duì)工程的影響，為大埋深超長隧洞選線提供重要地質(zhì)依據(jù)。

(4)勘察期間以GMS數(shù)值模擬軟件為平臺(tái)，結(jié)合香爐山隧洞沿線巖體水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地下水含水介質(zhì)特性、地下水流動(dòng)特征、地下水化學(xué)及其環(huán)境特點(diǎn)[5]，建立了大、中、小尺度的多尺度多種滲控措施下的施工工況三維滲流場數(shù)值模型，成功解決了地層單元均一性差、水文地質(zhì)邊界復(fù)雜、滲透系數(shù)差異性大等難題，定量計(jì)算分析和評(píng)價(jià)了隧洞施工對(duì)周邊地下水環(huán)境的影響程度及模擬論證了防滲措施的效果。

(5)香爐山隧洞穿越多個(gè)復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造與水文地質(zhì)單元，巖體工程特性和水文地質(zhì)條件復(fù)雜多變，施工期會(huì)遇到各種未能預(yù)料的地質(zhì)災(zāi)害，因此，勘察工作中還需開展隧洞掌子面前方不良地質(zhì)體的探測(cè)研究；研發(fā)一套成熟的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)軟件和信息交流數(shù)據(jù)傳遞系統(tǒng)平臺(tái)，也是香爐山隧洞勘察關(guān)鍵技術(shù)研究的重中之重。

4 勘察關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用

4.1 基于3S技術(shù)的地質(zhì)遙感解譯及信息系統(tǒng)技術(shù)

3S技術(shù)應(yīng)用已滲透和擴(kuò)展到眾多專業(yè)和領(lǐng)域，特別是與工程地質(zhì)分析原理和評(píng)價(jià)方法的結(jié)合是地質(zhì)勘察的重要技術(shù)手段。遙感手段、解譯技術(shù)和地理信息系統(tǒng)技術(shù)的不斷提高，對(duì)了解地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、滑坡、泥石流、新構(gòu)造及水文地質(zhì)等起到事半功倍的效果，特別是交通不便的地區(qū)[6]。滇中引水工程工作區(qū)位于滇中高原，以高山、中山、高原盆地為主，線路長，交通條件差?；?、崩塌及泥石流等地質(zhì)災(zāi)害較發(fā)育。本次勘察運(yùn)用現(xiàn)代遙感、地理信息系統(tǒng)等空間技術(shù)和工程地質(zhì)分析原理相結(jié)合的手段，以引水線路沿線地形地貌、地層巖性與地質(zhì)構(gòu)造的解譯為基礎(chǔ)，以線性構(gòu)造、巖溶地貌以及不良地質(zhì)現(xiàn)象作為主要研究對(duì)象，采用地形解譯、遙感圖像解譯和三維真彩色情景解譯相結(jié)合的多層次高精度解譯方法[7]，完成了隧洞區(qū)地形地貌、區(qū)域地層巖性、斷層等工程地質(zhì)構(gòu)造的展布特征、溶蝕洼地與落水洞等巖溶地貌的分布特征及其與引水線路的空間關(guān)系等解譯分析(圖3)，建立了引水線路綜合工程地質(zhì)GIS數(shù)據(jù)庫。從整體上克服了地面調(diào)查的局限性，增強(qiáng)了預(yù)見性，為詳細(xì)的現(xiàn)場調(diào)查驗(yàn)證和分析評(píng)估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和工作重點(diǎn)，提高了工程地質(zhì)勘察的質(zhì)量。

圖3 遙感解譯分析Fig.3 Remote sensing interpretation and analysis

4.2 大地電磁測(cè)深技術(shù)

物探已成為目前深埋長隧洞工程地質(zhì)勘察最為行之有效的勘察手段之一[8]，大地電磁測(cè)深在深埋長隧洞勘察中應(yīng)用較廣、技術(shù)比較成熟[9]，該方法通過獲得地面以下巖石視電阻率及其分布規(guī)律[10]，利用正常巖體介質(zhì)與斷層破碎帶、巖溶洞穴等不良地質(zhì)體的視電阻率差異，推測(cè)分析斷層破碎帶、巖溶的空間分布位置[11]。一般情況而言，巖性變化、斷層破碎帶、巖溶、裂隙密集帶、巖石破碎含水時(shí)視電阻率會(huì)相對(duì)較低，巖體相對(duì)完整、地下水較少時(shí)巖體視電阻率相對(duì)較高[12]。

香爐山隧洞采用大地電磁測(cè)深開展了大量物探測(cè)試工作，其測(cè)試結(jié)果對(duì)查明線路區(qū)地質(zhì)條件、指導(dǎo)隧洞選線發(fā)揮了重要作用。工程區(qū)各勘察階段累計(jì)探測(cè)剖面總長397.9 km，據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，斷裂破碎帶、富水區(qū)、巖溶中等至強(qiáng)烈發(fā)育等部位巖體視電阻率一般為60～450 Ω·m(圖4)；巖體完整性差、富水性一般至較差部位巖體視電阻率一般為450～1 600 Ω·m；巖體較完整至完整、地下水富水性差巖體視電阻率一般為1 600～7 000 Ω·m。

圖4 香爐山隧洞巖溶復(fù)雜區(qū)大地電磁測(cè)深視電阻率 等值線Fig.4 Contours of apparent resistivity obtained from magnetotelluric sounding in karst complex area of Xianglushan tunnel

4.3 復(fù)雜巖溶區(qū)大埋深超長隧洞選線技術(shù)

香爐山隧洞區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育，碳酸鹽巖分布廣泛，涉及多個(gè)巖溶水系統(tǒng)及由向斜、斷裂破碎帶等構(gòu)成的構(gòu)造儲(chǔ)水單元(圖5)，水生態(tài)環(huán)境敏感脆弱，最大限度降低水環(huán)境影響的線路比選工作是非常必要的。線路比選區(qū)位于馬耳山脈，橫越金沙江與瀾滄江的分水嶺，東西向?qū)?0～26 km，南北長約95 km，比選面積達(dá)2 400 km2?？辈炱陂g進(jìn)行了東、中、西多達(dá)12條線路的比選工作。根據(jù)比選區(qū)巖溶發(fā)育規(guī)律、垂直分帶規(guī)律、巖溶水系統(tǒng)分布規(guī)律、地下水環(huán)境敏感程度等，建立了復(fù)雜巖溶水文地質(zhì)條件大埋深超長隧洞選線技術(shù)。將巖溶地區(qū)地下水疏干對(duì)環(huán)境的影響作為首要問題，并充分考慮大斷裂、軟巖大變形、高外水壓力、突水突泥等重大地質(zhì)問題。以降低巖溶涌水突泥風(fēng)險(xiǎn)及規(guī)避復(fù)雜巖溶區(qū)地下水環(huán)境影響問題為基本目的，遵循巖溶隧洞選線一般性原則[13]，盡可能穿越巖溶區(qū)距離短、遠(yuǎn)離巖溶大泉排泄區(qū)、高程上從巖溶發(fā)育相對(duì)微弱帶通過等，并根據(jù)香爐山隧洞巖溶水文地質(zhì)條件特點(diǎn)，創(chuàng)新性地提出了線路盡量靠近地下分水嶺部位穿越的選線技術(shù)，從12條線路中選出了最優(yōu)的中5線方案作為線路推薦方案。選擇的最終線路盡可能地避開了巖溶水文地質(zhì)單元，最大程度地規(guī)避或減輕了巖溶涌突水問題及地下水環(huán)境影響問題，具有重要的工程意義及經(jīng)濟(jì)效益。

圖5 線路工程地質(zhì)縱剖面圖Fig.5 Engineering geological longitudinal profile of the tunnel line

4.4 深孔地應(yīng)力測(cè)試技術(shù)

香爐山隧洞應(yīng)力場極其復(fù)雜，勘察期間成功研發(fā)了繩索取芯鉆桿雙回路水壓致裂法地應(yīng)力測(cè)試裝置及方法，突破了深埋隧洞水壓致裂法止水栓塞卸壓難的癥結(jié)?？辈祀A段選取部分深孔采用上述方法獲得了隧洞區(qū)最大、最小水平主應(yīng)力量值、方向、應(yīng)力狀態(tài)及孔深范圍的變化規(guī)律。

根據(jù)測(cè)試結(jié)果，隧洞區(qū)最大水平主應(yīng)力方向?yàn)镹E—NNE向。以埋深400 m為界，統(tǒng)計(jì)各鉆孔完整測(cè)試段水平主應(yīng)力平均值為擬合系數(shù)，得到圍巖水平主應(yīng)力量值擬合式，見公式(1)，垂直應(yīng)力為自重應(yīng)力(σz=γH)[14]，式中γ為巖石重度，H為隧洞埋深；隧洞區(qū)最大水平主應(yīng)力分布特征如圖6所示，隧洞區(qū)總體具中等-高應(yīng)力水平，在東甸、百山母段部分埋深超過1 250 m隧洞段達(dá)到40～45 MPa極高應(yīng)力水平。

圖6 香爐山隧洞縱剖面最大水平主應(yīng)力量級(jí)分區(qū)示意圖Fig.6 Zoning of maximum horizontal principal stress in longitudinal profile of Xianglushan tunnel

(1)

式中:σH為最大水平主應(yīng)力;σh為最小水平主應(yīng)力;σz為自重應(yīng)力。

4.5 深孔水文地質(zhì)參數(shù)測(cè)試技術(shù)

在水利水電工程的地質(zhì)勘察中，深埋隧洞總是處在數(shù)百米、甚至上千米水頭的高壓作用下，高水壓條件下裂隙巖體的滲透特性與低壓條件下具有較大差異，常規(guī)的壓水試驗(yàn)已不能真實(shí)反映工程巖性透水性。滇中引水工程隧洞深埋特點(diǎn)突出，勘探鉆孔多深度大、水頭大、水壓大，現(xiàn)場壓水試驗(yàn)難度大。為了快速準(zhǔn)確地獲得巖體滲透性參數(shù)，勘察期間研發(fā)了適用于千米級(jí)的深孔壓水試驗(yàn)裝置及多通道轉(zhuǎn)換快速卸壓裝置(圖7)，成功解決了地下水埋深大、高壓水頭差深孔壓水試驗(yàn)過程中一直保持密封狀態(tài)、栓塞水壓軟膠管與鉆桿(壓水管)極易發(fā)生降速不均及纏繞、試驗(yàn)結(jié)束后排水卸壓等一系列難題，可用于不同鉆孔口徑，可實(shí)現(xiàn)全孔連續(xù)壓水試驗(yàn)及千米級(jí)深孔高壓壓水試驗(yàn)。該深孔壓水試驗(yàn)裝置及其卸壓方法關(guān)鍵技術(shù)成功運(yùn)用于滇中引水工程現(xiàn)場深孔原位試驗(yàn)中，較準(zhǔn)確地獲取了深部巖體水文地質(zhì)參數(shù)，從深孔試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算看，巖體透水率一般為1～10 Lu，少量測(cè)段巖體透水率>10 Lu。

圖7 多通道轉(zhuǎn)換快速卸壓裝置示意圖Fig.7 Schematic diagram of multi-channel conversion fast pressure relief device

4.6 地下水三維滲流場數(shù)值模擬技術(shù)

由于工程區(qū)穿越大斷裂多、穿越巖性多樣、穿越巖溶水文地質(zhì)單元多，勘察期間采用了全方位、精度高、靈活性高的數(shù)值法，定量計(jì)算分析評(píng)價(jià)隧洞施工對(duì)周邊地下水環(huán)境的影響程度。以GMS數(shù)值模擬軟件為平臺(tái)，結(jié)合工程水文地質(zhì)特點(diǎn)，采用更為合理的結(jié)構(gòu)和網(wǎng)格模型及求解模塊[5]，建立更為優(yōu)化的網(wǎng)格模型及數(shù)值模型，建立了大、中、小尺度的多尺度多種滲控措施下的施工工況三維滲流場數(shù)值模型(圖8)模擬評(píng)價(jià)范圍約1 573.8 km2，網(wǎng)格剖分有效單位486 201個(gè)，有效節(jié)點(diǎn)763 799個(gè)，巖體滲透系數(shù)按照巖性和埋深分區(qū)、分層的原則進(jìn)行賦值，同時(shí)利用水文長觀孔、主要泉點(diǎn)、已開挖洞室的涌水量等監(jiān)測(cè)資料，對(duì)模型進(jìn)行調(diào)修，成功解決了地層單元均一性差、水文地質(zhì)邊界復(fù)雜、滲透系數(shù)差異性大等難題，大大提高了模型的準(zhǔn)確度。通過地下水三維滲流場數(shù)值模擬技術(shù)成功對(duì)不同施工工況下隧洞涌水量、地下水水位變化的影響半徑、主要泉點(diǎn)影響程度、運(yùn)行期水位恢復(fù)情況等進(jìn)行了預(yù)測(cè)，定量計(jì)算和分析評(píng)價(jià)了隧洞施工對(duì)周邊地下水環(huán)境的影響程度及模擬論證防滲措施的效果，為合理評(píng)價(jià)隧洞工程建設(shè)可能導(dǎo)致的地下水環(huán)境影響程度、研究制定滲控標(biāo)準(zhǔn)等提供合理、準(zhǔn)確、可行的依據(jù)。

圖8 數(shù)值模型網(wǎng)格剖分示意圖Fig.8 Schematic diagram of mesh generation of numerical simulation model

4.7 大埋深超長隧洞超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)

目前，國內(nèi)外隧洞工程界超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作多以物探為主導(dǎo)，地質(zhì)專業(yè)參與較少，由于單一專業(yè)和手段的局限性，以及各單位、各專業(yè)間存在信息孤島，造成超前地質(zhì)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率不足；另外，國內(nèi)外隧洞工程界在超前地質(zhì)預(yù)報(bào)領(lǐng)域還沒有一個(gè)相對(duì)成熟、完善的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)數(shù)字化管理平臺(tái)。因此，對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件下大埋深超長隧洞超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作開展多專業(yè)協(xié)同、多元信息整合且具全過程智能化管理特點(diǎn)的關(guān)鍵技術(shù)研究極為必要。

香爐山隧洞需要進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的主要地質(zhì)災(zāi)害類型為巖溶涌突水、斷裂涌水突泥、儲(chǔ)水向斜涌突水、軟巖及破碎圍巖失穩(wěn)變形等。香爐山隧洞風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分結(jié)果為中等-高風(fēng)險(xiǎn)的洞段長48.90 km，占該隧洞總長的78.12%。其中高風(fēng)險(xiǎn)洞段長29.09 km，占該隧洞總長的46.47%。

香爐山隧洞超前地質(zhì)預(yù)報(bào)融合地質(zhì)、物探、施工、監(jiān)測(cè)等多學(xué)科理論知識(shí)，參照類似工程經(jīng)驗(yàn)，提出大埋深超長隧洞超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作應(yīng)堅(jiān)持“以地質(zhì)調(diào)查和綜合分析為核心，物探、超前鉆探與地質(zhì)分析相結(jié)合，洞內(nèi)外結(jié)合，長短預(yù)測(cè)結(jié)合，物性參數(shù)互補(bǔ)，觀測(cè)、監(jiān)測(cè)護(hù)航”的原則[15]并設(shè)計(jì)了實(shí)施流程(圖9)。為便于超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作組織實(shí)施與管理，研發(fā)了集多用戶不同權(quán)限協(xié)同辦公、生產(chǎn)過程管理、多元數(shù)據(jù)綜合管理、智能分析識(shí)別、決策支持等特點(diǎn)于一體的大埋深超長隧洞地質(zhì)超前預(yù)報(bào)數(shù)字化管理平臺(tái)，其技術(shù)邏輯架構(gòu)如圖10所示。

圖9 大埋深超長隧洞超前地質(zhì)預(yù)報(bào)實(shí)施流程Fig.9 Flow chart of advanced geological prediction for deep-buried long tunnel

圖10 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)數(shù)字化管理平臺(tái)技術(shù)邏輯架構(gòu)Fig.10 Technical logic framework of digital management platform for advanced geological prediction

通過香爐山隧洞超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)研究，建立了一套大埋深超長隧洞地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)源靶向定位和預(yù)警， 同時(shí)研發(fā)的大埋深超長隧洞地質(zhì)超前預(yù)報(bào)數(shù)字化管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了大埋深超長隧洞超前地質(zhì)預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)綜合管理及實(shí)施過程全生命周期管理，是“智慧滇中”重要組成部分，其研究成果取得系列專利、軟件著作權(quán)，其經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益顯著，為大埋深超長隧洞動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)及施工安全提供了有力的技術(shù)支撐。

5 結(jié) 語

大埋深超長隧洞工程地質(zhì)勘察不僅需要對(duì)傳統(tǒng)的系統(tǒng)工程地質(zhì)理論、分析評(píng)價(jià)體系等勘察技術(shù)手段進(jìn)行豐富與完善，更需要不斷采用新的勘察技術(shù)，創(chuàng)建新的工作方法和運(yùn)用多種學(xué)科融合技術(shù)，有效應(yīng)對(duì)大埋深超長隧洞勘察工作中可能出現(xiàn)的各類技術(shù)問題與地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)。

本文歸納總結(jié)滇中引水工程香爐山大埋深超長隧洞勘察關(guān)鍵技術(shù)，是在傳統(tǒng)勘察技術(shù)基礎(chǔ)之上“應(yīng)用—總結(jié)—再應(yīng)用”以及在工程勘察推進(jìn)過程中不斷“實(shí)踐—探索—再實(shí)踐”而來的一套勘察關(guān)鍵技術(shù)研究方法，可為類似大埋深超長隧洞勘察研究工作提供參考借鑒。

(1)香爐山隧洞勘察十分重視地面地質(zhì)工作，勘察期利用基于3S技術(shù)的地質(zhì)遙感解譯及信息系統(tǒng)研究技術(shù)，基本查明了研究區(qū)宏觀大尺度的巖溶水系統(tǒng)、匯水、儲(chǔ)水構(gòu)造、區(qū)域(活動(dòng))性斷裂空間展布、性狀、運(yùn)動(dòng)學(xué)特征及其與線路的交切關(guān)系等，為物探、勘探工作布置與優(yōu)化提供可靠的宏觀地質(zhì)參考。

(2)香爐山隧洞勘察累計(jì)大地電磁測(cè)深剖面總長達(dá)397.86 km，基本查明了研究區(qū)深大斷裂破碎帶、強(qiáng)烈?guī)r溶發(fā)育區(qū)等不良地質(zhì)現(xiàn)象，為隧洞選線及不良工程地質(zhì)問題對(duì)策研究提供了地質(zhì)依據(jù)；同時(shí)為其它類似工程研究提供了借鑒。

(3)香爐山隧洞穿越4個(gè)復(fù)雜巖溶水系統(tǒng)，勘察工作中盡量創(chuàng)造試驗(yàn)條件，通過開展大型地下水示蹤連通試驗(yàn)、超深鉆孔勘探與測(cè)試、大地電磁測(cè)深等多種勘察與測(cè)試方法的綜合運(yùn)用，盡量使隧洞在弱巖溶化巖體(諸如地下水分水嶺)部位穿越，最大限度降低地下水對(duì)工程以及工程對(duì)地下水環(huán)境的不利影響，為大埋深超長隧洞選線提供了重要地質(zhì)依據(jù)，也為類似工程選線研究提供了重要參考。

(4)香爐山隧洞勘察研究過程中，創(chuàng)新性地研發(fā)了千米級(jí)深孔地應(yīng)力測(cè)試、深部巖體水文地質(zhì)參數(shù)測(cè)試技術(shù)并在各深孔中得到應(yīng)用，成功解決了上述技術(shù)瓶頸，為類似大埋深超長隧洞深孔地應(yīng)力、水文地質(zhì)參數(shù)的準(zhǔn)確獲取提供了指導(dǎo)借鑒。

(5)香爐山隧洞勘察過程中建立了一套大埋深超長隧洞地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)源靶向定位和預(yù)警，同時(shí)研發(fā)的大埋深超長隧洞超前地質(zhì)預(yù)報(bào)數(shù)字化管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了大埋深超長隧洞超前地質(zhì)預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)綜合管理、風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)以及實(shí)現(xiàn)隧洞工程全生命周期的管理，并應(yīng)用于施工期隧洞掌子面前方不良地質(zhì)體的探測(cè)研究，該項(xiàng)勘察關(guān)鍵技術(shù)也可為類似工程提供借鑒。