1 综述

1.1 深埋长隧洞的定义

深埋长隧洞在《水工隧洞设计规范》（SL279—2002）中没有赋予明确的定义。《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287—99）认为，长度大于2km的隧洞为长隧洞，埋藏深度大于300m的地下洞室为深埋洞室。这是根据钻爆法施工的能力而确定的。这对于现在采用掘进机（TBM）施工，长度已达数十公里、埋深已达2000多米的深埋长隧洞工程来讲，已经不合适了。

笔者认为，深埋长隧洞的含义应包括工程地质条件（即具有一般埋深隧洞所不具有的复杂条件）及施工难度与方法两大方面的内容。为此本文提出如下探讨性意见。

（1）从隧洞长度方面来讲，钻爆法施工隧洞，通常在3km左右长度内布置1条施工支洞，以有利于通风出渣等。超过此长度隧洞施工相对困难（如通风、出渣等），效率低，也不经济。TBM隧洞需在10km左右布置1条施工支洞，以解决掘进机大修，供电、通风及改善掘进效率等问题。同时，一般小于10km长的隧洞工程，使用一台进口的掘进机（TBM）已不够经济合理。从隧洞长度与地质条件的关系来讲，3km长的隧洞相对长度大于10km的隧洞工程地质条件要单一。因此笔者认为所谓的长隧洞，用TBM法施工的宜以大于等于10km为界限标准，钻爆法施工的宜以小于等于3km为界限标准。

（2）从隧洞埋藏深度方面来讲，随着埋深不断增大，工程地质条件与施工条件将会发生一些明显的变化，主要有：

1）岩体深风化带、深卸荷带、透水性和富水性较强的地下水径流带、地应力的松弛区等，大多在埋深300m范围内。在此深度内工程的勘察条件相对较好，超过该深度后，施工斜洞和竖井往往长度较大，钻爆法施工相对不够经济合理。因此《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287—99）以埋深不小于300m作为深埋隧洞的界限标准。

2）埋深300～3000m，这是地下工程已经达到或接近的深度。工程实践表明，随着埋深的不断增大，地应力总体呈逐渐增高的趋势，地温增温梯度也逐渐增大，深层地下水网络系统与浅层地下水网络系统有着明显的不同，深埋隧洞特有的工程地质问题越来越突出。当隧洞埋深小于600m时，多在勘察能力的范围内，适于采用TBM施工。因此，常把600m作为深埋隧洞的标准。当隧洞埋深大于600m时，高地应力工程地质问题逐渐趋于复杂，总体上工程的勘察难度越来越大。

3）埋深大于等于3000m，这是地下工程尚未到达的深度。根据地球物理勘探和极少量深钻孔勘察资料推测，地球内部构造由外向里可分为地壳、地幔、地核三个圈层。地壳由坚硬的岩石组成，平均厚度约33km。地壳又分为地壳表层、地壳上层和地壳下层三个部分。地壳表层一般厚度为5km左右，主要是沉积盖层；地壳上层一般位于5～20km的深度范围，主要由花岗岩类岩石组成；地壳下层一般位于20～35km的深度范围，主要由辉长岩类岩石组成。这些层面和界面通常是起伏凹凸不平的，上下的物质成分和物理性质存在较大差异，都可以视为地质构造脆弱带，地震的敏感区和温床。

根据地球内部构造，地下工程多分布在地壳的上表层，但是越向深部，地应力、地温、岩体状态等越复杂，其工程地质条件也越恶劣，甚至到一定深度后地下工程的可行性就值得怀疑。大于等于3000m埋深，是目前地下工程所未达到、地质情况也了解得极少。

4）《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487—2008）规定埋深大于600m的隧洞为深埋隧洞，是基于目前常规的地质钻探和孔内测试可以达到的深度，超过这一深度勘察相对逐渐困难和成本较高，并造成深部的地质条件与问题多为推测的结果。

基于上述情况笔者认为：TBM隧洞的单洞长度大于等于10km、埋深大于等于600m为深埋长隧洞较为合适。钻爆法施工的单洞长度大于等于3km、埋深大于等于300m较为合理。