前言

隨著國家級頂層戰(zhàn)略設計“一帶一路”和“十三五”規(guī)劃的實施，國家交通基礎設施建設的步伐將進一步加快，作為穿越山體、河流、湖泊的隧道工程，規(guī)模、數量明顯增多。隧道工程本身所處的地質條件也呈現(xiàn)出多樣化，尤其在西部地區(qū)，情況更為復雜。交通隧道、水工隧洞及其他地下工程在穿越深埋、高地應力、復雜地質構造、軟弱圍巖及節(jié)理裂隙發(fā)育巖體地段時，隧道圍巖變形引發(fā)的多種地質災害，特別是隧道圍巖大變形情況的處理，極為困難。目前，隧道圍巖大變形處理措施尚沒有系統(tǒng)規(guī)范的統(tǒng)一做法，隧道工程圍巖大變形已經成為困擾地下工程界的一個重大難題；特別是長大隧道的變質片巖圍巖，破碎且遇水極易軟化膨脹，變形速率高、累計變形量大、持續(xù)時間長、圍巖破壞牽引范圍大，由此引發(fā)的涌水突泥現(xiàn)象極其明顯。開展針對變質片巖隧道大變形、涌水突泥災害的發(fā)生機理及災害控制技術研究、長大隧道施工作業(yè)環(huán)境治理技術等科技難題的研究具有重要的工程價值和現(xiàn)實意義。

通省隧道是湖北省骨架公路網中迄今為止最長的變質片巖隧道，修建歷時7年之久，是十堰至房縣高速公路“第一難隧道”。隧道Ⅳ、Ⅴ級圍巖占比高達99.6％，揭示圍巖最大變形量高達160cm，施工過程中多次發(fā)生拱頂坍塌、涌水突泥等地質災害；為創(chuàng)新施工技術、總結施工經驗，施工過程中對“變質片巖大變形防治”、“長大隧道施工作業(yè)環(huán)境治理”、“隧道超深豎井節(jié)能快速成井技術”開展了專題研究。

本書是對研究成果的歸納和總結，重點對通省隧道變質片巖大變形防治、長大隧道超長距離作業(yè)環(huán)境治理、超深豎井節(jié)能快速成井等施工技術進行研究。通過分析研究區(qū)段隧道的圍巖受力和變形特征，提出了變質片巖長大隧道施工過程中圍巖大變形分級方法及標準建議，提出了大變形預報監(jiān)測預警技術；通過對圍巖大變形、塌方、涌水突泥等地質災害的防治和基于“二次擴井”的施工理念發(fā)明的隧道通風豎井節(jié)能快速施工方法的實施，提出了基于機械通風原理的置換式通風和聯(lián)合豎井綜合通風配套技術來改善作業(yè)環(huán)境；形成了針對復雜地質條件下山區(qū)高速公路變質片巖大變形、涌水突泥等不良地質安全施工與災害防治技術的一整套較為完善的變質片巖長大隧道綜合施工技術體系，對提升地下工程施工期災害控制技術水平、保障隧道工程施工安全起到極其重要的作用。

本書在編撰過程中得到了參閱了大量研究成果，收集、借鑒和參考了相關設計、施工和管理成果。在此對提供技術指導、參與十房高速公路通省隧道建設的有關專家、技術人員和提供資料的人員表示感謝。

此書出版之際，謹向通省隧道全體建設者致以崇高的敬意。

劉新福

2016年11月