南水北调中线穿黄工程勘察关键技术

策划编辑 唐湘茜

成果概况

该成果由长江勘测规划设计研究有限公司与长江岩土工程总公司（武汉）联合完成。项目主要完成人為蔡耀军、马贵生、张延仓等。

南水北调中线工程是我国水资源优化配置的战略性基础设施。穿黄工程是中线的控制性工程，是国内外规模最大、地质条件最为复杂、技术难度最高的输水工程。穿黄工程勘察关键技术研究持续20余年，在大型输水盾构隧洞穿越游荡性大江大河勘察技术、黄土高边坡、饱和黄土洞室问题研究、砂土地基地震液化处理等方面取得了一系列创新性成果，解决了深厚砂层勘察取芯、取样、地下埋藏古木探察等一系列难题，保证了穿黄工程顺利建设，推动了国内水利勘察行业的技术进步。

项目研究成果出版专著2部，发表学术论文13篇，编写国家标准1部、行业规程2部，申请国家专利7项、软件著作权1项，获2019年长江水利委员会科学技术一等奖。

技术创新

1 大型输水盾构隧洞穿越大江大河勘察技术 由水上勘探平台、钻进取芯取样技术、地下障碍物探查、盾构施工工程地质分段标准等构成，形成一套完整的盾构法输水隧洞穿越黄河勘察技术。

（1）装配式环拉水上勘探平台

（2）盾构隧洞地下障碍物（埋藏古木）勘察技术

（3）松散砂层泥衣包裹取芯技术、原状砂样采取技术及深厚砂层原位测试技术

（4）建立了与隧洞盾构施工相适应的工程地质分段标准

2. 基于液化深度动态评价理论的深液化浅处理技术

提出了液化势动态评价理论，将影响砂土振动液化的另一关键控制指标一一一有效应力纳入评价体系，综合分析，确定需要处理的砂土深度。达到优化地基处理深度、节省工期、控制投资的目的。

3. 邙山黄土人工高边坡稳定综合控制技木

（1）隧洞进口渠段软黄土高边坡综合处理技术

（2）基于卸荷剪切一压剪破坏理论提出临河高边坡稳定综合控制技术

4. 饱和黄土大型洞室破坏机理与处理技木

发现黄土过饱和是洞室变形失稳的根源，提出了“重复松弛一一>过饱和软化一一>泥流突入一一>新的松弛循环”的破坏理论，将洞顶饱和黄土破坏过程分为4个阶段（萌芽阶段、快速发展阶段、交替发展阶段、消亡阶段），并指出各阶段的破坏特点、危害性和处理思路。建立了以控制卸荷作用的“洞周土体过饱和失稳破坏控制技术”和“洞顶土体过载一过饱和失稳破坏控制技术”体系，对指导饱和黄土洞室施工具有重要的指导意义。

推广应用

（1）应用于长江重要隐蔽工程——同马大堤工程地质勘察

（2）应用于洪湖东分块蓄滞洪区工程地质勘察

（3）应用于武汉市轨道交通5号线六标项目施工

（4）应用于南水北调中线穿黄工程北岸明渠地基处理