某深埋隧道中的高地温问题研究
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５ 在运营养护方 面。隧道建 成必 然要进 行养 护 ， ） 如果温 度过 高 ， ６ 高地温 分级 装修材料使用 年 限也 将 大打 折扣 ， 管养 人 员作业 环 境影 响也 较 我 国规 范关 于隧道内气 温限值 。 大， 风机 频繁启 动 ， 营费用远 超一 般隧道。 运 １Ｔ Ｊ －５铁路隧道设计规范规定 ： ） Ｂ ８ ３ 隧道内气温不得超过 ２ ８℃。
裂往往导致受力不 利 ， 耐久 性降低 。４ 在对 机械设 备影 响方 面。 时 ， ） 地温梯度将很 大 ， 热 害” “ 问题 就 更严重 ， 由于深埋 隧 道埋 深 隧道不但存在高 温现象 ， 湿 同样 比较 严重 ， 高 机械 设备 受到严 重 大 ， 地质条件复杂 ， 响因素众 多， 影 开挖之前 难 以准 确描述 隧道地 影响 ， 化效 率发生 降低 ， 障也逐渐 增 多， 程进 度受 到拖 累。 质情况 ， 转 故 工 因此深埋隧道地温的预测是一件 比较 困难 的事 。
中 图分 类 号 ：４ ５ Ｕ ５ 文 献标 识码 ： Ａ
１ 概 述
以及地 壳构造影响 ， 使得 深埋 隧道遇到 的问题 远远多 于一般浅埋 隧道 ， 中高地 温问题 在 目前 的研 究中尚缺乏足够的文献 。 其
温泉所分布 区域 ， 温泉影响不可忽视。 经计算 ， 隧道所处平均地温梯度介 于 ｌ ／ ｍ一 ６℃／ ｍ之 ８ｏ ｋ ２ Ｃ ｋ 间， 平均地温梯度 在 ２ Ｃ ｋ 左右 。通 天河 引水 方案 的隧 道将 ２￣／ ｍ
５ 深 埋隧道 地温 预测
深埋隧道 随着埋 深的增 加 ， 温度 相应增 高 的原 因有两 个 ： 一 岩性为三叠纪 的大理 岩和砂 板岩 ， 构造 裂 隙和深部 岩溶 发育 ， 区 是地壳 的地温梯度引起 的温度升高 ； 二是地 热异常 引起 的温 度升 内地下水 由高 山雪水 和大气 降雨 补给 ， 地下 水强烈 的深 部循 环 ， 高 。在有温泉 出露 、 岩浆 活动及 放射 性元素 存在 的洞 线 区， 温 地 造成地温异 常 ， 因此研究其高地温具有重要意义 。
材料需 是耐高温 的， 论是爆 破用 的炸药 ， 是防排 水用 的止水 均地温梯度 。施工过程 中还要进行地温 实测工作 ， 无 还 以便 根据实 测
带、 防水板等 ， 都需 要专 用材 料。３ 对结 构影 响方 面。高温易 发 结果对上述公式进行修正 ， ） 使其更接 近实 际。
生 温度 应力 ， 导致混凝 土结 构衬砌发生开 裂 ， 长期来看 ， 从 结构 开 上述公式为一般地区 的地温状况 ， 如果洞 线通过地 温异常 区
（ 大于 １ ０ ） ０ｉ 的隧道 内 ， 可能遇到大 于 ３ ５ ｎ 都 ５℃ 的高温 情况 ， 这 响围岩稳定性 ， 而且将严重危害隧道洞室 、 施工设备和人员 的安全。 种 环境 对施工场地 的通风 和降温都将增加很大 困难 。
某水 电站 的平均埋深 已超过 １００ ｍ， ０ 且地处高 山峡谷地 区 ，
其中， 为隧道岩温 ， ｔ ｏ 为恒 温层 温度 ， ； Ｃ； ℃ Ｈ为 隧道埋 深 ，
ｈ为恒温层深度 ， Ｇ ｍ； 为地 温梯度 ， 即地温升高 １℃所 需下 降 的困扰 ， 不利影 响主要 有 以下几个 方面 ： ） 对施 工环境 影响方 ｍ； １在 面。当工人 在高地温 环境施 工时 ， 效率 往往 降低 ， 上西部 地 区 的 深 度 ， ／０ 加 １０ｍ。
第３ ８卷 第 ｌ ７期
．
１ ６・ ９
２０ １２ 年 ６ 月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏｌ３ ．１ ＿ ８ Ｎｏ ７
Ｊ ｎ ２ １ ｕ． ０２
・
桥 梁
・隧 道
・
文章 编 号 ：０ ９６ ２ （ ０ ２ １ — １６ ０ １０ ・８ ５ ２ １ ） ７ ０ ９ － ２
高原缺氧 ， 甚至施工人员生命安 全将 受到严重威 胁 。２ 在施工 材 ） 上述公式 中关键是 恒温层 的温度 、 深度 及地 温梯度 的确 定 ，
料影 响方面 。选取材 料时 ， 需要 考虑 到高温 环境 中 的可靠性 ， 如 可在钻孔 中进行测 温 ， 析工程 区 的实际恒 温层 温度 、 分 深度 及平
３ 深 埋隧 道施 工热 源分 析
２ Ｇ ６ ２ －０ ６金属非 金属 矿 山安全 规程规 定 ： ） Ｂ １４ ３２０ 金属 矿 山
值 可能 更 高 。
２ 高地温 的不 利 影响
高地温对 于隧道 的施 工和运营都有很 大影响 ， 无论是作 业环 境、 材料 、 结构安全 ， 还是隧道设备 、 运营管理 等 ， 不受 到高地温 无
通 常隧道 的地温 可按地温梯度计算 的近似公式预测 ：
Ｔ＝ ＋（ ｔ Ｈ—ｈ ）×Ｇ 。 ｒ
在 长大隧道 中， 别是 西部 地 区， 往 由于受 到埋 深、 形 ， ４ 隧道 岩体 传热 类型 特 往 地
清水河 地 区温泉分 布较 为集 中 ， 泉 的 温 根 据以往经验 ， 当地 温大 于 ３ Ｏ℃ 时 ， 判定 为高 地温 ， 在 穿越清水河地热异 常 区， 可 而 实 际工程中 ， 区域 活动 断层 带 、 温异 常 区、 在 地 高地 应 力或 深埋 存在说明深埋隧道处地下 有地热 ， 这些高压高温地 下热水不仅影
某 深 埋 隧 道 中 的 高 地 温 问 题 研 究★
杜
摘
静
５０２ ） ３０ ３
（ 广西交通职业技术学院 ， 广西 南宁
要： 以某深埋隧道 中普遍存在 的高地温为对象 ， 研究 了高地温 对隧道施 工的影响 ， 析 了高地 温热量 来源最后对高地温风险进行 了分类 ， 有一定的现 实指导意义 。 具 关键词 ： 深埋隧道 ， 高地 温 ， 隧道施工 ， 地温预 测
裂往往导致受力不 利 ， 耐久 性降低 。４ 在对 机械设 备影 响方 面。 时 ， ） 地温梯度将很 大 ， 热 害” “ 问题 就 更严重 ， 由于深埋 隧 道埋 深 隧道不但存在高 温现象 ， 湿 同样 比较 严重 ， 高 机械 设备 受到严 重 大 ， 地质条件复杂 ， 响因素众 多， 影 开挖之前 难 以准 确描述 隧道地 影响 ， 化效 率发生 降低 ， 障也逐渐 增 多， 程进 度受 到拖 累。 质情况 ， 转 故 工 因此深埋隧道地温的预测是一件 比较 困难 的事 。
中 图分 类 号 ：４ ５ Ｕ ５ 文 献标 识码 ： Ａ
１ 概 述
以及地 壳构造影响 ， 使得 深埋 隧道遇到 的问题 远远多 于一般浅埋 隧道 ， 中高地 温问题 在 目前 的研 究中尚缺乏足够的文献 。 其
温泉所分布 区域 ， 温泉影响不可忽视。 经计算 ， 隧道所处平均地温梯度介 于 ｌ ／ ｍ一 ６℃／ ｍ之 ８ｏ ｋ ２ Ｃ ｋ 间， 平均地温梯度 在 ２ Ｃ ｋ 左右 。通 天河 引水 方案 的隧 道将 ２￣／ ｍ
５ 深 埋隧道 地温 预测
深埋隧道 随着埋 深的增 加 ， 温度 相应增 高 的原 因有两 个 ： 一 岩性为三叠纪 的大理 岩和砂 板岩 ， 构造 裂 隙和深部 岩溶 发育 ， 区 是地壳 的地温梯度引起 的温度升高 ； 二是地 热异常 引起 的温 度升 内地下水 由高 山雪水 和大气 降雨 补给 ， 地下 水强烈 的深 部循 环 ， 高 。在有温泉 出露 、 岩浆 活动及 放射 性元素 存在 的洞 线 区， 温 地 造成地温异 常 ， 因此研究其高地温具有重要意义 。
材料需 是耐高温 的， 论是爆 破用 的炸药 ， 是防排 水用 的止水 均地温梯度 。施工过程 中还要进行地温 实测工作 ， 无 还 以便 根据实 测
带、 防水板等 ， 都需 要专 用材 料。３ 对结 构影 响方 面。高温易 发 结果对上述公式进行修正 ， ） 使其更接 近实 际。
生 温度 应力 ， 导致混凝 土结 构衬砌发生开 裂 ， 长期来看 ， 从 结构 开 上述公式为一般地区 的地温状况 ， 如果洞 线通过地 温异常 区
（ 大于 １ ０ ） ０ｉ 的隧道 内 ， 可能遇到大 于 ３ ５ ｎ 都 ５℃ 的高温 情况 ， 这 响围岩稳定性 ， 而且将严重危害隧道洞室 、 施工设备和人员 的安全。 种 环境 对施工场地 的通风 和降温都将增加很大 困难 。
某水 电站 的平均埋深 已超过 １００ ｍ， ０ 且地处高 山峡谷地 区 ，
其中， 为隧道岩温 ， ｔ ｏ 为恒 温层 温度 ， ； Ｃ； ℃ Ｈ为 隧道埋 深 ，
ｈ为恒温层深度 ， Ｇ ｍ； 为地 温梯度 ， 即地温升高 １℃所 需下 降 的困扰 ， 不利影 响主要 有 以下几个 方面 ： ） 对施 工环境 影响方 ｍ； １在 面。当工人 在高地温 环境施 工时 ， 效率 往往 降低 ， 上西部 地 区 的 深 度 ， ／０ 加 １０ｍ。
第３ ８卷 第 ｌ ７期
．
１ ６・ ９
２０ １２ 年 ６ 月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏｌ３ ．１ ＿ ８ Ｎｏ ７
Ｊ ｎ ２ １ ｕ． ０２
・
桥 梁
・隧 道
・
文章 编 号 ：０ ９６ ２ （ ０ ２ １ — １６ ０ １０ ・８ ５ ２ １ ） ７ ０ ９ － ２
高原缺氧 ， 甚至施工人员生命安 全将 受到严重威 胁 。２ 在施工 材 ） 上述公式 中关键是 恒温层 的温度 、 深度 及地 温梯度 的确 定 ，
料影 响方面 。选取材 料时 ， 需要 考虑 到高温 环境 中 的可靠性 ， 如 可在钻孔 中进行测 温 ， 析工程 区 的实际恒 温层 温度 、 分 深度 及平
３ 深 埋隧 道施 工热 源分 析
２ Ｇ ６ ２ －０ ６金属非 金属 矿 山安全 规程规 定 ： ） Ｂ １４ ３２０ 金属 矿 山
值 可能 更 高 。
２ 高地温 的不 利 影响
高地温对 于隧道 的施 工和运营都有很 大影响 ， 无论是作 业环 境、 材料 、 结构安全 ， 还是隧道设备 、 运营管理 等 ， 不受 到高地温 无
通 常隧道 的地温 可按地温梯度计算 的近似公式预测 ：
Ｔ＝ ＋（ ｔ Ｈ—ｈ ）×Ｇ 。 ｒ
在 长大隧道 中， 别是 西部 地 区， 往 由于受 到埋 深、 形 ， ４ 隧道 岩体 传热 类型 特 往 地
清水河 地 区温泉分 布较 为集 中 ， 泉 的 温 根 据以往经验 ， 当地 温大 于 ３ Ｏ℃ 时 ， 判定 为高 地温 ， 在 穿越清水河地热异 常 区， 可 而 实 际工程中 ， 区域 活动 断层 带 、 温异 常 区、 在 地 高地 应 力或 深埋 存在说明深埋隧道处地下 有地热 ， 这些高压高温地 下热水不仅影
某 深 埋 隧 道 中 的 高 地 温 问 题 研 究★
杜
摘
静
５０２ ） ３０ ３
（ 广西交通职业技术学院 ， 广西 南宁
要： 以某深埋隧道 中普遍存在 的高地温为对象 ， 研究 了高地温 对隧道施 工的影响 ， 析 了高地 温热量 来源最后对高地温风险进行 了分类 ， 有一定的现 实指导意义 。 具 关键词 ： 深埋隧道 ， 高地 温 ， 隧道施工 ， 地温预 测