高黎貢山隧道工程建設與技術創新

張民慶，賈大鵬

（中國國家鐵路集團有限公司 工程管理中心，北京100844）

0 引言

高黎貢山隧道是我國在建的第一特長鐵路隧道，全長34.538 km。進口工區2014年11月開工建設，采用鉆爆法施工；出口、斜井和豎井工區2015年12月開工，采用鉆爆法、隧道掘進機（TBM）法施工。目前工程建設進展基本正常，已完成施工任務的30%，斜井、豎井均已到達正洞，已開始或具備開辟正洞工作面能力，隧道計劃2022年建成通車。

針對高黎貢山隧道，國內學者進行過大量研究工作。李光偉等［1］在野外地質調查、鉆探、地應力測量和室內試驗基礎上，論述高黎貢山隧道施工中可能發生的地質問題。張永雙等［2］結合原位地應力測量結果，分析高黎貢山隧道地應力特征，并對巖爆進行模擬試驗。張民慶［3］結合世界最長的新圣哥達隧道修建技術，對高黎貢山隧道地質問題和施工技術進行研討。孫海波［4］對高黎貢山隧道敞開式TBM再制造關鍵技術進行研探。宋法亮等［5］結合高黎貢山隧道地質條件，提出TBM超前地質預報、鋼筋排和鋼拱架聯合噴射混凝土及時支護等技術。洪開榮等［6］研究了高黎貢山隧道可能存在的高巖溫熱害、軟巖大變形、突涌水、軟弱破碎帶TBM掘進、長大隧道通風等技術難題。楊延棟等［7］結合高黎貢山隧道地質條件，提出TBM的設計關鍵技術。楊添任等［8］設計了可搭載式TBM超前地質預報系統。謝成濤等［9］結合高黎貢山隧道地質狀況，系統地研究了高黎貢山隧道彩云號TBM的設計。李永志等［10］介紹了綜合超前地質預報技術在高黎貢山隧道的應用情況。洪開榮等［11-12］通過對我國近2年來隧道及地下工程的發展狀況研究，對今后隧道設計、施工、管理以及TBM制造提出有益建議。高廣義［13］對高黎貢山隧道豎井施工注漿技術方案進行論述。卓越等［14］對高黎貢山隧道的施工技術難題進行了研究，并提出施工對策。劉建平等［15］對高黎貢山隧道平導TBM受阻后采用的超前小導洞方案進行了研究。

1 工程概況

大瑞鐵路為Ⅰ級單線電氣化鐵路，高黎貢山隧道是該鐵路的重難點工程，Ⅰ級高風險隧道。隧道位于怒江車站與龍陵車站之間（D1K192+302—D1K226+840），設計時速140 km。進口近靠怒江，緊鄰怒江特大橋，怒江車站部分進入隧道；出口位于龍陵縣南凹子地，龍陵車站部分進入隧道。隧道位于直線上，“人”字坡設計，最大坡度23.5‰，最大埋深1 155 m。

隧道輔助坑道包括1座貫通平行導坑、1座斜井、2座豎井，其斜井為目前國內最長斜井。斜井、豎井均按主副井設置，豎井主井內徑6.0 m、副井內徑5.0 m。

隧道進口正洞21 198 m、平行導坑23 005 m采用鉆爆法施工；出口正洞12 626 m、平行導坑10 693 m采用TBM法施工，洞口段采用鉆爆法施工，TBM步行通過。正洞、平行導坑TBM直徑分別為9.0、5.6 m。施工區段劃分和截至2020年10月的施工進展情況見圖1。

2 地質條件及工程風險

2.1 地質條件

高黎貢山隧道位于橫斷山脈南延段，屬構造剝蝕深切高中山峽谷地貌。區內地面高程為640～2 340 m，相對高差約1 700 m，地形起伏大。

（1）氣象特征。隧道區域年平均氣溫14～19℃，極端最高氣溫30～36℃；年平均降雨量967～2 105 mm、最大降雨量2 597 mm，月平均降雨量120～260 mm，最大日降雨量100 mm。

（2）地層巖性。隧道進口端地層巖性極其復雜，主要為侏羅系玄武巖、砂巖、泥巖、泥灰巖、灰巖，三疊系白云巖、白云質灰巖，奧陶系砂巖、變質砂巖、灰巖、長石石英砂巖，寒武系灰巖、板巖、變質砂巖、粉砂巖、千枚巖、片巖，燕山期混合花崗巖等地層。出口端地層巖性相對單一，主要為燕山期花崗巖，寒武系變質砂巖、千枚巖、片巖，志留系灰巖、白云巖夾砂巖，泥盆系白云巖、灰巖夾石英砂巖等地層，巖石強度為5～65 MPa。

（3）地質構造。隧道共發育斷層19條（見圖2、斜，其中鎮安斷裂為活動、導熱斷裂，幫邁-邵家寨斷層、幫邁-邵家寨次級斷層、怒江斷裂為導熱斷裂。不良地質主要有高溫熱害、斷層、巖溶、大變形、巖爆等。出口端地質構造較發育，有勐冒斷層、傈僳田斷層等7條斷層，其中勐冒斷層為活動斷裂。不良地質主要有斷層、巖溶、大變形、巖爆等。表1）。進口端地質構造極為發育，有鎮安斷裂、怒江斷裂等12條斷層，褶皺主要有打香坡向斜和小濫壩向

圖2 高黎貢山隧道工程地質剖面圖

表1 高黎貢山隧道斷層及工程風險

2.2 工程風險

隧道施工中存在突水突泥、高地溫、軟巖大變形等三大工程風險。

（1）突水突泥風險。隧道地下水發育，斷層及構造帶多為富水構造。預測隧道正洞正常涌水量17萬m3/d、最大涌水量19.2萬m3/d。斜井主副井正常涌水量均為1.2萬m3/d，1號、2號豎井主副井正常涌水量均為1.2萬m3/d、最大涌水量3.6萬m3/d。隧道施工中存在突水突泥風險。

（2）高地溫熱害風險。通過大量深孔測溫及高程選線，隧道線路標高已避開高溫地層。施工中約70.8%段落地溫在28℃以下，無熱害；約25.1%段落地溫為28～37℃，熱害輕微，需加強通風；4處斷層約4.1%段落可能遇到中等熱害，最高溫度將達到50℃。隧道施工中存在高溫水害風險。

（3）高地應力軟巖大變形風險。隧道洞身最大水平主應力為15～30 MPa，最小水平主應力為11～23 MPa，垂直主應力為12～28 MPa。最大水平主應力方向基本維持在北東至北東東（N35°～68°E）變化，與隧道軸線走向（N50°E）夾角為15°～18°，夾角較小，對隧道圍巖穩定有利。隧道通過斷層地帶，地層以泥巖、千枚巖、板巖和斷層角礫巖為主，圍巖強度較低，一般為4～10 MPa。隧道施工中存在軟巖大變形風險。

3 主要創新成果

3.1 既有TBM再制造

針對平行導坑TBM，從地質適應性、工期和經濟成本等方面綜合考慮，對既有TBM再制造。既有TBM曾用于重慶地鐵6號線，直徑為6.36 m，羅賓斯公司生產，已累計掘進6.6 km（設計壽命30 km）。再制造前，對TBM主軸承、主減速機、主結構件及電氣系統等主要核心部件的剩余使用壽命，TBM主要性能參數（扭矩4 054 kN·m、總推力1 515 t、撐靴支撐壓力3 327 t等），以及其他部分系統適應性等方面進行評估。

3.1.1 刀盤鏟斗齒和鏟斗座改造

新鏟斗齒設計為4顆螺栓連接緊固，提高鏟斗齒母材厚度和強度，使磨損容量更大，螺栓不易損傷，拆裝更方便，同時增強鏟斗座基板厚度，設置筋板，提高應力釋放（見圖3）。

3.1.2 護盾改造

在原有頂護盾、左右頂側護盾、左右側護盾殼體基礎上，增加鋼筋排夾層存儲倉（見圖4），覆蓋范圍為270°。針對軟弱圍巖及斷層破碎帶，可對露出護盾的圍巖及時進行封閉和連續鋼筋排支護，減少塌方落渣和清渣量，降低人員和設備的安全風險，并加快掘進速度，同時也可以有效防護中等以下巖爆。同時增加頂護盾最大縮回距離，更好地應對圍巖收斂引起的卡盾現象。

圖3 優化后的鏟斗齒和鏟斗座

圖4 護盾鋼筋排支護系統

3.1.3 主驅動系統改造

在原主驅動變頻電機與主減速機之間加裝雙速減速機，提高刀盤脫困扭矩，增加刀盤在軟弱大變形圍巖中的脫困能力。此外，在主驅動小齒輪前端軸套端面位置加裝限位擋板，避免軸套軸向竄動。

3.1.4 支護設備升級改造

優化鋼拱架安裝機，使張緊油缸和卷揚馬達結構簡單緊湊，實現前后行走（行程1 000 mm）。操作方式為液壓直控式，易操作，易排查故障，可主動快速進行立拱支護。錨桿鉆機由ATLAS COP 1132升級為ATLAS COP 1838，泵站功率提升到55 kW，單桿鉆進深度增至2 m，提高錨桿支護能力。錨桿鉆機動力泵站前移至后支撐平臺位置，節省液壓管路，降低壓力損失和管路磨損影響；操控方式由無線遙控器改為液壓直控式操作臺，易操作，易檢修。采用新型行走系統，環形梁大車可行走4.5 m，伸縮臂可伸出1.5 m，實現相互獨立、同時工作。噴頭至圍巖距離調整至1.0～1.2 m，以減小噴漿回彈料；噴漿范圍為0°～270°，基本實現噴漿支護無死角（見圖5）。

圖5 噴射機械手改造

3.1.5 水平撐靴系統優化改造

撐靴姿態調整機械改為外置式，方便維保與故障檢修，同時撐靴開槽加寬至350 mm、加深至360 mm、最大接地比壓3 MPa，在通過密集拱架區域時提高水平撐靴換步頻率。將水平撐靴油缸最大行程由2×280 mm加長至2×776 mm，提高水平撐靴在軟弱圍巖上的支撐能力（見圖6）。

3.1.6 主推進系統改造

將主推進油缸與主梁的連接方式由單銷軸改為雙銷軸“十”字連接，增加自由度，改善受力狀態，避免主推進油缸耳座非正常損壞，同時也便于拆裝。在主推進油缸附近增加2套液壓閥組，實現本地控制單根主推進油缸的伸縮，進而可點動調整水平撐靴在前后方向的擺動，提高水平撐靴跨越密集拱架區的能力（見圖7）。

3.1.7 物料轉運設備升級改造

圖6 改進后的水平撐靴

圖7 主推進油缸十字銷軸連接

1號橋架右側配置進口折臂吊機（起吊能力3 t、移動范圍7 m），可將運送至1號橋架下方的物料轉運至主機上方，滿足上下物料運轉暢通。重新設計仰拱吊機后，將混凝土罐轉運方式由原卷揚機橫移轉運改造為吊機轉運，提高轉運效率，降低工人勞動強度。

3.1.8 風、水系統改造

將軟風筒儲存倉儲直徑由1.2 m增大至1.6 m，增加單位時間隧道送風量。在3號和2號橋架位置加裝異形通風硬管，增加新鮮風的通風路徑，避免新鮮風通過2號噴混凝土污染區，顯著提高主機區域新鮮風的通風量。配備空氣制冷機組，將14～28℃的冷卻風輸送至后配套拖車和主機附近區域，并接入新鮮風輸送管路，降低主機區域溫度，提高作業人員工作效率。將主電機、液壓潤滑泵站冷卻方式改為閉式獨立水循環系統。

3.1.9 電氣及控制系統優化升級

新增1臺干式變壓器，用于加裝的空氣制冷系統及應急排水系統。主機室上位機升級為工業一體機電腦，節約空間占有率，可觸屏操作界面避免煩瑣的按紐、鼠標操作，降低主司機出錯率。PLC系統由原來的GE 5.9升級為GE 7.5，PLC模塊采用最新穆爾模塊，較其他模塊功能更全面、穩定性更強。

3.1.10 編組運輸方式改造

1號—3號橋架結構件本體延伸，增加2節新制拖車，皮帶卸渣位置延伸至11號拖車，同時相應增加皮帶機長度，將原來單循環出渣改為雙循環出渣，降低編組倒換時間，提升掘進效率。將橋架、拖車輪組高度調整。加裝拖車浮動平臺，將原有門架機構改造為臺車結構。

3.1.11 管線布局優化

合理優化液壓管路布局，便于后續液壓管路系統維修保養。調整改進電氣系統布線、水氣系統布管。

3.2 TBM自主創新

高黎貢山隧道正洞TBM（φ9.03 m）由中國中鐵工程裝備集團公司自主研發。該TBM在當前最新技術基礎上，對7個方面進行了技術創新和功能提升：變截面開挖抬升、加強型初期支護、前置式自動濕噴、機載式超前預報、優化型刀盤刀具、強制型制冷通風、高效型物料運輸。自主創新研制的大型TBM命名為彩云號（見圖8）。

圖8 我國自主研發的大型TBM（彩云號）

3.2.1 變截面開挖抬升

為解決TBM在軟弱圍巖中初期支護加強后的斷面擴大技術難題，增加了邊刀刀座墊塊，并預留2個邊刀刀箱，安裝508 mm偏刃滾刀，從而實現刀盤大范圍擴挖10 cm。同時，為解決刀盤擴挖后引起隧道軸線向下偏心，在底護盾與驅動箱之間增加同步抬升機械，并在機頭架與底護盾之間填裝相應厚度的鋼板，采用螺栓連接（見圖9）。

圖9 TBM變截面開挖抬升設計示意圖

3.2.2 加強型初期支護

為增加TBM應對軟弱圍巖的初期支護能力，配置了鋼筋排鋼筋網支護、鋼拱架安裝、錨桿鉆機、超前鉆機、L1區濕噴及L2區濕噴等系統，其中鋼筋排與鋼筋網覆蓋范圍由以往設計的120°范圍增加到250°范圍（見圖10）。

3.2.3 前置式自動濕噴

在TBM遇到軟弱圍巖時，常規技術采用人工手持噴漿機進行噴射，勞動強度大、作業環境差、施工效率低。為解決及時噴射混凝土技術難題，通過結構及空間優化，在護盾尾部鋼拱架撐緊機械上安裝弧形齒圈軌道，實現2組噴嘴行走，及時完成噴射混凝土作業（見圖11）。

圖10 TBM加強型初期支護設計圖

3.2.4 機載式超前預報

圖11 TBM前置式濕噴設計圖

為了提高TBM超前地質預報的準確性，通過集成聲波、地震波對地層的敏感性，電磁波對水的敏感性，將水平聲波剖面法（HSP）、激發極化法、三維地震波等3種地質方法直接搭載在TBM上，并在主機室設計單獨超前探測控制單元及顯示屏（見圖12）。

圖12 TBM機載式超前地質預報設計圖

3.2.5 優化型刀盤刀具

為提高TBM長距離獨頭掘進破巖能力和耐磨性，對TBM滾刀布置采用非線性方式設計。經現場多滾刀破巖試驗，對于單軸抗壓強度140 MPa的花崗巖，刀刃間距與貫入度比為25～30時，對應的比能最低、刀具破巖效率最高。當刀間距為80 mm時，最優貫入度為2.7～3.2 mm/r。刮刀設計了12組刮碴口，有效降低周邊盤體及刀具的二次磨損。刀盤盤體中心塊及邊塊采用鍛造270 mm厚板，刀盤法蘭300 mm厚板，有利于提高刀盤強度。刀座焊接后整體加工，不存在焊接變形問題，提高滾刀的安裝精度和可靠度（見圖13）。

3.2.6 強制型制冷通風

圖13 TBM優化后刀盤

為解決高地溫環境溫度過高導致TBM無法正常工作，結合高黎貢山隧道地溫參數，需要冷風冷卻功率為2 011 kW，因此在TBM上配置3組RTHE200制冷機組，每組空冷器冷卻能力為714.8 kW。強制制冷通風設備由制冷機組、空冷器、制冷風機組成（見圖14）。

圖14 TBM強制制冷通風設備

3.2.7 高效型物料運輸

為提高TBM物料運輸能力，最大限度增加主機平臺通行高度、寬度，以及設備橋平臺寬度。同時，在設備橋處安裝折臂吊機、伸縮臂吊機以及提升平臺，這樣可以根據物料性質、體積和質量大小等選擇不同運輸方式，提高運輸效率（見圖15）。

3.3 TBM軟弱富水地層分類標準和施工技術

高黎貢山隧道TBM施工段地層巖性主要為燕山期花崗巖，部分為中泥盆系回賢組白云巖、斷層角礫等。花崗巖地段石英含量為35%～60%，巖體單軸飽和抗壓強度為4.6～65.2 MPa，Ⅳ、Ⅴ級圍巖占比約40%。

平行導坑和正洞的TBM分別于2017年11月25日、2018年2月1日始發。截至2020年10月，平行導坑TBM累計掘進5 489 m，平均進度為161 m/月；正洞TBM累計掘進5 605 m，平均進度為175 m/月。

TBM歷經近3年掘進，施工中主要受困于5類不良地層：斷層破碎帶、花崗巖風化帶、花崗巖蝕變帶、不同巖性接觸帶、節理密集帶。尤其地下水發育時，施工影響更大。截至2019年10月，平行導坑TBM受阻11次，正洞TBM受阻9次，合計20次。TBM受阻主要表現為開挖面巖塊掉落嚴重砸傷刀盤和盾殼以及發生突水涌砂。

圖15 TBM物料高效運輸裝置

3.3.1 分類標準及施工技術

通過對TBM施工20次受阻的分析，可將TBM遇到軟弱富水地層劃分為3類，并制定了施工技術對策（見

3.3.2 TBM卡機脫困處理

TBM發生卡機后，采用頂部導洞法進行處治（見圖17）。

3.4 高壓富水深豎井注漿堵水技術

豎井施工過程中，由于工作面面積小，發生涌水時，抽水措施會對豎井正常開挖造成極大影響。根據類似工程案例，當井筒工作面涌水量小于5 m3/h時，開挖進度約為100 m/月；當涌水量為10～20 m3/h，開挖進度約30 m/月；當涌水量大于20 m3/h時，井筒將難以滿足開挖要求。因此，豎井施工通常采用小于10 m3/h作為控制涌水量標準。如果涌水量大于10 m3/h時，應采取注漿堵水措施后開挖。

3.4.1 1號豎井注漿堵水

1號豎井主井于2016年6月19日開始施工，2019年11月18日到底，歷時41個月，平均開挖進度18.6 m/月；副井于2016年7月19日開始施工，2020年9月22日到底，歷時50個月，平均開挖進度15.3 m/月。

表2 高黎貢山隧道TBM法施工軟弱富水地層分類及施工技術對策

圖16 TBM盾尾管棚施作方案設計示意圖

圖17 頂部導洞法處治TBM卡機設計示意圖

施工期間，1號豎井超前探孔，單孔最大涌水量主井為112 m3/h、副井為94.7 m3/h。注漿堵水采取工作面超前周邊帷幕注漿，施工統計見表3，注漿方案設計見圖18。注漿材料主要采用普通水泥單液漿、超細水泥單液漿、改性脲醛樹脂等。

表3 高黎貢山隧道1號豎井注漿堵水設計及施工統計表

圖18 高黎貢山隧道1號豎井注漿方案設計示意圖

3.4.2 2號豎井注漿堵水

2號豎井主井于2017年11月25日開始施工，2020年6月20日到底，歷時31個月；副井于2017年10月1日開始施工，2020年5月25日到底，歷時31個月。

2號豎井井筒巖體受構造擠壓影響，巖體完整性差（見圖19），間斷為擠壓破碎帶、構造影響。構造影響帶共14處，總厚度63.2 m，含水層7層，分布深度位于80～580 m，地層涌水量大。2號豎井含水層分布及涌水量預測見表4。

考慮到2號豎井含水層“數量多、層間厚、水量大、水壓高”的特點，采用工作面帷幕注漿則難度大、效果差、進度慢、費用高，因此，采取地表深孔注漿技術措施。由于注漿時豎井場坪設備已安裝到位，因而采用S型斜孔注漿設計，注漿設計方案見圖20。豎向注漿深度250～590 m，注漿材料采用粘土-水泥漿、水泥-水玻璃雙液漿，注漿工作共歷時5個月。地表注漿起到了一定的加固和堵水作用，但開挖過程中仍發生局部坍塌及涌水，因此主井和副井又分別采用了1號豎井的方案1、方案3工作面超前周邊帷幕注漿補強方案，其中主井、副井分別實施9個、10個循環。

表4 2號豎井含水層分布及涌水量預測

3.5 鐵路隧道豎井井底車場設計

鐵路隧道豎井井底車場應結合本身工程特點制定，主要具備以下6個功能：

（1）通風功能。利用副井進行通風，保證隧道正常施工。副井井底設置通風道等。

（2）排水功能。利用副井進行抽排水，保證隧道安全施工。副井井底設置水倉、排水泵房、管子道等。水倉按2 h儲水能力計算，體積約為5 000 m3；排水泵房抽水能力為45 000 m3/d（約折合2 000 m3/h）。

（3）供電功能。利用副井設置變電所，保證隧道通風、抽排水正常運轉。

（4）進出功能。利用副井進行進料和作業人員進出。副井井底車場設置運輸車場和人員等候洞室等。

（5）出渣功能。隧道出渣工程量較大，利用主井進行出渣。主井井底設置出渣功能區，主要包括轉渣場、運輸通道、信號洞室等。

（6）聯絡功能。在主井和副井井底車場間設置環形通道，形成循環體系。

高黎貢山隧道豎井井底車場布置見圖21。井底車場設計取消了井底機械組裝洞、充電洞、攪拌場，優化了運輸巷道長度，調整了部分結構尺寸，形成了“功能齊全、規模適宜、布局合理、安全高效”的鐵路隧道豎井井底車場布置模式。

圖20 高黎貢山隧道2號豎井地表S型斜孔注漿方案設計示意圖

圖21 高黎貢山隧道豎井井底車場布置模式

3.6 高地應力不良地質鉆爆法施工技術

高黎貢山隧道斜井及正洞鉆爆法施工地段，遇到高地應力不良地質，實測最大主應力為31.2 MPa，近似為水平方向。圍巖強度應力比為0.06，屬于極高地應力區。隧道施工中，隨著掌子面掘進，已完成的初期支護持續變形，噴射混凝土發生掉塊，局部段落鋼架扭曲呈S、Z形，甚至失效（見圖22）。

圖22 高地應力軟巖地層隧道初期支護變形開裂

通過技術攻關，針對高地應力地層，采取以下工程技術措施，現場取得了良好效果。

（1）加強初期支護，調整拱墻曲率，必要時采用圓形斷面。

（2）斜井施工時，將主井與副井間距由30 m調整為50 m，減少洞室效應引起的疊加變形。

（3）仰拱初期支護與拱墻鋼架一次封閉成環，提高支護受力，減少圍巖擾動。

（4）在掌子面不失穩的前提下采用全斷面法開挖，降低掌子面爆破次數對圍巖的擾動，減少圍巖松動圈，縮短循環時間。

3.7 高地溫不良地質鉆爆法施工技術

高黎貢山隧道斜井工區進入正洞后，正洞大里程方向出水量達到近350 m3/h，掌子面巖溫、水溫急劇上升，實測巖溫為38.1℃、水溫為38.3℃，環境溫度最高為38.4℃、濕度為99%，已超出我國35℃黃色預警界限，并接近38℃橙色高溫預警臨界值，施工中導致作業人員出現頭暈、嘔吐等現象。

通過分析，隧道熱源主要為圍巖放熱、熱水散熱、碴石氧化放熱、渣石冷卻運輸放熱、風筒氣流壓縮放熱、機械設備放熱、爆破放熱、人員放熱等，其中圍巖放熱、熱水散熱是最主要的因素。為保證隧道施工正常進行，采取以下降溫技術措施，取得了較好效果。

（1）加強通風降溫。主斜井布置1臺2×160 kW軸流風機，匹配φ1.8 m加強耐壓風管送風；副斜井布置1臺2×110 kW軸流風機，匹配φ1.6 m加強耐壓風管送風。為改善通風效果，將通風機移至5號通道，采用巷道式通風方式通風。

（2）堆放冰塊降溫。現場采用堆放冰塊降溫措施，射流風機、局扇與冰塊配合使用，冰塊放置在射流風機出風口處，冰塊融化過程吸收熱量，降低環境空氣溫度，風機將降溫后的空氣吹向前方，從而達到降溫效果。

（3）注漿堵水降溫。當圍巖流出熱水量較大，通風降溫+冰塊降溫不足以將環境溫度降至28℃以下時，采取對出熱水段進行注漿堵水，減少熱水流出散發熱量。注漿堵水按照“以堵為主，限量排放”原則，注漿后控制熱水涌出量小于5 m3/（m·d）。

（4）機械制冷降溫。將機械制冷設備放置于主井與正洞交叉口，設備進口風溫為33.2～35.2℃，出口風溫為24.8～27.6℃。降溫效果較好范圍為作業面20 m左右，啟動機械制冷環境溫度可下降3.5℃左右，但費用較高。

3.8 深埋隧道地表多源協同智能化超前預報技術

在隧道掌子面進行超前地質預報，受作業環境影響很大，特別是TBM施工時受設備的電磁干擾大，因此，嚴重影響超前地質預報效果。

地表多源協同智能化超前預報技術是針對高黎貢山長大隧道復雜多工況，自主創新開發的一款滿足大范圍高精度地表超前預報的多參數綜合采集設備與智能化處理系統。該技術通過同一套儀器、同一觀測點，對多種地球物理參數同時采集，對得到的多種參數進行平行化分析解譯，繼而實現被測地質體特性宏觀探測。該技術推斷不良地質體區段精準可達到宏觀解譯100 m、微觀鎖定10 m，從而使現場施工掘進更具科學性、針對性、方便性、快捷性，符合鐵路系統場景應用需求。主要創新技術特點：

（1）研發的采集系統可同時記錄電法、電磁法、地震等主動源和被動源信號，一次布極采集多種地球物理參數，可提高工作效率、提升解譯精度、降低施工成本。

（2）研發的多道高保真、高信噪比、高分辨率無線三維地震勘探數據采集系統，通過單點激發、高保真度和多道高密度數據采集、多波多分量數據采集、全方位小面元、高覆蓋次數的高精度全三維地震勘探采集技術，可以滿足復雜地區高精度三維地震勘探采集需要。

（3）研發的采集設備能量強、頻帶寬、高頻多，且成本低、效率高，適合于中淺層三維地震勘探的人工激發震源。

（4）多源多參數協同預報系統的數據量大，為提高處理效率和預報精度，研發多架構機群并行處理和海量存儲技術，以及相關的靜校正處理、組合或綜合數據處理、全三維各向異性、三維折射層析成像、三維面波成像等處理和解譯技術，探索總結一套適合中淺層三維地震勘探資料處理的技術及流程，提高了多參數勘探數據成像精度和分析精度。

（5）開發快速、準確的三維成像，為地質解譯提供更加詳實和精細的物探資料。

4 結束語

高黎貢山隧道開工以來，在創新技術支撐下，再制造的φ6.36 m TBM和自主研制的φ9.03 m TBM在施工期間共克服了20次掘進受阻難題；基本上構建了TBM軟弱富水圍巖地層分類標準；研究形成了超前排水、超前加固、超前支護、穩步掘進等一系列綜合技術對策；隧道豎井和斜井已到底，已開始或具備正洞作業能力；進口端鉆爆法施工正常推進。在剩余施工中，針對出現的技術難題，繼續深化科研攻關，確保高黎貢山隧道安全順利建成。