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南水北调中线一期工程2014年12月12日通水，运行至第六年口门供水量达到86.2亿立方米，已超规划水量，工程提前达效。同时，随着京津冀协同发展、雄安新区等国家战略稳步推进，华北地区生态修复和地下水超采综合治理行动有序实施，对中线北调水量提出了新的要求。实施引江补汉工程，连通三峡水库和丹江口水库，实质上是连通了长江、汉江流域与京津华北地区三地，形成新的水网格局，扩展了中线工程水源。

引江补汉工程推荐方案从三峡库区引水，从丹江口水库下游入汉江，全长194.8千米，年调水量50亿立方米，工程规模大，施工周期长，工程建设具有很大技术挑战，引江补汉工程主要技术特点如下：

一、单洞距离长

引江补汉工程输水总干线隧洞总长194.3千米，单洞长度在水利工程界少有，根据目前收集的资料，引江补汉隧洞在国内可列第二，仅次于新疆某引水工程隧洞，该工程单条隧洞长度283.27千米。

二、TBM开挖直径大

TBM施工开挖直径达13.2米，在国内已建和在建工程中列第一名。开挖洞径越大，揭露的不连续面越多，围岩失稳的概率和规模增大，需要采取的支护强度越大；此外，随着洞径增大，支护结构所能提供的支护能力也会迅速下降，因此，洞径大会给工程施工造成一定困难。除本工程外，国内TBM开挖直径超过10米的工程仅有6个，分别是：四川雅砻江锦屏二级水电站引水隧洞，12.4米；台湾北宜高速公路雪山隧道，11.74米；广西天生桥二级引水隧洞，10.8米；川藏铁路色季拉山隧道，10.3米；甘肃兰渝铁路西秦岭隧道，10.2米；北京冬奥会管廊工程，10.2米。

三、隧洞埋深大

输水隧洞全线大于1000米的埋深洞段约10千米长，占总洞长的5%，最大埋深1185米，其中埋深在600米至1000米洞段约87千米长，占总洞长的45%。埋深大易出现软岩变形和岩爆，另外埋深大还带来支洞布置困难，隧洞掘进过程中排水要求高的问题。

四、地质条件复杂

输水隧洞穿越地层涉及古元古界至新生界，跨13个地层单位系，含3大岩类，66个岩组，沿线褶皱断层发育，地层复杂多变。对地质勘探、超前地质预报、支护和衬砌结构设计、掘进速度、安全施工提出了更高要求，引江补汉工程主要的不良地质条件可总结为：“三高两多一软一活动”。

三高：高地应力、高水压、高地温。高地应力：主要受水平向应力影响，推测最大应力44兆帕，高地应力情况下，强岩爆风险洞段长1千米，极严重软岩变形风险洞段长3.1千米。高水压：岩溶水和裂隙水丰富，按《水利水电工程地质勘察规范》相关要求折减计算，外水压力1兆帕以上洞段长度21.98千米，最大外水压力2.47兆帕。高地温：地温28摄氏度以上洞段长45千米，占比23.4%，推测最高温度达39摄氏度。

两多：断层多、地下水多。断层多：穿越55条断层，其中主要区域性断裂有7条，宽度在70至250米之间，单条断层最宽为两郧断裂，约250米。另外，还有一个断裂构造带—青峰断裂带，穿越距离约6100米，包含11条断层。地下水多：年均降雨量超过1000毫米，沿线分布大量泉眼，穿越雾渡河、黄柏河、霸王河、沮河、南河、北河6条河，白水峪、潭口、梅子沟、龙王庙4个水库，地下水丰富。推测涌水量大于3.6立方米每天每米洞段长度37.3千米。

一软：存在软岩洞段。软岩洞段长51.5千米，占比26.5%，最低围岩强度3至5兆帕，其中存在中等以上软岩变形风险的洞段长度21.5千米。

一活动：存在两条活动断裂，分别为通城河断裂和城口—房县断裂，宽度为30米和200米，主要活动为蠕滑，对工程影响为蠕滑累计位移造成的隧洞结构剪切破坏，推测年均位移量约0.3毫米。

作者：杨旭辉