厦门海底隧道地层变形监测与机制分析
厦门翔安海底隧道施工技术总结PPT课件
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厦门大桥
翔安区
海沧大桥
漳州
厦门东通道 （翔安隧道）
厦门岛
金门
鼓浪屿 翔安隧道地理位置图
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该工程于2005年8月9日正式动工建设，2010年4月26日建成通车。建成后 ，翔安区到岛内将缩短50km的路程，厦门岛到翔安只需要15min。厦门海底隧 道工程建成交付使用后，对于提升厦门的城市功能，拓展城市发展空间，促进 区域社会经济协调发展，优化产业布局，改善厦门市的投资环境，加快厦门国 际化港口建设步伐，都将有着非常重大的现实意义。而作为我国内地第一条海 底隧道，对于探索出适合我国国情的海底隧道建造技术，为类似工程的动工兴 建，缩小与世界先进水平的差距，都将起到里程碑式的作用。同时也为我国深 海交通技术研究奠定了基础。
标标标 Z
翔
标标
安标
A2：3.14Km（YK5+930.5～YK9+700 ）
A4：3.655Km（YK9+700～YK13+355 ） 标 标 标
N
标段划分示意图
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8）环保、水保、文明施工要求高 厦门岛是国内著名的海滨旅游城市，风景优美，地域特色明显，翔
安隧道设计施工理念新颖，隧道建设的社会意义重大，对环保、水保、文 明施工要求高。
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4）断面大，工法多 主隧道按3车道设计，最大开挖断面尺寸为17.04m×12.55m(170m2)；
土质隧洞开挖变形观测解析及应用
土质隧洞开挖变形观测解析及应用摘要：福建厦门抽水蓄能电站通风兼安全洞全长1.240km,隧洞为城门型，尺寸：8.6宽*8.1高，该隧洞前段143米为土洞，覆盖层厚9-49m，成份主要为含碎石粉质粘土，稳定性差，为Ⅴ类围岩，需采取专门工程处理。
本文通过内空收敛和围岩内部位移的量测，分析了土质隧洞的围岩变形规律，对类似工程施工有一定的参考价值。
关键词：土质隧洞变形观测1测量点、测线布设用手风钻在初期支护后的外部造孔φ42mm（钢筋嵌入土体不小于300mm，喷射砼后外露控制在50mm），用1：1水泥砂浆或锚固剂进行锚固，钢筋头上黏贴反射片，反射片一面均朝洞口方向，以便于观测。
同一基线量测点的固定方向在同一断面及水平线上。
观测点周围用红油漆喷涂，观测点同时悬挂标识牌。
将精度为0.5秒的全站仪架设在便于观测及不受施工影响的位置，进行数据采集。
数据采集主要采集拱顶测量点1，起拱点2、3的水平距离及边墙上下台阶连接处4、5的水平距离。
拱顶高程测量采用全站仪照准拱顶观测点1的反射片十字中心，直接可以测得相对高程及坐标；水平收敛，采用全站仪照准水平收敛量测点2、3、4、5分别测量两点间相对三维坐标。
根据施工需要选取了23个量测断面进行内空收敛的监测；观测断面里程每5m设置一个。
每个断面各有六条内空收敛测线，即1-2、1-3、1-4、1-5、2-3、4-5。
具体详见附图2内空收敛量测采用全站仪及时读取各测点三维坐标，计算收敛值。
例：1#点三维坐标(X1、Y1、Z1), 2#点三维坐标(X2、Y2、Z2),1-2测线收敛值计算：通过测量结果计算各测线收敛累计值，同时计算出各测线的位移速率。
隧洞周边收敛按下式计算：；其中，——初始观测值；——第i次观测值；收敛速率按下式计算：（收敛速率=收敛值/观测频率）为了解开挖面的影响，用下式计算观测面与掌子面的距离:L=D-D0其中，L—观测面与掌子面距离；D—掌子面里程；D0—观测面里程。
浅谈海底隧道试验检测工作技术关键
浅谈海底隧道试验检测工作技术关键摘要：试验检测技术是按照科学的原理，使用一定仪器装置，按照规定的方法，对材料和构件的性能、工艺参数等进行试验检测的活动。
在海底隧道施工中试验检测技术的关键就是设计和提高混凝土抵抗抗海水侵蚀的能力，以确保工程结构耐久性能满足使用功能的要求。
关键词：海底隧道；试验检测；质量控制1概述在公路工程建设中，为了加强工程施工质量管理，实行采用政府监督、社会监理、企业自检的质量保障体系，而质量保障体系的有效运行就离不开试验检测技术，离不开试验室和试验工作，因此，公路工程试验检测技术是公路建设和管理中不可缺少的重要基础技术，在质量保证体系中起到重要作用。
所以无论是监理单位或是施工企业，都必须各自建立独立的，满足工程建设需要的工地试验室，以确保监理监督，施工自检工作的顺利实施。
厦门东通道（翔安隧道）工程是厦门岛内穿越海底连接岛外陆地的一条重要交通通道，也是我国第一座海底隧道。
为了有效控制和监督工程施工质量，为施工过程提供可靠的技术参数，监理单位、施工单位都组建了完善的，符合工程需要的工地试验室，配置的试验仪器设备，工作环境，试验人员资质等都满足工程要求。
工地试验室的资质是经过福建省交通公路质量监督站考核合格后颁发了临时资质，并通过项目业主现场检查认定批准，试验检测人员持证上岗，保证了质量体系的有效运行。
为了有效的对工程质量实行监督管理，为施工提供可靠的技术参数，本项目工程设置了项目业主专人管理，监理和施工单位建立各自独立的工地试验室，形成了有效的监督管理、自检为一体的质量保证体系，为施工提供了可靠的技术保障，也为工程质量起到了有效的监控作用。
2试验检测要求、监督与管理试验检测工作应遵循科学、公正、独立、准确的原则，做到试验检测项目齐全、内容完整、频率足够、时间及时、方法科学、结果准确、资料规范。
针对翔安隧道工程技术的要求，总监办统一制定了符合本工程项目的试验检测管理办法，对试验检测频率、标准试验、试验仪器设备管理、人员资质等都做出相应的规定和要求，对用于本项目的永久性工程材料、标准试验及结构强度进行重点控制，确保用于工程施工的材料各项性能满足设计和规范要求。
厦门翔安海底隧道不良地质段施工地层变形规律研究
厦门翔安海底隧道不良地质段施工地层变形规律研究付贤伦【摘要】结合厦门翔安海底隧道不良地质段施工,在陆域段地层进行地层变形的现场监测,总结不同隧道开挖方式影响下地层的变形及其传递规律,从而为海域不良地质段地层变形控制方案的制定提供依据.【期刊名称】《铁道建筑技术》【年(卷),期】2011(000)003【总页数】6页(P89-94)【关键词】海底隧道;地表裂缝;地层分层沉降;水平位移【作者】付贤伦【作者单位】中铁二十二局集团有限公司,北京,100043【正文语种】中文【中图分类】U456.31 引言海底隧道施工最终必然引起海床面的沉降和变形，严重时会造成海床开裂进而诱发突水，因此，控制海床面的沉降是隧道安全施工的重要措施。
海床面的沉降值通常难以直接监测，而是通过隧道周围地层变形的监测间接反映海床面的完整性，由此实现对地层开裂和突水的控制。
为此在陆域段地层进行地层变形的现场监测，旨在摸清在不同隧道开挖方式影响下地层的变形及其传递规律，为海域不良地质段地层变形控制方案的制定提供依据。
厦门海底隧道陆域段施工中出现了地层大变形、围岩压力大及地层界面渗漏水严重、施工难度大、施工速度慢等实际问题，这些问题的解决很大程度上要依赖于对现场监测数据的分析。
因此，对海底隧道不良地质段进行地层变形的跟踪量测，并对量测结果进行分析，为海底隧道安全施工提供技术保障。
2 现场监测2.1 地层变形监测布置监测区隧道埋深17～20 m，主要为全强风化花岗岩，地层含水量大，渗透性差，土体自稳能力差。
右线采用双侧壁导坑法，左线采用CRD法施工。
为对比不同开挖方法对地层变形的影响，了解海底隧道陆域段上覆地层的变形分布、变形传递规律，分别在CRD和双侧壁导坑法施工地段布置了YK7+141(A 断面)、YK7+220(B 断面)、ZK7+142(C断面)等三个监测断面。
每个断面上布置9个钻孔。
1号～4号和6号钻孔为地层分层沉降观测孔;5号，7号和8号钻孔为地层深部水平位移观测孔，9号钻孔为水位观测孔。
大断面海底隧道异常变形控制措施研究
第26卷第11期岩石力学与工程学报V ol.26 No.11 2007年11月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Nov.，2007 大断面海底隧道异常变形控制措施研究曾超(厦门路桥建设集团有限公司，福建厦门 361026)摘要：厦门海底隧道是我国第一条海底隧道，其地质条件差，地下水丰富，施工过程中，支护结构常发生较大的变形，为了保证施工安全，应寻求一套合理的控制措施用以抑制异常变形。
基于厦门东通道海底隧道的现场实测数据，并结合数值模拟，对设置锁脚锚杆、加强临时支护刚度、仰拱注浆、井点降水、改变工法以及各种措施组合等控制措施进行了研究，制定了抑制异常变形的工程对策。
研究结果表明，所列举的各工程措施都可以在一定程度上减小隧道支护结构的变形，而且这些措施也会在一定程度上降低围岩的塑性区范围。
例如，在采用锁脚锚管后，隧道的拱顶下沉可减小约17%，减小水平收敛约12%；仰拱注浆适用于控制初期支护封闭后隧道发生的整体下沉，可减小拱顶下沉约18%。
这些措施可为厦门海底隧道后续施工及类似工程提供一定的参考。
关键词：海底隧道；异常变形；控制措施；数值分析中图分类号：U 459.5；O 241 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2007)11–2170–06STUDY ON ABNORMAL DEFORMATION CONTROLLING MEASURES FOR LARGE CROSS-SECTION SUBSEA TUNNELZENG Chao(Xiamen Road and Bridge Construction Group Co.，Ltd.，Xiamen，Fujian361026，China)Abstract：Xiamen East Passage subsea tunnel is the first subsea tunnel in China；and its geological conditions are complex and unfavorable with enriched groundwater. During the tunnel construction，the deformation of tunnel support is great. It is important to seek for a reasonable countermeasure to restrict the large deformation to ensure safety construction. Focused on Xiamen East Passage subsea tunnel，field monitoring data are analyzed and numerical calculation is employed. Some measures against abnormal deformation，including setting locking anchor bar，enhancing stiffness and intensity of temporary support，grouting in inverted arch，constructing continuous wall for groundwater proof，changing construction method，are taken. Finally，the countermeasure for abnormal deformation is offered. The analytical results indicate that，to some extent，each countermeasure can decrease the displacements of the tunnel support and all these countermeasures will also reduce plastic area in surrounding rock and increase structure safety to a certain extent. For example，after setting locking anchor bars，arch crown settlement will be reduced about 17%；and level convergence will be reduced 12% and after grouting in inverted arch；arch crown settlement will be reduced about 18%. The analytical method and result can provide references to the latter construction of Xiamen subsea tunnel and the other similar engineering cases.Key words：subsea tunnel；abnormal deformation；controlling measure；numerical analysis收稿日期：2007–06–17；修回日期：2007–08–10基金项目：国家高技术研究发展计划(863)项目(2006AA11Z119)作者简介：曾 超(1958–)，男，博士，1982年毕业于西南交通大学工程力学专业，现任总工程师，主要从事桥梁、隧道工程建设管理等方面的研究工作。
厦门翔安海底隧道科研总结报告
厦门翔安海底隧道科研总结报告引言厦门翔安海底隧道是中国第一条跨海大型公路隧道，连接厦门市翔安区和同安区，全长9.2公里。
该隧道的建设历时多年，涉及到了多个科研领域的研究和技术创新。
本文旨在对厦门翔安海底隧道的科研成果进行总结和分析，为隧道建设和相关领域的科学研究提供参考。
一、地质勘探与隧道设计厦门翔安海底隧道的建设首先需要进行地质勘探，以确定地质条件和隧道的设计参数。
通过大量的地质钻探和实地勘探，研究人员对海底地质结构进行了详细的了解和分析。
根据勘探结果，采用了盾构隧道的设计方案，以应对复杂的地质条件和地下水位的变化。
同时，还采用了先进的隧道支护技术和防水措施，确保隧道的稳定性和安全性。
二、水文气象研究海底隧道的建设需要对海洋水文气象状况进行长期观测和研究。
研究人员通过安装水文气象观测设备，对海底水流、潮汐、波浪等进行了系统的监测和分析。
这些数据为隧道的设计和建设提供了重要的参考依据，并且对后续的运维和管理也具有重要意义。
三、材料研究与施工技术隧道的建设需要使用大量的材料，并且要求这些材料具有良好的抗压、抗腐蚀和耐久性能。
科研人员通过对不同材料的试验和研究，选择了符合隧道建设要求的材料，并提出了相应的施工技术和标准。
同时，还对隧道施工过程中的各种技术问题进行了研究和解决，确保了施工的顺利进行。
四、隧道安全监测与管理为了确保隧道的安全运营，科研人员在隧道内部安装了多种监测设备，包括温度、湿度、位移等多个方面的监测。
这些设备能够实时监测隧道的运行状况，并及时预警和处理可能出现的问题。
此外，还制定了严格的隧道管理制度和应急预案，确保在突发事件发生时能够做出有效的应对和处置。
五、环境保护与生态修复隧道的建设不可避免地会对周边的自然环境产生影响。
为了保护海洋生态环境，科研人员对隧道建设过程中的环境影响进行了评估和研究，并提出了相应的环境保护措施和生态修复方案。
通过有效的环境管理和监测，隧道建设对周边环境的影响得到了最小化，同时也为海洋生态环境的保护和修复做出了贡献。
厦门翔安海底隧道CRD法施工数值分析
现 场勘 查 和 数值 模 拟 分 析均 表 明 ， 隧道 拱顶 沉
降量 是控制 隧道 围岩 及其 加 固结 构整体 稳定 的关 键
参数 ， 对六 种不 同工 况下 的拱 顶沉 降进 行分 析 比较 。
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Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＳｈ ｎ ｏ ｇ Ｕｎｖ ｒ ｉ ｃ ｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｒ ａ ａ ｄ ｎ ｉｅ ｓｔ ｏ Ｓ ｉ ｎ ｅ ａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ｙｆ
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ｌ 山东科兹大学 学 ＝ 自然 。 ｝ 居Ｉ 科学版
岩孔 隙、 隙水 ， 层 总体 上 富水 性 弱 ， 透性 较差 ， 裂 地 渗
２ ８ 掌 。 来自Ｖ２ ｏ ｌＮ ， 俐ｏ ６
做 初期 支 护全 过程 ， 中还 考 虑 了 初期 支 护 的滞 后 其 性 、 护结 构承 载延迟 性 等特 点 。 支
为弱或 微 含水 层［ ， 透 系 数 为 ０ ０ ～０ ０ ４ｍ／ 。 ２渗 ］ ． ６ ． ９ ｄ 翔 安端 洞 口位于 Ｖ级 围岩地 段 ， 小埋 深 约 ６ｒ， 最 ｎ 属
过现 场 取 样 、 内试 验 取 得 ， 表 １所 示 。表 中 ， 室 如 Ｅ
根据 隧道 的施 工 组 织 设计 ， 模拟 开挖 掌子 面 推 进 步距 为 ２ ５ｒ ， ． ｎ 核心 土开 挖滞后 ， 应 导 洞环 形 部 相 分 开挖 ５１ ， 洞 室 错 开 １ ｎ步 距 ， 图 ４所 示 。 Ｉ各 Ｔ ０ｒ 如
为弹性 模量 ， 为泊 松 比， Ｃ为 内 聚力 ， 为 摩 擦 角 ，
７为重度 。
３ ２ 施工 过程模 拟 ．
厦门东通道海底隧道海域暗挖段水文地质试验及分析
数组平 行 出现 ， 组 ３～５条 ， 化 程 度 较 强 ； 向 为 每 风 走
３０～ ４ 。 有张裂 现象 。 ３ ３８者
３ 水 文地 质 环 境
３ １ 水 文 环境 ． 本海域 水 文 条 件 较 复 杂 。 多 年 平 均 海 平 面 为 ０３ 黄海 高程 ） 多年平 均潮 差为 ４ Ｏ ．１ｍ（ ， ．１ ｍ。潮 汐属 正规半 日潮 ， 潮令 约 ３天 ， 大潮差 水域 。 属
关键词 海底 隧道 水 文地 质 抽 水试 验 压水 试验 涌 水量
１ 工 程概 况
在建海底 隧道 位 于厦 门岛 东北 端 ， 致 呈北 东 向 大
滩、 海域 三种类 型 。本文 主要讨 论海域 暗挖 段 。 该 段海域 水深 ０～ ９ｍ， ２ 多有 高 低 不 平 的岩 礁 分 布， 地质 地层 相对 简单 。上部 为海积覆 盖层 ， 下伏基 岩
收 稿 日期 ：０ ７— ４—１ ２０ ０ ３ 作者 简 介 ： 超 （ ９ ｌ ）男 ，９６年 毕 业 于 中 国地 质 大 学 （ 汉 ） 徐 １７ 一 ， １９ 武 水
统海积层中； 风化基岩孔隙裂隙水赋存于基岩全、 强风 化层 中； 岩裂 隙水赋 存 于 基 岩 的风 化 裂 隙及 构 造裂 基 隙 中。海域 地层 中除海 积砂 层及 可能存 在富 水性好 的
基岩 破碎 带外 ， 明显 的含 水层 与隔水 层 ， 无 总体 上富 水
性弱 ， 渗透 性较差 ， 为弱 或微 含 水 层 ； 域 地下 水 主要 海
文地质与工程地质专业 ， 工学学士 ， 高级工程师。
受海 水 的垂 直人 渗 补 给 。受 海水 压 力 的影 响 ， 地下 水
厦门海底隧道明洞沉降变形及治理技术研究
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厦门东通道海底隧道暗挖施工中的主要技术
二、厦门东通道海底隧道暗挖施工关键技术（一）工程地质及水文地质1 地形地貌厦门东通道海底隧道长度5900米，起点里程ZK6+600，终点里程ZK12+500。
其中海面宽度2860m，最大水深29m。
隧道轴线地表区域分布见表2-2。
该区地貌主要为以下三种类型：陆域地貌、岸滩带地貌和海域地貌。
陆域地貌主要由海蚀台地及海积平原组成，海蚀台地面波状起伏，多为基岩残丘，坡度平缓，略向海倾斜。
岸滩带地貌主要包括西南端五通岸和东北同安岸，西南端五通岸属于开敞海湾淤泥质问夹基岩海岸，高潮带为狭窄砂滩，局部为岩滩，滩宽10~20m，由粗中砂组成，坡度4~6°；中潮带为含泥质沙滩，滩宽200~300m，滩面上常有风化壳红土出露，坡度1~2°；低潮带为粉砂质泥滩，滩宽600m，时有礁石出露，坡度2°；东北端同安岸属于淤泥质间夹台地土崖海岸，高潮带为沙滩，滩宽20~30m，由含砂砾的中粗砂组成，坡度4~6°；中低潮带为砂质泥质和淤泥滩，一般有向低潮带变细的趋势，潮滩涂泥明显，滩面上凸，浮泥层厚，大片潮滩已经辟为养殖场。
海域地貌中，海域内水深0~29m，海底为水下浅滩，浅滩总体上向东南港湾口方向和缓倾斜，倾斜坡度1~5°，海底常有高低不等的暗礁分布。
海底浅滩表层主要分布砂-粉沙-粘土、粉砂质泥和泥质粉砂。
海底西南五通一侧，海底地形起伏较大，最深高程-29m，最高处已经突出海面3~4m，局部形成相对较深的海底沟槽。
2 地质构造厦门地区所处大地构造单元为闽东中生带火山断拗带（二级构造单元）之闽东南沿海变质带(三级构造单元)。
本三级构造单元内，对测区地质构造具有控制意义的断裂构造为长乐-诏安断裂带和九龙断裂带。
长乐-诏安断裂带由一系列走向NE，近于平行、长度不等的断裂组成，断裂带宽38~58m，延伸长度450m左右。
该断裂带上地震活动较弱，历史上只发生过3 级左右地震，该带多数断层最新活动年代为中更新世，少数与NW向断裂相交，最新活动年代到晚更新世早期。
厦门海底隧道施工中重难点分析及技术措施
厦门海底隧道施工中重难点分析及技术措施李昌宁【摘要】对我国第一条海底隧道-厦门翔安隧道的工程特点,施工中的重点和难点进行分析,保证安全通过进出口陆域软弱段,浅滩全风化层段,海域F1、F2、F3强风化基岩深槽和F4风化囊,以及竖井快速建成形成工作面是该隧道施工的重点与难点,在隧道地质复杂、断面大,工法多,工期紧的情况下,提出具体的技术措施和建议,并在隧道实际施工中被部分采用,效果良好.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2007(000)0z2【总页数】4页(P1-4)【关键词】海底隧道;施工;重难点分析;技术措施【作者】李昌宁【作者单位】中铁一局集团有限公司,西安,710054【正文语种】中文【中图分类】U459.51 工程概况(1)概况厦门东通道(翔安隧道)隧道主体工程位于厦门岛东北端的湖里区五通码头与翔安区西滨下店村之间，浔江港南东出海口最窄处，西北为封闭的海湾，东南为海湾通向大海的出口(图1-E线)。
隧道规模宏大，隧道全长5.951 km，跨越海域总长4.459 km，其中海域暗挖约2.925 km，潮间带暗挖约1.534 km，陆域暗挖约1.392 km。
按照高等级公路的设计标准，行车速度为80 km/h，暗挖隧道最大断面宽×高=17.04 m×12.56 m，建筑限界净宽×净高为13.5 m×5.0 m。
隧道连接厦门市本岛和翔安区陆地，具有公路和城市道路双重功能，为厦门市第三条出口通道(图2、图3)。
图1 厦门翔安隧道平面与纵面示意图2 厦门翔安隧道示意图3 厦门翔安隧道效果该隧道采用钻爆暗挖法修建，是我国大陆在建的第一座大断面的海底隧道，隧道采用一次修建双向3车道，并在两隧道中间修建一服务隧道，隧道中心线间距64～66 m。
(2)工程地质及水文地质陆地部分为剥蚀残丘地貌，耕地，地面高程约为3 m，表层为厚度0～25 m的残积黏土、亚黏土，全强风化花岗岩厚度为11.5～15.5 m，弱微风化花岗岩顶板高程为-12.8～-38.0 m。
厦门翔安海底隧道
厦门翔安海底隧道厦门翔安海底隧道的施工风险评估和变形应对措施工程简介厦门东通道(翔安隧道)工程是厦本岛第六条进出岛公路通道，连接门市厦门市本岛和大陆架翔安区。
是一项规模宏大的跨海工程，工程全长8.695km，其中海底隧道5km，跨越海域宽约4200m，是我国大陆地区第一座海底隧道。
隧道最深处位于海平面下约70m，最大纵坡3%。
隧道2005年9月开工，工程概算约31(97亿元。
厦门翔安海底隧道拥有数项世界罕见难题，建设者们依靠科技进步，加上自身的努力，一一克服了难题。
据统计，从翔安海底隧道中开挖、弃运土石方约235万立方米，几乎可以将埃及大金字塔塞满。
支护用锚杆、钢架、钢筋网、衬砌钢筋等钢材约5万吨，相当于7座巴黎艾菲尔铁塔。
工程地质、环境及主要施工方案概况工程地质情况:在路地段为全强风化闪长岩, 在地下水位以下无自稳能力,易崩解。
地下水为陆域地下水,据其赋存形式分为松散岩类孔隙水、风化基岩孔隙裂隙水,主要受大气降水的补给, 就近向低洼地排泄,略具承压性, 总体上属于潜水。
地下水水位变化随降雨的频率,变化剧烈, 且有滞后现象。
对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性, 对钢结构具弱腐蚀性。
工程环境:厦门地区属亚热带海洋性气候, 每年 2月到8月为雨季, 7月到9 月为台风季节。
厦门海域为正规半日潮,最高潮位4. 53 m, 最低潮位- 3. 30 m。
场区内小型水体较多,池塘遍布。
本区段主要场地开阔平坦, 运输较方便,水、电、通讯等均可直接引入, 但附近居民工厂较多。
主要施工方案:全强风化层采用拱顶超前小导管预支护及注浆加固, 主洞采用 CRD 法开挖, 服务洞开挖采用正台阶法。
衬砌设计应用新奥法原理, 采用复合式衬砌: 初期支护由工字钢拱架、双层钢筋网、30 cm 厚喷射混凝土组成;二次衬砌用55 cm 厚模筑钢筋混凝土;初期支护与二次衬砌之间铺设防窜流防水板作为防水层。
隧道结构防排水采用全封堵方式,采用分舱的方式对隧道进行分区防水。
厦门翔安海底隧道科研总结报告
厦门翔安海底隧道科研总结报告1. 引言厦门翔安海底隧道是连接厦门市区与翔安区的一座重要交通工程，也是我国第一座海底隧道。
本文旨在对厦门翔安海底隧道的科研工作进行总结，包括项目背景、研究目的、研究方法和结果分析等方面，为今后类似工程提供经验和借鉴。
2. 项目背景厦门翔安海底隧道是为了解决厦门市区与翔安区之间交通拥堵问题而建设的一项重大交通工程。
隧道全长约10公里，位于厦门市中心海域，连接厦门岛和翔安岛。
项目的实施对于促进两个区域经济的协同发展，提升城市综合竞争力具有重要意义。
3. 研究目的本次科研的主要目的是评估厦门翔安海底隧道的可行性和安全性，为工程建设提供科学依据。
具体研究内容包括土壤力学性质测试、地质勘探、隧道结构设计和施工方案等。
4. 研究方法4.1 土壤力学性质测试为了确定隧道施工过程中土壤的力学性质，我们采取了多种测试方法，包括颗粒度分析、孔隙比测定、抗剪强度试验等。
通过这些测试，我们能够准确评估土壤的稳定性和承载力，为隧道结构设计提供可靠数据。
4.2 地质勘探通过地质勘探，我们对厦门翔安海底隧道所经过的地层进行了详细的调查和分析。
我们使用了地质雷达、岩芯钻取等技术手段，获取了地层的物理和力学性质数据。
这些数据为隧道的设计和施工提供了重要的参考依据。
4.3 隧道结构设计在隧道结构设计方面，我们充分考虑了地质条件和土壤力学性质，采用了适当的隧道形式和结构材料。
通过计算和模拟分析，我们确保了隧道的稳定性和安全性，同时优化了结构设计，提高了工程的经济效益。
4.4 施工方案为了保证厦门翔安海底隧道的施工质量和进度，我们制定了科学合理的施工方案。
考虑到海底环境的特殊性，我们采用了盾构法施工，结合水下浇筑技术，确保了施工过程的顺利进行。
5. 结果分析通过对厦门翔安海底隧道的科研工作，我们得出了以下结论：5.1 土壤力学性质测试结果表明，海底土壤具有较好的承载能力和稳定性，适合隧道的建设。
5.2 地质勘探结果显示，隧道所经过的地层较为稳定，不存在明显的地质灾害隐患。
厦门海底隧道堵水限排安全监测及分析
段 的排 水 量 应按 照 ０ ２ （ ・ ） 制 。 研究 成 果 在 厦 门海 底 隧 道 中 得 到 了验 证 和 应 用 。 ．５ｍ ／ ｍ ｄ 控
［ 键词 ］ 厦 门海底隧道 ； 关 堵水 限排 ； 工监 测 ； 施 水压力 ； 排水量
厦 门海底 隧 道 堵水 限 排安 全 监测 及 分 析
杜朝伟 一，王梦恕 ，谭 忠盛
（． １ 北京交通大学土木建筑学院， 北京 １ ０ ４ ２ 河南省交通运输厅公路管理局 ， ０ ４ ；． ０ 郑州 ４ ０ ５ ） ５０ ２
【 要］ 海底 隧道应采取堵水限排的地下水处理方式 ， 摘 为了研究堵水限排海底隧道 围岩压力 、 初期支护水 压
隧道为 工程背 景 ， 过 现 场监 测研 究 在 堵水 限排 情 通 况 下衬砌 结构 的安 全性 ， 通 过对 排 水 量 的现 场 监 并
我 国第 一条 海底 隧道 ， 黄 （ 岛一 黄 岛 ） 底 隧道 青 青 海 也将 于 ２ １ 年 通车 ， ０ １ 在建 的海底 隧道还 有港珠 澳海 上大 通 道 等 ， 外 琼 州 海 峡 隧 道 等 也 正 在 论 证 另
［ 中图分类号 ］ Ｔ ４９ ［ Ｕ ５ 文献标识码 ］ Ａ ［ 文章编号 ］ １０ １４ （ ０ １ ０ ０ ８ ０ ０ ９— ７ ２ ２ １ ）３— ０ ６— ６
１ 前 言
我 国的海底 隧道 已进 入一 个 飞 速 发展 的时期 。 ２１ ０ ０年 ５月 ７ 日建成 通 车 的厦 门翔 安 海 底 隧 道 是
压力 ， 采取 了小 导管 超前 注浆 的工艺 ， 向注浆 范 围 径
厦门海底隧道堵水限排安全监测及分析
厦门海底隧道堵水限排安全监测及分析杜朝伟;王梦恕;谭忠盛【摘要】海底隧道应采取堵水限排的地下水处理方式,为了研究堵水限排海底隧道围岩压力、初期支护水压力和钢拱架内力在施工阶段的变化规律,结合厦门海底隧道工程,对施工现场的围岩压力、初期支护后水压力和钢拱架内力进行实时监测.研究表明,初期支护在施工阶段有较高的安全系数,止水超前注浆和初期支护背后注浆对海底隧道非常有必要.在堵水限排情况下,通过加强注浆等工程措施,初期支护水压力可降至静水压力的1/3.通过对施工现场排水量的监测与分析,提出了排水量控制标准,厦门海底隧道软弱围岩地段的排水量应按照0.25 m'/(m·d)控制.研究成果在厦门海底隧道中得到了验证和应用.【期刊名称】《中国工程科学》【年(卷),期】2011(013)003【总页数】6页(P86-91)【关键词】厦门海底隧道;堵水限排;施工监测;水压力;排水量【作者】杜朝伟;王梦恕;谭忠盛【作者单位】北京交通大学土木建筑学院,北京,100044;河南省交通运输厅公路管理局,郑州,450052;北京交通大学土木建筑学院,北京,100044;北京交通大学土木建筑学院,北京,100044【正文语种】中文【中图分类】TU459我国的海底隧道已进入一个飞速发展的时期。
2010年5月7日建成通车的厦门翔安海底隧道是我国第一条海底隧道，青黄(青岛—黄岛)海底隧道也将于2011年通车，在建的海底隧道还有港珠澳海上大通道等，另外琼州海峡隧道等也正在论证中［1～3］。
相对于其他隧道，海底隧道有如下特点:一是渗流场与应力场相互影响;二是海底隧道水源无限供给且不具备自然排水条件，需设置比较完善的排水系统并将排水量控制在可接受的水平。
隧道工程中对地下水的处理方式可采取全封堵方式或排导方式。
在全封堵方式下，隧道衬砌后水压力不能折减，都等于静水压力［4］。
采用排导方式的最大优点是衬砌可以承受较小的水压力，从而增加了结构的安全性。
厦门翔安海底隧道科研总结报告
厦门翔安海底隧道科研总结报告一、引言厦门翔安海底隧道是福建省厦门市与翔安区之间的一条海底隧道，是我国第一座跨海海底隧道。
该隧道全长8.875公里，连接厦门岛与翔安岛，是厦门地区重要的交通枢纽。
二、隧道建设背景厦门市与翔安区之间的交通一直是一个难题，过去只能通过船舶来往，不仅耗时，而且受天气等因素限制。
为了解决交通问题，厦门市政府决定兴建一座海底隧道，提高两地的交通便利性。
三、隧道建设过程1. 前期调研：在确定建设海底隧道之前，相关部门进行了大量的前期调研工作，包括地质勘探、水文勘测等，为后续的施工提供了可靠的数据支持。
2. 设计规划：根据前期调研的结果，设计专家团队制定了详细的设计规划，包括隧道的线路、断面形式、施工方法等，确保隧道的安全性和稳定性。
3. 施工过程：隧道的施工采用了盾构法，首先在海底进行预制隧道段的安装，然后采用盾构机进行隧道的掘进。
施工过程中，严格按照设计要求进行，保证了施工的质量和进度。
4. 完工验收：隧道建设完成后，进行了严格的完工验收，包括隧道的结构安全性、通行能力等方面的检查，确保隧道的正常运行。
四、隧道的意义与影响1. 交通便利性：厦门翔安海底隧道的建成，极大地提升了厦门市与翔安区之间的交通便利性，方便了居民的出行，促进了两地的经济发展。
2. 经济效益：隧道的建设不仅带来了交通的便利，还带动了周边地区的经济发展。
隧道的运营带来了大量的就业机会，同时也吸引了更多的投资，推动了地区经济的繁荣。
3. 旅游发展：随着隧道的建成，厦门市与翔安区之间的交通更加便利，游客可以更方便地前往翔安岛旅游观光，促进了旅游业的发展。
五、隧道存在的问题与改进措施1. 交通拥堵：由于隧道的通行能力有限，高峰期时可能会出现交通拥堵的情况。
为了解决这个问题，可以考虑增加隧道的车道数目或者优化交通管理措施。
2. 安全隐患：隧道的安全一直是重中之重，应加强隧道的巡检和维护工作，及时发现和排除安全隐患，确保隧道的安全运行。
海底隧道修建技术国际研讨会资料大断面海底隧道异常变形控制措施研究(修改
工况八
工况五＋工况二
工况九
工况五＋工况二＋工况三
地质条件 Ⅴ级围岩
2024/10/13
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N0.8
二、海底隧道陆域段异常变形分类
1、拱顶下沉异常 2、水平收敛异常 3、中隔壁变形异常
2024/10/13
N0.9
N0.10
里程 五通端A2标右线隧道 部分断面沉降量图（箭 头表示开挖方向）
变形量 2倍预留
200
1倍预留
300
2倍预留变形量
3部
400
500
1部
600
2、水平收敛异常情况
行车隧道跨度约16.84m，服务隧道跨度约7.92m。洞周水 平相对收敛允许值以两测点间距离的0.8％作为控制基准。以 下各表红字部分表示该断面的实测数据超过基准值。
断面里程
上部 下部
断面里程
上部 下部 断面里程 上部 下部
N0.15
三、海底隧道异常变形原因分析
1、异常变形区段施工条件 2、地质条件对异常变形影响分析 3、封闭距离和封闭时间对异常变形影响分析 4、整体下沉对异常变形影响分析 5、其它因素对异常变形影响分析 6、异常变形原因综合分析
2024/10/13
N0.16
1、异常变形区段施工条件
由前面研究可知,厦门海底隧道异常变形的类型及其在纵 断面上的分布，各类异常变形区段的地质条件、开挖方法、支 护及预支护参数见如下各表：
0
1.1
-18.5
-0.1
-75.9
NK6+880 NK6+900 NK6+915 NK6+955 NK6+970
-3.8
-7.5
[VIP专享]第二章 厦门海底隧道初期支护现场调研
![[VIP专享]第二章 厦门海底隧道初期支护现场调研](https://img.taocdn.com/s3/m/ddde796331126edb6e1a1022.png)
第二章 厦门海底隧道初期支护施工阶段变异
开裂与渗漏水是隧道常见的病害现象，但在海底隧道中，开裂和渗漏水对 隧道结构和安全性的影响却要大得多。其主要原因就是腐蚀作用。海底隧道地 下水的腐蚀作用很强，含有大量化学离子，能和混凝土、钢筋发生化学反应。 而且海底隧道地下水水源补给丰富，这就带来了长期的腐蚀危害。
2.1.2 初期支护开裂和渗漏水调研统计
施工阶段初期支护变形，常常引起一些地方初期支护开裂，而隧道处于地 下水环境，必然导致地下水直接渗入初期支护混凝土内部，导致钢支撑直接浸 泡在地下水中，加速海底隧道时间相关的材料变异，为此，本文对厦门海底隧 道已施工区段初期支护开裂、渗水情况进行了现场调查。典型初期支护开裂与 渗水见图 2-14～图 2-15。
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图 2-4 Байду номын сангаасK7+400 初期支护开裂与钢拱架锈蚀
隧道衬砌开裂破坏了结构的完整性，会引起结构承载力受损，安全性降低， 特别是结构的长期安全性；同时，裂缝也是结构渗漏水的通道。结构渗漏水将 影响结构材料的耐久性，特别是海底隧道的特殊的水文、地质环境下，海水对 隧道结构的腐蚀是不容忽视的，衬砌开裂与渗漏水都将严重影响隧道结构的寿 命。为了弄清厦门海底隧道衬砌开裂与渗漏水状况，本文对已施工初期支护进 行了现场调查。对于初期支护表面裂缝主要采用目测的方法，观察了裂缝的长 度、宽度以及倾斜角度；对于渗漏水检查也主要是目测渗水方式和渗水量，部 分裂缝调查结果见表 2-5，开裂与渗水分级结果见表 2-6～2-8。
厦门海沧海底隧道设计关键技术
沉管法
我国最初修建沉管隧道：1984年修建广州珠江沉管隧道、宁波甬江沉管隧道 港珠澳大桥工程：全长55公里，是目前综合难度最大的沉管隧道工程之一。 深中通道：建设中，跨度46~55.76m。
中交二公院在公路隧道设计中的发展
特长隧道
完成5km以上的特长隧道35座
编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 …
隧道名称 新疆乌尉天山胜利隧道
湖南雪峰山隧道 甘肃大坪里隧道 重庆摩天岭隧道
湖北峡口隧道 湖北石门垭隧道 福建狮子炉隧道 湖北火烧庵隧道 青海拉脊山隧道 重庆黔江仰头山隧道 湖北保宜红岩寺隧道
二、厦门海沧海底隧道设计关键技术
项目位置
海沧海底隧道是完善厦门城市路网结构，缓解进出本岛交通压力的重要通道
第二西通道 海沧大桥
第二东通道
仙岳路 本 岛
翔安隧道
连接厦门市本 岛海沧的第二 条通道。
兼具公路和城 市道路双重功 能。
隧道总体方案
象
屿
东
海 沧
跨海隧道轴线
码 头
二 通 道
兴湖路地下互通
国内最早从事水下隧道设计，完成20余项水下隧道设计、咨询项目，涉及钻爆、沉 管、盾构及围堰等工法。
参与国家级课题3项、省部级课题12项，重大工程的科研项目30余项。 创造十多项国内乃至世界第一，获国家、省部级设计奖、科技进步奖30项。 获授权专利10项，主持和参与行业标准规范9部，技术专著5部。
工可、初设
厦门翔安海底隧道
场监测，验证充填注浆对控制沉降的作用。
2.陆域浅滩段CRD工法和CD工法施工沉降控制研究
2.1 浅埋大跨软岩隧道施工方法 2.2 工程及地质概况
2.3 隧道入口端CD法与CRD法开挖引起的沉降量比较
2.4 本章小结
2.1浅埋大跨软岩隧道施工方法
近年来国内外的工程实例表明，在各种地质条件下隧道施工的方法很多 ，但适合大断面隧道的基本施工方法有六种：台阶法、上半断面临时闭合台 阶法、CD工法、CRD工法、侧壁导坑法、眼镜工法（双侧壁导坑法）。
4）隧道监控量测 海底隧道对施工安全性的要求远高于陆地隧道。施工中必须进行监控量 测与信息化施工。它是保证隧道安全的有效手段。为掌握围岩开挖过程中的 动态和支护结构的稳定状态，采取措施如下： l 将监控量测作为一道重要工序：在施工的全过程中，实施全面、系统 的监测工作，并将其作为一道重要工序纳入隧道施工中，留足时间， 配齐人员。 l 根据监测数据，动态设计，动态施工：根据隧道围岩条件、支护类型 和参数、施工方法编制量测计划，按照设计要求的监测频率和方法进 行监测，通过对量测数据的分析和判断，对围岩—支护体系的稳定状 态进行预测，判断隧道和围岩是否稳定，从而指导施工，反馈设计， 据此确定相应施工措施，确保围岩及结构稳定、安全。
1.绪论
1.1 研究目的
从国外海底隧道施工现状和发展趋势看，在海底隧道施工 方面都积累了一定的经验，但在富水、软弱地层中修建大断面 隧道并无先例，因此，本课题结合厦门海底隧道的地质条件复
杂、开挖断面大、无成熟的经验可借鉴等特点，对软弱地层施
工方法、沉降控制、辅助工法等进行深入研究，总结出一套适 合软弱地层、大断面、海底隧道施工的技术和方法，利用研究 成果指导施工，优化设计，非常具有实际意义。
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发生的力学原因。同时，也较好地描述了海底隧道中围岩–衬砌结构–超前支护–注浆加固–地下水，这一结
构体系在地层变形中的相互影响和相互作用。研究结果可为海底隧道陆域段顺利施工提供了技术参考和安全保
障，也为即将通过海域软弱风化深槽作研究准备。研究结果表明，考虑流固耦合作用的数值模拟结果与现场监
测、观测结果具有良好的一致性，进一步说明围岩、地下水以及相应的施工控制是海底隧道的三大核心技术要
(2) 从变形空间分布看，地层沉降结果显示出 明显的分层传递性，即地层沉降变形由拱顶向地表 传递，变化逐渐减弱，沉降量由拱顶向地表递减， 且变形较集中在拱顶上方的附近某个区域，可以近 似认为是开挖松动圈范围。该松动范围的大小与开 挖跨度、开挖部相关，如左侧导洞上方 2#测孔 (CRD1)的变形量值、松弛扩展深度，都小于主洞上 方 4#孔(CRD3)的量值和深度。
(3) 地表裂缝具有一定超前性。实测一般超前 掌子面 2D(D 为隧道开挖跨度)左右起裂；随着掌子 面的逼近，主要裂缝逐渐开裂增大、向前延伸；其 他次要裂缝数量明显增长、开裂程度增加。 2.3 地层分层沉降监测
通过现场分层沉降变形观测(见图 5，6)，可以 看出：
(1) 实测地表沉降最大值约为 260 mm，拱顶沉 降为约 310 mm，即海底隧道陆域段地层变形量较 大，变形控制需要进一步加强。
YI Xiaoming，ZHANG Dingli，CHEN Tielin
(Tunnel and Underground Engineering Research Center of Ministry of Education，Beijing Jiaotong University， Beijing 100044，China)
(2) 地表的控制裂缝一般为两类：沿隧道开挖 方向的台阶型剪切滑动裂缝以及近似正交开挖位移 场方向的张性裂缝，如图 4(a)，(b)所示。除此外， 各开挖分部引起的地表裂缝型态类似上面两组，且 裂缝是动态展开的，发展过程较为复杂，与开挖部、 开挖进尺基本保持一致。
50
0
－50 －100 －150 －200 －250 －300 －350
摘要：厦门海底隧道施工过程中，工程技术人员将临着陆域段地层大变形、砂层施工控制、全风化花岗岩地层变
形机制以及如何穿越结构交界面和全(强)风化深槽(囊)等诸多难题，这些都迫切需要深入研究海底隧道上覆地
层的变形规律以及地层变形发展的机制和控制技术。通过陆域段地层变形实测以及对隧道施工过程进行三维流
固耦合数值模拟分析，较好地反应了地层变形的分布、发展规律，地下水的运行、作用机制，以及地层大变形
图 3 地表开裂 Fig.3 Fissure of ground surface
(1) 施工未严格控制时，现场最大裂缝张开程 度达到 100 mm(如图 3 所示)。实测 CRD 工法普遍 地表裂缝宽度为 3～25 mm；而当施工单位及时严 格进行超前注浆、堵水时，地表基本不产生裂缝或 仅产生微裂纹。
2 现场监测
2.1 变形监测布置 为了深入了解海底隧道上覆地层的变形分布、
变形传递规律，在陆域段 ZK7+142，YK7+141， YK7+220 三个里程上分别埋设了三个监测断面。每 个断面上布置 9 个钻孔。1#～4#和 6#钻孔为地层分 层沉降观测孔；5#，7#和 8#钻孔为地层深部水平位 移观测孔，9#钻孔为水位观测孔。考虑到隧道开挖 过程中的超前支护施工影响，隧道正上方的测孔孔 底距离开挖轮廓线距离 1 m，两侧控制在 2.5 m。监 测频率、监测仪器依据相关的监控量测规程实施， 具体的断面孔位布置如图 1 所示。
Abstract：Xiamen subsea tunnel is the first subsea tunnel in China. During its excavation process，engineers are faced with many technical difficulties，especially the large deformation of stratum，the controlling methods of sand layer and complete weathered granite. In addition，the issues that how to go through the weak structure interface， complete weathered deep valley or capsule during construction are specially considered；all these issues urgently need the understanding of the deformation law of tunnel for upper strata；and the controlling measures of the large deformation should be taken. Combining the three-dimensional numerical modeling of fluid-solid coupling，it is shown by the in-situ deformation monitoring that how the stratum subsidence is distributed and developed with time and space，and that how groundwater transports and works. Meanwhile，mutual influences and interaction of surrounding rock-lining-presupporting-pregrouting-water structure system can be well modeled and explained. The research results agree well with the results of field test of weak deep-sea valley. It is also further verified that surrounding rock，lining，as well as construction controlling techniques are the key factors in subsea tunneling. Key words：subsea tunnel；numerical simulation；deformation monitoring；fluid-solid coupling
② 变形急剧增大阶段：随着掌子面向前推进， 距测点在－1.0 D～3.0D 内时，地表变形速率加速增 长，变形量急剧增大，变形速率最快达到 10 mm/d， 此阶段变形量占总变形量的 60%～70%。该阶段变 形主要是由于隧道的开挖而造成边界条件发生改 变，从而对上覆层土体、水体产生扰动，引起应力
素。
关键词：海底隧道；数值模拟；变形监测；流固耦合
中图分类号：U 459.5；O 241
文献标识码：A
文章编号：1000–6915(2007)11–2302–07
STRATUM DEFORMATION MONITORING AND MECHANISM ANALYSIS OF XIAMEN SUBSEA TUNNEL
距隧道中心线的距离/m
－15
－10
－5
0
5
10深度 0.5 m深度 2.5 m深度 5.5 m
深度 8.5 m
深度 10.5 m
分 层
深度 13.5 m 深度 16.5 m
沉
降
图 6 分层沉降槽 Fig.6 Multi-layer subsidence slot
图 4 地表裂缝(水平投影) Fig.4 Top view of land surface cracks
针对厦门海底隧道翔安端陆域段施工中出现地 层大变形、围岩压力大以及地层界面渗漏水严重、 施工难度大、施工速度慢等实际问题，在有关部门 跟踪量测分析的基础上，本文开展相应的数值模拟 研究，为海底隧道安全施工提供技术保障。同时， 参照挪威、日本等国家海底隧道的工程经验[1，2]， 把注浆技术也列入到海底隧道工程中的核心辅助工 法中。注浆技术对地层变形的控制作用也是极为重 要的研究课题[3～6]。孙志云等[7，8]对隧道中的地下 水作用进行深入分析。吴 波等[9～11]对隧道开挖引 起的地层变形分布进行分析研究。李廷春等[12～16] 对围岩中地下水的相互作用进行了相应的模拟计算。
收稿日期：2007–06–14；修回日期：2007–07–12 基金项目：国家高技术研究发展计划(863)项目(2006AA11Z119) 作者简介：易小明(1979–)，男，博士，2000 年毕业中国地质大学(武汉)勘察与基础工程专业，现为北京交通大学在站博士后，主要从事城市地 铁、隧道工程方面的研究工作。E-mail：yi_19_82@
第 26 卷 第 11 期
易小明，等. 厦门海底隧道地层变形监测与机制分析
• 2303 •
1引言
厦门东通道隧道全长 5.95 km，是我国第一座 大断面钻爆法修建的海底隧道。该工程的主要不良 地质构造有隧道两端陆域全(强)风化花岗岩地层， 海域 F1，F2，F3 三处全(强)风化深槽和 F4 全(强) 风化囊。自 2005 年 9 月开工至今，五通端已经施工 600 m 以上，翔安端已施工 300 m 以上，所遇到的 主要问题：一是地层整体下沉降量较大，地表沉降 已达数百毫米，部分地段达到了初期支护极限，甚 至结构出现破坏；二是风化岩(土)体与未风化地层 的结构界面渗水严重，对施工造成了严重影响。上 述 2 个方面的原因使施工进度整体上滞后。此外， 翔安端陆域砂层段的施工中存在较大风险，同时也 给隧道进入海域后穿越各种不良地层，尤其是风化 槽(囊)和地层结构界面的安全施工带来了更多的风 险。