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】U459.5

1 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×1

2.56 m，建筑限界净宽×净高为1

3.5 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。地下水赋存形式为松散岩类孔隙水、风化基岩孔隙裂隙水、基岩裂隙水3种，并均为弱富水性层，透水性较差，为弱或微含水层。地下水主

要受大气降水的补给，就近向低洼地段排泄，总体上属于潜水。局部洼地因上覆土层中含大量高岭土的黏土相对隔水层，地下水具有承压性。洞口段最小埋深约6 m，覆盖层为残积黏土、亚黏土，风化严重，稳定性差，洞口开挖后易导致滑坡、坍塌；同时洞口段属于浅埋地段，加之围岩破损软弱，成洞比较困难，因此洞口施工是工程施工的一个难点。浅滩段为泥砂堆积人工围海养殖区，海底高程2.7～-2.2 m，表层为0～5 m的泥沙及残积的亚黏土，其下为深厚层全风化花岗岩，其底板高程在-17～-45 m。海域地下水分为松散岩类孔隙水、风化基岩孔隙裂隙水、

基岩裂隙水3种，总体上富水性弱，渗透性差，为弱或微含水层，海域地下水主

要受海水的垂直入渗补给。

(3)隧道结构形式

主线隧道采用三心圆形式。超前支护采用超前长管棚、超前小管棚、超前小导管、超前高压旋喷桩、帷幕注浆等形式。初期支护采用锚喷混凝土、钢支撑等形式。防水采用分区防水，二次衬砌采用抗腐蚀、抗渗的高强度混凝土。主隧道根据围岩类型采取相应的开挖方式，仰拱采用栈桥全副进行施工，二次衬砌采用液压模板台车进行浇筑。通风竖井采用φ8.3 m的圆形断面，中间设风道隔板将送、排风流隔离，由于地质较差，全风化层以上采用钢板桩结合高压旋喷桩形式支护。竖井采用全断面进行开挖，井深模筑混凝土采用型钢支架组合钢模板自下而上进行施工。

2 工程特点

(1)V形纵剖面，下坡施工，施工排水困难

海底隧道洞口高，中间低，纵剖面呈V形，下坡施工，水(围岩渗水和施工用水)不能自流排出。施工中必须制订完善的排水方案，采用足够的排水设备不间断地进行排水，施工供电也必须安全、可靠、不间断。

(2)地质条件复杂、水量大、水压高、施工难度大

隧道经过陆域、浅滩带及海域3种地貌。在陆域和浅滩地带基岩全～强风化带厚

度较大，在海域隧底穿越F1、F2、F3强风化基岩深槽和F4风化囊及砂层，此类全～强风化岩体强度低、自稳能力差。另外隧道轴线上海水最深27 m，而且受岩石风化节理、裂隙、风化槽的影响，分段最大涌水量为6.2 m3/d，在0.7 MPa高水头压力下，开挖扰动后，极易发生涌水和坍方，给隧道正常施工造成很大的安全隐患。

(3)断面大，工法多，工期紧

主隧道按3车道设计，最大开挖断面约170 m2，施工中根据隧道区域地质条件主

要采用CRD法(图4)、双侧壁导坑法、上下台阶法。V级软岩达1 435 m，占2 810 m主隧道的51%，要求在36个月内完成，工期非常紧张。

CRD法工序流程

图4 隧道CRD法施工

(4)隧道结构防腐、抗渗要求高

本工程使用年限按100年设计，陆域隧道二衬为C30防腐混凝土，抗渗等级为

P8，海域隧道二衬为C45高性能防腐混凝土，抗渗等级为P12，同时采用具有抗海水侵蚀的喷射混凝土，对锚杆也进行防腐处理，并选择ECB防水板材，确保隧道设计使用年限的要求。

(5)施工风险大

海水是海底隧道施工中的最大风险。海底隧道与一般山岭隧道明显的差异就是水源是无限的海水，由于本工程大部分区域是在水下，地质条件具有较强的多变性和不可确定性，稍有不慎，很有可能在施工中发生涌水、突水，造成隧道持续坍塌或严重进水，如措施不当将对施工人员及机械设备造成极大威胁，甚至导致工程报废，造成无可挽回的损失。

(6)施工干扰大

隧道进、出口共4个标6个洞口，其中每端2个标3个洞口，洞口场地共用，施工中相互间干扰较大。

(7)环保、水保、文明施工要求高

厦门岛为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，环保、水保、文明施工要求高。

3 工程重点及技术措施