海底隧道施工技术论文

目录

一、摘要 1

二、国内海底隧道概况 1

三、海底隧道施工特点 1

四、关于海底的地质调查 2

五、海底隧道施工工艺工法 2

六、海底施工安全措施 4

七、结束语 5

八、参考文件 5

海底隧道施工技术

作者：第2-3小组

摘要：

海底隧道是为了解决横跨海峡、海湾之间的交通，而又不妨碍船舶航运的条件下，建造在海底之下供人员及车辆通行的海底下的海洋建筑物。对我国目前海底隧道发展概况，海底隧道的技术特点进行了论述。在此基础上,各种海底隧道施工技术问题进行论述,提出我国海底隧道技术的发展方向。

关键词：海底隧道施工工法（盾构法、沉管法、钻爆法、掘进机法）初期支护

一、国内海底隧道概况

随着我国交通事业的蓬勃发展;为使路线直捷,不仅在路群山峻岭中修建了众多山岭隧道,同时在.些跨海湾海峡大江大河处也已建成或正在见划不少的公路水下隧道或公路、铁路两用的水下隧道。这些隧道均可纳人海底隧道的范畴。

我国正在规划多条世界级规模的海底隧道,同时各大城市也在积极建设和规划海底或江底隧道，主要有:a.大连到烟台的渤海湾跨海隧道;b.由上海到宁波的杭州海湾工程;c.连接香港澳门与广州深圳和珠海的伶仃洋跨海工程;d.连接广东和海南两省的琼州海峽的跨海工程;e.连接福建和台湾的台湾海峡跨海工程;f连接青岛和黄岛的青黄海底隧道;g.大连湾海底隧道等。

我国第一-条海底隧道一-厦门东通道工程于2005年8月动工,预计2010年建成。第二条海底隧道一-青岛到黄岛工程将于明年动工，全长 5.5km。在上海,穿越黄浦江已建有8条水底隧道;沪崇苏通道中的崇明越江通道工程,已于2004年12月28日在我国第三大岛，崇明岛正式奠基启动。

这些世界级规模海底隧道的建设在技术上给我国的隧道与地下工程界提出了巨大挑战。

二、海底隧道施工特点

(1)通过深水进行海底地质勘察比在地面的地质勘察更困难、造价更高、而且准确性相对较低，所以遇到未预测到的不良地质情况风险更大。

(2)(2) 很高的渗水压力可能导致水在有高渗透性或有扰动区域或与开阔水面有渠道相连的地层中大量流入，特别是断层破碎带的突然涌水。因此必须加强施工期间对不良地质和涌水点的预测和预报。

(3)(3)很高的孔隙水压力会降低隧道围岩的有效应力，造成较低的成拱作用和地层的稳定性。

(4)(4)海底隧道不能自然排水，堵水技术是关键技术。先注浆加固围岩，堵住出水点，然后再开挖。在堵水的同时加强机械排水，以堵为主，堵抽结合。

(5)(5)衬砌受长期的较大的水压作用。

(6)(6)由于单口连续掘进的距离很长而导致工期很长，投资增大，因此必须采用能快速掘进的设备。

(7)(7)海域的风化槽/囊段、浅滩的全、强风化段，围岩软弱，自稳能力弱且富水，施工中稍有不当就可能引起大变形、坍塌甚至突涌水。

1、关于海底的地质调查

海洋环境的特殊性,在大水深和大覆盖层的情况下钻进到隧道深度很困难,导致其地质勘查方法与陆地上存在很大差别,难度更大,成本更高。而获取详细而准确的地质情况关系到海底隧道建设可行性、施工方法和建造费用等一系列关乎成败的问题。

青函隧道和英法海峡遂道两个工程的地质条件与情况是大型海底隧道的两个极端情况。青函隧道只有非常有限的预测地质剖面。发生过四次较大塌方涌水事故其中最为严重的--次,用了5个月时间才绕过涌水段，总长53. 85km的海底隧道耗时24年才修建完成。而英法海峡隧道则几乎完全知道地层剖面,采用专门针对其地层设计的据进机,仅用时5年半就完成了48.5km的海底隧道工程。

海底隧道地质勘查主要分为两个阶段,一是施工前的地质勘查,二是施工中的超前地质预报。

施工前地质勘查关键技术主要有以下几点:

a.海上钻孔取样设备及配套工艺的研制与开发。采取对陆上所用钻井设备进

行改造,使其适合在海洋动力环境下进行钻孔取样,并研究配套施工工艺;使海底地质调查更加专业化。

b.地震皮等地球物理探测技术。提高现有地震波探测技术的探测范围、精度,提高对地震波探测结果的分析技术,更加准确地识别基岩分界线、不良地质体(断层、风化深槽海底滑坡体等)。提高现有各种声纳探测技术对海底地形松散沉积物分布状况及其厚度的探测能力。

c.海底地质条件的多方法综合判识技术。含遥感技术地质雷达,TSP(隧道地震预测)方法综合物探、红外线探水仪超前探水孔、水化学分析等。

在海底隧道施工过程中，为了更加准确地掌握隧道掘进面前方的工程地质和水文地质情况,必须进行超前地质探测和预报,主要关键技术有:

a.采用超前导洞<服务隧道)进行超前地质预报。先行掘进的导洞或服务隧道,超前探明地质状况，并取得不良地质段处理的方法和工艺;由导洞或服务隧道向主隧道范围进行侧向探测,可作岩芯钻探并作压水透水性试验，以验证岩石质量与涌水量。而且，对于主隧道施工过程中遇到的不良地质段,可在服务隧道内进行是前注浆加固止水。

b.地质雷达和TSP技术在海底隧道中的应用。采用地质雷达和TSP技术对海底隧道掘进进行全程探测,对不同地质体及其蓄水性进行识别。

c.水平地质超前钻探技术。

4、海底隧道施工工艺工法

（1）工艺工法概况

海底隧道施工工法众多，常见的有钻爆法、沉管法、盾构法和TBM法等，本工法是采用钻爆暗挖法修建海底隧道的施工工法,是通过厦i东通道翔安海底隧道工程四年施工实践和不断总结而形成的一套比较完善的施工工法。在国外采用钻爆法修建的海底隧道非常多，如日本长53.85km的青函隧道、关门铁路隧道、关门公路隧道、新关门隧道、瑞典的Forsmark1(2)隧道、英法海峡隧道等。厦i东通道翔安海底隧道是我国大陆第一条海底隧道,该工法的形成对我国海底隧道施工发展有一一定的积极作用。