关于湛江湾跨海盾构隧道设计施工几个问题的探讨

达 是盾 构施 工 中 的关 键 环节 ， 工程 的始 发端 头 和到 达 本
均 采用 钻爆 法 修建 ， 国还没 有使 用 盾构 机在 海底 建 造 我
隧道的先例 。海底隧道较之江河下的隧道有其不同之 处， 海底隧道深埋于水下 ， 地质资料仅能依靠有 限的钻
孔 和 物探 等 手 段 获 取 ， 层 地 质 情 况 难 以全 面 准 确 掌 地 握， 尤其 是 隧道所 处 位 置 地 下 水 压 力 大 ， 水 的补 给 无 海 穷 无 尽 ， 水 对 支护 结 构 具 有 强 腐蚀 性 ， 建 造 风 险 大 海 其
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粘 土 。接收 井 位 于南 三 岛 海 边 阶 地 虾 塘 内 ， 海 边 约 距 ２０ 井 身上 部 ０～ ．ｍ 为 松 散③ 一１细砂 层 ， ７ ｍ， ２３ 以下 为
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பைடு நூலகம்．
③一 ２细砂和 中砂层 。始发井和接收井 四周砂层 具 中 等 ～强 透水 性 ， 大部 分井 身位 于 地下 水位 以下 。跨 海 盾 构 隧道穿越地层主要为⑥粘土夹砂层 ， 局部为③ 一 砂 ２ 层 。地质 情况 详 见 图 １ 图 ２ 、 。
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图 １ 盾 构 始 发 井 地 质 情 况 及 围护 结 构
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始 发 井 位 于 东 海 岛 海 边 阶 地 虾 塘 内 ， 海 边 约 距
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１０ 井身 上部 ０～ ｉ ８ ｍ， ２ ｎ为松 散 ③ 一１细砂 层 ， ２～１． ｍ １２ 为 稍密 ～中密状 ⑤ 细砂 层 ， 以下 为⑥ 层可 塑 粘土 和砂 质
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盾 构 始发 井 井 深 为 ２ ． ｍ， ８ ５ 内直 径 为 １ ． ｍ， 收 ６５ 接 井 井深 为 ４ ． ｒ， ７ Ｏｎ 内直径 为 １ ． ｍ。始 发井 和 接 收井 井 ６Ｏ 壁 均采 用双 层 结构 ， 壁 为 地 下 连 续 墙 ， 外 内壁 为 现 浇 混
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作者简 介 ： 朱朝荣 （ ９ １一） 男 ， １８ ， 硕士 ， 工程师 ， 主要 从事水利水 电工程项 目的技术审查工作 。
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２１ ０ １年 ４月 第 ４期
朱朝 荣 ： 关于湛江湾 跨海盾构隧道设计 施工几个 问题 的探讨
３ ．ｍ， ４ ５ 内壁 深 为 ２ ．ｍ， 为 １０—１５ 采 用 逆 作 法 ８５ 厚 ． ． ｍ，
利后 果 ， 以最 少 的成本 保证 项 目总 体 目标 实现 的管 理 工
作 。近 年发展 起来 的工 程 风 险 管 理方 法应 尽 可 能 运 用 到本 工 程建设 中来 ， 在设 计’ 阶段 、 工 阶 段 以及 隧道 投 施 入运 营后 的使 用 维护 阶段 ， 应把 风 险管理 列 为其 必做 都
埋 置 深度 要求 的前 提下 ， 考 虑 尽 可 能 抬 高 隧道 轴 线 ， 可 以减 小 始发 井 、 收井 埋 置 深 度 过 大 和 盾 构 施 工 的 风 接
险。
地使用各种风险应对措施 、 管理方法 、 技术 和手段对项 目的风 险实行 有效 的控 制 ， 妥善 处 理风 险事 件造 成 的不
江 江底 隧道 ， 门翔 安 海底 隧 道 和青 岛胶 州湾 海底 隧 道 厦
湛江 湾跨 海盾 构 隧 道 的 特 点 和难 点是 地 质 条 件 复 杂 、 次 掘 进 距 离 长 、 深 大 、 头 高 ， 道 沿 线 ③ 一２ 一 埋 水 隧 砂 层 具强 透水 性 ， 与⑥ 层 可 塑砂 质 粘 土 交 替 出现 ， 中 海 没 有 条件设 置途 中工 作 井 ， 能 分 段 掘 进 ， 不 隧道 单 向掘 进 距 离长 达 ２７ ０ 最 大外 水 压 力 达 ０ ７ Ｐ ， 压 进 ５ｍ， ．Ｍ ａ带 舱 的风 险极 大 。 因此 ， 构 机 的选 型 是 工 程 成 败 的关 盾 键， 盾构 机刀 盘 刀具 必 须 具有 足够 的强 度 、 耐磨 性 和 可 靠性 ， 因带压 进舱 更 换 刀 具极 其 困难 ， 考 虑两 套 刀具 可 伸 缩更换 ， 对 水头 高 的 特 点 ， 重 点 解 决 盾 构 机 密 封 针 应 止水 和 高水 压盾 尾 同 步 注浆 等 问题 。盾 构 的 始发 和 到
河右岸 ， 经坡 头 乾塘 跨 南 三 河 至南 三 岛 ， 湛 江 湾 经 海 在 底 隧 道通 过 ， 终点 是东 海 岛红 星水 库 。跨海 隧道位 于湛 江 湾 海 峡 最 窄处 ， 深 流 急 ， 构 隧道 长 ２７ ０ 隧 道 水 盾 ５ ｍ， 内径 为 ５ ４ 内铺 ２条 １８ 直 径钢 管 ． ． ｍ， ．ｍ 由于 所处 地 理
除、 到达过程 中存在流砂 、 管涌 、 坍塌 等风险， 需采取可 靠的加 固防渗措施 ； 长距离大坡度 掘进也是本工 程难
点 ， 构机 容易 出现 溜 车 事 故 和 盾 构 后退 现象 ， 而 影 盾 从
响隧道 安 全 ， 同时 泥浆 管 接 驳 时 会 有 泥 浆 流 出 ， 下 坡 在
中图分类号 ：４ ９５ Ｕ ５ ．
文献标识码 ： Ｂ
文章编 号 ：０ ８一 １２ ２ １ ）４— ０ ３— ２ １０ Ｏ １ （０ １ ０ ０ ５ ０
１ 工 程概 况
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鉴 江位 于广 东省 西 南部 ， 是独 立 入海 的 粤西 主要 河 流之 一 。鉴 江供 水枢 纽 工 程 是 鉴 江 下 游 最 后 一 级 水 资 源综 合利 用工 程 ， 要 任 务 是 供水 ， 顾 挡 潮 、 运 、 主 兼 航 改 善 灌 溉条 件等 。输水 管 线 起 于 湛 江坡 头 区 蛋 浦村 鉴 江
的工 作 内容 之一 。本 工程 盾 构隧 道位 于海 底 ， 且工 作 竖 井深 、 隧道单 向掘进距 离 长 、 压 力大 ， 水 因此 更 需对 施 工 中一些 关键 环节 做 好 风 险识 别 和风 险分 析 。如 工作 竖 井深 基 坑 围护结 构变 形 、 井底 渗 漏 流 砂 、 下 连续 墙 接 地 缝 渗漏 、 构机 进 出洞密 封 困难 、 盾 盾构 机 泥水 管路 堵 塞 、 掘进 过 程遇 孤石 、 掘进 轴 线产 生偏 差 、 片严 重漏水 、 管 盾 尾 密封 装置 泄漏 、 构机 械设 备故 障等 。 盾
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图 ２ 盾 构 接 收 井 地 质 情 况 及 围 护 结构
凝 土整 体衬 砌 ， 底部 、 背墙 及 出洞 口采 用旋 喷加 固 ， 后 底
板采 用 ２ 厚 砼 底 板 。 始 发 井 外 壁 厚 为 １ Ｏ 深 为 ｍ ． ｍ，
收 稿 １ ：０ １ ０ ３期 ２ １ — ２—１ ０
摘 要 ： 东省在 建工程 湛江市鉴 江供 水枢纽跨海盾构 隧道是我 国采用盾构工 法修 建的第一条海底 隧道 ， 术难度 和风 险 广 技
大。该文介绍 了盾构 隧道概 况 ， 分析 了盾 构隧道施工 中的重 、 难点 ， 设计施工 中的几个 重点 问题进行 了探 讨。 对
关键 词 ： 海底 隧 道 ； 构 ； 计 ； 工 盾 设 施
性设计。
竖井 埋置 较 深 ， 尤其 是 接 收井 ， 身 大 部 分 位 于 砂 井
性 土 层 中 ， 施 工带 来 非 常 大 的 难 度 ， 满 足 盾 构 隧 道 给 在
４３ 施 工 风 险控制 ． 工程 风 险管 理是 指通 过风 险识 别 、 险分析 和 风 险 风 评价 ， 去认 识 工程 项 目的实 施 风 险 ， 以此 为 基 础 合 理 并
始 发 井 和 接 收 井 深 度 分 别 为 ２ ．ｍ、７Ｏ 井 壁 ８５ ４ ． ｍ， 地下 连 续墙 和井 周 高 喷墙 加 固 的施 工 质 量 对 竖 井 结 构
安 全 至关 重要 ， 壁和 井底 的防渗 是竖 井施 工成 败 的关 井
键 ， 发井 施 工 进 度 是 整 个 盾 构 隧 道 工 期 的控 制 性 因 始 素 。地 下 连续 墙 液 压 铣 槽 机 槽 孔 孔 斜 率 应 控 制 在 ４ ０ ％ 以内， 即应按 《 利水 电工 程混 凝 土 防渗 墙 施 工 技术 规 水 范 》 Ｓ １４— ６ 严 格 控制 。高 喷墙 深 度超 过 ３ｍ 时受 （ Ｌ７ ９ ） ０
于 陆地 上 的一般 隧道 。
湛 江湾 跨海 隧道 由东海 岛始 发 井 出发 ， 起始 点 中心
端 头均 处于 ③ 一 ２砂层 和⑥ 层 可 塑砂 质 粘 土 中 ， 地层 该 具 遇水 软化 容 易坍 塌特 点 ， 与 海水 直 接 连通 ， 门 破 且 洞
高程为 一 ５Ｏ 沿 ３９ ６ １． ｍ， ．４ ％纵坡 降至 一５． ｍ高程后 ６Ｏ
层 。 隧道施 工 采 用 泥 水 盾 构 机 ， 道 埋 置 于水 下 约 ２ 隧 ４
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６ ｍ， 线 隧道 外水 压 力为 ０３～ ．ＭＰ 。 ０ 沿 ． ０７ ａ
４ 隧 道施 工 的几 个关 键 问题
４ １ 竖井 ．
段可能淹没机头 ， 足够 重视 。在高水压下 ， 需 应做好管 片 的密封 防水 ， 由于海 水对 钢筋 混凝 土 管片 和止 水材 料 的腐蚀 会影 响 结构 的安 全 和耐 久性 ， 因此 必 须做 好耐 久
固、 基坑开挖代替竖井或基坑开挖结合竖井等 ； 井底高 压旋喷桩封底加固可能存在防渗漏洞 ， 特别是贴近井壁 位置 ， 施工 中可能 出现 透水 事故 ， 内水 位无 法 降低 ， 井 可
考 虑 采用 水下 开挖 浇 筑水 下不 分散 混凝 土 进行 封底 。 ４ ２ 盾 构 隧道 ．
分 ９段施工 ； 收井外 壁厚为 １Ｏ 深为 ５ ． ｍ， 接 ．ｍ， ７Ｏ 内壁
折 为水平 ， 坡 段长 为 １０ ９ 水 平 段 长 为 １Ｏ０ 再 斜 ３ ｍ， ０ ｍ，
沿 ３０ ％纵坡上升至 一 ４ Ｏ ．９ ３ ． ｍ高程到达南三 岛的接 收 井 内 ， 坡段 长 为 ７ １ 斜 １ ｍ。隧道 穿 越地 层 主要 为⑥ 层 ， 该
层 分布 较 连 续 的粘 土 层 ， 隧道 顶 部 有 一 定 厚 度 的粘 土
第 ４期 ２１ ０ １年 ４月
广 东 水 利 水 电
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Ｎｏ． ４
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关于湛江湾跨海 盾构 隧道设计施工几个 问题的探讨
朱 朝 荣
（ 东省 水利 水 电技 术 中心 ， 东 广 州 ５ ０ ３ ） 广 广 １６ ５
深 为 ４ ．ｍ， 为 Ｉ０～Ｉ５ 采 用 逆 作 法 分 ｌ ７Ｏ 厚 ． ． ｍ， ６段 施
工 。
３ ２ 盾 构 隧道 ．
上 海 于 １６ ９ ２年 开始 了盾 构 隧道 试 验 工程 ， １７ 于 ９０ 年 建成 打浦 路 水下 隧道 工 程 ， 我 国第 一 条使 用盾 构 机 是 修 建 的隧道 。近年 ， 汉 、 京 均 采 用 盾 构 机 修 建 了 长 武 南
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位 置 的特殊 性 和地 形 、 质 条 件 的 限制 ， 海 隧道 是 整 地 跨 个 鉴 江供水 枢 纽 工程实 施 的难 点 和控制 性 关键 项 目。
２ 地质 条 件
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