海底隧道建设

优点
沉管法对地质条件的适应性
选用原则 特点
沉管隧道适用于海底地形平 坦、水深及跨度不太大的情 况。
强、隧道的覆盖层薄，从而
使隧道总长度减小； 隧道断面利用率高，防不可 靠度高，施工周期短及工程
造价合理等。
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施工方法
管段制作与装配 防水技术
1.管段本身防水：严格控制混凝土的成 分配比、降低温差、施工期间延迟拆 除模板、连续浇灌管段、加设辅助防 渗管段； 2.接缝防水：依靠橡胶止水垫环和Ω止 水胶带 要求管段不渗漏，均质，重量对称， 结构牢固，以保证浮运时没有倾倒的危险 以及能在水上拖运足够远的路程。
涌水
工程 难点
腐蚀
土和钢筋腐蚀，
单日掘进长度很大， 对施工期间的后勤和 通风有更高的要求。
后勤 通风
堵水 排水
注浆加固围岩，堵住出水点
再开挖；同时加强机械排水，
以堵为主，堵抽结合
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施工方法
目前仍处于研究阶段
日本青函隧道 悬浮隧道
钻爆法
海底隧道的 施工方法
港珠澳大桥海底隧道
沉管隧道
TBM法
英法海峡大隧道
盾构法和TBM法
盾构法一般限制在港湾下的浅水区和沿海地带，在深堆积层等软弱的不透水粘土中最为适用。该法 对地面（或海底面）的影响很小。其施工时，主要为盾构掘进机在地层中推进，利用其面的刀盘切 割土石并将弃砟运出隧道外，同时拼装预制好的隧道管片（结构）。
局限性 优点
断面形式和线型受限 ,灵活度不大 ,曲线半径不能太小 机件复杂 ,设备昂贵 ,建设成本中设备费用占比较高 对地层地质和水文情况敏感度极高 掘进中途须更换刀具和整修刀盘 ，工艺复杂 ,操作困难 隧道洞口附近需要有较大的施工整备场地 , 代价较高 现代化的生产手段速度快 ,效率高 施工通风易于解决 , 可以实现长距离独头掘进 进洞工作人员作业环境较好,安全保证程度高 隧道管片及防水系统工厂化预制,机械化拼装 ,质量稳定 比较钻爆法施工隧道埋深要求较低 ,因此线路长度可缩短
03
1. 采取“以堵为主”的施工原则，通过 超前地质预报系统准确分析前方地质 破碎带情况。 2. 采取超前帷幕注浆，超前小导管和中 空锚杆注浆，后注浆等防水措施 3. 重视在初期支护背后充填注浆的施工， 确保初期支护不渗不漏。 4. 加强结构的自防水能力，封闭渗漏水 在初期支护之外，二次衬砌结构在无 水条件下施工 5. 采取分区防水形式，充分保证防水板 的防水效果
4 3
壁后回填： 壁后回填是对隧道与围岩之间的空隙 进行充填灌浆，以使衬砌与围岩紧密 结合，减少围岩变形，使衬砌均匀受 压，提高衬砌的防水能力。
围岩注浆： 为使水底隧道围岩提高承载力、减少 透水性，可以在围岩中进行预注浆。 特别是采用钻眼爆破作业的隧道，通 过注浆可以固结隧道周边的块状岩石， 以形成一定厚度的止水带，并且填塞 块状岩石的裂缝和裂隙，进而消除和 减少水压力对衬砌的作用。
前探水、设置安全疏散日、强排堵截等。
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施工方法
沉管法
所谓沉管隧道，就是将若干个预制管段分别浮运到海面(河面)现场，并一个接一个地沉放安装在己疏浚好的地 槽内.至今世界上己修建了100多座沉管隧道，最长达5. 8 km。我国修建沉管隧道起步较晚，己建成的有上海金 山供水隧道、黄浦江宁国路隧道、天津海河隧道、宁波甬江隧道以及广州珠江隧道。
01 05
沉管法 施工关键 技术
基础处理
02
先将管段沉放在预先设置好的支 座上，再将竹段与基槽之间的Hale Waihona Puke Baidu隙填实。 目前常用压砂法，
管段联结
主要采用水力压接法，水下压接的 住要工序是对位、拉合、压接、拆 除封墙。
04
03
管段沉放
受气象、洋流、自然条件的直接 影响，还受航道条件的限制。
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施工方法
金门
漳州
鼓浪屿
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案例分析
工程概况
厦门翔安海底隧道是我国大陆第一条海底隧道，
翔安隧道最深在海平面下约70m，全长6.05km，其中 海域段长4.2km，该隧道为双向6车道双洞海底隧道， 采用三孔隧道形式穿越海域，两侧为行车主洞，中间 一孔为服务隧道。隧道沿线设通风竖井两座，车行横
洞5处，人行横洞12处，翔安西滨侧设收费、服务、管
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海底隧道的特点
跨海方式
A
形式：隧道、桥梁、桥隧组合 用途：铁路隧道(或桥梁)、公路隧道(或桥梁)、 公铁两用隧道(或桥梁)以及它们的组合。
桥梁的局限性
B
方案选择
抵御战争(特别是现代战争)及其它自然灾害的能力较弱 受天气的影响很大
C
跨越较窄的海峡时，采用桥梁方案最为经济， 海峡宽、水深大的情况下，应优先考虑选用隧道方案
断面大，工法多
主隧道按3车道设计，最大开挖断面尺寸 17.04m×12.55m(170m2)；主要采用CRD工 法、双侧壁导坑法、上下台阶法施工
地质条件复杂
陆域和浅滩地带：基岩全风化带厚度较大； 海域：累计穿越风化槽总长度为1118.5m。
结构防腐抗渗要求高
国内第一，技术含量、标准要求高 。 施工过程中遇到多项世界级的技术难题， 须进行必要的科研试验
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施工方法
穿越断层破碎带
断层破碎带若与其上或附近的水系相沟通，随时都有可能给工程带来淹没、塌通、涌水，或形成泥石流 的危险。穿越断层破碎带，主要问题在于对断层破碎带的支撑、加固和堵水，目前国内外经常采用的方 法是强行穿越法、注浆法、冻结法和其它辅助方法. 强行穿越法:最常用的传统方法，其特点是支撑护顶，随挖随砌。根据工程经验， 短段掘砌、喷锚支护、超前支架、侧壁导坑等方法较为常用。
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演示完毕 请多指点
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施工方法
1）断面可灵活变化,随机设置,空间利用率高; 2）施工方法和施工顺序易于调整,机动性好,对地层地质适应能力好; 3）借助中间辅助坑道或平行导坑开辟工作面,提高施工进度; 4）机械化程度可高可低,便于成本控制 ；
优 点
钻爆法
1) 2) 3) 4)
采用钻爆法施工洞内作业环境差,工人劳动强度大; 频繁的爆破作业对隧道围岩扰动大 ,不利于围岩稳定; 对海底隧道的埋深要求高,加大了工程费用 ; 采用钻爆法长距离独头掘进通风困难；
缺 点
钻爆法应用广泛 ,在常见的隧道施工中一直占着主导地位 第7 页
施工方法
水底隧道的主要部分处于河、海床下的岩土层中。常年在地下水位以下，承受着自水面开始至 隧道埋深的全水头压力。因此水底隧道自施工到运营均需要注意防水问题。
采用防水混凝土： 防水混凝土的制作，主要靠调整级配、 增加水泥量和提高砂率，以便在粗骨 料周围形成一定厚度的包裹层、切断 毛细渗水沿粗骨料表面的通道，达到 防水抗水的效果。
理区，工程总投资约36亿元人民币。它是一座兼具公 路和城市道路双重功能的隧道。翔安隧道不仅是我国 内地第一条海底隧道，也是第一条由国内专家自行设 计的海底隧道，隧道采用钻爆法施工，行车速度为 80km/h。
52m 22m
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案例分析
翔安隧道工程特点
施工风险大
水下地质条件具有较强的多变性和不可确定性，施工 中可能发生涌水、突水，隧道持续坍塌或严重进水，
超前预报预测
通过TSP、红外探水、地质雷达、超前水平钻孔等各 种方法的运用，相互对照、相互补充，提高物探成果 解译水平和地质预报精度。
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翔安隧道 施工技术
隧道结构防水施工
02
隧道施工安全风险管理
由于海底隧道施工条件的复杂性，决定了其施工必 须以安全为前提，施工中应遵循“预案在先、规避 风险”的原则。
注浆法:这是人工充填围岩裂隙的一种方法，在一定的注浆压力下，浆液被挤压入岩层沿裂隙
流动扩散，由于其充塞和水化作用，在裂隙内成为具有一定强度和低透水性的结石体，从而 达到堵塞裂隙、截断水路和加固围岩的目的。 冻结法:这是用冷媒传递冷量使含水地层降温冻结的方法，依靠冻土的强度达到承受地压的目的，使 开挖和衬砌处在冻土保护之下安全进行。国内外一般都将冻结法用于其它方法不适用的地层。 其它辅助措施:为了安全可靠地穿越断层破碎带，除采用以上方法外，还要采取几种辅助措施，如超
施工排水量大
纵剖面呈V形，下坡施工，水不能自流 排出，施工中须制订完善的排水方案， 施工供电也必须安全、可靠、不间断。
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案例分析 01
耐久性混凝土施工
海底隧道大部分处于水域之下，地下水 水质与海水接近，均属于 CL—Na· Mg 型，为了防止钢筋和混凝土的腐蚀，采 取措施如下： 在隧道结构混凝土施工过程中，采 用先进施工工艺和检测手段，进行 严格的过程控制，确保混凝土结构 的耐久性。 根据工程施工条件进行温控设计， 防止温度裂缝出现。
海底隧道施工技术
2017.11.
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目录
CONTENTS
施工方法
海底隧道特点
工程难点 海底隧道 发展
案例分析 翔安隧道工程
海底隧道的发展
巴比伦 人行隧道 英国 泰晤士河水底隧 道 日本青函隧道 英法海峡隧道 挪威
公元前2180～前2160年巴比伦修建了一条穿越幼发拉底河，从王宫到朱 庇特庙的长约 900米的人行隧道。
近代水底隧道始建于英国，1807年英国在伦敦动工修建连接泰晤士河两岸的人 行隧道，因无法克服泥水涌入隧道被迫停工，直到1825年在法国工程师指导下，初 次采用盾构法施工，才于1843年建成第一条泰晤士河水底隧道
至20世纪80年代初，海底隧道修建技术已经有了长足的发展，世界上已有百余条海底隧 道项目成功完成。
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工程难点
地质勘测困难、造价 高，准确性低，工程风险 大。须进行超前地质预报。
地质 勘测
水压 力
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，衬砌 也长期受较大的水压作用。 综合复杂的海洋腐蚀环 境会导致隧道结构混凝
必须加强施工期间对不
良地质段和涌水点的预 测和预报。
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双层衬砌: 双层衬砌可以达到两个目的： 防护上的需要：在爆炸载荷作用下，围岩 可能开裂破坏，只要衬砌防水层完好，隧 道内就不致大量涌水，影响交通。 防范高水压力：有时虽采用了防水混凝土 回填注浆，在高水压下仍难免发生衬砌渗 水，在此情况下，双层衬砌可作为水底隧 道过河段的防水措施。
防水 措施
盾构掘进机技术发展余地很大 ,设备性能日益完善 ,适用范围越来越广。 由于盾构掘进机的突出特点 ,所以在特长的海湾、海峡隧道建设中,有着其它施工 手段往往不能代替的优势。
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案例分析
4-1 工程概况
翔安隧道施工技术
Part
4
4-2 工程特点 4-3 施工技术
厦门大桥
翔安 区
海沧大桥
厦门东通道 （翔安隧道） 厦门 岛