水下盾构隧道硬岩处理与对接技术

中 图分 类号 ： ５ ．９ Ｕ４ ５ ４
文 献标 志 码 ： Ｂ
文 章 编 号 ：１７ ６ ２—７ １ ２ １ ）３— ３ １— ５ ４ Ｘ（０ ２ ０ ０ ６ ０
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洞 内解体 ” 的关键技术 ， 对接非常成功 ， 接点的围岩相对稳定 ， 对 精度 符合 要求 。
关键词 ： 水下隧道 ； 软硬不均地层 ； 孤石地层 ；卵砾 石地层 ； 硬岩处理 ； 盾构对接
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坏 。经过 现场分 析与研 究 ， 采取 了一些 预处 理技术 ， 如
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于 １ ｍ） 由于 环 境 条 件 的制 约 ， 以设 置 辅 助坑 道 ０ｋ ， 难 （ 竖井 或斜井 ） 因此 ， 下地 层盾 构对 接 方法 就成 为最 ， 水
海 隧道工 程建设 现 状及 其 设 计 施 工 和研 究 特 色 ； 锦 王
洋 等 针 对 台 湾 电力公 司 竹 工超 高 压 线 路 隧 道 工 程 卵砾 石层 盾构 掘进 过 程 中遇 到 的难题 做 了分 析 说 明 ；
第３ ２卷
第 ３期
隧道建 设
Ｔ ｎ ｅ ｎ ｔｕ ｔｏ ｕ ｎ ｌＣｏ ｓｒ ｃ ｉ ｎ
Ｖｏ ＿ ２ Ｎｏ ３ Ｉ３ ．
２１ ０ ２年 ６月
Ｊｎ ２ １ ｕｅ ０２
水 下 盾 构 隧 道 硬 岩 处 理 与 对 接 技 术
洪开 荣
（． １盾构及掘进技术 国家重点实验室， 郑州 ４００ ； ．中铁 隧道集 团有限公司， ５０ １ ２ 河南 洛阳 ４ １０ ） ７ ０９
Ｏ 引言
目前城 市 交通 （ 铁 与 地下 市 政 道路 ） 跨 越 大 江 地 、 大河隧道 、 管廊 等工程大 部分采用 盾构技 术 。在水下 软 硬 不均地层 、 孤石 地层 、 卵砾 石地 层 采 用盾 构 法修 建 隧
佳方案 ， 国内在此方面可借鉴的经验很少。 但 近年 来 ， 于 盾构 隧 道 硬 岩施 工 技 术 的研 究 也 取 对 得 了一些 进展 。王 梦 恕 ¨ 总结 分 析 了水 下 隧道 设 计 、
２ １ 工 程概况 ．
台 山核 电位 于广 东 省 台 山市 ， 设 规模 为 ６ｘ１５ 建 ７ 万 ｋ 压水堆核能 电 站。核 电 站取 水 隧洞 位 于 陆域 腰 Ｗ 古 咀至 大襟岛之 间 的海 域 中， 洞全长 ４３０６ 为双 隧 ３． ｍ，
洞取水 隧洞 ， 开挖洞径 为 ９０ ｍ， ．３ 隧洞埋深为 ｌ ２ ０～ ９ｍ，
与研 究 工 作 。
隧道建 设
第３ 卷 ２
孤 石处理技 术 ； 孙谋 等 结合 武 汉 长 江 隧道 等 水 下 盾 构 隧道工 程 ， 对水下 盾构 施工 的关键 技术 进行 了归 纳 。
以上研究 虽然 在软 硬不 均地层 、 孤石 地层 、 卵砾 石地 层
２ 台山核 电取水隧洞工程硬岩处理
中采用 盾构法 修建 隧 道采 取 了许 多措 施 ， 一 些 问题 在
上有所突破 ， 但仍需系统总结 ， 明确一些基本的对策和 措 施 ； 于盾 构 隧道水 下对接 技术 ， 关 国内仍处 于摸 索 阶 段 。本文针 对上述 特 殊地层 处理 技术 和特长 水下和探 讨 ， 出 了相应 的 提 处理 措施 与关键 技术 。
两洞线 间距为 ２ ． 采用 气垫式泥水盾构施 工 。 ９２ ｍ，
２ ２ 地 质概 况 ．
工 程区 出露 的岩性 为第 四系松散堆 积物 、 山期花 燕
１ 特殊地层 的主要 问题及处理方法
１ １ 软硬 不 均地层 的处 理 ．
岗岩（ ） 及泥盆系老虎头组 （ ２ ３） Ｄ — １粉砂 岩、 变质砂
施工 的重 难点及 其 关 键技 术 ； 钧 介 绍 了 国 内外 跨 孙
道， 技术难 度大 、 险高 ， 国 内外对 于此类地 层盾构 隧 风 而 道 施工经验 稍嫌不 足 ， 如何 进行 硬 岩处 理 、 降低 工 程 风 险、 提高掘进效 率 、 降低施 工 成本 是盾 构 法 施 工领 域需 要 迫切解决 的难 题 。同时 ， 于 特长 水 下 隧道 （ 度 大 对 长
硬岩 （ 高强度达 １７Ｍ ａ 和球 状风化孤石 ， 出了水下爆破法 和冲击 钻冲孔 ２种方法进行基 岩突起 和孤石处理 ， 最 ９ Ｐ） 提 盾构顺利通过该 基岩段 ， 没有进行刀具更换 。结合 ３次穿江越洋的狮子洋盾构隧道的水下对接 （ 国内首 次） 问题 ， 分析总结 了“ 向掘进 、 中对接 、 相 地
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岩 。第 四系松 散堆积物 主要分 布在海 域 ， 主要 有 淤泥 、 粗砾砂 、 砾砂质 黏土 。燕 山期 花 岗岩 （ ５ 主 要分 布 在 ７）
盾构 在软 硬不 均地 层 中施 工 ， 出现 的 主要 问 题 有 盾 构负 载变化 频 繁 、 岩 困难 、 具 磨 损 与破 坏 率 高 、 破 刀 施 工效 率低 等 。 由于工 作 面不 同地 层 的物理 力学参 数 差 异较 大 ， 盘切 削时 软地层 较 易进入 密封 土仓 ， 刀 而硬 岩不 易破碎 。刀具在 软 硬 不 均岩 面 作 周期 性 碰 撞 ， 刀 盘受 到 的冲击力 很 大 ， 易 造 成 局部 刀具 受 力超 载破 容
李茂 文 等 对 盾 构 长距 离 穿越 硬 岩 地 层 遇 到 的技 术 难题进 行 了研究 ； 书 江 对 盾构 在 硬 岩 及 软硬 不 均 杨 地层 的施 工 技术 做 了研究 ； 恒 等 介 绍 了 盾构 掘 进 张
收 稿 日期 ： ０ ２— ２—１ ２１ ０ ７
作者 简介 ： 洪开荣 （９ ５ ） 男 ， １６ 一 ， 湖南株洲人 ，９ ０年毕业于兰州铁道学院桥梁与地下工程专业 ， １９ 博士 ， 教授级高级工程师 ， 事隧道及地下工程施工 从
摘要 ： 为了对盾构隧道 （ 尤其是水下盾构 隧道 ） 施工 中遇到 的特殊地层 的处理方法进行 总结 ， 特别 是阐明水下盾构对 接施工 的关键
技术 ， 以借类似工程参考 。结合 目前盾构隧道施工实践 ， 分析在软硬不均 地层 、 孤石地层 、 卵砾 石地层 中利用盾 构法修建 隧道 的主
要 问题 和 困难 ， 应 地 提 出 了 一 些 基 本 措 施 和 技 术 对 策 。结 合 台 山核 电站 取 水 隧洞 （ 于 海 域 中 ） 构 施 工 中遇 到 的 微 风 化 花 岗 岩 相 位 盾