翔安海底隧道工程施工关键技术
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工程长约8.711km,隧道长 6.05 km，跨越海域宽 4.2 km ，三孔隧 道，设双向六车道，概算32亿，建设工期4年8个月。
隧道起点K6+540
竖井K7+850，内 径8.3m，深约45m
竖井K11+250，内 径8.3m，深约45m
隧道终点K12+485
西滨互通
起点K5+909
五通
52m
F1 F4
F2 F3
注浆需孔穿越四处海底风化深槽,宽 度从60m到190m不等
与海水连通，最大水压达 0.7MPa;最大出水量达 50m3/h.孔
地质复杂，土、砂、石交杂
易发生突水、涌泥、坍塌灾 难性事故
头顶无限海水，无法通过地 表进行处理
风化深槽探孔出水 Gushing water from the grooves in seabed
施工控制要点：
开挖顺序：1-3-2-4（即先上半断面，后下半断面） 导坑间距：8—10m
I
III
台阶长度：3—5m
II
开挖支护循环：1.0—1.5m（极软弱段开挖0.5m立即支护）
IV
拱顶下沉控制量：180mm（CRD1部开挖约占50%）
陆域段全强风化土层施工方案：双侧壁导坑法
施工要点：控制水平收敛，必要时两侧导坑加横向支撑
三、结束语 Conclusion
1、施工进度回顾： 2005.09.06 开工
2009.06.13 右洞贯通 2009.10.14 服务洞贯通 2009.11.05 左洞贯通
2009.6右洞贯通误差： 横向：60mm 竖向：7mmm
翔安隧道于2010年4月26日胜利通车！ 实现“施工零死亡”和“创优质工程”的建设目标！
海底段全程水平探孔 Horizontal hole Bore before Blasting
风化槽岩芯
地质雷达（30m） Ground Penetrating Radar
2、两端全强风化地层施工 Construction in
fully weathered zone
五通端989m且有地表建筑物、水塘
检查孔数量不少于注浆孔总数的10% 渗水量不大于0.25L/孔·米·分钟 堵水率不小于85% 钻孔取芯率不小于70％
风化槽拱顶沉降控制标准：
主隧道：不大于60mm 服务洞：不大于30mm
注浆后
注浆前
风化槽施工安全应急措施 emergency measures
止浆墙
混凝土止浆墙
钻孔止水阀
C:S=1:(1～ 35Be’ 0.3)
3～5min
在施工过程中试验了：MFC超细水泥单液浆、 MC超细水泥单液 浆、HSC水泥单液浆、超细水泥—水玻璃双液浆、马丽散等注浆材 料，实际采用以普通水泥单液浆、普通水泥-水玻璃双液浆为主。 周边注浆时主要采用双液浆，在内圈注浆时主要采用单液浆。
风化槽注浆效果评价标准：
F1
F4
F2 F3
F1、F2、F3、F4：全强风化深槽
花岗岩岩芯
全强风化层岩芯
砂层掌子面
风化深槽岩芯
二、施工关键技术
Key Construction Technology
超前地质预报 Geology Forecasting 不良地质段施工技术 Construction in Unfavorable Geological Zonditions
3、浅滩段透水砂层施工技术 Construction in shallow cover with permeable sandy layer
左线隧道砂层影响范围纵断面图
翔安端浅滩
施工难点：
砂层侵入断面，影响范 围长约450m
砂层与海水相连通，易 坍塌、涌砂、涌水
砂层侵入掌子面
2007年7月，右线隧道开挖时出现涌砂、突水险情
施工安全管理 Manage of Construction Safety
1、海底超前地质预报技术 Geology Forecasting
地质风险是海底隧道的最大风 险源,国内尚无工程先例
作为一道必经工序，有疑必探， 无疑也探，先探后掘
长短结合、物探钻探结合，主 要手段包括：
➢ TSP地震波探测（100—150m） ➢ 水平钻孔取芯(50-70m) ➢ 地质雷达（30m） ➢ 红外探水（30m） ➢ 服务隧道超前作地质先导洞
翔安端竖井
最大涌砂约60m3/min
竖井涌水涌砂原因分 析：
原设计在该地层开 挖前采用钢板桩穿透全 风化层，嵌入强风化层， 外侧以高压旋喷桩加固 竖井周围地层。
竖井位置砂层起伏 很大，勘探布孔数量不 足。经补勘发现，实际 砂层深度超过钢板桩底 标高，且砂层夹杂砾石， 影响环形钢板桩施工精 度和咬合效果。
7
终孔间距
2.2m
8
注浆方式
前进式为辅，后退式为主 分段长度3～5m
9
注浆孔数量
主洞共255个孔/服务洞101孔
10
孔口管
L＝3m，φ76mm，壁厚4mm
浆液配比参数
名称
普通水泥 单液浆
水泥-水玻璃 双液浆
水灰比
浆液配合比 体积比
W:C=0.8～1.3
水玻璃浓 度
凝结时间 1h～2h
W:C=(0.8～1.2):1
目前，日车流量约为4.3万辆。
通车啦…
2、有待进一步研究的重要课题
更加高效、准确的海底地质勘探和预报技术 海底隧道高效注浆技术、注浆材料 海底隧道结构及防排水体系 特长（海底）隧道通风、防灾系统
谢 谢！ Tank You!
1.5
里程：YK11+306
填土
-0.5
淤泥
-7.24 -8.04
淤泥混砂
淤
淤
泥
泥
及
淤
泥 混
-5.0
砂
层
淤
泥
混
-9.0
砂 层
-10.2
粗砂
-16.24 -17.74 W4 W4
全风化黑云 母花岗岩
W3
W3 强风化花岗岩
-16 -17
-19
粗 砂
粗砂 (含少量鹅卵石)
强风化花岗岩
-16
-19.5 -20.2
厦门翔安海底隧道工程 施工关键技术
一、工程概况1、Introduction of the Project
1、工程地理位置
杏林大桥/2008
高集海堤/1955 厦门大桥/1991
集美大桥/2008
翔安区
海沧大桥/1999
厦门岛 龙海（漳州）
翔安隧道/2010
金 门（台）
2、工程建设规模 2、Investment and construction period
翔安端长达155wk.baidu.comm
工程难点：地下水发 育、长距离、大断面、 超浅埋；土石交界段软 硬不均更难处理；
主要风险：渗水量大、 易变形、坍塌
地下水发育，掌子面不稳定 Rich in water and unstable rock
2007年3月，服务隧道土石交界面右侧拱架塌陷，侵入轮廓线4米
陆域段全强风化土层施工方案：CRD工法
透水砂层处理方案： treatment of permeable sandy layer
洞外：地下连续墙隔断水源，井点降水 洞内：加强超前支护、注浆、CRD法开挖
翔安端竖井施工穿越沙层时发生涌砂、涌水
outburst of flood and sand during construction of vertical shaft in sandy layer
海底段风化深槽探孔出水（全水头水压，与海水直接连通）
海底风化槽施工流程 Construction Process in Weathered grooves
超前水平探孔
预留5m岩盘（注浆加固体）
施作3m厚止浆墙
下
一
循
帷幕注浆及效果评估
环
安设防水闸门
大管棚超前支护
开挖支护(CRD)
风化深槽结束
(分段拆撑)衬砌
➢ 钻孔注浆设备
注浆机
全断面帷幕注浆参数表 Requirement of Grouting
序号
参数名称
参数值
备注
1 纵向注浆加固长度
25—40m
2
径向加固范围
开挖轮廓线外5-6m
3
浆液扩散半径
1.3m
4
注浆终压
一般1.5MPa，最大3.5MPa
5
注浆孔直径
φ65mm
6
注浆速度
5～110 L/min
服务、管理区
终点K14+647
翔安
22m
服务隧道
3、工程地质条件 Geological Conditions
场区为花岗岩地层，主要不良地质有：两岸全强风化层、翔安 侧浅滩段部分透水砂层、海域段多处全强风化深槽，施工极具 挑战性
最大纵坡：3%；最深处：海平面下约 70m
全强风化层
全强风化层、部分透水砂层 海水最深约30m
防水闸门
应急抢险物资 通讯信号
应急物资
逃生路线规划
应急预案演练
规划逃生路线 斜井
防水闸门
海 域 风 化
深 槽
止水阀 应急演练
风化槽加固处理后安全开挖（CRD法）
辅助施工措施 Auxiliary construction method
锁脚锚管减少围岩和 初支变形量
拱背回填注浆保证初 支背后密实
上半断面注浆/周边注浆为主(部 分风化槽局部地段优化方案)
大管棚超前支护 spiling bolt 分部开挖（CRD法） 拱背回填注浆
Pregrouted if necessary
SECTION ALONG TUNNEL
大管棚：φ108，L=40m
注浆孔 注浆机
钻机
帷幕注浆
钻孔
风化槽钻孔注浆施工
粗 砂
粗砂 (含大量鹅卵石）
强风化花岗岩
原设计竖井围护钢板桩施工
竖井涌砂处理方案：
新增两排高压旋喷桩加固 外围钻孔切合桩 竖井内全断面TSS管超前预注浆 取芯检验注浆堵水效果
高压旋喷桩
切合桩
¦ 4µ2花钢管
井内TSS管注浆
4、海底风化深槽施工技术
Construction in Weathered Trough under Sea
海底段风化深槽处理方案：
注浆孔
Fan of spiling bolts
Tunnel face
ls supported orced shotcrete s
PLACING OF SPILING BOLTS
bolt rib or arch
全断面（帷幕）超前预注浆 堵水加固（注浆范围：轮廓线外 5-6m；注浆循环长度：30-40m）
设计地质柱状图
补勘地质柱状图
XZK13 钻 孔
分 层 厚 度
孔口标高：0.26 0.26
柱 状 图
岩 土 名 称
里程：YK11+287.74
分
补勘1#
层
钻
厚
孔
度
孔口标高：1.5
柱 状 图
岩 土 名 称
1.5
里程：YK11+294
回填土
-1
补勘2#
分 层
钻
厚
孔
度
孔口标高：1.5
柱 状 图
岩 土 名 称
隧道起点K6+540
竖井K7+850，内 径8.3m，深约45m
竖井K11+250，内 径8.3m，深约45m
隧道终点K12+485
西滨互通
起点K5+909
五通
52m
F1 F4
F2 F3
注浆需孔穿越四处海底风化深槽,宽 度从60m到190m不等
与海水连通，最大水压达 0.7MPa;最大出水量达 50m3/h.孔
地质复杂，土、砂、石交杂
易发生突水、涌泥、坍塌灾 难性事故
头顶无限海水，无法通过地 表进行处理
风化深槽探孔出水 Gushing water from the grooves in seabed
施工控制要点：
开挖顺序：1-3-2-4（即先上半断面，后下半断面） 导坑间距：8—10m
I
III
台阶长度：3—5m
II
开挖支护循环：1.0—1.5m（极软弱段开挖0.5m立即支护）
IV
拱顶下沉控制量：180mm（CRD1部开挖约占50%）
陆域段全强风化土层施工方案：双侧壁导坑法
施工要点：控制水平收敛，必要时两侧导坑加横向支撑
三、结束语 Conclusion
1、施工进度回顾： 2005.09.06 开工
2009.06.13 右洞贯通 2009.10.14 服务洞贯通 2009.11.05 左洞贯通
2009.6右洞贯通误差： 横向：60mm 竖向：7mmm
翔安隧道于2010年4月26日胜利通车！ 实现“施工零死亡”和“创优质工程”的建设目标！
海底段全程水平探孔 Horizontal hole Bore before Blasting
风化槽岩芯
地质雷达（30m） Ground Penetrating Radar
2、两端全强风化地层施工 Construction in
fully weathered zone
五通端989m且有地表建筑物、水塘
检查孔数量不少于注浆孔总数的10% 渗水量不大于0.25L/孔·米·分钟 堵水率不小于85% 钻孔取芯率不小于70％
风化槽拱顶沉降控制标准：
主隧道：不大于60mm 服务洞：不大于30mm
注浆后
注浆前
风化槽施工安全应急措施 emergency measures
止浆墙
混凝土止浆墙
钻孔止水阀
C:S=1:(1～ 35Be’ 0.3)
3～5min
在施工过程中试验了：MFC超细水泥单液浆、 MC超细水泥单液 浆、HSC水泥单液浆、超细水泥—水玻璃双液浆、马丽散等注浆材 料，实际采用以普通水泥单液浆、普通水泥-水玻璃双液浆为主。 周边注浆时主要采用双液浆，在内圈注浆时主要采用单液浆。
风化槽注浆效果评价标准：
F1
F4
F2 F3
F1、F2、F3、F4：全强风化深槽
花岗岩岩芯
全强风化层岩芯
砂层掌子面
风化深槽岩芯
二、施工关键技术
Key Construction Technology
超前地质预报 Geology Forecasting 不良地质段施工技术 Construction in Unfavorable Geological Zonditions
3、浅滩段透水砂层施工技术 Construction in shallow cover with permeable sandy layer
左线隧道砂层影响范围纵断面图
翔安端浅滩
施工难点：
砂层侵入断面，影响范 围长约450m
砂层与海水相连通，易 坍塌、涌砂、涌水
砂层侵入掌子面
2007年7月，右线隧道开挖时出现涌砂、突水险情
施工安全管理 Manage of Construction Safety
1、海底超前地质预报技术 Geology Forecasting
地质风险是海底隧道的最大风 险源,国内尚无工程先例
作为一道必经工序，有疑必探， 无疑也探，先探后掘
长短结合、物探钻探结合，主 要手段包括：
➢ TSP地震波探测（100—150m） ➢ 水平钻孔取芯(50-70m) ➢ 地质雷达（30m） ➢ 红外探水（30m） ➢ 服务隧道超前作地质先导洞
翔安端竖井
最大涌砂约60m3/min
竖井涌水涌砂原因分 析：
原设计在该地层开 挖前采用钢板桩穿透全 风化层，嵌入强风化层， 外侧以高压旋喷桩加固 竖井周围地层。
竖井位置砂层起伏 很大，勘探布孔数量不 足。经补勘发现，实际 砂层深度超过钢板桩底 标高，且砂层夹杂砾石， 影响环形钢板桩施工精 度和咬合效果。
7
终孔间距
2.2m
8
注浆方式
前进式为辅，后退式为主 分段长度3～5m
9
注浆孔数量
主洞共255个孔/服务洞101孔
10
孔口管
L＝3m，φ76mm，壁厚4mm
浆液配比参数
名称
普通水泥 单液浆
水泥-水玻璃 双液浆
水灰比
浆液配合比 体积比
W:C=0.8～1.3
水玻璃浓 度
凝结时间 1h～2h
W:C=(0.8～1.2):1
目前，日车流量约为4.3万辆。
通车啦…
2、有待进一步研究的重要课题
更加高效、准确的海底地质勘探和预报技术 海底隧道高效注浆技术、注浆材料 海底隧道结构及防排水体系 特长（海底）隧道通风、防灾系统
谢 谢！ Tank You!
1.5
里程：YK11+306
填土
-0.5
淤泥
-7.24 -8.04
淤泥混砂
淤
淤
泥
泥
及
淤
泥 混
-5.0
砂
层
淤
泥
混
-9.0
砂 层
-10.2
粗砂
-16.24 -17.74 W4 W4
全风化黑云 母花岗岩
W3
W3 强风化花岗岩
-16 -17
-19
粗 砂
粗砂 (含少量鹅卵石)
强风化花岗岩
-16
-19.5 -20.2
厦门翔安海底隧道工程 施工关键技术
一、工程概况1、Introduction of the Project
1、工程地理位置
杏林大桥/2008
高集海堤/1955 厦门大桥/1991
集美大桥/2008
翔安区
海沧大桥/1999
厦门岛 龙海（漳州）
翔安隧道/2010
金 门（台）
2、工程建设规模 2、Investment and construction period
翔安端长达155wk.baidu.comm
工程难点：地下水发 育、长距离、大断面、 超浅埋；土石交界段软 硬不均更难处理；
主要风险：渗水量大、 易变形、坍塌
地下水发育，掌子面不稳定 Rich in water and unstable rock
2007年3月，服务隧道土石交界面右侧拱架塌陷，侵入轮廓线4米
陆域段全强风化土层施工方案：CRD工法
透水砂层处理方案： treatment of permeable sandy layer
洞外：地下连续墙隔断水源，井点降水 洞内：加强超前支护、注浆、CRD法开挖
翔安端竖井施工穿越沙层时发生涌砂、涌水
outburst of flood and sand during construction of vertical shaft in sandy layer
海底段风化深槽探孔出水（全水头水压，与海水直接连通）
海底风化槽施工流程 Construction Process in Weathered grooves
超前水平探孔
预留5m岩盘（注浆加固体）
施作3m厚止浆墙
下
一
循
帷幕注浆及效果评估
环
安设防水闸门
大管棚超前支护
开挖支护(CRD)
风化深槽结束
(分段拆撑)衬砌
➢ 钻孔注浆设备
注浆机
全断面帷幕注浆参数表 Requirement of Grouting
序号
参数名称
参数值
备注
1 纵向注浆加固长度
25—40m
2
径向加固范围
开挖轮廓线外5-6m
3
浆液扩散半径
1.3m
4
注浆终压
一般1.5MPa，最大3.5MPa
5
注浆孔直径
φ65mm
6
注浆速度
5～110 L/min
服务、管理区
终点K14+647
翔安
22m
服务隧道
3、工程地质条件 Geological Conditions
场区为花岗岩地层，主要不良地质有：两岸全强风化层、翔安 侧浅滩段部分透水砂层、海域段多处全强风化深槽，施工极具 挑战性
最大纵坡：3%；最深处：海平面下约 70m
全强风化层
全强风化层、部分透水砂层 海水最深约30m
防水闸门
应急抢险物资 通讯信号
应急物资
逃生路线规划
应急预案演练
规划逃生路线 斜井
防水闸门
海 域 风 化
深 槽
止水阀 应急演练
风化槽加固处理后安全开挖（CRD法）
辅助施工措施 Auxiliary construction method
锁脚锚管减少围岩和 初支变形量
拱背回填注浆保证初 支背后密实
上半断面注浆/周边注浆为主(部 分风化槽局部地段优化方案)
大管棚超前支护 spiling bolt 分部开挖（CRD法） 拱背回填注浆
Pregrouted if necessary
SECTION ALONG TUNNEL
大管棚：φ108，L=40m
注浆孔 注浆机
钻机
帷幕注浆
钻孔
风化槽钻孔注浆施工
粗 砂
粗砂 (含大量鹅卵石）
强风化花岗岩
原设计竖井围护钢板桩施工
竖井涌砂处理方案：
新增两排高压旋喷桩加固 外围钻孔切合桩 竖井内全断面TSS管超前预注浆 取芯检验注浆堵水效果
高压旋喷桩
切合桩
¦ 4µ2花钢管
井内TSS管注浆
4、海底风化深槽施工技术
Construction in Weathered Trough under Sea
海底段风化深槽处理方案：
注浆孔
Fan of spiling bolts
Tunnel face
ls supported orced shotcrete s
PLACING OF SPILING BOLTS
bolt rib or arch
全断面（帷幕）超前预注浆 堵水加固（注浆范围：轮廓线外 5-6m；注浆循环长度：30-40m）
设计地质柱状图
补勘地质柱状图
XZK13 钻 孔
分 层 厚 度
孔口标高：0.26 0.26
柱 状 图
岩 土 名 称
里程：YK11+287.74
分
补勘1#
层
钻
厚
孔
度
孔口标高：1.5
柱 状 图
岩 土 名 称
1.5
里程：YK11+294
回填土
-1
补勘2#
分 层
钻
厚
孔
度
孔口标高：1.5
柱 状 图
岩 土 名 称