海底隧道施工方法

海底隧道施工方法第一頁(yè)，共25頁(yè)。contents4施工方法簡(jiǎn)介1廈門(mén)翔安海底隧道圖片2各國(guó)海底隧道具體情況介紹3海底隧道的特點(diǎn)5海底隧道施工技術(shù)第二頁(yè)，共25頁(yè)。海底隧道的施工方法有:(1)盾構(gòu)法(一種掘進(jìn)機(jī))，該法對(duì)地面（或海底面）的影響很小。其施工時(shí)，主要為盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)在地層中推進(jìn)，利用其面的刀盤(pán)切割土石并將棄砟運(yùn)出隧道外，同時(shí)拼裝預(yù)制好的隧道管片（結(jié)構(gòu)）。

(2)沉管法。沉管隧道就是將若干個(gè)預(yù)制段分別浮運(yùn)到海面（河面）現(xiàn)場(chǎng)，并一個(gè)接一個(gè)地沉放安裝在已疏浚好的基槽內(nèi)，以此方法修建的水下隧道。目前沉管法施工已經(jīng)比較成熟，一般與盾構(gòu)法進(jìn)行方案比選。而使用最多的為：盾構(gòu)法。如著名的英法海底隧道等由盾構(gòu)法修建。第三頁(yè)，共25頁(yè)。海底隧道圖片第四頁(yè)，共25頁(yè)。廈門(mén)翔安海底隧道洞口處第五頁(yè)，共25頁(yè)。廈門(mén)翔安海底隧道施工過(guò)程圖1第六頁(yè)，共25頁(yè)。施工過(guò)程圖2施工過(guò)程圖3第七頁(yè)，共25頁(yè)。隧道貫通圖1第八頁(yè)，共25頁(yè)。隧道貫通圖2第九頁(yè)，共25頁(yè)。各國(guó)海底隧道發(fā)展已建海底隧道：

世界上己修建了許多海峽隧道，未建的地方也在積極籌劃中.20世紀(jì)40年代日本在關(guān)門(mén)海峽修建的海峽隧道，是世界上最早的海峽隧道，之后又在關(guān)門(mén)海峽修建了兩條海底隧道.日本于1988年在津輕海峽建成了迄今為止世界上最長(zhǎng)的海峽隧道—青函隧道，隧道長(zhǎng)53.85km,最大水深為140m,海底埋深為100m,隧道實(shí)現(xiàn)了本州和北海道之間的鐵路運(yùn)輸.英法海峽隧道從拿破侖時(shí)代(1800年)起就種兩次開(kāi)挖，但都停了下來(lái)，到1993年隧道全部貫通.隧道長(zhǎng)50.5km，最大水深為60m,海底最小埋深為21m.1996年，丹麥大海峽隧道竣工，該隧道長(zhǎng)7.26km,最大水深為53m,海底最小埋深為巧m.日本跨越東京灣的渡海公路隧道，也是近期完工的一項(xiàng)令人注目的工程，隧道長(zhǎng)9.5km,最大水深為28m,海底最小埋深為15m.挪威也修建了18座海底隧道，總長(zhǎng)度超過(guò)45km,最長(zhǎng)的一條隧道為4.7km，最大水深達(dá)180m.第十頁(yè)，共25頁(yè)。計(jì)劃修建海底隧道：

跨越丹麥和瑞典之間的厄勒海峽長(zhǎng)16km的隧道和橋梁組合通道(公鐵兩用);

跨越丹麥和德國(guó)之間的費(fèi)馬恩海峽通道，海面下深約50m的一條長(zhǎng)19km的鐵路隧道，或一條橋隧組合通道;跨越加拿大西部紐布倫瑞克和愛(ài)德華土了島之間的諾森伯蘭海峽隧道，長(zhǎng)13km，水深為30m;連接西班牙及摩洛哥的直布羅陀海峽鐵路隧道(或橋隧組合)，長(zhǎng)50km,最大水深為300m;跨越意大利墨西拿海峽的隧道，隧道長(zhǎng)23km，其中6km是懸浮隧道，最大水深為150m;跨越挪威外奧斯陸峽灣長(zhǎng)14km的隧道，最大水深為300m;跨越印尼的爪塵和蘇門(mén)答臘島之間的哭他海峽隧道，長(zhǎng)39km,最大水深為200m;

跨越阿拉斯加和楚科奇西伯利亞之間相隔113km的白令海峽隧道，其最大水深為51m，在海峽中間有兩座代奧米德群島;

跨越日本與韓國(guó)之間的對(duì)馬海峽鐵路沉竹隧道，長(zhǎng)200km,最大水深為210m，第十一頁(yè)，共25頁(yè)。與陸地隧道相比，海底隧道具有如下特點(diǎn):(1）通過(guò)深水進(jìn)行海底地質(zhì)勘測(cè)比在地面的地質(zhì)勘測(cè)更困難、造價(jià)更高，而目準(zhǔn)確性相對(duì)較低，所以遇到未預(yù)測(cè)到的不良地質(zhì)情況風(fēng)險(xiǎn)更大.因此，在隧道施工時(shí)必須進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào).（2）海底隧道施工的主要困難是突然涌水，特別是斷層破碎帶的涌水.因此必須加強(qiáng)施工期間對(duì)不良地質(zhì)段和涌水點(diǎn)的預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)(3)海底隧道的單日掘進(jìn)長(zhǎng)度很大，從而對(duì)施工期間的后勤和通風(fēng)有更高的要求.（4）很高的孔隙水壓力會(huì)降低隧道圍巖的有效應(yīng)力，造成較低的成拱作用和地層的穩(wěn)定性海底隧道特點(diǎn)：第十二頁(yè)，共25頁(yè)。（5）很高的滲水壓力可能導(dǎo)致水在有高滲透性或有擾動(dòng)區(qū)域與開(kāi)闊水面有渠道相連的地層中大量流入.（6）海底隧道不能自然排水，堵水技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù).先注漿加固圍巖，堵住出水點(diǎn)，然后再開(kāi)挖.在堵水的同時(shí)加強(qiáng)機(jī)械排水，以堵為主，堵抽結(jié)合.(7)在高水壓下開(kāi)挖橫通道是一大技術(shù)難題，將來(lái)很有必要有專(zhuān)門(mén)在困難條件下開(kāi)挖橫通道的隧道掘進(jìn)機(jī)(8)襯砌長(zhǎng)期受較大的水壓作用.(9)由于單日連續(xù)掘進(jìn)距離很長(zhǎng)而導(dǎo)致工期很長(zhǎng)，投資很高，因此必須采用快速掘進(jìn)設(shè)備.

目前修建海底隧道的基本方法有:鉆爆法、沉管法、盾構(gòu)法和掘進(jìn)機(jī)法，或這兒種方法的組合.另外水中懸浮隧道正在研究中.第十三頁(yè)，共25頁(yè)。海底隧道施工技術(shù)：1、鉆爆法施工技術(shù)采用鉆爆法施工的海底隧道主要有:日本的新關(guān)門(mén)隧道、青函隧道、英國(guó)的墨爾西隧道、冰島的華爾海峽隧道以及挪威的海底隧道.作為世界上最長(zhǎng)的海底隧道—青函隧道，它在水平鉆探、超前注漿加固地層、噴射混凝土等技術(shù)上有巨大的發(fā)展，尤其在處理海底涌水技術(shù)方面獨(dú)具一格，為工程界所津津樂(lè)道.第十四頁(yè)，共25頁(yè)。海底隧道穿越斷層破碎帶的施工技術(shù)是關(guān)鍵.斷層破碎帶若與其上或附近的水系相溝通，隨時(shí)都有可能給工程帶來(lái)淹沒(méi)、塌通、涌水，或形成泥石流的危險(xiǎn).如青函隧道發(fā)生過(guò)四次較大塌方涌水事故，其中1976年5月6日在北海道側(cè)平行導(dǎo)坑內(nèi)發(fā)生的涌水事故最為嚴(yán)重，涌水量高達(dá)70m3/min,用了5個(gè)月時(shí)間才繞過(guò)涌水段.穿越斷層破碎帶，主要問(wèn)題在于對(duì)斷層破碎帶的支撐、加固和堵水.目前國(guó)內(nèi)外經(jīng)常采用的方法是強(qiáng)行穿越法、注漿法、凍結(jié)法和其它輔助方法.第十五頁(yè)，共25頁(yè)。(1)強(qiáng)行穿越法:這是最常用的傳統(tǒng)方法，其特點(diǎn)是支撐護(hù)頂，隨挖隨砌.根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，短段掘砌、噴錨支護(hù)、超前支架、側(cè)壁導(dǎo)坑等方法較為常用.（2）注漿法:這是人工充填圍巖裂隙的一種方法，在一定的注漿壓力作用下，漿液被擠壓入巖層沿裂隙流動(dòng)擴(kuò)散，由于其充塞和水化作用，在裂隙內(nèi)成為具有一定強(qiáng)度和低透水性的結(jié)石體，從而達(dá)到堵塞裂隙、截?cái)嗨泛图庸虈鷰r的日的.注漿在海底隧道中對(duì)防止涌水并加強(qiáng)巖體強(qiáng)度是必不可少的.第十六頁(yè)，共25頁(yè)。(3)凍結(jié)法:這是用冷媒傳遞冷量使含水地層降溫凍結(jié)的方法，依靠?jī)鐾恋膹?qiáng)度達(dá)到承受地壓的目的，使開(kāi)挖和襯砌處在凍土保護(hù)之下安全進(jìn)行.國(guó)內(nèi)外一般都將凍結(jié)法用于其它方法不適用的地層。(4)其它輔助措施:為了安全可靠地穿越斷層破碎帶，除采用以上方法外，還要采取兒種輔助措施，如超前探水、設(shè)置安全疏散日、強(qiáng)排堵截等.第十七頁(yè)，共25頁(yè)。3.2沉管法施工技術(shù)所謂沉管隧道，就是將若干個(gè)預(yù)制管段分別浮運(yùn)到海面(河面)現(xiàn)場(chǎng)，并一個(gè)接一個(gè)地沉放安裝在己疏浚好的地槽內(nèi).至今世界上己修建了100多座沉管隧道，最長(zhǎng)達(dá)5.8km.我國(guó)修建沉管隧道起步較晚，己建成的有上海金山供水隧道、黃浦江寧國(guó)路隧道、天津海河隧道、寧波甬江隧道以及廣州珠江隧道.沉管法修建水下隧道的優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)地質(zhì)條件的適應(yīng)性強(qiáng)、隧道的覆蓋層薄，從而使隧道總長(zhǎng)度減小，隧道斷面利用率高，防不可靠度高，施工周期短及工程造價(jià)合理等.第十八頁(yè)，共25頁(yè)。沉管隧道適用于海底地形平坦、水深及跨度不太大的情況.

其關(guān)鍵技術(shù)主要有以下幾方面:（1）管段制作與裝配:要求管段不滲漏，均質(zhì)，重量對(duì)稱(chēng)，結(jié)構(gòu)牢固，以保證浮運(yùn)時(shí)沒(méi)有傾倒的危險(xiǎn)以及能在水上拖運(yùn)足夠遠(yuǎn)的路程.（2）基礎(chǔ)處理:先將管段沉放在預(yù)先設(shè)置好的支座上，再將竹段與基槽之間的空隙填實(shí).目前常用壓砂法，它是通過(guò)管底部預(yù)留孔向基底注砂的.它要求砂和水的混合物通過(guò)在隧道底板中的流砂孔壓出.混合物在空隙中向各個(gè)方向流動(dòng)，直到其流速下降到足夠小而沉積成圓形砂丘為止.第十九頁(yè)，共25頁(yè)。

(3)管段沉放:它受氣象、洋流、自然條件的直接影響，還受航道條件的限制.壓載水艙灌滿后，管段下沉.這時(shí)，原先的浮運(yùn)過(guò)程中擱置于管段上的浮箱和懸于其下的管段一起沉向水中.把管段下降到基槽底部并置于4個(gè)臨時(shí)支座上，利用管段的前端擱置在前一管段上或明挖結(jié)構(gòu)上的鼻式托座上.在另一端，管段擱置于兩個(gè)千斤頂上，千斤頂支承于管段運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)前就己在基槽中設(shè)置好的混凝土臨時(shí)支承板上.管段需在其臨時(shí)支承板上非常準(zhǔn)確地定位.管段下沉以后，用水灌滿壓載水艙以防止管段由于水密度的變化或者船只的來(lái)往而升浮.第二十頁(yè)，共25頁(yè)。(4)管段聯(lián)結(jié):住要采用水力壓接法，水下壓接的住要工序是對(duì)位、拉合、壓接、拆除封墻.當(dāng)管段沉放到臨時(shí)支承上后，用鋼繩進(jìn)行初步定位，然后用臨時(shí)支承上的垂直和水平千斤頂精確對(duì)位之后，己設(shè)管段和新鋪管段還留有間隙，用千斤頂把新設(shè)管段拖靠到己設(shè)段上，由于螺桿的拉力，使墊圈軟舌部被壓縮，兩節(jié)管段初步密貼.接著用水泵抽掉封在隔墻間的水，新管段自由端受到巨大靜水壓力的作用，使墊圈硬橡膠部分被壓縮，接頭完全封住，此時(shí)可以拆除隔墻.第二十一頁(yè)，共25頁(yè)。（5）防水技術(shù):沉管隧道的防水主要分兩方面，即管段本身防水和接縫防水.為保證管段不漏，嚴(yán)格控制混凝土的成分配比、降低溫差、施工期間延遲拆除模板、連續(xù)澆灌管段、加設(shè)輔助防滲管段接縫的防水主要依靠橡膠止水墊環(huán)和Ω止水膠帶.第二十二頁(yè)，共25頁(yè)。3.3盾構(gòu)法施工技術(shù)盾構(gòu)法一般限制在港灣下的淺水區(qū)和沿海地帶，在深堆積層等軟弱的不透水粘土中最為適用.采用盾構(gòu)法修建了很多海底隧道，其中典型的工程有:日本德山港海底隧道、東京灣渡海公路隧道、丹麥大