復雜地質(zhì)大斷面海底隧道穿越富水砂層施工技術研究

廈門翔安海底隧道是中國大陸修建的第一座海底隧道,全長6051m。隧道在海域淺灘段有約610m穿越富水砂層,是該工程施工的難點之一,也是以往海底隧道施工過程中所未曾遇到過的,沒有現(xiàn)成的施工經(jīng)驗可供借鑒。主要研究和介紹廈門翔安海底隧道穿越該段富水砂層的施工關鍵技術,即在地表采用地下連續(xù)墻和疏干減壓井對砂層進行分倉隔水、降水,在洞內(nèi)采用tss小導管超前預注漿對砂層進行固結(jié)處理。研究和施工實踐表明,該隧道在穿越海域淺灘富水砂層段施工過程中,采用洞外和洞內(nèi)相結(jié)合的施工技術是可行的,操作簡便、效果明顯,對同類地質(zhì)條件下的地下工程施工具有一定的借鑒意義。

廈門海底隧道在海域淺灘段有長約610m穿越富水砂層,是該工程施工的難點。介紹了隧道穿越該段富水砂層的施工方法。闡述了地下水控制和砂層加固處理的關鍵施工技術。該工程采用地下連續(xù)墻和降水井控制地下水,并與隧道內(nèi)采用超前預注漿固結(jié)砂層相結(jié)合的施工方法,已安全穿越砂層最危險段,可供同類地質(zhì)條件下的地下工程施工作借鑒。

簡單介紹了水泥一水玻璃雙液漿和酸性水玻璃漿液的特點，以具體工程為例，探討了注漿堵水加固技術在地鐵施工中的應用，分別闡述了雙液漿的原材料、反應機理、施工工藝，指出該技術同時具備粉細砂層加固治理和堵水良好效果。

盾構(gòu)機是我國地下空間開發(fā)利用的重要機械,是地鐵、隧道等地下工程建設的主要設備.富水砂層屬于地下工程建設的不利地質(zhì),在對富水砂層開挖建設的過程中,因其含水豐富且透水性良好會給施工帶來很大問題和困難,例如噴涌、刀盤過度磨損等.因此,要特別注意盾構(gòu)機在過富水砂層時的施工工藝和技術要求,面對問題采取恰當?shù)慕鉀Q辦法,這樣才能保證施工的順利進行,同時保證富水砂層地下工程的質(zhì)量和穩(wěn)定性.該文對土壓平衡式盾構(gòu)機在富水砂層中的施工技術進行研究和探討.

以廈門翔安海底隧道a3標穿越風化槽處理方案為例,針對施工中存在的技術難題,從地質(zhì)預報、帷幕注漿、開挖支護、監(jiān)控量測等方面詳細闡述了施工方案,并指出施工中應注意的問題,從而為類似工程積累施工經(jīng)驗。

海底隧道的施工受到多方面自然因素的影響，對于超大斷面海底隧道穿越風化槽來說，施工技術和方案都要根據(jù)不同的地質(zhì)及圍巖情況進行研究。論文以廈門第二西通道（海滄海底隧道）f6風化槽為例，對不同地質(zhì)情況采用的施工方案進行研究。

介紹了沈陽地鐵一號線保～鐵區(qū)間大斷面隧道的施工方法,通過技術論證和采用了一系列技術措施,保證了開挖安全,在取得了良好經(jīng)濟效益的同時,保證了工程質(zhì)量。

研究目的：桃樹坪隧道通過第三系富水砂層，由于地層含水量高，開挖后穩(wěn)定性極差，圍巖變形、坍塌、流砂極為嚴重，施工難度極大，安全風險極高。通過研究降水措施，減少地層含水率，提高地層穩(wěn)定性；同時，采取水平旋噴加固地層提高地層支護能力，或采用分部開挖工法達到“快挖、快支、快封閉”目的，保證隧道的安全順利施工。研究結(jié)論：（1）第三系富水砂層是一類新的特殊巖土，具有“水穩(wěn)性差、可注性差、均一性差、變形量大”的工程特性，隧道施工中極易發(fā)生突水涌砂災害，工程難度和安全風險極大；（2）第三系富水砂層天然含水率約為4％，塑限含水率約為11％，液限含水率約為18％，采取降水措施后可使地層含水率穩(wěn)定在4％左右，從而保持其穩(wěn)定性；（3）采用組合降水一分部開挖工法、組合降水一水平旋噴加固工法均可以保證第三系富水砂層隧道的安全施工，crd工法開挖時累計變形量為15—20cm，雙立柱分層工法開挖時累計變形量為10—15cm，雙導洞工法開挖時累計變形量為5～10cm，水平旋噴加固工法開挖時累計變形量為3～5cm，總體來看，水平旋噴加固工法和雙導洞工法相對更為安全；（4）第三系富水砂層隧道，采用組合降水一分部開挖工法時月進度為10—15m，采用組合降水一水平旋噴加固工法時月進度為15～20m；（5）該研究成果可供類似第三系富水砂層隧道設計、施工時參考。

文章基于廈門海底隧道現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)并結(jié)合數(shù)值方法,對地下連續(xù)墻在隧道穿越富水砂層時的應用效果進行了研究。結(jié)果表明,在施作地下連續(xù)墻并對地層進行降水后,隧道結(jié)構(gòu)變形顯著減小,其中crd1部拱頂下沉降低了約35%～60%,crd3部拱頂下沉降低了約25%～50%,crd1部洞周收斂降低了約50%左右。通過比較分析現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)和數(shù)值計算結(jié)果可知,兩者得出的隧道結(jié)構(gòu)變形總體趨勢一致,量值基本吻合。文章所采用的方法及研究結(jié)果對廈門海底隧道后續(xù)施工,以及類似的工程有一定的參考意義。

介紹廣州地鐵大斷面風道在拱頂處遇富水砂層的淺埋暗挖施工采用超前小導管定位注漿,形成隔水圍幕,超前分區(qū)降水、分區(qū)注漿措施及臨時仰拱,確保了施工的順利與安全

大斷面海底隧道軟弱地層施工方法研究

我國第一條大斷面海底隧道——廈門翔安海底隧道在淺灘及陸地段穿越富水軟弱地層,圍巖自穩(wěn)能力差,極易發(fā)生涌水突泥,嚴重威脅施工的安全性。通過對隧道開挖方案的對比分析和根據(jù)施工現(xiàn)場監(jiān)控量測的結(jié)果,對隧道穿越富水軟弱地層的開挖施工方案、降排水關鍵技術和超前預加固方案進行了研究,為隧道施工提供技術支持。

?1995-2004tsinghuatongfangopticaldiscco.,ltd.allrightsreserved. ?1995-2004tsinghuatongfangopticaldiscco.,ltd.allrightsreserved.

深圳地鐵僑城東-華僑城區(qū)間隧道穿越小沙河采取了降水、地表注漿加固、小導管深孔注漿、大管棚、臨時仰拱、鋼筋格柵噴射混凝土初期支護等技術措施,安全順利地通過小沙河段,對今后類似工程施工提供借鑒。

地鐵隧道在城市中修建，不可避免地穿越河流地段，由于河流地段地層構(gòu)造復雜，水量豐富，隧道施工時技術措施不當，將對上部道路、橋梁結(jié)構(gòu)造成破壞，或大量涌水；深圳地鐵僑城東——華僑城區(qū)間隧道穿越小沙河采取了降水、地表注漿加固、小導管深孔注漿、大管棚、臨時仰拱、鋼筋格柵噴射混凝土初期支護等技術措施，安全順利地通過小沙河段，對今后類似工程施工提供借鑒。

結(jié)合深圳地鐵1號線續(xù)建工程試驗段土建2標四個過深南大道出入口通道及一個風道暗挖隧道工程實例，分析富水礫砂層的沉降特性和引起地層沉降的原因，提出了根據(jù)地表沉降控制要求適度排放地下水。允許帶水作業(yè)。按地面沉降限制條件采取不同的施工措施。達到安全、經(jīng)濟的效果。

地鐵隧道在城市中修建，不可避免地穿越河流地段，由于河流地段地層構(gòu)造復雜，水量豐富，隧道施工時技術措施不當，將對上部道路、橋梁結(jié)構(gòu)造成破壞，或大量涌水；深圳地鐵僑城東——華僑城區(qū)間隧道穿越小沙河采取了降水、地表注漿加固、小導管深孔注漿、大管棚、臨時仰拱、鋼筋格柵噴射混凝土初期支護等技術措施，安全順利地通過小沙河段，對今后類似工程施工提供借鑒。

本文以巴準鐵路后碾坊隧道為例，介紹了大斷面富水砂質(zhì)黃土隧道施工難點和特點，通過采用地表加固注漿、井點降水、超前注漿、超前管棚，六部crd工法等施工技術措施，順利完成隧道施工建設任務，為今后類式隧道設計和施工提供一定指導經(jīng)驗。

富水砂層中盾構(gòu)進洞接收施工技術

以哈爾濱地鐵2號線土建施工六標人民廣場站～中央大街站區(qū)間盾構(gòu)隧道工程為背景，人中區(qū)間與松花江距離較近典型的富水砂層。針對上述情況對盾構(gòu)穿越富水砂層的掘進技術深入探討和分析，在富水砂層中采用的土壓平衡式盾構(gòu)掘進做到了安全平穩(wěn)地通過管線與建筑物，地表沉降控制良好，為之后類似工程施工提供了經(jīng)驗，并將分析結(jié)果應用于實際工程。

以哈爾濱地鐵為例,詳細介紹了土壓平衡盾構(gòu)在強富水砂層的施工控制措施及實施過程中遇到的問題和解決方法。

結(jié)合翔安隧道工程實踐,對高風險海底隧道施工中如何應用超前地質(zhì)預報技術,如何設計減震爆破技術,如何處理軟弱富水圍巖,如何預防及應對突泥、涌水等突發(fā)事件等進行了系統(tǒng)的研究和應用,總結(jié)出一套適用于復雜地質(zhì)條件下,大斷面、高難度、高風險隧道施工的安全掘進方法,為工程安全施工提供技術保障。