01-钱七虎 水下隧道发展现状与存在的问题

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1、首届全国水下隧道建设与管理技术交流会水下隧道工程实践面临的挑战与对策及思考钱七虎NOV,2013南京1主要内容•前言•水下隧道的主要修建方法的比较•挑战与对策和思考21前言除在城市湖泊下修建水下隧道可采用筑围堰、排水、明挖方法外，在江、河、海下一般采用暗挖法（钻爆法、TBM和盾构法）以及沉管法。南京长江隧道厦门翔安隧道31前言钻爆法水下隧道钻爆法与陆地隧道的无根本区别，主要的关键技术是设计埋深须满足最小覆盖层基岩的要求，以预防坍塌，遏止高压涌水。为此，要千方百计做好工程地质和水文地质的勘察调查，突水涌水的超前地质预报，在完全可靠的注浆固结封闭的条件下钻爆开挖。41前言钻爆法钻爆法

2、的优点•所需设备投资较低；•对不同地质条件、开挖工艺、方法和断面形状的适应性好，转换场地、移动位置机动、灵活；•动力能源消耗少、要求低，投资小；•设备维修少，利用率高，在不发生事故前提下施工进度稳定；•比较适合我国当前的国情；51前言钻爆法钻爆法的不足•开挖速度提高有困难，工期长如：日本青函隧道，因津轻海峡有九个断层破碎带，发生三次涌水停工，主隧道历时14年贯通。61前言TBM法和盾构法TBM法是隧道全断面掘进机（TBM），利用刀盘刀具破碎岩石和在软土中开挖，边开挖边出渣、土并进行锚喷支护衬砌和管片支护等连续作业。71前言TBM法和盾构法优点•TBM和盾构法掘进速度快，在中、硬

3、岩石中的月掘进速度在600米左右。如在英法海峡隧道的英国端，月掘进764米，法国端月掘进685米（地质较英国端复杂），最高速度英国端为1500米，法国端也达1170米；最适合长隧道施工；•TBM掘进的隧道具有较平整的临空面，超欠挖极少，围岩松动范围一般都在200-500毫米以内，因受到破坏很小并及时支护，故围岩稳定，施工安全。•施工安全性大大提高，最大限度减少施工人员的伤亡；81前言TBM法和盾构法优点•施工机械化程度达到95%以上；降低劳动强度，改善了劳动环境和条件，实现了隧道施工的快速、高质、高效、安全的目的；•施工中对海底地质不产生任何不利影响，不影响和不干扰水面航行；•具有

4、极其显著的社会效益。91前言TBM法和盾构法不足•盾构机造价昂贵；•遇到复杂多变的地层时，盾构机的推进比较困难；•超大直径多车道的盾构机还有待研究和开发。101前言沉管法在预制场（船坞或造船厂车间）将隧道整体分段制作好，两端用临时钢封门密封，船坞放水使隧道管段上浮，采用拖运和定位等设备，使管段准确浮运至设计位置；经管段灌水压载，下沉至已开挖好的水底基槽，再依次在水下利用水力压接将管段连接起来，接口使用可靠的密封止水，最后是抛石回填，抽出管段内压载水，开启各段间钢封门，在管段内进行设备安装和装修后，即成水底沉管隧道。111前言沉管法优点•能做到：沉管断面顶面不侵入航道，顶面须埋在

5、河流、海流的冲刷线以下；•要求地层承载力不大；•隧道各管段可在干邬和工厂车间内预先制备、质量有保证；•管段预制和水底开槽可同时进行，效率高，工期短；•工程造价和投资具有竞争力。121前言沉管法不足在管节预制、防水、水下开槽、管节浮运、沉放、各管节水下对接以及沉管基础处理的各个工艺流程中出现失误的概率，相对地比其他隧道技术要多。这是因为沉管隧道是埋置或搁置于水下的大型人工构筑物，受河、海地貌、地质、水文、航道，以及设计，不可预见的繁复性施工工艺、方法的直接影响。至今已建成100多座沉管隧道，最大沉埋深度（水深加覆盖层厚）40.5m，最长者5.825Km。132水下隧道的主要修建方法

6、的比较暗挖法方法沉管法钻爆法掘进机法盾构法内容对地质条件的适应面较对地质条件的适应遇到砂质土层时，宽，灵活性大，进度稳面较窄灵活性小，需采用土压平衡或不怕流砂，基本上不受地质条件定，水底地质条件差时，水底地址为多变化泥水加压平衡（气地质条件限制需采用不易发挥掘进辅的岩体时，不易发压）施工助工法挥掘进机优势水流很急时，须用水中水流速度无关无关无关作业平台辅助施工对繁忙航道，在浮运就水面交通无关无关无关位时需采取短期局部航道管理措施沉管顶面可放置在水底一般要设置在水底一般要设置在水底标高处。可与河、海底一般设置在水下基岩隧道埋深基岩下>掘进机外径覆盖层下≥盾构外径面齐平，最深记录已达>2

7、.0倍开挖跨度的深度的基岩深度的深度水下41米（管槽深<50m，；流速≤3m/Sec）TBM当前主要使用目前已有三车道一个断面内可设置多条通行车道根据水下基岩情况，可两车道、多车道时（15.4m）的土型车道，目前已有两个8车数量做成多车道隧道要增建隧道（直径盾构，超大型盾构道的记录<12m）正在建造或规划中142水下隧道的主要修建方法的比较暗挖法方法沉管法内容钻爆法掘进机法盾构法接缝较多，做采取有效措施能做到采取措施能做到不渗渗漏情况到不渗漏需精能实现滴水