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1、第41卷第5期现代隧道技术Vol.41No.52004年10月ModernTunnellingTechnologyOct.2004文章编号:1009-6582(2004)05-0006-06浅谈海底隧道的地下水雷升祥李淑媛(中铁十八局集团公司,天津300222)摘要海底隧道施工,地下水是施工中的最大风险。文章扼要介绍了海底隧道地下水的特点、国外海底隧道突水与地下水处理经验、对海底隧道地下水压力预测与处理,以及提出了地下水风险的规避对策,对今后国内海底隧道的设计与施工有一定参考作用。关键词海底隧道地下水腐蚀注浆+中图分类号:U453.61文献标识码:A
2、影响,但影响不会太大;而在海底隧道中,这种影响1引言可能是灾难性的。世界上最早的水下隧道是1825～1843年间施(4)峡湾的最深部分往往是隧道施工中最难的工的英国泰晤士河底隧道。后来,水下隧道“伸向”部分,所有涌水都应沿隧道机械排出。在海底隧道海底,长度也越挖越长。目前世界上最长的海底隧设计与施工中,由于纵坡的限制,隧道施工与运营阶道是日本的青函隧道(双线铁道,宽10m,高8m),段都存在排水问题。全长53.85km,仅海下部分就有23.3km。在过去的(5)地下水对结构的耐久性存在较大影响。由20年内,挪威修建了大约30条海底隧道,约134km。
3、于海底隧道地下水较多含有腐蚀性化学成分,围岩中国厦门海底隧道正在筹建之中。中含有可能与地下水反应的化学矿物质及其组合,海底隧道同山岭隧道相比有很大的差距,地下其对隧道结构的影响等需要作更深的技术工作。地水是海底隧道施工中的最大风险项目。下水对隧道施工与运营设施存在影响,即施工设备、2海底隧道水的特殊性支护材料、衬砌以及技术性装备的影响使其运营成本增加。与传统隧道相比,海底隧道有着极大的特殊性,主要表现在以下几个方面。3隧道地下水的危害(1)工程的大部分区域是在水下,需采用特殊隧道施工时发生的涌水不仅对作业环境有影的技术并进行大量的探测工作,对探测结果
4、的解释响,也会使掌子面不稳定,使喷混凝土和锚杆的施工比其它隧道具有更大的不确定性。不良,特别是在有多量、高压涌水的情况下,常常是(2)潜在的涌水是不确定的。峡湾和峡谷极易造成重大事故的原因。隧道开挖中的涌水造成的影形成断层,断层、软弱围岩地段以及部分基石极易受响主要包括:海底隧道预计到的突水可能引发灾难到侵蚀,在这些部位有突水的可能。海底隧道的持性后果,掌子面围岩崩塌、流失、坑道埋没,在施工中续坍塌和/或严重进水是灾难性的,因为整个隧道会常常要改变施工方法、增加辅助工法,使工期拖后、很快进满水。工程费增加等等。青函隧道在海下施工的过程中,(3)施工的
5、各种风险客观存在。张开性节理是发生过4次涉及严重漏水事故。不可忽视的地质问题,它是突水的危险部位。在山同时,海底隧道地下水的侵蚀性同样不容忽视。岭隧道,闭合与张开节理的发育虽然对施工可能有由于侵蚀性地下水含有能够与混凝土中的部分物质修改稿返回日期:2004-06-25作者简介:雷升祥,男,教授级高工,总工程师.·6·浅谈海底隧道的地下水发生化学反应生成可溶性盐或膨胀性盐,在高渗透堆积岩为主。大部分在很不平整的津轻海峡之下性作用下,可溶性盐发生迁徙,膨胀性盐使混凝土疏140m深处。青函隧道在海下施工的过程中,发生松,从而导致结构功能丧失。地下水侵蚀的类
6、型主过4次涉及严重漏水的事故。要有以下几种。现代隧道技术的发展,特别是预报技术与注浆硫化物型:围岩中存在硫化物及其组合,与溶解止水技术的发展,为避免严重渗漏提供了前提条件。于地下水中的氧气作用,产生腐蚀性地下水。作用建设者不希望发生渗水,但即使发生渗漏,仍然有处机理:硫化物+氧气+水→金属氧化物+硫酸。其理的手段。渗水不可怕,怕的是在毫不知觉的情况中硫酸具有腐蚀性,与混凝土中水泥水化物反应,生下发生突水,而且没有有效的现场快速决策机制,那成膨胀性盐类。样极有可能导致灾难性事故。硫酸盐型:围岩中存在硫酸盐及其组合与地下4.3设置服务隧道或超前探洞是十分
7、必要的水作用,当溶解度较大时,与混凝土中水泥水化物反设置服务隧道主要基于以下几点考虑:应,生成膨胀性盐类,或石膏盐类遇水体积膨胀。(1)利用服务隧道掘进可有效地超前探明地质氯化物型:围岩中存在氯化物及其组合,氯化物情况。中的镁离子与水泥水化产物Ca(OH)2反应,生成Mg(2)利用服务隧道,通过设置的行车横洞,可为(OH)2,从而降低了混凝土的碱度;同时氯离子加速主隧道开辟多个工作面。了钢筋的锈蚀。(3)超前处理局部不良地质地段。碳酸型:围岩中CO2溶于地下水,生成碳酸,与(4)取得海底隧道科研设计试验成果、研究方已经发生碳化的混凝土发生反应,生成碳
8、酸氢,从法和工艺,为主洞设计施工提供信息反馈。而降低了混凝土的碱度,加速了混凝土的其他侵蚀。(5)施工阶段通
