国内首条海底盾构隧洞施工介绍

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1、国内首条长距离大断面海底盾构隧洞掘进施工介绍周峰1，梁奎生1，张健1（1.中铁隧道股份有限公司）摘要：台山核电站1#、2#取水隧洞是国内首条长距离大断面海底盾构隧洞工程，通过不断摸索和实践，成功地解决了盾构机选型、盾构始发、海底孤石处理等几项关键技术和施工屏障，这些施工经验为今后的类似工程提供了借鉴和指导作用。Abstract：Waterintaketunnel1#and2#ofTaishanNuclearPowerStationprojectisthefirsttunnelconstructedbyshieldmac

2、hineundertheseawithalongdistanceandalargeexcavationsurfaceinChina.Typeselection,commencementofshieldmachine,bouldertreatmentandsomeotherkeytechniquesandbarriershavebeensucessfullydonethroughcontinuousstudyandpractice,theexperienceofwhichhasprovidedthesimilarproj

3、ectwithreferenceandguidance.关键词：海底隧洞；盾构；施工Keywords：under-seatunnel；shield；construction一、绪论1.1国内水底隧道施工现状国内已成功地建设了多条水底盾构隧道，如武汉长江隧道、南水北调工程穿黄隧道、广深港客运专线狮子洋隧道等，但还未有海底施工的先例，且在水底的连续掘进距离都未超过4000Km，台山核电站1#、2#机组取水隧洞是国内首条穿越海底的盾构工程，下面介绍本工程的关键施工技术。1.2工程概况图1-1工程范围平面图隧洞穿越陆域腰古咀至

4、大襟岛之间的海域，平面轴线均为直线,北西～南东向展布，为两条平行输水隧洞，隧洞中心间距29.2m，隧洞起讫里程为DK0+030～DK4+360.6，建筑长度4330.6m/条。隧洞起点里程DK0+030至DK+123.2为40.4‰，DK+123.2～DK1+754为8‰的下坡，DK1+754至隧洞终点里程DK4+360.6为2‰的下坡，竖曲线半径5000m，最大埋深约55.75m。隧洞连接陆域侧和大襟岛侧取水构筑物（含工作井），取水构筑物采用明挖法施工，隧洞两侧部分岩石段采用钻爆法施工，中间部分采用盾构法施工，见图1

5、-1。隧洞内径φ7.3m,外径φ8.7m，采用盾构管片和二次衬砌复合支护结构。其中盾构管片厚度0.4m，作为隧洞的主体结构，二次衬砌厚度0.3m。1.3工程地质本工程钻爆法施工穿越地层为强、中等风化花岗岩，围岩属弱透水岩体。盾构段隧道施工穿越粘土、砂岩、中、强风化花岗岩，地层比例分析如饼图1-2、1-3所示：图1-21#隧洞地层比例分析图1-32#隧洞地层比例分析1.1总体施工工序盾构到达前，先施工陆域侧和大襟岛侧取水构筑物，盾构施工先从陆域侧开始掘进1#隧洞，到达大襟岛侧后，盾构机解体、吊出，通过海上运回陆域侧盾构井

6、，同时开始1#隧洞的二衬施工。盾构重新检修后组装，然后开始掘进2#隧洞，到达大襟岛侧后解体吊出退场，再施工2#隧洞二次衬砌。一、施工风险分析本工程是国内首条长距离大断面海底盾构隧洞，加之地质情况复杂，所以施工风险很大，主要的几个风险因素如下：1.地质勘查不准确：在海底地质钻探的准确性和可靠性较小，基于地质资料确定的盾构选型和配套措施有可能对地层的不适应，进场后的局部地质补充勘查已揭示了实际地质情况与设计地质勘查情况有诸多不符。2.盾构机穿越突起基岩和孤石群：根据多次各种手段的地质勘查，已查明始发段前300m需穿越陆地延

7、伸至海床的基岩、球状风化物（孤石群）和软硬不均地层，围岩抗压强度最高达到220Mpa，对刀具刀盘磨损极大，且有卡盾的风险。3.盾构机可靠性：盾构连续掘进距离长，隧洞地质条件非常复杂，盾构掘进穿越全石段、半岩半土段、全土段、半土半砂段及孤石群等，且全部在海底掘进，对盾构机的适应性和可靠性有很高的要求，一旦主要构件损坏，将造成不可逆转的损失。4.带压进仓：根据地层情况，掘进过程中需要多次带压进仓更换刀具和处理块石，这也无形中增大了人身安全风险。二、盾构机选型长距离的海底掘进和复杂多变的地层条件，要求盾构机各部件具有高度可靠

8、性能和连续稳定运行能力，掘进硬岩和软土层的刀具能够互换、混装、刀具具有良好的破岩能力和耐磨损性能、密封需性能高寿命长等，经过多次的专家论证和盾构机厂家的协商，本工程采用了9.03m海瑞克泥水平衡盾构，主要的盾构机参数见表3-1。表3-1盾构机主要技术参数表主部件细目部件参数综述类型混合式盾构机总长度79m总重量1300吨最小转弯半