海底隧道不同防排水条件下衬砌结构开裂情况研究

海底隧道不同围岩级别所采用的防排水方式不同。Ⅰ、Ⅱ级围岩采用限量排导的防排水方案,Ⅳ、Ⅴ级较差围岩地段衬砌结构采用全封闭防排水方案。基于扩展有限元法,以厦门海底隧道为例,针对海底隧道不同防排水条件下的衬砌结构开裂情况进行研究,为今后其他高水压水下隧道设计和海底隧道的病害原因分析提供一定的参考价值。研究表明:采用堵水限排的条件下Ⅱ级围岩的衬砌结构未发生衬砌结构开裂,结构设计合理;而采用全封闭防排水结构的V级围岩的衬砌结构在低水压条件下拱脚外侧发生纵向开裂,而在高水压条件下衬砌拱脚会同时出现纵向裂缝和压溃破坏。鉴于目前隧道结构开裂主要以环向裂缝为主,且主要集中于拱墙以上部位,所以高水压并不是厦门海底隧道衬砌开裂的主要原因。     

甬舟铁路金塘海底隧道矿山法段地下水限排标准研究

为对甬舟铁路金塘海底隧道矿山法段地下水限排标准进行研究，考虑海底隧道“V”形反坡排水需要采用机械强制抽排，隧道排放标准合理选择对海底隧道后期运营成本有重大影响，对已建成的7座矿山法海底隧道防排水模式进行调研。根据二次衬砌是否承受水压来进行划分，可分为3种，即完全封堵型隧道、局部排水型隧道和全排水型隧道，并考虑国内海底矿山法隧道(厦门翔安海底隧道、胶州湾海底隧道)的防排水设计相关经验，揭示甬舟铁路海底隧道矿山法段的防排水模式；分析已建成的7座海底矿山法隧道陆域段限排标准及甬舟铁路海底隧道陆域段各区域限排标准数据，计算出保证甬舟铁路海底隧道矿山法段的总体水平与挪威埃林索伊一隧道的总排放量接近的最大排放量。最终结合依托工程矿山法隧道段的水文地质特点，提出甬舟铁路海底隧道矿山法段的防排水模式。研究结论：(1)建议甬舟铁路海底隧道矿山法段采用排导(限排或全排)模式；(2)基于统计分析与工程类比，建议甬舟铁路海底隧道矿山法段最大排放量为0.43m³/(m·d)。     

钢板桩在厦门海底隧道竖井围护施工中的应用

厦门海底隧道右线通风竖井处于浅海域,上层为淤泥混砂及粗砂层,下为全强风化花岗岩。在该地层开挖前采用环形钢板桩穿透砂层,嵌入全风化岩层中,起防渗水防涌砂作用。介绍钢板桩在厦门海底隧道竖井围护施工中的具体应用。     

大断面浅埋暗挖隧道CRD法施工安全性分析

结合数值模拟和现场监控量测分析,对厦门翔安海底隧道陆域段软弱地层大断面浅埋暗挖CRD法施工的初期支护安全性进行了研究,分析评价了各开挖部施工对初期支护安全性的影响.结果表明,CRD法施工初期支护最为薄弱的是中隔墙上部与初期支护拱顶交接的部位.研究结果为厦门翔安海底隧道信息化施工和现场控制提供了依据,也为今后类似工程提供借鉴.     

海底隧道涌水量的预测及其应用

海底隧道深埋于海水以下，处于高水压富水区，涌水是海底隧道的最大威胁。涌水量预测是海底隧道防排水设计和施工措施制定的依据。采用理论分析方法，推导了均质围岩中海底隧道注浆圈外表面、衬砌外水压力及涌水量的理论解析公式，并分析了涌水量与各量值之间的关系。通过对地下水渗流场数学模型研究，采用等效连续介质模型用数值方法分析了隧道渗流场的分布，计算出海底隧道的每延米涌水量，并与理论解析解进行了对比分析。结果表明：海底隧道的涌水量不仅与围岩和注浆圈的渗透系数的比值关系密切，而且还与隧道的半径、远场水压力、注浆圈的半径有关；数值计算所得结果与理论解析公式计算得到的涌水量基本一致；为了确保海底隧道施工及运营的安全，应采取“以堵为主，限量排放”的治水方案。     

海底隧道全断面注浆渗流场分析

围岩的注浆效果直接影响到海底隧道的施工安全。采用数值计算方法对固定水头的海底隧道在不同注浆圈厚度、注浆圈渗透系数以及排水方式下,隧道的涌水量和衬砌外水压力进行计算与分析。并将数值模拟的结果与轴对称解析解结果进行对比,结果表明:(1)不同的隧道防排水方式对衬砌外压有着明显的影响;(2)注浆圈的径向加固范围对隧道涌水量和衬砌外水压力产生一定的影响,但其效果并不明显;(3)注浆圈的渗透系数对隧道的涌水量和衬砌的外水压力有较大影响。     

厦门海底隧道快速施工研究

通过对厦门海底隧道A2标段目前已施工段施工速度的分析,对地质情况、施工方法的选择、机械设备配套等方面的分析,目的是总结出在海底隧道施工中应着重解决的一些主要矛盾与问题,可为日后类似工程的快速施工提供借鉴。经分析得出遇到像厦门海底隧道这种总体上处于不良地质段的隧道施工应该以超前地质预报为基础,根据实际情况选用适宜工法(CRD或者双侧壁导坑),根据工法配置相应设备和专业人员是取得成功的关键,其中注浆是应对不良地质体的核心技术。辅助坑道在陆域段施工速度较慢时可考虑采用,一旦确定采用,越快越有利,越早越好。     

复杂条件下海底隧道全断面帷幕注浆技术研究

厦门翔安海底隧道是我国大陆地区第一座海底隧道。隧道所处地段地质条件复杂,海域地段存在多处风化深槽,岩体主要为全强风化花岗岩,岩体强度低、自稳能力差,安全穿越风化槽是隧道施工的难点。结合实际施工情况对全断面帷幕注浆技术进行阐述。     

我国大陆首座大断面海底隧道开工建设

9月1日，由中铁十八局、二十二局、一局、隧道局集团等单位承建的厦门翱安海底隧道开工建设。这一工程填补了我国大陆大断面海底隧道施工领域的空白。     

超前地质预报技术在海底隧道施工中的应用

研究目的：厦门翔安海底隧道是我国大陆地区第一座海底隧道，是我国隧道建设史上的一个里程碑，隧道所处地质条件复杂。本文总结多种超前地质预报技术在海底隧道施工中的应用，为制定相应的施工方案、加快施工进度、确保施工安全提供重要依据。研究方法：结合厦门翔安海底隧道A3标施工过程中采用的多种超前地质预报技术，阐述不同地质条件下超前地质预报手段和方法的优选原则。研究结果：施工中遵循“岩变我变”的原则做好超前地质预报工作，准确地查清了地质情况。研究结论：采用TSP202超前地质预报仪、超前钻孔、红外探水、地质素描等多种超前地质预报技术长短距离相结合进行综合超前地质预报，可以比较准确地探明掌子面前方100m范围内砂层分布、含水情况以及掌子面前方15～30m范围内地下水分布情况。