海底隧道施工工艺工法

1、IIV、V级围岩岩。针对不同的的地质情情况，喷喷射混凝凝土强度度等级一一般在C20、C25、C30之间，有有些地方方施工纤纤维混凝凝土；钢钢筋网一一般采用用6、8mmm单层或双双层钢筋筋网；锚锚杆一般般采用螺螺纹钢锚锚杆、中中空注浆浆锚杆、自自进式锚锚杆等，根根据不同同的围岩岩情况选选择锚杆杆间距和和大小。对对于工字字钢拱架架和格栅栅拱架，工工字钢拱拱架应用用范围较较广，但但是工字字钢拱架架存在着着与喷射射混凝土土连接整整体性不不好和工工字钢拱拱架背后后不易喷喷射密实实的问题题。格栅栅拱架和和喷射混混凝土连连接好且且容易喷喷射密实实，后期期的整体体受力情情况，格格栅拱架架高于工工字钢拱拱架。格

2、格栅拱架架刚度不不及工字字钢拱架架，不建建议在CRD法、双双侧壁导导坑法临临时支护护部分上上使用格格栅拱架架，且后后期拆除除难度比比工字钢钢拱架大大，不利利于回收收。 对于喷射混混凝土施施工，隧隧道开挖挖后应及及时初喷喷，以减减小围岩岩的松动动圈，有有利于控控制下沉沉和施工工安全，初初喷厚度度不小于于6cmm，遇到到渗水量量较大的的部位可可以在初初喷前先先挂设柔柔性金属属扩张网网，然后后进行初初喷，并并在基面面预埋导导流管。初喷完毕后后立即进进行工字字钢拱架架(钢格栅)的安装装，安装装时要严严格控制制垂直度度和法线线，要确确保各部部工字钢钢拱架封封闭成环环后在同同一个铅铅垂面上上，确保保整体受

3、受力。为为防止支支护结构构的沉降降和收敛敛变形，可可在钢拱拱架落地地脚板处处安设方方木或槽槽钢做扩扩大基础础（大拱拱脚），并并在每个个落地脚脚板位置置打设2根锁脚脚（小导导管、锚锚杆)，锁脚脚是控制制下沉的的有利措措施，锁锁脚必须须和钢拱拱架焊接接牢固。钢拱架安装装完毕后后挂设钢钢筋网，进进行喷射射混凝土土施工。 6.2.55监控量量测隧道监控量量测是隧隧道信息息化施工工的重要要依据之之一，是是风险预预警的一一项显性性指标，通通过对监监控量测测数据分分析，可可以反映映出隧道道支护结结构的可可靠程度度，是隧隧道施工工的第三三只眼，对对于海底底隧道这这种高风风险隧道道，监控控量测显显得尤为为重要，

4、必必须将监监控纳入入正常的的施工工工序进行行管理，成成立专门门的量测测小组负负责隧道道日常的的监控量量测工作作，并对对日常采采集的数数据及时时整理分分析，及及时反馈馈，根据据监控量量测数据据及时修修正施工工工艺、参参数，指指导现场场施工，为为动态设设计提供供可靠的的依据。建建立监控控量测风风险预警警机制，预预测沉降降收敛变变形可能能引起的的后果，并并制定针针对性的的措施，以以确保施施工安全全。对于海底隧隧道，应应采取地地表沉降降观测（陆陆域、浅浅滩段）和和洞内位位移观测测相结合合的监控控量测手手段进行行联合监监测，通通过地表表沉降观观测和洞洞内位移移观测，找找出其中中的相关关性，用用以指导导海

5、域段段施工，即即在海域域段隧道道施工过过程中洞洞内位移移值达到到多大可可能对海海床产生生影响，为为确定海海域段隧隧道的最最大变形形量提供供理论依依据。洞内洞内监控量测测地表沉降观测测图4 监监控量测测剪影6.2.66防排水水水是隧道施施工“万恶之之源”，对于于海底隧隧道水的的治理问问题显得得尤为突突出，海海底隧道道采用防防、排、堵堵、截相相结合的的综合治治水处理理措施，采采用“以堵为为主、限限量排放放”的治水水原则进进行处理理。海底底隧道防防排水施施工主要要有以下下几种情情况：1对渗涌水水量较大大的围岩岩地段，通通过超前前预注浆浆进行堵堵水，如如地下连连续墙、全全（半）断断面帷幕幕注浆堵堵水、

6、超超前TSS小导管管注浆堵堵水等。2初期支护护喷射混混凝土采采用抗渗渗等级S8防水混混凝土进进行堵水水。3在初期支支护施工工完毕后后，进行行补偿注注浆施工工，即在在初期支支护和围围岩之间间进行注注浆堵水水，要求求注浆完完毕后初初期支护护无明显显滴水。4采用防水水板进行行防水，防防水板一一般采用用PVC、EVA防水板板。防水水板防水水引入了了分区防防水理念念，以每每一组二二次衬砌砌作为一一个防水水分区，确确保因防防水板局局部破损损不会导导致整个个二次衬衬砌出现现背后积积水。5二次衬砌砌采用高高性能、耐耐腐蚀混混凝土，抗抗渗等级级为S12。6施工缝、沉沉降缝采采用止水水条、止止水带、水水泥基结结晶

7、、P2001胶等堵堵水。7对于初期期支护与与防水板板之间的的少量积积水，通通过纵横横向排水水管排导导入排水水边沟。6.2.77二次衬衬砌海底隧道二二次衬砌砌施工同同山岭隧隧道施工工基本相相同，采采用大型型模板台台车和输输送泵进进行施工工，其不不同之处处在与二二次衬砌砌混凝土土本身的的抗渗、耐耐腐蚀性性能。海海底隧道道施工，由由于隧道道大部分分处于水水域之下下，且周周边环境境地下水水水质基基本与海海水相同同，为了了防止钢钢筋和混混凝土的的腐蚀，对对二次衬衬砌混凝凝土采用用了高性性能耐腐腐蚀混凝凝土，抗抗渗等级级S12，具体体配合比比见下表表：表1 高高性能耐耐腐蚀混混凝土配配合比参参考表水泥水砂

8、碎石粉煤灰矿渣粉减水剂速凝剂坍落度明洞衬砌CC30配合比比257kgg164kgg696kgg1043kkg70kg140kgg3.74kkg210仰拱衬砌CC45配合比比245kgg151kgg668kgg1088kkg75kg150kgg3.29kkg150二次衬砌CC45配合比比254 kkg155 kkg713 kkg1020 kg78 kgg156 kkg3.91 kg210原材料情况况P.442.55饮用水中粗525mmm级S95磨细细X414无碱/二次衬砌施施工过程程中应严严格控制制混凝土土原材料料的施工工质量，原原材料是是混凝土土施工质质量好坏坏的前提提。严格格执行配配合比，拌

9、拌合采用用强制式式搅拌机机，电子子计量系系统，要要求各种种计量器器具应保保持准确确。加强强混凝土土运输过过程的管管理，防防止混凝凝土提前前凝结。混混凝土入入模前对对混凝土土提取试试件，并并进行坍坍落度试试验和温温度检查查，塌落落度为2000200mm，混混凝土入入模温度度控制在在环境温温度22以下。由于温度和和应力的的峰值均均出现在在早龄期期(3天以前),此时，混混凝土的的抗拉强强度小且且不稳定定，是产产生裂缝缝的危险险期，稍稍有疏忽忽大意即即可导致致裂缝的的发生。所所以，应应特别重重视早龄龄期的温温度控制制，早期期温度控控制对混混凝土耐耐久性将将产生较较大的影影响。钢筋混凝土土施工过过程中混

10、混凝土保保护层的的控制是是混凝土土耐腐蚀蚀的重要要影响因因素，在在施工过过程中应应引起高高度重视视，必须须严格施施工工艺艺标准和和施工过过程质量量控制，认认真落实实每个具具体的措措施，才才能使混混凝土施施工质量量缺陷降降到最低低。图5 混混凝土施施工温度度控制7劳动力组组织对于海底隧隧道选用用不同的的设备，不不同的施施工工艺艺，其劳劳动力安安排相差差较大，在在此只对对常规情情况下的的劳动力力安排做做个参考考建议。表2 劳劳动力组组织（单单工作面面）序号工作项目作业内容人数1超前预报地质工程师师1地质预报员员12钻孔注浆钻机司机3注浆机司机机3孔口管加工工安装2搅拌机上料料、开机机63开挖开挖工

11、25自卸车司机机12挖机、装载载机司机机6爆破工3空压机司机机44初期支护钢架、锚杆杆、钢筋筋下料2制作钢架4洞内安装6混凝土喷射射手2运料、搅拌拌机上料料、开机机85二次衬砌模板台车走走行、就就位4搅拌站6混凝土浇筑筑6混凝土灌车车、泵车车司机86量测及测量量技术员1测量工27管理及其他他队长1技术负责人人1专职安全员员3试验员2电工3修理工3合计1288主要机具具设备对于海底隧隧道选用用不同的的设备，不不同的施施工工艺艺，其主主要机具具设备安安排相差差较大，在在此只对对常规情情况下的的机具设设备安排排做参考考建议。表3 主主要机具具设备序号作业名称规格型号单位数量备注1超前地质预预报红外探

12、水仪仪台1探水地质雷达SIR-330000套1短距离物探探TSP预报报系统TSP-2203套1长距离物探探深孔钻机ZDY19900SS台1中长距离钻钻探、取取芯风钻YT-288台10超长炮孔2施工通风照明轴流式通风风机110kww台4通风射流风机37kw台6通风低压变压器器36v,220Kww台2掌子面照明明3钻孔注浆深孔钻机CasaggranndeCC6台1钻孔深孔钻机KLEMMM8066台1钻孔注浆泵GZB-YYS台1注浆注浆泵2510-VA-00台1注浆高压空压机机LGCY-18/17台1高压供风高压空压机机HXP9000台1高压供风叶片式搅拌拌机台1制浆4开 挖多功能平台台架台1开挖平

13、台风钻YT-288台40钻孔自卸车15T台6出碴挖掘机PC2200台2装碴装载机WA3800台2装碴电动空压机机20m3/minn台5中低风压供供风5初期支护钢筋切断机机GQ40-F台1钢筋(型钢钢)加工钢筋弯曲机机GW40-1台1电焊机BX-3000台4钢筋冷弯机机台1台式钻床240255台2混凝土喷射射机TK-5000台4初期支护混凝土搅拌拌机JS5000台26二次衬砌整体钢模台台车9m/台套2二次衬砌混混凝土施施工混凝土泵HBT-660A套2混凝土罐车车EQ1400台6捣固机ZN35,ZN550台10搅拌站50m3/minn ,JJS7550台27量测及测量量仪器全站仪TPS12200台

14、2方向控制精密水准仪仪DP30000台1下沉值测量量水准仪NL24AA台2标高控制收敛计JSS300A台1收敛值锚杆拉拔仪仪BL-1550B台1锚杆拉拔9质量控制制9.1易出出现的质质量问题题9.1.11 地质预预报情况探测测不清楚楚，对存存在疑问问的地质质情况报报侥幸心心理，盲盲目施工工。9.1.22监控量量测结果果不能指指导现场场施工。9.1.33未对于超超前支护护效果的的检查评评估，盲盲目施工工。9.1.44开挖过过程对周周边围岩岩破坏较较大。9.1.55初期支支护施工工不及时时性，未未能使支支护结尽尽快构封封闭成环环。9.1.66防排水水施工初初期支护护背后注注浆堵水水不重视视，导致致

15、层层设设防、层层层漏的的结果。9.1.77二次衬衬砌混凝凝土施工工温度控控制不严严，导致致混凝土土出现温温度裂缝缝，影响响混凝土土的防腐腐性和耐耐久性。9.2保证证措施9.2.11 对于海海底隧道道，地质质探测受受到很多多客观原原因的限限制，加加之各个个地质预预报手段段均存在在一定的的缺陷，所所以海底底隧道地地质预报报必须采采用综合合超前地地质预报报手段，且且综合超超前地质质预报必必须坚持持有疑必必探的原原则，对对地质情情况有疑疑问不得得盲目进进行施工工。对隧隧道顶板板厚度的的探测也也显得尤尤为重要要，应引引起高度度重视。9.2.22监控量量测必须须建立风风险预警警机制，纳纳入正常常工序管管理

16、，做做到及时时量测、及及时反馈馈、及时时修正，指指导施工工。9.2.33海底隧隧道施工工必须设设定严格格的标准准和程序序对超前支支护效果果进行检检查评估估，达标标后方可可进行开开挖作业业。9.2.44海底隧隧道开挖挖的方法法较多，但但各种开开挖方法法均必须须确保对对周边围围岩最大大程度的的保护，并并且将该该理念贯贯穿开挖挖施工全全过程。9.2.55初期支支护施工工应注意意及时性性，尽快快使支护护结构封封闭成环环，严格格控制施施工部距距，控制制仰拱及及二次衬衬砌施做做时间。9.2.66防排水水施工应应做到最最大范围围的堵水水，对施施工过程程中的堵堵水应引引起高度度重视，对对每个防防水层设设定一定

17、定的检验验标准并并严格控控制，以以降低施施工风险险，减少少后期运运营排水水费用。9.2.77二次衬衬砌混凝凝土施工工应做到到内实外外美，对对高性能能耐腐蚀蚀防水混混凝土施施工温度度控制是是比较关关键的，施施工温度度的偏差差对混凝凝土性能能的影响响相对较较大，应应引起重重视。10安全措措施10.1主主要安全全风险分分析海底隧道施施工主要要安全风风险为坍坍塌、突突水、涌涌泥、涌涌沙、台台风、暴暴雨等，在在施工过过程中应应建立健健全风险险预警机机制，建建立应急急救援与与演练机机制，增增强系统统风险防防范。10.2保保证措施施10.2.1始终终贯彻“安全高高于一切切、质量量重于生生命、责责任重于于泰山

18、、防防患胜于于补救”的原则则进行安安全管理理, 坚持安安全交底底制度和和安全学学习制度度，提高高全员安安全意识识。10.2.2针对对施工过过程中可可能出现现的坍塌塌、突水水、涌泥泥、涌沙沙等灾难难性事故故，在施施工前编编制应急急救援预预案，成成立应急急救援组组织机构构，明确确相关负负责人的的工作职职责。应应急救援援组织机机构设置置包括：救援抢抢险组、技技术支持持组、通通讯联络络组、医医疗救护护组、后后勤保障障组、安安全保卫卫组、事事故调查查组、善善后处理理组，并并设组长长和副组组长。应应急救援援小组在在本单位位应急领领导小组组的直接接领导下下实施应应急救援援工作。应应急救援援组织机机构对外外联

19、系业业主、兄兄弟单位位、政府府相关部部门、医医院、消消防等，内内部联系系企业上上级单位位和操作作班组。10.2.3施工工现场配配备足够够的应急急救援物物资，定定期开展展应急救救援演练练，并针针对演练练中出现现不不足足及时进进行修订订完善。10.2.4完善善通信系系统、门门禁系统统、监控控系统、报报警系统统、救援援逃生系系统。10.2.5按照照工种,建立、完完善各项项作业标标准和操操作规程程，据以以指导施施工作业业。10.2.6坚持持执行持持证上岗岗制度。11环保措措施11.1建建立健全全环保保保证体系系，成立立专门的的环境保保护组织织机构，由由项目经经理担任任组长，全全面负责责环保工工作的检检

20、查、指指导及环环保措施施的制定定落实。施施工期间间加强环环境管理理，合理理安排施施工工序序，做到到文明施施工。11.2陆陆域施工工,临时施施工场地地选择与与布置，尽尽量使用用永久征征地，少少占绿地地面积，保保护好周周围环境境，减少少植被生生态破坏坏。施工工结束后后，及时时恢复绿绿化或整整理复耕耕。11.3海海域施工工,隧道内内施工废废水经抽抽排至沉沉淀池过过滤处理理达标后后排放，防防止高浊浊度污水水漫流或或直接流流入海中中；施工工混凝土土拌和，采采取防雨雨水冲刷刷措施，以以防雨季季施工或或台风暴暴雨时大大量混凝凝土、水水泥浆入入海而污污染海域域。沉淀淀池分级级设计，布布置在岸岸边低洼洼地，单单

21、个容量量估计110000m3。11.4采采用集中中拌合混混凝土，严严格控制制现场搅搅拌混凝凝土，减减少空气气、噪音音污染。11.5施施工现场场及道路路采取洒洒水防尘尘、夯实实或硬化化等办法法控制扬扬尘；土土石方、建建材运输输时，采采取设置置挡板、加加盖篱席席、降低低装载高高度等，避避免撒落落及因风风扬尘；料场尽尽量远距距居民区区设置（1500m）。11.6施施工噪声声敏感区区段,夜间时时段（22：0006：00）和午午间（12：0014：00），限限制高噪噪声机械械设备使使用, 车辆经经过居民民区限速速缓行。高高考期间间按照市市政府和和环保局局要求，做做好施工工噪声控控制。11.7相相对固定定

22、的施工工机械，如如空压机机、发电电机等，利利用有隔隔音板的的房屋，并并尽可能能远离声声敏感目目标布置置。11.8施施工建筑筑垃圾,尽量作作为填充充材料进进行回收收利用，不不得随意意堆存或或丢弃，不不能回收收一般废废物送垃垃圾场统统一处置置。11.9施施工生活活垃圾应应及时分分类收集集，回收收利用或或送垃圾圾场处理理。11.100施工营营地均配配备临时时生活污污水处理理设施，对对生活污污水进行行处理后后再排放放，避免免直接进进入周围围池塘或或海域。11.111隧道弃弃渣弃于于设计指指定的地地点，弃弃碴应避避免堵塞塞河道、改改变水流流方向和和抬高水水位而淹淹没或冲冲毁农田田、房屋屋。用地地四周应应

23、根据地地势和周周围环境境情况,做好围围挡。11.122针对工工程会出出现的水水土流失失情况，制制定相应应水土保保持措施施，积极极落实。已已完弃碴碴场坡面面应及时时植草种种树绿化化，增加加植被覆覆盖率，减减少土壤壤被雨水水冲刷。12应用实实例12.1工工程简介介由中铁一局局集团第第五工程程有限公公司参建建的厦门门东通道道翔安隧隧道位于于厦门岛岛东北端端的湖里里区五通通码头与与翔安区区西滨下下店村之之间，隧隧道全长长6.0051kkm，线线路纵剖剖面呈V形，穿穿越陆域域、浅滩滩带及海海域三种种地貌，经经过基岩岩全强强风化带带、海底底F2强风化化基岩深深槽和F3风化囊囊三种地地质条件件，跨越越海域总

24、总长4.4599km，隧隧道轴线线上海水水最深227m，分分段最大大涌水量量达6.2m33/d/m，是我我国第一一座大断断面的海海底隧道道。该隧道按照照高等级级公路设设计标准准，设计计为双向向三车道道隧道，并并在两隧隧道中间间修建一一服务隧隧道，使使用年限限按百年年设计，二二次衬砌砌采用C45高性能能防腐混混凝土，抗抗渗等级级S12，初期期支护采采用具有有抗海水水侵蚀的的喷射混混凝土，抗抗渗等级级S8，锚杆杆进行防防腐处理理。隧道道暗挖最最大断面面尺寸117.004m12.56mm（宽高），建建筑限界界净宽净高为13.555.0mm。隧道道施工采采用钻爆爆暗挖法法，涉及及采用CRD法、双双侧壁

25、导导坑法、上上下台阶阶法等多多种不同同工法修修建。中铁一局集集团第五五工程有有限公司司承建的的岸端隧隧道工程程长度229100m（其其中陆域域地段长长0.3390KKm，海海域地段段长2.5200Km），其其中V级软岩岩达14435mm占主隧隧道的49.3%，且主主隧道不不能利用用服务隧隧道施工工，因此此工期非非常紧张张。12.2施施工情况况本工程20005年8月开工工，20005年11月进洞洞，20110年4月建成成通车，共共历时56个月。隧道陆域浅浅埋段、浅浅滩砂层层段采用用CRD法施工工，海域域弱风化化地段采采用上下下台阶法法施工，海海域硬岩岩段采用用中导洞洞法施工工。海域域段施工工中，

26、为为保证安安全渡过过，采取取了洞内内真空降降水、高高压旋喷喷桩、地地表连续续墙及井井点降水水、洞内内TSS管注浆浆等施工工技术；风化槽槽施工采采取了综综合地质质预报手手段和超超前注浆浆加固措措施；竖竖井施工工，由于于地质情情况复杂杂，采取取了钢板板桩、钻钻孔桩等等围护措措施。12.3工工程结果果评价通过本工程程施工，取取得了一一系列成成果，其其先进性性主要表表现在以以下几个个方面：（1）陆域域浅埋段段CRD法施工工月开挖挖记录达达到755m，处处于国内内领先，连连续采用用CRD法开挖挖长达8897mm。（2）通过过对海底底隧道浅浅滩富水水砂层段段施工工工法研究究，经过过方案比比选，确确定了地地

27、表地下下连续墙墙+深井降降水方法法；经过过对超前前预支护护方案、技技术的研研究，确确定采用用TSS小导管管固结砂砂层、注注浆堵水水，在超超前支护护的保护护下采用用CRD方法进进行开挖挖；经过过对初期期支护方方案、技技术的研研究，从从而提高高围岩的的自承能能力，充充分发挥挥对围岩岩的加固固作用，组组成围岩岩支护体体系；经经过对周周边位移移、拱顶顶下沉量量测成果果进行分分析，确确定最佳佳预留变变形量及及最佳的的二次衬衬砌施作作时间；经过防防水技术术的研究究，采取取各种措措施使海海底隧道道二衬前前初支面面做到不不渗不漏漏，贯彻彻设计“以堵为为主，限限量排放放”的防水水排水理理念；通通过研究究海底隧隧道如何何顺利通通过浅滩滩富水砂砂层段的的施工方方案、方方法、施施工机具具和人员员组织，形形成了浅浅滩富水水砂层大大跨度海海底隧道道施工工工法，对对同类隧隧道的施施工将有有很重要要的指导导意义。（3）通过过对海底底隧道穿穿越风化化槽施工工技术研研究，采采用多种种方法综综合探测测前方地地质情况况，提高高了地质质预报的的准确性性，并根根据地质质预报结结果制定定相应的的施工方方案和措措施，提提前作好好施工准准备，实实施信息息化指导导施工，避避免隧道道施工中中易产生生的坍塌塌和涌水水