海底隧道技术讲义课件

越海隧道的矿山法修筑技术

——厦门东通道海底隧道修建技术

中的几个问题

海底隧道特点与陆域隧道比：海水是无限的，而且纵断面是凹形的；·海水是有侵蚀性的。海底隧道设计、施工2点要求在施工期间如何确保海水不侵入；如何抗御海水对结构物腐蚀的影响。

计划通过对马海峡的总距离超过250km的日韩隧道正处于前期研究阶段，为了勘察地质状况已经修筑了一座勘探斜井。该隧道的主要地质问题是要通过一段埋深较大（埋深约1000m）的未固结层，在纵断面上，通过该区域时，隧道顶至少要保留100m的距离，以侧安全。例一日韩隧道例二英法海峡隧道在纵断面设计上，英法海峡隧道的设计构思是把两座直径7.3m的隧道连同中央一座服务隧道穿过白垩质泥灰岩。简单的说，海峡地质是由一些白垩层覆盖在泥灰质粘土上面。白垩质泥灰岩为中等强度、均质和有些塑性的地层，它实际上是不透水的岩层，对隧道开挖十分有利。因此，在决定隧道纵坡时，基本上是沿着这层地层变化的。措施二根据地质条件合理确定最小顶板厚度。日本决定青函隧道的埋深时，曾参考矿山保安规则禁止在海底开采地点的规定，即：①海底下的第四纪层在30m以上时，第三纪层的厚度不满10m的地点；②海底下的第四纪层不满5m时，第三纪层厚度不满60m的地点；③从海底的炭层露头沿该炭层不满100m的地点。青函隧道主要通过第三纪层的沉积岩，线路上没有第四纪层沉积，因此原则上可以采用②的规定，埋深要求在60m以上。另外考虑沉积岩地风化深度30m，故决定埋深100m。例一青函隧道海底隧道的最大水深与埋深的关系

隧道名称最大水深(h)最大埋深（H）比值（H/h）地质条件青函隧道140m100m0.71第三纪沉积岩丹麦海峡隧道60m66m1.1

挪威海峡隧道40m40m1.0片麻岩、千枚岩北岬隧道212

云母片岩、砂岩关门隧道22m20m0.91

舞鹤隧道14m26m

花岗岩厦门东通道20m30～40m1.5～2.0花岗岩措施四加强排水设计由于主隧道的纵断面是凹形的。通畅的排水设计是异常重要的；隧道的排水设计应充分利用服务坑道的有利条件；竖井是集中排水的咽喉；必须设置有充分排水能力的排水设备。青函隧道的压注，实际上是一边压注一边测定钻孔的涌水量，当涌水量达到预计要求时，就停止了压注。因此，青函隧道的止水，是不完全的。目前青函隧道洞内的涌水量约在25m3/min。共设3个排水基地，包括备用在内共设置了12台水泵。每台水泵的排水能力为9~12m3/min。因此，隧道究竟容许多大的涌水量，也是一个需要解决的问题。措施五综合利用服务坑道厦门东通道既然考虑设置服务隧道，就必须在设计上利用服务隧道，充分发挥服务隧道的功能。即：服务隧道应具有排水、通风排烟、避难、火灾救援、对外通道等功能；目前的服务坑道设计是不完善的，应进一步研究。另外隧道本体是混凝土，在海水条件下劣化会显著发展。因此防治混凝土盐害是非常重要的课题。海水对钢筋的腐蚀是很难避免的。如何避免，例如英法海峡隧道就是采用素混凝土衬砌。青函隧道自多数情况下也是采用素混凝土。就是采用素混凝土衬砌也要对混凝土地抗腐蚀性能进行验算和设计。日本青函隧道在施工中对影响耐海水性的影响因素进行了一系列的研究。特别是对评价耐海水性的指标（抗压强度、抗拉强度、动弹性系数、水密性及炭化深度），材龄按28天、1年、2年、3年、5年进行了耐海水性试验。其中不同水泥和水灰比的混凝土抗压强度的试验结果示于表3。表3混凝土抗压强度水泥种类水灰比（％）抗压强度（kgf/cm2）强度比水中海中海中/水中5年强度/3年强度28天1年3年5年1年3年5年1年3年5年NC454064694874774604764480.980.980.940.94553193833913873563673400.930.940.880.93SRC454325145505555245605541.021.021.000.99553253874264183944283841.021.000.920.90SRSC454035765956205595966200.971.001.001.0455338504548