挪威海底隧道經(jīng)驗(yàn)_圖文

1、第24卷第23期巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)V ol.24 No.23 2005年12月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Dec.,2005挪威海底隧道經(jīng)驗(yàn)呂明1,GrØv E1,Nilsen B2,Melby K3(1. 挪威SINTEF集團(tuán)巖土力學(xué)研究所,特隆赫姆 7465;2. 挪威科技大學(xué),特隆赫姆 7491;3. 挪威公路管理局,奧斯陸 0033摘要:海底隧道深埋于海水以下,因而在勘探、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行方面都比陸地隧道更困難。挪威在近30 a來(lái)修建了40條海底隧道,積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),形成了被稱為“挪威海底隧道概念”的一

2、整套技術(shù)。規(guī)劃設(shè)計(jì)階段要采用各種可能方法進(jìn)行盡可能詳細(xì)的地質(zhì)勘探,尤其是海洋折射地震波探測(cè),以提供基巖表面深度、基巖地質(zhì)剖面等重要資料。影響隧道的穩(wěn)定主要為斷層和軟弱帶,因此,在地質(zhì)勘探中確認(rèn)斷層和軟弱帶是極為重要的。施工時(shí)需采用精心設(shè)計(jì)的方法,包括減少每輪爆破的進(jìn)尺及采用噴射混凝土拱肋、密集長(zhǎng)錨樁等。典型的挪威海底隧道襯砌由作為支護(hù)的噴錨結(jié)構(gòu)和自立的防水防凍的內(nèi)襯砌組成。挪威海底隧道的襯砌都按排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),而不承受外水壓力。滲水是海底隧道的最大威脅,施工期應(yīng)隨時(shí)了解掌子面前的地質(zhì)和水文地質(zhì)條件,超前探測(cè)孔和預(yù)灌漿是控制滲流的最佳方法,同時(shí)必須時(shí)刻準(zhǔn)備處理可能發(fā)生的緊急情況。最小巖石覆蓋厚度影

3、響隧道安全和造價(jià),必須慎重考慮,根據(jù)巖石條件、穩(wěn)定要求、滲水量充分論證,大部分挪威海底隧道的最小巖石覆蓋厚度都小于50 m。海水的腐蝕性給海底隧道帶來(lái)一系列的特殊問(wèn)題,須認(rèn)真對(duì)待。關(guān)鍵詞:隧道工程;海洋;地質(zhì);勘探;設(shè)計(jì)與施工;運(yùn)行中圖分類號(hào):U 45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):10006915(200523421907NORWEGIAN EXPERIENCE IN SUBSEA TUNNELLINGLU Ming1,GrØv E 1,Nilsen B2,Melby K3(1. SINTEF Rock and Soil Mechanics,Trondheim7465,Norway;2

4、. Norwegian University of Science and Technology,Trondheim 7491,Norway;3. Norwegian Public Roads Administration,Oslo0033,NorwayAbstract:Subsea tunnels are located deeply under sea. Therefore,they are more difficult in geological investigation,design,construction and operation than land tunnels. In t

5、he last 30 years rich experiences have been gained in Norway from constructing 40 subsea tunnels and the“Norwegian subsea tunnelling concept”has formed. In the planning and design stage,careful pre-investigation is of critical importance. Extensive marine seismic refraction survey is the major metho

6、d for investigating bedrock profiles and detecting fault,weakness zones and depressions,which are the major threats to the tunnel stability. Directional core drilling from onshore passes geological structures and obtains rock cores,therefore,direct evaluation of the rock conditions can be provided.

7、Special rock support methods are needed in order to pass such weakness zones,including reduced blast rounds, bolt-enforced shotcrete rib and dense long spilling bolts. The lining of Norwegian subsea tunnels consists typically of sprayed concrete and rock bolts for support and free standing inner lin

8、ing for water/frost protection. The lining is designed as a drained structure,sustaining no external water pressure. Cast-in-place concrete is used only in extremely adverse geological conditions. All subsea tunnels in Norway are excavated by drill and blast method. Inflow of sea water is one of the

9、 critical issues for subsea tunnels since there is no natural exit for the inflow water,and therefore,it is essential to know the geological and hydrogeological conditions ahead of face. Probe drilling and pre-grouting technique are the best ways to detect the water inflow and reduce it to the accep

10、table level. Even so,equipments and measures have to be ever ready to meet the emergency situation. The minimum收稿日期:20050810;修回日期:20051020作者簡(jiǎn)介:呂明 (1944,男,博士,1967年畢業(yè)于清華大學(xué)水利水電工程系,現(xiàn)任挪威SINTEF集團(tuán)首席科學(xué)家、挪威科技大學(xué)教授,主要從事巖石力學(xué)方面的教學(xué)與研究工作。E-mail:ming.lusintef.no。 4220 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào) 2005年rock cover is an influential fac

11、tor to the tunnel stability as well as economy and should be evaluated carefully. A minimum rock cover of 23 m has been used,despite the Norwegian road tunnel standard requires more detailed geological investigation and special analysis if the minimum rock cover is less than 50 m. Problems related t

12、o in-leaking saline water,such as erosion of shotcrete and metallic parts,are special issues for subsea tunnels and need to be coped with seriously.Key words:tunnelling engineering;sea;geology;investigation;design and construction;operation1 引言近幾十年來(lái)海底隧道技術(shù)發(fā)展很快,著名的工程有連接英法的海峽隧道和日本的青函隧道。中國(guó)第一條海底隧道廈門翔安隧道已

13、于幾個(gè)月前開(kāi)工,青島黃島的灣口隧道正在積極籌建。正在規(guī)劃和論證中的還有很多,包括跨越瓊州海峽的海底隧道和連接大連和煙臺(tái)的海底隧道等1。在過(guò)去30 a里,挪威建成了40條海底隧道,其中24條是公路隧道,其他的主要是為近海石油工業(yè)服務(wù),包括管道峒、電纜峒。另外還有2條在建,十幾條在規(guī)劃。北歐其他國(guó)家的3條海底隧道也采用了挪威海底隧道技術(shù)。挪威海底隧道多建在前寒武紀(jì)的硬巖中,最典型的是花崗片麻巖,用鉆爆法開(kāi)挖。公路海底隧道主要為穿越峽彎,圖1給圖1 挪威部分海底公路隧道位置分布2 Fig.1 Location of Norwegian subsea road tunnels2 出了挪威部分公路海底隧

14、道的位置,表1列出了挪威部分海底隧道的主要參數(shù),表中A為斷面積,L為峒長(zhǎng),h為最小巖石覆蓋厚度,H為海平面以下的深度。第一條公路海底隧道是1981年建成的Vardø隧道,最長(zhǎng)的是Bømlafjord隧道,長(zhǎng)7.9 km,最深的是海平面以下264 m的Hitra隧道,最小巖石覆蓋厚度為23 m。公路海底隧道均為雙車道或三車道,斷面積分別約為50和70 m2,總長(zhǎng)近100 km。表1 挪威部分海底隧道主要數(shù)據(jù)3Table 1 Key data of some Norwegian subsea tunnels3隧道名稱完工年代A/m2巖石種類L/km h/m H / m Vard

15、ø 198153頁(yè)巖/砂巖 2.6 28 88 Ellingsøy 198768片麻巖 3.5 42 140 Kvalsund 198843片麻巖 1.6 23 56 Godøy 198952片麻巖 3.8 33 153 Nappstraumen1990 55片麻巖 1.8 27 60 Freifjord 199270片麻巖 5.2 30 100 Byfjorden 199270千枚巖 5.8 34 223 Hitra 199470片麻巖 5.6 38 264 North Cape 1999 50頁(yè)巖/砂巖 6.8 49 212 Oslofjord 200078片

16、麻巖7.2 32 130 Frøya 200052片麻巖 5.2 41 157 Bømlafjord 2000 78片麻巖7.9 35 260 Skatestraum 2002 52片麻巖 1.9 40 80 Eiksund 200771片麻巖7.8 50 287通過(guò)這些工程,挪威積累了大量經(jīng)驗(yàn),當(dāng)然也包括教訓(xùn),最終形成了被稱為“挪威海底隧道概念”的一整套技術(shù),其中包括勘探、設(shè)計(jì)、施工和管理,同時(shí)也培養(yǎng)了一大批經(jīng)驗(yàn)豐富、高水平的技術(shù)隊(duì)伍。本文將對(duì)挪威海底隧道技術(shù)作一簡(jiǎn)介,希望能對(duì)中國(guó)海底隧道建設(shè)有所幫助。2 海底隧道的主要特點(diǎn)圖2給出典型海底隧道的示意圖,與其他巖石已建隧道

17、在建隧道第24卷第23期呂明等. 挪威海底隧道經(jīng)驗(yàn) 4221 圖2 典型海底隧道示意圖4Fig.2 Sketch of a typical subsea tunnel4地下工程相比,海底隧道有如下主要特點(diǎn):(1 工程的大部分地區(qū)都深埋于水下,因此很難采用直接的地質(zhì)勘探方法。(2 雖然挪威海底隧道大部分建在硬巖中,由于穿越峽灣,經(jīng)常在峽灣底部的基巖中遇到斷層或軟弱帶,給施工帶來(lái)極大的困難。有的情況下,這些斷層或軟弱帶含有極為破碎的石塊和膨脹性粘土斷層泥。(3 地下水位就是海平面,遠(yuǎn)高于巖石地表,地下水壓力高,而海水的補(bǔ)給又是無(wú)窮的,導(dǎo)致滲流成為嚴(yán)重問(wèn)題。不僅如此,海底隧道的進(jìn)口和出口都向上傾斜,

18、滲水不能自然流出,必須采用人工辦法排水。(4 由于隧道建在海底,滲入的都是海水。海水中鹽的成分具有極強(qiáng)的腐蝕性,對(duì)隧道的安裝和支護(hù)結(jié)構(gòu)造成極大威脅。3 地質(zhì)勘探海底隧道的地質(zhì)勘探工作要比陸地隧道困難得多,費(fèi)用也大得多。在挪威,陸地隧道的地質(zhì)勘探費(fèi)用約占總施工費(fèi)的1%,而海底隧道要占到5% 10%?？紤]到海底隧道工程的復(fù)雜性,通常要進(jìn)行深入的勘探工作?？碧焦ぷ鞯牡谝徊绞菑默F(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫(kù)中搜集區(qū)域地質(zhì)資料,再進(jìn)行岸邊的常規(guī)地質(zhì)描繪。在規(guī)劃階段可采用海洋聲發(fā)射測(cè)得海水深度、海底地形和松散材料覆蓋層。開(kāi)始時(shí)航船線路網(wǎng)格可以粗一些,隧道線路初步確定之后,應(yīng)沿選定的線路作細(xì)網(wǎng)格探測(cè)。在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段,則進(jìn)行折

19、射地震波探測(cè),以了解基巖的地質(zhì)情況,作出沿峒線的地質(zhì)剖面圖,重點(diǎn)部位還要作幾個(gè)橫剖面。探測(cè)的重點(diǎn)是基巖表面位置、軟弱帶、斷層、大的劈裂和沉陷4,5。在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段還應(yīng)進(jìn)行巖芯鉆孔,加以室內(nèi)巖石力學(xué)試驗(yàn),以便進(jìn)一步了解各巖層的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)和巖石力學(xué)特性。鉆孔可在岸邊或有關(guān)海域中的小島或礁石上進(jìn)行,通常為垂直孔或傾斜孔,必要時(shí)應(yīng)采用水平定向巖芯鉆孔。水平定向巖芯鉆孔從岸邊傾斜開(kāi)鉆,與水平線成25°45°,逐步轉(zhuǎn)成水平,孔線可沿所選定的峒線。若采用3 m鉆桿,轉(zhuǎn)彎度可達(dá)每10 m轉(zhuǎn)3°。這種鉆孔的優(yōu)點(diǎn)是可以穿過(guò)隧道可能遇到的大部分?jǐn)鄬雍蛙浫鯉?得到斷層和軟弱帶的詳

20、細(xì)資料。圖3是水平定向巖芯鉆孔示意圖。圖3 水平定向巖芯鉆孔示意圖Fig.3 Sketch of horizontal directional core drilling大多數(shù)情況下地質(zhì)勘探工作都能為規(guī)劃和設(shè)計(jì)提供足夠可靠的資料。例如,在Frøya隧道中,全面深入的前期地質(zhì)勘探發(fā)現(xiàn)了斷層、強(qiáng)滲透區(qū)和含有松散砂和膨脹土的軟弱帶,2個(gè)獨(dú)立的專家組對(duì)勘探資料進(jìn)行了分析論證,從而為設(shè)計(jì)施工提供了可靠保證。但在有些情況下,即使預(yù)先做了大量勘探工作,施工時(shí)還是遇到了預(yù)想不到的情況。例如, Oslofjord隧道的運(yùn)氣就不那么好,盡管都采用了折射地震波和定向巖芯鉆孔技術(shù),并發(fā)現(xiàn)了一條明顯的軟弱帶,

21、但是一個(gè)充填有第四紀(jì)土的大劈裂未能探測(cè)出。一個(gè)定向鉆孔就在該劈裂底部下面2 m 處通過(guò)。當(dāng)施工時(shí)隧道穿過(guò)該劈裂時(shí)發(fā)生大規(guī)模坍塌,最后不得不采用巖石冷凍技術(shù)通過(guò)3,4,6,見(jiàn)圖4。4 隧道選線隧道選線主要指的是垂直線路,垂直線路的主要問(wèn)題是最小巖石覆蓋厚度,這是海底隧道最重要的參數(shù)之一。巖石覆蓋太小會(huì)增加隧道喪失穩(wěn)定的可能性,并增加隧道漏水,支護(hù)、防滲和排水的費(fèi)用都要增加。加大巖石覆蓋意味著增強(qiáng)隧道埋深,海平面 4222 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào) 2005年 圖4 Oslofjord 隧道地質(zhì)勘探4Fig. 4 Geological investigation at the Oslofjord sub

22、sea tunnel 4增加隧道長(zhǎng)度,因而提高造價(jià)。關(guān)于海底隧道最小巖石覆蓋厚度,挪威公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定要大于50 m ;如果小于50 m ,則必須進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘探及特別分析,并報(bào)告國(guó)家公路管理局批準(zhǔn)。但是實(shí)際上,大部分挪威海底公路隧道的最小巖石覆蓋厚度都小于50 m ,最淺的只有23 m 。 最小巖石覆蓋厚度與巖石強(qiáng)度和基巖以上水深有關(guān),巖石強(qiáng)度高,基巖以上海水淺,巖石覆蓋厚度可以降低。此外,巖石覆蓋厚度還與灌漿壓力有關(guān),要保證預(yù)灌漿質(zhì)量,必須用足夠高的壓力,而高灌漿壓力則要求足夠的巖石覆蓋厚度。在挪威,海底隧道最小巖石覆蓋厚度通常用工程類比法,憑經(jīng)驗(yàn)確定?？紤]到輸入數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確性,很少

23、進(jìn)行理論分析和數(shù)值計(jì)算。隧道垂直線路的另一個(gè)問(wèn)題是兩端坡道的坡度。坡度過(guò)小將增加隧道長(zhǎng)度,導(dǎo)致造價(jià)提高,坡度過(guò)陡則可能增加交通事故隱患。挪威海底隧道的最大允許坡度由隧道交通量決定,通常為6% 8%,最大可達(dá)10%。據(jù)悉,中國(guó)公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定一般情況下最大坡度為3%7。圖5給出部分挪威海底隧道巖石覆蓋厚度與水下深度及巖石聲波速度的關(guān)系,圖中圓圈旁編號(hào)代圖5 挪威海底隧道最小巖石覆蓋Fig.5 Minimum rock cover of Norwegian subsea tunnels至基巖深度(h w + h s /mStorskjær單位:m第24卷 第23期 呂 明等. 挪威海

24、底隧道經(jīng)驗(yàn) 4223 表的隧道名稱示于表2。表2 圖5中圓圈旁編號(hào)代表的隧道 Table 2 Tunnels referred by the figures by the circles inFig. 5編號(hào) 隧道名稱編號(hào)隧道名稱編號(hào)名稱1 Vardø 6 Hvaler 12 Hitra Karmsund 7 Flekkerøy 13 Bjorøy 2 Ellingsøy 8 Nappstraumen 14 Nordkapp 3 Valderøy 9 Fannefjord 15 Frøya 4 Kvalsund 10Freifjord

25、16 Oslofjord5 Godøy 11 Byfjord 17 Bømlafjord5 滲水問(wèn)題水壓高,水源充足,又無(wú)天然出口,加上勘探工作不可避免的不確定性,使得海底隧道的滲水問(wèn)題遠(yuǎn)比陸地隧道嚴(yán)重得多,處理起來(lái)也困難得多。不可控制的突發(fā)涌水可能造成極為嚴(yán)重的后果,甚至威脅施工人員的人身安全。完全避免滲水是不可能的也是不必要的。主要的工作是降低滲水,達(dá)到可接受的水平。挪威海底隧道規(guī)范規(guī)定允許的滲流量為300 L/(km ·min。為保證隧道的干燥運(yùn)行條件,將安裝防水防護(hù)板,滲入隧道的水將在防護(hù)板內(nèi)與巖壁之間經(jīng)排水系統(tǒng)收集,導(dǎo)入集水池。集水池一般設(shè)在隧道的最低處

26、,其容積要能容下24 h 的滲水8,9。控制滲流的方法為預(yù)灌漿,而預(yù)灌漿的設(shè)計(jì)則依賴于超前探測(cè)孔,二者緊密相連缺一不可。超前探測(cè)孔通常為直徑4550 mm 的沖擊鉆孔,長(zhǎng)度30 m 左右,依爆破進(jìn)尺而定,最長(zhǎng)可達(dá)33 m ,每 45輪爆破鉆1次,相鄰2次探測(cè)孔最少搭接 8 m 。探測(cè)孔沿掌子面周邊布置,與峒軸線成一角度向外延伸,每一輪探測(cè)孔的數(shù)目依節(jié)理發(fā)育程度取為26。對(duì)探測(cè)孔的滲水進(jìn)行量測(cè),如果滲水量大于56 L/min ,則需要灌漿。預(yù)灌漿的功能是在隧道外圍形成一個(gè)不透水層,使隧道周邊的水壓力降到最小。灌漿孔沿整個(gè)隧道呈360°錐型分布,長(zhǎng)度1030 m ,搭接6 10 m 。灌

27、漿效果通過(guò)在監(jiān)控孔量測(cè)滲水量和地下水壓力來(lái)控制。圖6是采用探測(cè)孔和預(yù)灌漿方法控制滲水的示意圖。圖6 采用超前探測(cè)孔和預(yù)灌漿方法控制滲水Fig.6 Seepage control by probe drilling and pregrouting超前探測(cè)孔、灌漿孔和爆破孔的鉆孔都由同一臺(tái)液壓鉆車完成,挪威經(jīng)驗(yàn)表明,預(yù)灌漿是降低滲水的唯一可行的工程措施。當(dāng)大量滲水已經(jīng)發(fā)生時(shí)再灌漿,通常不會(huì)起到預(yù)期的效果。6 與海水有關(guān)的問(wèn)題滲入海底隧道的海水是咸水,有腐蝕性,這是海底隧道的特殊問(wèn)題。噴射混凝土對(duì)海水很敏感,滲入海水使噴射混凝土脫落,縮短噴射混凝土的壽命,尤其是當(dāng)噴射混凝土質(zhì)量不好時(shí),噴射混凝土和混

28、凝土內(nèi)的鋼筋也會(huì)受到腐蝕。海水還會(huì)腐蝕其他材料和安裝設(shè)備,例如水泵、排水管道、電器設(shè)備、電纜支架、及防水防凍設(shè)備等等,這些設(shè)備的更換周期就要縮短,從而增加運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用。不只是直接接觸海水的部件被腐蝕,海水引起的隧道內(nèi)的潮濕咸氣同樣有腐蝕作用。挪威公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定海底隧道內(nèi)的一些設(shè)備,如電纜支架等,應(yīng)采用不銹鋼,排水管在滿足壓力的條件下用塑料制成,錨桿須電鍍并涂以抗腐蝕材料,如環(huán)氧樹 脂5。另外,滲入海水引起海藻在峒底瀝青地面上滋生,使路面變滑,會(huì)增加交通事故。挪威在混凝土和噴射混凝土抗腐蝕方面做了很多研究,取得了很好的成果,但總的來(lái)說(shuō),這方面的研究還需加強(qiáng)。7 隧道開(kāi)挖和巖體支護(hù)所有挪威

29、海底隧道都用鉆爆法開(kāi)挖,鉆爆法經(jīng)濟(jì)靈活,適用于各種不同的巖石條件?？紤]到滲水問(wèn)題,不采用TBM 掘進(jìn)4。挪威海底隧道的穩(wěn)定問(wèn)題主要發(fā)生在含有粘土的斷層和軟弱帶中,并與滲水有聯(lián)系。例如,在Ellingsøy 隧道中,盡管連續(xù)進(jìn)行超前探孔鉆探,但由于含膨脹粘土的斷層和承水節(jié)理,峒臉發(fā)生坍 4224 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào) 2005 年 塌，一直延伸到峒頂以上 810 m，直至 24 h 以后 才停止，最后只好現(xiàn)澆 700 m3 混凝土堵塞，才得以 通過(guò)6。 海底隧道的襯砌都按排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即不承受 地下水的壓力。典型的挪威海底隧道襯砌由作為支 護(hù)的噴錨結(jié)構(gòu)和自立的為防水防凍的內(nèi)襯砌組成。 鋼

30、纖維加固的噴射混凝土是主要的永久巖石支護(hù)結(jié) 構(gòu)，噴射混凝土拱肋也有應(yīng)用，重型襯砌，如混凝 土，只在地質(zhì)條件復(fù)雜的特殊地段采用。廣泛采用 防腐蝕的錨桿，如 CT 錨桿。 在極為惡劣的巖石條件下，如斷層和破碎帶， 則需要采用精心設(shè)計(jì)的施工方法通過(guò)6，包括減少 每輪爆破的進(jìn)尺，由錨桿錨固的噴射混凝土拱肋， 以及密集的扇型分布的長(zhǎng)錨樁(spiling bolts，圖 7 是這種支護(hù)結(jié)構(gòu)的示意圖。 Fig.8 圖 8 挪威公路隧道分類5 Classification of Norwegian road tunnels5 表3 Table 3 有關(guān)指標(biāo) 頂拱和墻用綱纖維 噴混凝土和錨桿支 護(hù)，或用混凝土襯

31、 砌支護(hù) AADT (20 最大坡度/% 挪威公路隧道坡度 Allowable gradient for Norwegian road tunnels 雙向行車隧道 01 500 8 1 500 7 單向行車隧道 15 000 7 15 000 6 注：括號(hào)中 20 表示運(yùn)行 20 a。 圖7 Fig.7 斷層和軟弱帶峒段的巖石支護(hù)6 于初始投資的 1.0%1.5%，其中 25%是電費(fèi)。 8.3 交通與防火安全 挪威公路隧道規(guī)范對(duì)交通與防火安全有極為詳 細(xì)的規(guī)定，包括安全設(shè)備、交通控制、事故探測(cè)、 預(yù)警系統(tǒng)、防火設(shè)備、火災(zāi)處理、逃生方式、緊急 措施等。標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)荷載由運(yùn)行 10 a 后的年平均日

32、 通車量 AADT(10確定：當(dāng) ADDT(1010 000 時(shí)為 5 MW；當(dāng) ADDT(1010 000 時(shí)為 20 MW。 8.4 緊急情況處理 除了以上談到的超前探測(cè)孔、預(yù)灌漿、排水泵 之外，挪威公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范還要求海底隧道施工 時(shí)要有備用水泵、備用電源和備用排水管。當(dāng)開(kāi)挖 到海下段，防護(hù)設(shè)備必須時(shí)刻待命，一旦涌水發(fā)生 立即封堵掌子面。 8.5 通風(fēng)、照明 基本都采用縱向通風(fēng)，使用噴射式鼓風(fēng)機(jī)，根 據(jù)運(yùn)行 10 a 后的年平均日通車量 AADT(10設(shè)計(jì)。 單向行車隧道和雙向行車隧道的最大風(fēng)速分別為 Rock support in fault and weakness zone6 8

33、 其他問(wèn)題 除以上介紹的內(nèi)容外，海底隧道還有如下一些 特殊問(wèn)題，詳細(xì)論述可參閱文4，5。 8.1 挪威公路隧道分類 挪威公路隧道根據(jù)長(zhǎng)度和年平均日通車量分為 AF 這 6 類，見(jiàn)圖 8。此分類用于確定隧道的有關(guān) 指標(biāo)，包括車道數(shù)目、斷面寬度、坡道坡度、緊急 避難道、緊急備用電源、通風(fēng)照明通訊設(shè)備、防火 標(biāo)準(zhǔn)等。例如隧道最大坡度的規(guī)定如表 3 所示。 8.2 運(yùn)行與維護(hù) 海底隧道的運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用大大高于陸地隧 道，其原因包括排水、緊急備用電源、海藻排除、 通風(fēng)照明等。受到海水侵蝕，一些設(shè)備需要定期更 新，如水泵、排水管、電器設(shè)備、防水護(hù)板等。每 年的運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用大約為 65130 美元/m，相

34、當(dāng) 第 24 卷 第 23 期 呂 明等. 挪威海底隧道經(jīng)驗(yàn) 4225 10 和 7 m/s，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，風(fēng)速要降到 2.03.5 m/s。照明分為正常運(yùn)行時(shí)的照明和緊急情況下的 照明，白天和夜間的照明。照明設(shè)計(jì)要給司機(jī)提供 舒適安全的駕駛環(huán)境，以減少交通事故。 8.6 風(fēng)險(xiǎn)分析和風(fēng)險(xiǎn)管理 與其他巖石工程相比，海底隧道的風(fēng)險(xiǎn)是比較 大的。風(fēng)險(xiǎn)主要來(lái)自 2 個(gè)方面：地質(zhì)條件和施工表 現(xiàn)。在挪威地質(zhì)條件是由業(yè)主負(fù)責(zé)的，包括地震、 滲水、灌漿、巖石支護(hù)等。施工表現(xiàn)由承包商負(fù)責(zé)， 包括單位造價(jià)和工程質(zhì)量。挪威隧道合同的主要特 點(diǎn)之一是業(yè)主和承包商共同承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)，這一點(diǎn)對(duì)海 底隧道尤其重要，詳細(xì)介紹請(qǐng)見(jiàn)

35、參考文10。 2 (5 海水的腐蝕性給海底隧道帶來(lái)一系列的特 殊問(wèn)題，須認(rèn)真對(duì)待。 在各種不同類型的巖石工程中，海底隧道是比 較復(fù)雜的，風(fēng)險(xiǎn)也相對(duì)大些。但是，工程經(jīng)驗(yàn)已充 分證明，挪威的海底隧道技術(shù)是成熟的，可以在不 同的地質(zhì)條件下，安全、經(jīng)濟(jì)地建成海底隧道。 參考文獻(xiàn)(References： 1 王夢(mèng)恕. 蓬勃發(fā)展的中國(guó)水底隧道R. 北京：北京交通大學(xué)， 2005.(Wang Mengshu. Dynamic development of Chinese under-water tunnelingR. Beijing： Beijing Jiaotong University， 2005.(i

36、n Chinese Melby K. Norwegian subsea road tunnels from owners viewpointR. Beijing：Beijing Jiaotong University，2005. 3 Nilsen B. Concept of Norwegian subsea tunnellingR. Beijing： Beijing Jiaotong University，2005. 9 結(jié) 語(yǔ) 本文介紹了近 30 a 來(lái)挪威海底隧道建設(shè)的經(jīng) 驗(yàn)，包括勘探、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行各方面。這些經(jīng) 驗(yàn)的主要內(nèi)容可歸結(jié)為如下幾點(diǎn)： (1 規(guī)劃設(shè)計(jì)階段要采用各種可能方法進(jìn)行盡 可能詳細(xì)的地質(zhì)勘探，尤其是海洋折射地震波探 測(cè)，它可以提供基巖表面深度、基巖地質(zhì)剖面、斷 層、軟弱帶等重要資料，是必須進(jìn)行的。 (2 隧道穩(wěn)定的主要弱點(diǎn)是斷層和軟弱帶，因 此在地質(zhì)勘探中確認(rèn)斷層和軟弱帶是極為重要的。 施工時(shí)需采用精心設(shè)計(jì)的方法通過(guò)，包括減少每輪 爆破