海底隧道工程設(shè)計(jì)施工若干關(guān)鍵技術(shù)的商榷

1、 本文由月落云海貢獻(xiàn) pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機(jī)查看。 第卷第期 年月 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào) ， 海底隧道工程設(shè)計(jì)施工若干關(guān)鍵技術(shù)的商榷 孫鈞， （同濟(jì)大學(xué)巖土工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海；同濟(jì)大學(xué)地下建筑與工程系，上海） 擅要：介紹國(guó)內(nèi)外跨海隧道工程建設(shè)現(xiàn)況及其設(shè)計(jì)施工和研究特色，論述海床基巖工程地質(zhì)、水文地質(zhì)特征與綜 合地質(zhì)勘察，對(duì)影響海底隧道最小覆蓋層厚度隧道最小埋置深度進(jìn)行討論，并就施工探水與治水、隧洞圍巖 防塌險(xiǎn)情預(yù)報(bào)與預(yù)警圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，以及施工期對(duì)隧道襯護(hù)原設(shè)計(jì)參數(shù)的調(diào)整與修正等問(wèn)題作分析與探討。 同時(shí)，對(duì)海底隧道襯砌結(jié)構(gòu)選材，耐腐蝕高性

2、能海工混凝土，以及公路與城市道路長(zhǎng)、大海底隧道的防災(zāi)與救援 等專(zhuān)門(mén)性問(wèn)題闡述一點(diǎn)認(rèn)識(shí)。最后，對(duì)超大型盾構(gòu)機(jī)長(zhǎng)距離掘進(jìn)與深水急流海底沉管隧道的設(shè)計(jì)、施工等列出其 中的若干技術(shù)關(guān)鍵問(wèn)題。所論述的各個(gè)方面問(wèn)題，可供國(guó)內(nèi)當(dāng)前在建和待建的幾座海底隧道設(shè)計(jì)與施工技術(shù)人員 參考。 量 關(guān)詞：海底隧道；地質(zhì)勘察；施工探水與治水；圍巖穩(wěn)定性；施工變形險(xiǎn)情預(yù)報(bào)；襯護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)；耐腐蝕混凝 土；防災(zāi)與救援 中圈分類(lèi)號(hào) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： 文章縮號(hào)：（） ， ， ，； ， ， ，） ， ， ， ? ， ， ， ， （ ） ， ； ； ； ： ： ； 收誓日期 ；修固日期 作者介孫鈞（一），男，年畢業(yè)于上海交通大學(xué)土木工程系，

3、現(xiàn)任教授、中國(guó)科學(xué)院院士，主要從事巖土力學(xué)和隧道與巖土、地下工程 等方面的教學(xué)與研究工作。： 萬(wàn) 方數(shù)據(jù) ：? 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào) 盆 底隧道工程進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)方面的可行性研究，從 引 言 地質(zhì)填圖、聲波測(cè)試和地震動(dòng)力學(xué)分析以及地質(zhì)鉆 探等多個(gè)方面進(jìn)行海底隧道工程中的地質(zhì)調(diào)查與勘 探研究。 早在 前就已指出，海底隧道 不應(yīng)僅局限于單一的礦山法隧道、沉管隧道和盾構(gòu) 隧道，而應(yīng)根據(jù)具體條件，將幾種方法相結(jié)合，甚 至考慮海中懸浮式隧道和通過(guò)人工島相銜接的橋隧 結(jié)合方案，并給出所建議的示例。 （）介紹大阪港公路、鐵路兩 用海底隧道的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建成后的功能使用。 跨海隧道設(shè)簡(jiǎn)況 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)外近百

4、年來(lái)已建的跨海和海 峽交通隧道已逾百座，其中，挪威所建跨海隧道占 大多數(shù)。這些已建的跨海和海峽交通隧道對(duì)我國(guó)類(lèi) 似工程的建設(shè)具有很好的參考價(jià)值。 （）國(guó)外著名的跨海隧道 日本青涵海峽隧道。 英吉利海峽隧道。 日本東京灣海底隧道。 丹麥斯特貝爾海峽隧道等。 （）國(guó)內(nèi)在建和即建的跨海隧道 廈門(mén)市東通道翔安海底隧道（在建）。 “青島一黃?！睘晨诤５姿淼溃唇ǎ?長(zhǎng)江口滬崇蘇“浦東外高橋一長(zhǎng)興島”南港 越江隧道（浦東引道已建成，主隧道即施工）。 港珠澳伶仃洋大通道（珠江口外）橋隧結(jié)合 （）介紹海底隧道的概念以及挪威 海底隧道的工程經(jīng)驗(yàn)及其未來(lái)發(fā)展，討論對(duì)海底隧 道工程設(shè)計(jì)施工起關(guān)鍵作用的幾項(xiàng)技術(shù)。

5、（）指出，海底深埋隧道不同 于陸地越嶺隧道的個(gè)特點(diǎn)為：（）深水海床下地 質(zhì)勘探的精確度比較低；（）經(jīng)常需要長(zhǎng)距離不問(wèn) 斷地掘進(jìn)和開(kāi)挖；（）高孔隙水壓力和大地下水滲 流梯度；（）動(dòng)、靜水壓力對(duì)隧道結(jié)構(gòu)引起非常大 的長(zhǎng)期荷載；（）為爭(zhēng)取工期和節(jié)約投資的要求加 的通航跨部分沉管隧道（策劃籌建中）。 （）其他正在策劃和籌建中的跨海隧道 快掘進(jìn)速度。 和（）針對(duì)已建挪威海 底隧道工程，討論事先地質(zhì)鉆探用于預(yù)測(cè)海底隧道 地質(zhì)狀況的可靠性和支護(hù)材料的耐久性問(wèn)題。根據(jù) 瓊州海峽跨海工程（含隧道方案）。 渤海灣（大連一蓬萊）跨海工程（含隧道和海 中懸浮隧道橋方案）。 （）尚在擬議中的跨海隧道 大量海底隧道的工程

6、數(shù)據(jù)研究海底隧道的最佳覆蓋 層厚度，指出挪威已建的大部分海底隧道其巖石覆 蓋層厚度大多偏于保守。 （）和（）指 出，海底公路隧道規(guī)劃中的一項(xiàng)重要任務(wù)就是有根 據(jù)地估計(jì)防水工程量及其耗費(fèi)；并在對(duì)大量隧道工 程實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)簡(jiǎn)單的理論推導(dǎo)，獲得 杭州灣（上海一寧波）外海工程。 大連灣海底隧道。 臺(tái)灣海峽跨海隧道（實(shí)施尚有待時(shí)日）等。 上海市跨越黃浦江兩岸現(xiàn)已建座越江隧道 （主要均為盾構(gòu)法施工），在建的座，即建的座， 待建的座。南京市和武漢市在建的跨越長(zhǎng)江的和 即建的杭州市慶春路以及浙江海寧跨越錢(qián)塘江的盾 構(gòu)隧道共有座；上海市黃浦江口外環(huán)線過(guò)江、廣 可用于指導(dǎo)工程實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)方程。該方程表明海

7、底 隧道的防水工程量是水力梯度、巖石覆蓋層厚度和 襯砌接頭數(shù)量三者的函數(shù)。 （）等【介紹青涵隧道施工過(guò)程中發(fā) 州珠江、寧波甬江已建有座沉管隧道。加之我國(guó) 是隧道工程大國(guó)，技術(shù)經(jīng)驗(yàn)豐富，所有這些有利因 素，都為今后跨海隧道的成功設(shè)計(jì)與施工奠定實(shí)施 的基礎(chǔ)。 生的次大的突水事件，這次事件均發(fā)生在巖體 破碎軟弱區(qū)；同時(shí)，分析事故發(fā)生的原因及其經(jīng)驗(yàn) 國(guó)內(nèi)外已有的研究工作 國(guó)內(nèi)對(duì)海底隧道設(shè)計(jì)施工所作的各項(xiàng)研究都正在 進(jìn)行中，鮮見(jiàn)成熟和正式發(fā)表的技術(shù)成果；國(guó)外方 教訓(xùn)，著重指出在海底隧道施工中進(jìn)行針對(duì)瞬發(fā)性 涌、突水所作監(jiān)測(cè)工作的重要性和必要性。 和（）介紹 面的若干研究工作大體有（按發(fā)表年份逐次列寫(xiě)）：

8、 （）針對(duì)挪威擬建的海 年以來(lái)挪威海底隧道工程取得的個(gè)里程碑式的進(jìn) 展：一個(gè)是在 海水深度時(shí)，在海底巖石覆蓋層 萬(wàn) 方數(shù)據(jù) 第卷第期 孫鈞海底隧道工程設(shè)計(jì)施工若干關(guān)鍵技術(shù)的商榷 ? 厚度僅 的情況下，成功進(jìn)行跨度達(dá) 海洋動(dòng)力環(huán)境條件下，海上鉆井取樣設(shè)備及 其配套工藝的改制與開(kāi)發(fā)。 的大跨度隧道開(kāi)挖；另一個(gè)是在沒(méi)有使用驅(qū)動(dòng)器的 情況下完成從海底穿越天然氣管線。 以上內(nèi)容對(duì)我國(guó)剛起步建設(shè)的海底隧道工程均 有一定的參考價(jià)值。 地震波測(cè)試等地球物理勘探揭示基巖 分界線和主要不良地質(zhì)缺陷。 聲納探測(cè)海底地形、松散沉積物分布及 其厚度。 跨海隧道設(shè)計(jì)施工的技術(shù)特色 跨海隧道設(shè)計(jì)施工具有以下技術(shù)特點(diǎn)【： （

9、）深水海洋地質(zhì)勘察的難度高、投入大，而 漏勘與情況失真的風(fēng)險(xiǎn)程度增大。 （）高滲透性巖體施工開(kāi)挖所引發(fā)涌突水（泥） 綜合地質(zhì)勘探。 （）施工過(guò)程中的超前地質(zhì)預(yù)報(bào) 施工過(guò)程中的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作在海底隧道工 程建設(shè)時(shí)是必不可少的： 的可能性大，且多數(shù)與海水有直接水力聯(lián)系，達(dá)到 較高精度的施工探水和治水十分困難。 （）海上施工豎井布設(shè)難度高，致使連續(xù)單口 施工過(guò)程中的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，做到超前導(dǎo)洞 和服務(wù)隧道先行，是最好的施工期補(bǔ)充勘察手段。 對(duì)主隧道施工將遇到的不良地質(zhì)區(qū)段，可在 導(dǎo)洞朋艮務(wù)隧道中先作注漿加固和止水。 掘進(jìn)的長(zhǎng)度加大，施工技術(shù)難度增加。 （）飽水巖體強(qiáng)度軟化，其有效應(yīng)力降低，使 圍巖穩(wěn)

10、定條件惡化。 （）全水壓襯砌與限壓限裂襯砌結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要 求高。 （）受海水長(zhǎng)期浸泡、腐蝕，高性能、高抗?jié)B 襯砌混凝土配制工藝與結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性和耐 久性，以及洞內(nèi)裝修與機(jī)電設(shè)施的防潮去濕要求嚴(yán) 格。 用正、反演分析，必要時(shí)對(duì)原設(shè)計(jì)支襯參數(shù) 再作調(diào)整和修正。 對(duì)洞周施工變形進(jìn)行智能預(yù)測(cè)與控制。 復(fù)雜海床地質(zhì)條件下的地質(zhì)勘察項(xiàng)目 復(fù)雜海床地質(zhì)條件下，為揭示不良地質(zhì)體和涌 突水（泥），需作的綜合地質(zhì)勘察項(xiàng)目有： （）常規(guī)地質(zhì)勘探。 （）超前綜合物探 （）城市長(zhǎng)（大）跨海隧道的運(yùn)營(yíng)通風(fēng)、防災(zāi)救援 和交通監(jiān)控，需有周密設(shè)計(jì)與技術(shù)措施保證等。 做好工程地質(zhì)、水文勘察與超前預(yù)報(bào)，著力提 高遇險(xiǎn)應(yīng)變能力，

11、得出與工程實(shí)際結(jié)合的、合理可 行的技術(shù)措施和應(yīng)對(duì)險(xiǎn)情的工程預(yù)案，特別是如何 解決好施工“探水”、“治水”和“防塌”三大技術(shù) 采用震測(cè)法作隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)（）。 地質(zhì)雷達(dá)與遙感、遙測(cè)。 （水平震測(cè)剖面法）聲波反射法。 電磁波物探勘察跨孔電磁波掃描成 像探測(cè)。 （）紅外線探水儀、超前水平探孔。 難點(diǎn)，是跨海隧道施工成敗的關(guān)鍵。 （）洞內(nèi)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與相關(guān)參數(shù)快速測(cè)試數(shù) 字式全景鉆孔攝像系統(tǒng)。 （）綜合地質(zhì)超前預(yù)報(bào)技術(shù)（將計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬 與綜合分析預(yù)測(cè)相結(jié)合）。 （）水化學(xué)分析。 海床基巖工程地質(zhì)、水文地質(zhì)特征 與綜合地質(zhì)勘察 海床地質(zhì)特征調(diào)查 （）詳盡的、準(zhǔn)確度高的海床地質(zhì)勘察信息和 技術(shù)數(shù)據(jù) （）壓

12、水透水性試驗(yàn)，以驗(yàn)證巖體質(zhì)量與涌水 量等。 綜合地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法的實(shí)施 綜合地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法的實(shí)施的本質(zhì)特色是將 長(zhǎng)中短距離的地質(zhì)預(yù)報(bào)與物探、鉆探三者有機(jī)地 相結(jié)合。 詳盡的、準(zhǔn)確度高的海床地質(zhì)勘察信息和技術(shù) 數(shù)據(jù)是關(guān)系到隧道建設(shè)可行性研究、設(shè)計(jì)和施工與 建設(shè)費(fèi)用與工期等重大工程決策的主要因素，如以 青涵和英法海峽兩座隧道的上述不同情況作比照， 就能充分說(shuō)明這一問(wèn)題。 （）施工前的地質(zhì)勘察 施工前，應(yīng)做好各項(xiàng)地質(zhì)勘察工作： 海底隧道最小覆蓋層厚度隧道 最小埋置深度 海底隧道量小覆蓋層厚度 萬(wàn) 方數(shù)據(jù) ? 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào) 笠 跨海線路走向方案大致確定后，在隧道縱剖面 設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)隧道上方巖體最小

13、覆蓋層厚度，也即隧道 （）施工開(kāi)挖方法（、鉆爆、臺(tái)階法、 和工法等）。 （）圍巖注漿加固與預(yù)支護(hù)、各種輔助作業(yè)的 實(shí)施等。 一 最小埋深的擬選，且密切關(guān)系到隧道建設(shè)的經(jīng)濟(jì)和 安全問(wèn)題。 （）覆蓋層厚度過(guò)?。核淼朗┕ぷ鳂I(yè)面局部整 借鑒國(guó)外已建相類(lèi)似的跨海隧道的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) 與國(guó)外已建相似跨海隧道成功實(shí)踐的工程類(lèi) 比是很有價(jià)值、并可供借鑒的重要環(huán)節(jié)，如挪威建 議選用的妒海底隧道安全頂板厚度”的經(jīng)驗(yàn)值（如 圖，所示”“）。 體性失穩(wěn)與涌突水患的險(xiǎn)情加大；而因淺部地質(zhì)條 件較差，在輔助工法（如注漿封堵，各種預(yù)支護(hù)及預(yù) 加固等）上的投入將急劇增加。 （）覆蓋層過(guò)厚：海底隧道長(zhǎng)度加大，此時(shí)， 作用于襯砌結(jié)構(gòu)上

14、的水頭壓力增大。 制約隧道最小埋置深度的決定性因素 圍巖穩(wěn)定與安全、涌突水量和水壓力值大小， 均涉及到隧道施工的風(fēng)險(xiǎn)程度。 施工探水與治水 施工探水與治水【圳是海底隧道施工的重要環(huán) 節(jié)，是關(guān)系到工程建設(shè)成敗的主要因素之一。 確定安全的海底隧道小頂板厚度應(yīng)著重考 慮的各項(xiàng)因素 （）海床地質(zhì)與水文條件（含斷層破碎帶及其充 填物膠結(jié)狀況、巖體滲透性、張性節(jié)理滲水節(jié)理發(fā) 育程度、節(jié)理連通性及與海水的水力聯(lián)系等）。 （）隧道輪廓外形與主體尺寸。 （）能選用的最大最小縱坡坡度。 （）海水長(zhǎng)期浸泡、腐蝕條件下，圍巖物理力 學(xué)屬性的軟化與惡化。 海床基巖的水文地質(zhì)特征 （）對(duì)涌突水區(qū)段作水文地質(zhì)試驗(yàn)的要求 涌

15、突水來(lái)源。 涌突水原因及其作用機(jī)制。 最大，平均涌水量和突水量。 突水壓力及其變化。 抽水與地下水位降深間的變化關(guān)系。 旋工開(kāi)挖擾動(dòng)對(duì)圍巖穩(wěn)定及其涌突水量變 化的不利影響等。 墨 劃 毗 蝤 槲 劃 阻 永 基巖深度。柏。） 圖 挪威海底隧道最小巖石覆蓋層厚度與基巖深度關(guān)系曲糾】 （ ） 萬(wàn) 方數(shù)據(jù) 第卷第期 孫鈞海底隧道工程設(shè)計(jì)施工若干關(guān)鍵技術(shù)的商榷 ? 施工提供綜合處理水文地質(zhì)信息，為正確、直觀的 施工控水對(duì)策提供依據(jù)，并為工程處治措施服務(wù)。 （）該專(zhuān)用軟件現(xiàn)正在廈門(mén)海底隧道施工探水 中試用，希望能取得好的成果。 不良地質(zhì)區(qū)段隧道施工風(fēng)險(xiǎn)及工程整治要點(diǎn) （）治水、防塌施工要?jiǎng)t 遵循“個(gè)字”

16、的要訣：“管超前、嚴(yán)注漿、 短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、勤量測(cè)、早封閉、快襯 砌”，對(duì)海底隧道不良地質(zhì)區(qū)段同樣適用。 圖挪威海底隧道巖石覆蓋層厚度與海床水深的關(guān)系 在設(shè)計(jì)施工中，按涌突水（泥）對(duì)隧道施工不同 曲線 影響情況及施工條件可能，分別采取繞避、地表截 流封堵、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、注漿堵水、清除孔洞充填 物換填貧混凝土（指強(qiáng)度等級(jí)較低的素混凝土），以 及設(shè)置泄水洞有限疏導(dǎo)排放等工程整治措施。 （ ） （）試驗(yàn)、測(cè)試和勘查工作 沿洞周布設(shè)多個(gè)觀測(cè)鉆孔（淺孔和深孔），全 孔下過(guò)濾管，管外側(cè)回填砂礫土。 區(qū)分不同降深，進(jìn)行抽水試驗(yàn)。 查明不同巖層在隧道平面和垂直方向的分 界線與分界范圍及其接觸關(guān)系。 （

17、）施工治水處理要點(diǎn) 水流歸槽，避免地下水對(duì)巖體的浸泡而導(dǎo) 致巖體軟化。 控制爆破藥量，避免原生裂隙相對(duì)不發(fā)育 的阻水巖層因受爆震擾動(dòng)而失穩(wěn)，激發(fā)大范圍的突 水涌泥。 如為石灰?guī)r地層，要求查明其溶蝕條件。 對(duì)探水成果的分析處理研究專(zhuān)用 軟件簡(jiǎn)介 （）是一個(gè)集圖形、圖像、水文、地 質(zhì)、地理、遙感、測(cè)繪、人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)等 于一體的大型智能軟件系統(tǒng)。 （）也是個(gè)集數(shù)字制圖、數(shù)據(jù)庫(kù)管理 和空間分析三為一體的自動(dòng)化空問(wèn)信息系統(tǒng)，是進(jìn) 對(duì)高壓富水部位的洞段，采用邁式錨桿（鉆、 錨、注漿三位一體，同時(shí)施工、一次完成）。 水情最嚴(yán)重地段，考慮設(shè)置全斷面滿(mǎn)堂注 漿止水帷幕，并快速整筑鋼筋混凝土襯砌。 研制適

18、合當(dāng)?shù)貙?shí)際的高壓突水超前信息綜 合處理與決策系統(tǒng)專(zhuān)用軟件，建立對(duì)高壓突水、涌 泥的預(yù)警機(jī)制及相應(yīng)的工程應(yīng)急預(yù)案。 先施工擋水、擋泥護(hù)墻，采用重型結(jié)構(gòu)對(duì)突 水或涌泥口進(jìn)行封堵；然后通過(guò)封堵墻施作鉆孔， 進(jìn)行注漿和止水加固后，再行開(kāi)挖。對(duì)于無(wú)法封堵 的地下水，一種在臺(tái)灣省施行有效的灌注熱瀝青止 水工法可以參考使用。 行現(xiàn)代化技術(shù)管理與工程決策的先進(jìn)的專(zhuān)用工具。 （）該程序軟件包由中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）研制， 連續(xù)多年在全國(guó)測(cè)評(píng)中名列前茅，是國(guó)家科技 部向社會(huì)推薦的國(guó)產(chǎn)專(zhuān)用軟件平臺(tái)之一。 （）采用該軟件所建立的“突（涌）水危險(xiǎn)程度分 區(qū)”、“分段圖形、圖像繪制”及其“突（涌）水預(yù)報(bào) 模式”，比較符合施

19、工實(shí)際情況，具有快速處理和實(shí) 時(shí)決策的特點(diǎn)，可為隧道安全開(kāi)挖中的探水工作提 當(dāng)水流的位置在隧道上方而高于隧道時(shí)，應(yīng) 在適當(dāng)距離外開(kāi)鑿引水斜洞（或引水槽），將水位降 低到隧道底部位置以下后，再行引排。 施工中加強(qiáng)地下水化學(xué)成分及同位素的監(jiān) 測(cè)工作，通過(guò)化學(xué)成分的示蹤作用以及同位素年齡 的確定，可以分析地下水的補(bǔ)給源及其期齡。 注漿材料：對(duì)低壓小股水和中壓、中股水 流，均可采用單（雙）液注漿。低壓大股水可采用聚 氨酯材料，聚氨酯在遇水后膨脹變硬達(dá)到堵水的目 供相對(duì)正確而直觀的水文地質(zhì)依據(jù)和工程技術(shù)保 障。 （）系統(tǒng)克服傳統(tǒng)上對(duì)突水險(xiǎn)情只做 單因素預(yù)測(cè)的不足，而能以綜合考慮并反映直接或 間接關(guān)系水情

20、水患的多種因素及其相互影響。 （）其快速處理和實(shí)時(shí)決策系統(tǒng)可為隧道安全 的；高壓大股水流在必要時(shí)應(yīng)采用全隧洞段滿(mǎn)堂注 萬(wàn) 方數(shù)據(jù) ? 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào) 年 漿止水帷幕作灌漿封堵，并采用高壓泵（據(jù)中鐵十四 局集團(tuán)介紹的有關(guān)資料，最大注漿泵壓可達(dá) ） 灌漿。為改善注漿效果，可在漿液中摻加超細(xì)硅粉、 高強(qiáng)度細(xì)磨水泥、膨脹劑和丙凝及水玻璃等化學(xué)材 料。 要勰 澮 鞴 遇高壓涌突水施工困難條件下的工程處治預(yù)案 在洞內(nèi)富水構(gòu)造被揭穿后，可能發(fā)生未及預(yù)計(jì) 的大突水，其處治方式主要有： （）要待水量減小或消退、水壓降低后，再作 注漿封死處理。 時(shí)間年月日 圖一隧道塌方冒頂段斷面“收斂一時(shí)司”變化 曲線（）】

21、 （）如無(wú)上述減弱趨勢(shì)、人員又無(wú)法靠近時(shí)， 則應(yīng)采取以下措施： 在水源補(bǔ)給點(diǎn)與涌水點(diǎn)之間，布設(shè)泄流鉆 孔以分流泄壓，降低涌水量、流速和水壓。 直接在未揭穿水流通道的迂回導(dǎo)洞內(nèi)超前 注漿，阻截水流；然后在洞內(nèi)作業(yè)面處作補(bǔ)充注漿 處理。 ? （） 合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際進(jìn)行，以求得到檢驗(yàn)并使之進(jìn)一步修改 和完善。 隧洞圍巖防塌險(xiǎn)情預(yù)報(bào)與預(yù)警 圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià) 新奧法強(qiáng)調(diào)：容許圍巖有一定變形，但又需控 施工期對(duì)隧道襯護(hù)原設(shè)計(jì)參數(shù)的調(diào) 整與修正 在海底隧道施工期內(nèi)，應(yīng)實(shí)時(shí)地對(duì)隧道襯護(hù)原 設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整與修正【 。其要點(diǎn)是： 基本認(rèn)識(shí) （）如上所述，由于地勘資料的缺失和不足， 施工中遇必要情況需對(duì)原設(shè)計(jì)的隧道襯護(hù)參

22、數(shù)再作 調(diào)整和修正。 （）以典型工程和實(shí)測(cè)信息對(duì)巖石力學(xué)理論分 析結(jié)果進(jìn)行類(lèi)比、修正為特點(diǎn)，是對(duì)隧道工程新奧 法支護(hù)設(shè)計(jì)的改進(jìn)?？捎糜谒淼绹鷰r變形、破壞特 制圍巖過(guò)度變形，支護(hù)適時(shí)。本文此處建議的一種 “圍巖變形速率比值判別法川”“刈提供在定量預(yù)報(bào) 險(xiǎn)情、定量表達(dá)支護(hù)適時(shí)條件下，是掌握圍巖穩(wěn)定 而避免塌方的一種定量分析方法和標(biāo)準(zhǔn)。 在已有的判據(jù)認(rèn)定的險(xiǎn)情區(qū)段，必要時(shí)須采取 加固措施，避免塌方。 性與支護(hù)效果的快速分析及超前預(yù)報(bào)，應(yīng)用形式建 議采用新版電算程序【 。該軟件已在我國(guó)國(guó) 防、礦山、水利、水電、公路、鐵道等部門(mén)的不少 隧道與地下工程中獲得較廣泛采用。 軟件的組成如圖所示。 在導(dǎo)洞中將量

23、測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)程序分析和計(jì)算后，先 ， 隧道開(kāi)挖施工時(shí)，圍巖穩(wěn)定性的“變形速率比 值判別法”簡(jiǎn)述 鑒于以洞周收斂或拱頂下沉量以及收斂速率作 圍巖穩(wěn)定判定準(zhǔn)則的不足和不易定量化的缺點(diǎn)，此 處建議以該一預(yù)報(bào)時(shí)段與前面幾個(gè)時(shí)段圍巖各控制 自動(dòng)繪制各項(xiàng)位移的歷時(shí)變化曲線；通過(guò)對(duì)先行導(dǎo) 洞圍巖作反演分析，可得圍巖的西，及諸等 效巖性參數(shù)。再在主洞中進(jìn)行正演，以反饋、檢驗(yàn) 和判斷需否在施工期中進(jìn)一步調(diào)整與修改設(shè)計(jì)階段 原有的支襯參數(shù)。 （）該軟件更適用于具有與隧道開(kāi)挖施工變形 監(jiān)測(cè)相配套的光學(xué)三維位移量測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)的基 點(diǎn)變形速率的變化“減速”、“等速”或“加速”， 來(lái)定量劃定是否應(yīng)作工程報(bào)險(xiǎn)。對(duì)出現(xiàn)后兩者情

24、況 時(shí)，如果其不當(dāng)情況延續(xù)若干個(gè)時(shí)段，則應(yīng)即適時(shí) 作出工程險(xiǎn)情預(yù)警。洞體內(nèi)監(jiān)測(cè)點(diǎn)一般都布設(shè)在拱 頂、拱腰和拱端以及側(cè)墻中部和仰拱中點(diǎn)等，方法 的采用和進(jìn)行步序示例如圖所示。本文對(duì)李 術(shù)才等【 】所述的方法進(jìn)行如上修正，似更合理可 本構(gòu)架為一臺(tái)高精密度的電子經(jīng)緯測(cè)距儀；輔以功 能完善的軟件系統(tǒng)，可執(zhí)行量測(cè)數(shù)據(jù)處理、計(jì)算和 行。該法現(xiàn)正在廈門(mén)海底隧道施工的研究實(shí)踐中結(jié) 萬(wàn) 方數(shù)據(jù) 第卷第期 孫鈞海底隧道工程設(shè)計(jì)施工若干關(guān)鍵技術(shù)的商榷 ? （）按早前的地質(zhì)資料先作預(yù)設(shè)計(jì)（按平面應(yīng)變、彈性，預(yù)作計(jì)算） （）施工開(kāi)挖后的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（變形位移為主） 個(gè)子系統(tǒng) 的組成并相 互滲透 （）用所得的備等效設(shè)計(jì)參數(shù)，

25、按程序重新計(jì)算支護(hù)諸參數(shù) （）按實(shí)測(cè)收斂位移作反演分析（得，及叩的相應(yīng)等效值） （）典型工程的類(lèi)比分析（按已建類(lèi)似隧洞工程的統(tǒng)計(jì)資料作工程類(lèi)比，看需否再調(diào)整、修改原先的各設(shè)計(jì)參數(shù)） 圖 軟件的組成 圖形輸出。經(jīng)做出開(kāi)挖斷面量測(cè)控制中各測(cè)點(diǎn)變形 混凝土碳化和氯離子滲透引起鋼筋銹蝕，是海 前后的三維坐標(biāo)定位利用全站經(jīng)緯儀觀察反光 覘標(biāo)（安設(shè)于隧洞巖壁上），進(jìn)而得出各測(cè)點(diǎn)的絕對(duì) 變位量。它是對(duì)洞壁收斂位移自動(dòng)化計(jì)測(cè)作業(yè)的改 進(jìn)和完善： 工鋼筋混凝土的主要破壞因素。對(duì)大跨偏壓隧道襯 砌屬大偏壓構(gòu)件情況，且在已有初始裂紋并長(zhǎng)期受 圍壓作用和海水持續(xù)浸泡、腐蝕作用下，高性能海 工混凝土材料的優(yōu)化配制，是增

26、強(qiáng)其耐久性的研究 熱點(diǎn)。 由全自動(dòng)監(jiān)測(cè)記錄預(yù)警系統(tǒng)來(lái)實(shí)施信息采 集與傳輸（光纜無(wú)線電），并作全天候的連續(xù)自動(dòng)監(jiān) 對(duì)采用常規(guī)材料配制的高性能海工混凝土言， 要求實(shí)現(xiàn)混凝土自身的低滲透性、低宏觀缺陷和高 測(cè)：國(guó)內(nèi)外現(xiàn)已有離線測(cè)讀與監(jiān)控的自動(dòng)化系 統(tǒng)，均在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)站內(nèi)進(jìn)行。 密實(shí)度，以限制海洋環(huán)境浸蝕介質(zhì)的入滲，其基本 途徑可歸結(jié)為： （）采用高性能優(yōu)質(zhì)水泥和級(jí)配良好的優(yōu)質(zhì)骨 料。 （）該量測(cè)系統(tǒng)的功能具有以下特色： 與施工作業(yè)互不干擾。 可縮短量測(cè)斷面的間距（每 設(shè)一處 量測(cè)斷面）。 （）優(yōu)質(zhì)摻合料（磨細(xì)礦碴粉、粉煤灰和微硅粉 等），使工業(yè)廢碴資源得到充分利用。 （）高效減水劑的使用，并盡量降低混

27、凝土水 膠比，提高混凝土的抗?jié)B能力。 （）硅粉等膠凝性礦物摻合料，提高混凝土的 密實(shí)度。 （）水泥顆粒的解聚和粒徑范圍擴(kuò)大，以獲得 較理想的微觀結(jié)構(gòu)等。 可及時(shí)快速顯示量測(cè)結(jié)果，并自動(dòng)作處理。 將各斷面相應(yīng)測(cè)點(diǎn)的絕對(duì)位移量縱向連接，即 得隧道沿縱向的絕對(duì)變位，以反映隧道整體的三維 變形。該系統(tǒng)還可預(yù)測(cè)洞口與淺埋段的隧洞變位， 并了解洞口邊坡巖體的變形動(dòng)態(tài)。其可靠性有保 證，可機(jī)動(dòng)配置量測(cè)作業(yè)，精度一般達(dá) 。 耐腐蝕高性能海工混凝土 海洋大氣和水環(huán)境是隧道襯砌鋼筋混凝土所處 最嚴(yán)峻的水文地質(zhì)環(huán)境條件之一。長(zhǎng)期受到含鹽水 質(zhì)、生物、水中礦物質(zhì)、高水壓和圍壓等天然因素 公路與城市道路長(zhǎng)大海底隧道的蔭

28、 災(zāi)與救援 （）西方一些國(guó)家和日本，其在隧道防災(zāi)方面 的設(shè)計(jì)理念值得學(xué)習(xí)參考： 的持續(xù)作用，使錨桿、噴層、防水薄膜和高堿性混 凝土與鋼筋等材料因物化損傷的積累與演化（腐蝕） 而影響其耐久年限。第二次世界大戰(zhàn)后的許多海工 中央主控室的防災(zāi)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)十分周密 和完善，使火災(zāi)茁子能及時(shí)消滅于萌芽之中，決不 使其蔓延成災(zāi)。 混凝土結(jié)構(gòu)工程，有相當(dāng)一些歷時(shí)僅約 ，即已 出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕而裂損破壞，這種現(xiàn)象值得深思。 萬(wàn) 方數(shù)據(jù) ? 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào) 芷 洞內(nèi)設(shè)置有效的火災(zāi)自動(dòng)探測(cè)、報(bào)警系統(tǒng)和 疏散逃生廣播。 注意組織進(jìn)洞車(chē)輛、防災(zāi)救援、消防滅火 系統(tǒng)等的經(jīng)常維修保養(yǎng)，不使通風(fēng)、排煙系統(tǒng)急用 時(shí)故障失靈。

29、 （）隧道縱向不均勻沉降和整體側(cè)移、超大型 管片接頭剛度不足導(dǎo)致環(huán)向彎曲變形過(guò)大，防范管 片縱縫、環(huán)縫滲漏水泥的接頭防水密封材料、工藝 及其構(gòu)造，以及管片自防水工藝等。 深水憊流海底沉管隧道設(shè)計(jì)施工 （）砂性土層、水深流急、波高浪涌，海中自 然條件惡劣，海底挖溝成槽施工中的防塌和防淤問(wèn) 題。 （）沉管隧道受河床沖刷的頂板最小埋置深 度，及對(duì)局部沖刷防護(hù)的設(shè)計(jì)施工。 洞內(nèi)設(shè)置專(zhuān)用排煙通道，并創(chuàng)造最佳的疏 散、逃生條件。 做好事故通風(fēng)、風(fēng)流組織模式與排煙、稀釋 廢氣和通風(fēng)降溫設(shè)計(jì)。 （）事故通風(fēng)（交通擁堵條件下發(fā)生火災(zāi)的最不 利工況）條件，應(yīng)主要滿(mǎn)足： 供應(yīng)新風(fēng)：風(fēng)量、風(fēng)壓要求火源一定距離 外將有

30、害廢氣稀釋到容許限值的濃度以下。 等。 （）對(duì)橋隧結(jié)合方案，人工島設(shè)置的設(shè)計(jì)施工 本文只提出軟土海床地基內(nèi)盾構(gòu)與沉管設(shè)計(jì)施 工中的若干關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，在此就不再展開(kāi)論述。 排煙濃度：火源上游 開(kāi)外、要求達(dá) 到容許限值。 降溫：火源上游 、下游 以?xún)?nèi)， 僅短時(shí)間超過(guò)。 為此，雙洞間設(shè)置橫向聯(lián)絡(luò)（逃生）通道的間距， 國(guó)外規(guī)定為 ；我國(guó)初設(shè)為 ， 從上述條件看是合理的。 （）對(duì)沿洞身縱向已經(jīng)設(shè)置逃生滑梯的條件 下，要否再適當(dāng)補(bǔ)充設(shè)置橫向聯(lián)絡(luò)通道的考慮，值 結(jié)語(yǔ) 近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)的騰飛推動(dòng)交通工程事業(yè)的 蓬勃發(fā)展。國(guó)內(nèi)多處正建、即建和擬建的跨海隧 道應(yīng)運(yùn)而生，趕上這樣一個(gè)大好時(shí)代，令人十分欣 慰和鼓舞。

31、但是，機(jī)遇總是與挑戰(zhàn)并存，在修建海 底隧道的勘測(cè)、設(shè)計(jì)和施工方面，眾多關(guān)鍵技術(shù)難 題也正在前所未有地?cái)[在業(yè)界廣大同仁們的面前， 就是連一些技術(shù)專(zhuān)家也都說(shuō)“老經(jīng)驗(yàn)碰到新問(wèn) 題”。只有面對(duì)現(xiàn)實(shí)，在實(shí)踐中勇于探索和創(chuàng)新，才 得結(jié)合具體實(shí)際條件進(jìn)一步商榷和論證。 對(duì)軟土地層言，上項(xiàng)橫向聯(lián)絡(luò)通道施工多數(shù)采 用凍結(jié)法，在飽水砂礫性地層中，要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地 試驗(yàn)，解決好：“打鉆”、“封水”和“凍結(jié)”三方面 能有所前進(jìn)。筆者在文中只是拋磚引玉，不揣簡(jiǎn) 陋，提出一些想到的問(wèn)題，并僅側(cè)重于用鉆爆法開(kāi) 挖施工的巖石海底隧道工程方面，供有關(guān)方面討論、 思考和指正。這里，如何結(jié)合我國(guó)國(guó)情和當(dāng)?shù)貙?shí)際 的技術(shù)難題，還要研究土

32、體凍脹和解凍后的融沉問(wèn) 題。 超大型盾構(gòu)機(jī)長(zhǎng)距離掘進(jìn)與深水急 流海底沉管隧道設(shè)計(jì)與施工的若干 關(guān)鍵問(wèn)題 超大型盾構(gòu)機(jī)長(zhǎng)距離掘進(jìn)設(shè)計(jì)施工 （）飽水松散砂性地層、高水壓條件下，大斷 面隧道淺層掘進(jìn)，泥水加壓超大型盾構(gòu)開(kāi)挖作業(yè)面 的穩(wěn)定與安全性問(wèn)題。 （）長(zhǎng)距離掘進(jìn)，盾構(gòu)機(jī)行進(jìn)姿態(tài)的控制與自 情況，有條件地借鑒國(guó)外的有益經(jīng)驗(yàn)，相信當(dāng)有很 大助益。 參考文獻(xiàn)（）： 【】 ，（）：（） 【】 ，（： 【】 （】 ，： 動(dòng)化糾偏，以及行進(jìn)中的刀盤(pán)檢修，刀具更換，故 障處理與排險(xiǎn)。 【】 ，（）： 萬(wàn) 方數(shù)據(jù) 第卷第期 【】 孫鈞海底隧道工程設(shè)計(jì)施工若干關(guān)鍵技術(shù)的商榷 ? （）： 【】 ， ， ： ，（ ） 】同濟(jì)大學(xué)，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）立項(xiàng)建議書(shū)：廈門(mén)市海底隧道工 程基于支持的施工期高壓突水超前地質(zhì)預(yù)報(bào)和險(xiǎn)情預(yù)警 及其決策系統(tǒng)的研究與應(yīng)用【】上海：】，（ （）： 】 ， ： 】 ， ： （） ，（： 【】 ：【】，（ 鄧 ） 江貓山公路隧道工程技術(shù)【】北京：人民交通出版社， ，（）： （） 【】 ， ， ： ，（ ） 】李世烽隧道支護(hù)設(shè)