厦门翔安海底隧道摘要.ppt

厦门翔安海底隧道 施工技术 报 告 内 容 探明的地质状况--风化槽与隧道关系 开挖方法（台阶法） 上台阶高度3m 长度5～8m 核心土长3m 开挖进尺0.5~1.0m 开挖前采用6m钻杆超前探孔，不少于3孔 施工中加强监控量测，当出现异常变形时，立即转换为CD、CRD法施工。 施工中出现险情应急预案 应急抢险预案 第一步：接中隔墙 第二步：接临时仰拱和横撑 第三步：方木支撑 第一步：码砂袋 第二步：网喷 第三步：小导管注浆 第四步：做止浆墙 5.3.4 锁脚锚杆作用效果与打入角度、注浆的关系 锁脚锚杆打入角度与下沉值关系图 由下图知，无论哪种工况，拱脚锚杆以25o施作时控制沉降效果最佳。锚杆注浆可增加锚杆的抗弯刚度，浆液扩散形成的注浆体可提高锚杆的抗拔力，从计算结果看，注浆之后锚杆端部沉降减小20%。 5.3.5 垫块对锁脚锚杆作用效果影响 160.70 1330 650.25 III 加垫块 50.02 92.40 662.28 II 注 浆 65.15 210.11 233.16 I 无注浆 弯矩（kN*m） 剪力（kN） 轴力（kN） 工况 由上表计算结果可知，锁脚锚杆注浆并加垫块比不加垫块沉降减小15-20％，与不注浆相比加垫块后沉降减小40%。主要因为其抗弯、抗剪、抗拉等性能都得到了很好的发挥，其内力计算结果见下表。 通过研究，本章得出如下结论： （1）采用锁脚锚杆可有效控制隧道拱顶下沉和水平收敛；同时锁脚锚杆可提高初支结构的安全性； （2）当角度一定时，随着荷载的增加，锚杆竖向位移呈线性增加；在同等施工条件下，拱脚锁脚锚杆施作25度左右控制沉降的效果最佳； （3）不同工况下沉降值相差比较大，不注浆沉降最大，其次是注浆，再次是加垫块。注浆后比不注浆沉降减小20%左右；注浆加垫块沉降值能减小40%； （4）加垫块后锁脚锚杆的弯矩、剪力、拉力等内力值都有显著的增加。 5.4 计算结果及结论 6.1 海底隧道注浆技术综述 6.2 壁后注浆的作用 6.3 软弱地层渗透挤密注浆对控制沉降的影响 6.4 本章小结 6.软弱地层渗透挤密注浆沉降控制研究 软弱地层海底隧道施工风险突出，一旦围岩变形较大，极易引发突水、塌方。为确保掌子面的稳定和隧道施工安全，进行注浆加固和堵水是非常必要的。通过全强风化地层注浆前后地层力学特性的变化，结合现场试验，对注浆后围岩的稳定性进行评价。 6.1 海底隧道注浆技术综述 注浆效果照片 壁后注浆的作用体现在两个方面：提高围岩的刚度（弹性模量）、强度（粘聚力和内摩擦角），增强围岩稳定性；在含水地层，壁后注浆还可以减小渗漏，防止围岩遇水弱化，其作用同样是增加围岩刚度。 6.2 壁后注浆的作用 在注浆试验段选取两个沉降较大的点，绘制注浆前后沉降曲线见下页图6.1～6.2 ，从监测数据分析，注浆有效的控制了围岩的变形。 6.3 软弱地层渗透挤密注浆对控制沉降的影响 注浆前掌子面泥塑状不稳定 注浆后掌子面干燥稳定 图6.1 ZK12+402注浆前后效果对比图 图6.2 ZK12+395注浆前后效果对比图 初期支护背后渗透挤密注浆，水泥浆液充填初支围岩间的空隙，以及土体间的空隙，增强密贴程度，提高围岩和初支的承载力，控制变形，主要体现为两种作用： （1）渗透作用：指在压力作用下浆液充填土中的孔隙，挤排出孔隙自由水，而基本上不改变原状土的结构和体积，所用注浆压力相对较小。 （2）渗透和挤密作用：浆脉周围土体被渗透和挤密，从而增加周围土体的密实度和强度，减小渗透系数，这是一种综合效果。 通过充填注浆，使颗粒间的空隙充满浆液并使其固化，这种注浆不改变原土结构，但是充填其原有空间为密实连续体，有效的控制了地层水的渗入，改善原有围岩受力条件，有效的控制了沉降。 6.4 本章小结 课题结合厦门海底隧道进行研究，取得如下成果： 1.厦门海底隧道断面大、围岩软弱、地质复杂，台阶法难以适用，双侧壁导坑法工序多，进度慢，一般是在地表沉降要求特别严的情况下才采用的施工方法，因此，重点只需考虑采用CD或CRD工法；为此，对CD和CRD工法分别建模计算，对这两种工法进行数值模拟分析和比较，经综合比选，最后确定采用更合理的施工方法—CRD工法，它既保证了厦门海底隧道的施工安全，又节约了成本，加快了施工进度，创造了月掘进73米的高速度； 2.利用数值方法模拟6种工况、2种工序开挖过程中的地层三维变形状态，并结合实际施工中的变形监测状况，不断调整优化CRD工法各部步距、开挖顺序和施工工艺。这项创新性成果，为软弱地层大跨隧道采用CRD法提供新经验，使异常变形得到有效控