海底隧道工程的设计要点及材料选择.doc

成绩 评卷人 10—11学年第一学期 课程名称：土木工程概论 任课教师：林龙镔 论文题目：海底隧道工程的设计要点及材料选择 学号： ESE08076 姓名： 陈则宏 年级： 2008级 专业： 环境科学与工程系 班级： 2班 提交日期：2010年12月26日 海底隧道工程的设计要点及材料选择 陈则宏 厦门大学嘉庚学院，漳州363105——隧道最小埋置深度进行讨论，并就施工探水与治水、隧洞围岩防塌险情预报与预警——围岩稳定性评价，以及施工期对隧道衬护原设计参数的调整与修正等问题作分析与探讨。同时，对海底隧道衬砌结构选材，耐腐蚀高性能海工混凝土，以及公路与城市道路长、大海底隧道的防灾与救援等专门性问题阐述一点认识。最后，对超大型盾构机长距离掘进与洞围岩防塌险情预报与预警——围岩稳定性评价，以及施工期对隧道衬护原设计参数的调整与修正等深水急流海底沉管隧道的设计、施工等列出其中的若干技术关键问题。 关键词 海底隧道；地质勘察；施工探水与治水；耐腐蚀混凝土 前言 1.1 跨海隧道建设简况 据不完全统计，国外近百年来已建的跨海和海峡交通隧道已逾百座，其中，挪威所建跨海隧道占大多数。这些已建的跨海和海峡交通隧道对我国类似工程的建设具有很好的参考价值。 1. 国外著名的跨海隧道 日本青涵海峡隧道。 英吉利海峡隧道。 日本东京湾海底隧道。 丹麦斯特贝尔海峡隧道等。 2.国内的跨海隧道 厦门市东通道翔安海底隧道。 青岛－黄海”湾口海底隧道。 长江口沪崇苏“浦东外高桥－长兴岛”南港越江隧道。 港珠澳伶仃洋大通道(珠江口外)桥隧结合的通航跨部分——沉管隧道等。 我国是隧道工程大国，技术经验丰富，所有这些有利因素，都为今后跨海隧道的成功设计与施工奠定实施的基础。 1.2 跨海隧道设计施工的技术特色 跨海隧道设计施工具有以下技术特点： 1.深水海洋地质勘察的难度高、投入大，而漏勘与情况失真的风险程度增大。 2.高渗透性岩体施工开挖所引发涌/突水(泥)的可能性大，且多数与海水有直接水力联系，达到较高精度的施工探水和治水十分困难。 3.海上施工竖井布设难度高，致使连续单口掘进的长度加大，施工技术难度增加。 4.饱水岩体强度软化，其有效应力降低，使围岩稳定条件恶化。 5.全水压衬砌与限压/限裂衬砌结构的设计要求高。 6.受海水长期浸泡、腐蚀，高性能、高抗渗衬砌混凝土配制工艺与结构的安全性、可靠性和耐久性，以及洞内装修与机电设施的防潮去湿要求严格。 7.城市长(大)跨海隧道的运营通风、防灾救援和交通监控，需有周密设计与技术措施保证等。 做好工程地质、水文勘察与超前预报，着力提高遇险应变能力，得出与工程实际结合的、合理可行的技术措施和应对险情的工程预案，特别是如何解决好施工“探水”、“治水”和“防塌”三大技术难点，是跨海隧道施工成败的关键。 海床基岩工程地质、水文地质特征与综合地质勘察 2.1 海床地质特征调查 1.详尽的、准确度高的海床地质勘察信息和技术数据 详尽的、准确度高的海床地质勘察信息和技术数据是关系到隧道建设可行性研究、设计和施工与建设费用与工期等重大工程决策的主要因素。 2.施工前的地质勘察 施工前，应做好各项地质勘察工作： ① 海洋动力环境条件下，海上钻井取样设备及其配套工艺的改制与开发。 ② 地震波测试等地球物理勘探——揭示基岩分界线和主要不良地质缺陷。 ③ 声纳探测——海底地形、松散沉积物分布及其厚度。 ④ 综合地质勘探。 3.施工过程中的超前地质预报 施工过程中的超前地质预报工作在海底隧道工程建设时是必不可少的： ① 施工过程中的超前地质预报，做到超前导洞和服务隧道先行，是最好的施工期补充勘察手段。 ② 对主隧道施工将遇到的不良地质区段，可在导洞/服务隧道中先作注浆加固和止水。 ③ 用正、反演分析，必要时对原设计支衬参数再作调整和修正。 ④ 对洞周施工变形进行智能预测与控制。 2.2复杂海床地质条件下的地质勘察项目 复杂海床地质条件下，为揭示不良地质体和涌/突水(泥)，需作的综合地质勘察项目有： 1.常规地质勘探。 2.超前综合物探 ① 采用震测法作隧道超前地质预报(TSP)。 ② 地质雷达与遥感、遥测。 ③ HSP(水平震测剖面法)声波反射法。 ④ 电磁波物探勘察——跨孔电磁波CT扫描成像探测。 3.红外线探水仪、超前水平探孔。 4.洞内实时监测与相关参数快速测试——数字式全景钻孔摄像系统。 5.综合地质超前预报技术(将计算机数值模拟与综合分析预测相结合)。 6.水化学分析。 7.压水透水性试验，以验证岩体质量与涌水量等。 2.3 综合地质超前预报方法的实施 综合地质超前预报方法的实施的本质特色是将长/中/短距离的地质预报与物探、钻探三者有机地相结合。 3. 海底隧道最小覆盖层厚度——隧道最小埋置深度 3.1 海底隧道最