1、海底隧道施工工藝工法QB/ZTYJGYGF-SD-0501-2011第五工程有限公司李陽(yáng)剛1前言工藝工法概況海底隧道施工工法眾多，常見的有鉆爆法、沉管法、盾構(gòu)法和TBMt等，本工法是采用鉆爆暗挖法修建海底隧道的施工工法，是通過廈門東通道翔安海底隧道工程四 年施工實(shí)踐和不斷總結(jié)而形成的一套比較完善的施工工法。在國(guó)外采用鉆爆法修建的 海底隧道非常多，如日本長(zhǎng) 53.85km的青函隧道、關(guān)門鐵路隧道、關(guān)門公路隧道、新 關(guān)門隧道、瑞典的Forsmark1(2)隧道、英法海峽隧道等。廈門東通道翔安海底隧道是 我國(guó)大陸第一條海底隧道，該工法的形成對(duì)我國(guó)海底隧道施工發(fā)展有一定的積極作用。該工法是普通山嶺隧道

2、、過江隧道的發(fā)展與延伸，海底隧道與普通的山嶺隧道相 比，常會(huì)受探測(cè)手段的限制，對(duì)地質(zhì)及其性質(zhì)等情況掌握不全面，加之頭頂無限量海 水，在高水壓和潮汐的影響下，施工存在很高的風(fēng)險(xiǎn)，施工安全難以受控，施工時(shí)容 易發(fā)生突水涌砂等情況，甚至釀成重大安全事故、工程報(bào)廢等災(zāi)難性的后果，產(chǎn)生不 良的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)影響。該工法對(duì)海底隧道施工降低施工風(fēng)險(xiǎn)，確保施工安全有著積極的意義。工藝原理海底隧道施工按照“新奧法”原理，遵循“少擾動(dòng)、早噴錨、勤量測(cè)、緊封閉” 原則，堅(jiān)持動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)施工，重點(diǎn)突出“管超前、嚴(yán)注漿、勤量測(cè)”，采用物探 (TSP-203預(yù)報(bào)系統(tǒng)、地質(zhì)雷達(dá)、紅外探水)和常規(guī)鉆探相結(jié)合、區(qū)域地質(zhì)重點(diǎn)分析和

3、 地質(zhì)素描相結(jié)合、長(zhǎng)距離地質(zhì)預(yù)報(bào)和短距離地質(zhì)預(yù)報(bào)相結(jié)合的綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)手段， 探明掘進(jìn)工作面前方地質(zhì)、水位情況，施工中加強(qiáng)地表和洞內(nèi)的監(jiān)控量測(cè)，據(jù)以優(yōu)化、 調(diào)整施工方法，將海底隧道施工的風(fēng)險(xiǎn)降低在可控范圍內(nèi)。2工藝工法特點(diǎn)在施工過程中進(jìn)行全面風(fēng)險(xiǎn)管理，建立健全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和應(yīng)急管理機(jī)制，完善電力、 排水、通信、門禁、視頻監(jiān)控、報(bào)警、逃生救援系統(tǒng)，加強(qiáng)應(yīng)急演練，強(qiáng)化防范施工風(fēng) 險(xiǎn)的能力，使施工安全始終處于受控狀態(tài)。將綜合超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和系統(tǒng)監(jiān)控量測(cè)納入工序管理，較為全面的掌握隧道掘進(jìn) 面前方地質(zhì)情況、支護(hù)系統(tǒng)的變形情況，定崗定責(zé)，建立信息反饋、溝通、處置機(jī)制， 以進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，避免盲目施工，降低

4、施工風(fēng)險(xiǎn)。將信息化施工理念貫穿施工過程，堅(jiān)持動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)施工原則，及時(shí)調(diào)整施工工 藝、方法。按照新奧法施工原理，盡可能減少對(duì)隧道周邊圍巖的擾動(dòng)，嚴(yán)格執(zhí)行新奧法“管超 前、嚴(yán)注漿、短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測(cè)”施工方針。采用地表加固和洞內(nèi)普通小導(dǎo)管、TSS注漿小導(dǎo)管、超前錨桿、大管棚、全半斷面 超前帷幕注漿加固等措施的組合（同時(shí)采用一種或幾種）利用，進(jìn)行超前預(yù)加固，改善 前方工作面的施工性能，降低施工風(fēng)險(xiǎn)，確保施工安全。對(duì)于水的治理，堅(jiān)持采用“防、排、堵、截”相結(jié)合的綜合治水處理原則，“以堵 為主、限量排放”。3適用范圍本施工工法適用于穿越海底、河底和水庫(kù)、湖泊的公路、鐵路、水工、電

5、纜隧道 施工。4主要引用標(biāo)準(zhǔn)公路隧道施工技術(shù)規(guī)范（JTGF60）、公路隧道施工技術(shù)細(xì)則（JTG/TF60）、 公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（JTGF80/1）。設(shè)計(jì)圖紙、合同文件。5施工方法以“新奧法”施工基本原理為依據(jù)，貫徹信息化施工理念，充分利用綜合超前地 質(zhì)預(yù)報(bào)和監(jiān)控量測(cè)等手段，堅(jiān)持動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)施工，加強(qiáng)超前預(yù)加固、預(yù)支護(hù)，綜 合應(yīng)用各種成熟施工工藝、方法，嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)真落實(shí)設(shè)計(jì)意圖，運(yùn)用系統(tǒng) 風(fēng)險(xiǎn)管理的理念組織隧道施工。采用 CRDt、CD法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、中導(dǎo)洞法、臺(tái)階 法相結(jié)合的方法進(jìn)行隧道開挖、支護(hù)施工，堅(jiān)持“管超前、嚴(yán)注漿、短進(jìn)尺、弱爆破、 強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測(cè)”；防排

6、水施工，堅(jiān)持防、排、堵、截相結(jié)合，以堵為主、 限量排放。6工藝流程及操作要點(diǎn)施工工藝流程施工工藝流程圖見圖1圖1海底隧道施工工藝流程圖操作要點(diǎn)綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)隧道工程地質(zhì)條件具有較強(qiáng)多變性和不可確定性，而海底隧道施工更是一項(xiàng)高風(fēng) 險(xiǎn)的建筑工程。因?yàn)椴豢赡芤缘孛瞾眍A(yù)測(cè)海底斷層等不良地質(zhì)現(xiàn)象，海上鉆探又十分 困難，要準(zhǔn)確探明海底地質(zhì)情況并預(yù)測(cè)隧道穿越段的地質(zhì)情況并非易事。為了保證海 底隧道施工的安全性和減少突發(fā)災(zāi)害事故的發(fā)生，必須在海底隧道施工的過程中，對(duì) 隧道開挖前方的地質(zhì)條件進(jìn)行經(jīng)常性的綜合探測(cè)，對(duì)數(shù)據(jù)的分析和應(yīng)用必須達(dá)到信息 化和動(dòng)態(tài)化。日本青函海底隧洞（53.850Km）成功的經(jīng)驗(yàn)之一就是

7、以綜合手段做了大量 的施工地質(zhì)預(yù)報(bào)工作，確保了施工安全，確保了工期?，F(xiàn)行的地質(zhì)預(yù)報(bào)手段均存在不同的局限性， 要清楚的了解學(xué)子面前方的地質(zhì)情況， 實(shí)行綜合地質(zhì)超前預(yù)報(bào)很有必要，尤其是地質(zhì)情況極其復(fù)雜隧道更是如此。海底隧道施工中采用綜合超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)，采用物探和鉆孔相結(jié)合，長(zhǎng)距 離探測(cè)和短距離探測(cè)相結(jié)合、區(qū)域地質(zhì)和細(xì)部地質(zhì)相結(jié)合、構(gòu)造探測(cè)和探水相結(jié)合、 服務(wù)隧道和主隧道地質(zhì)預(yù)報(bào)相結(jié)合的綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)措施，將地質(zhì)預(yù)報(bào)納入施工工 序管理，堅(jiān)持有疑必探，將預(yù)報(bào)的結(jié)果互相參考，相互印證，提高地質(zhì)預(yù)報(bào)精度，避 免盲目施工，以降低施工風(fēng)險(xiǎn)。采用的地質(zhì)預(yù)報(bào)方法有地面地質(zhì)調(diào)查法、斷層參數(shù)預(yù) 測(cè)法、TSR

8、HSR深孔鉆探法、掘進(jìn)工作面地質(zhì)素描法、地質(zhì)雷達(dá)、紅外線超前探水、 短距離鉆探法等。超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的重點(diǎn)是隧道工作面前方巖體巖性及水文地質(zhì)情況， 工作面前方地質(zhì)異常體位于隧道詳細(xì)里程及規(guī)模，隧道開挖后周圍未被揭露出隱伏地 質(zhì)異常體的分布情況的等。海底隧道施工地質(zhì)預(yù)報(bào)，對(duì)隧道頂板厚度的預(yù)測(cè)顯得尤為重要，在施工過程中必 須引起高度重視。仃SP203g前地質(zhì)預(yù)報(bào)法：預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)隧道工作面前方100150m的地質(zhì)特征，計(jì)劃 全隧道采用，TSP203預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)具有適用范圍廣、預(yù)報(bào)距離長(zhǎng)、對(duì)隧道施工干擾小、探 測(cè)時(shí)間短、提交資料及時(shí)等特點(diǎn)。TSP20W效預(yù)報(bào)距離視可達(dá)100150米，需要預(yù)報(bào) 區(qū)段大于有效預(yù)報(bào)距離

9、時(shí)應(yīng)多次預(yù)報(bào)，兩次預(yù)報(bào)重復(fù)長(zhǎng)度不小于10米2長(zhǎng)距離超前鉆探法（50100m :主要應(yīng)用于海底不良地質(zhì)地段，超前鉆孔是采用水平地質(zhì)鉆機(jī)完成的，這些鉆孔對(duì)于進(jìn)一步探明隧道區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)狀況，特別是探 測(cè)含水構(gòu)造體或地質(zhì)異常體，預(yù)防隧道突水突泥，對(duì)隧道開挖及后期運(yùn)營(yíng)都是極其重 要的。3紅外線超前探水法：紅外線超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)是目前較為先進(jìn)的地下水預(yù)測(cè) 預(yù)報(bào)方法之一。紅外探水的有效探測(cè)距離約為 30m每?jī)纱螜M洞探測(cè)應(yīng)重復(fù)3m正洞 重復(fù)5m）4地質(zhì)雷達(dá)（GPR探測(cè)法：本工程采用SIR-10B型地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)?？梢灶A(yù)報(bào)隧道 施工開挖面前方30m的地層的變化。其目的一是印證和補(bǔ)充TSP203K距離預(yù)報(bào)所得到

10、 的地質(zhì)信息；二是結(jié)合學(xué)子面地質(zhì)素描，根據(jù)探測(cè)的地質(zhì)剖面圖，推斷學(xué)子面進(jìn)深10 30m圍巖具體狀況，繪制出地質(zhì)解釋圖，提出圍巖具體信息預(yù)報(bào)和施工預(yù)案。5地質(zhì)素描法：在隧道掘進(jìn)施工時(shí)，每個(gè)工作面在爆破磴清運(yùn)完畢后由1名有經(jīng)驗(yàn) 的地質(zhì)工程師，利用羅盤儀、地質(zhì)錘、放大鏡、皮尺等簡(jiǎn)單工具對(duì)下一循環(huán)工作面進(jìn) 行地質(zhì)素描。根據(jù)地質(zhì)素描圖的內(nèi)容，繪制地質(zhì)素描圖，并做出開挖面前方較短距離 內(nèi)的巖體穩(wěn)定性分析。必要時(shí)還可用數(shù)碼攝相機(jī)攝像，根據(jù)巖體變化來推斷前方地質(zhì) 變化趨勢(shì)。6短距離超前探孔法（58m在地質(zhì)不良地帶，隧道開挖時(shí)，每循環(huán)還需要進(jìn)行短距離超前地質(zhì)鉆探，此時(shí)一 般可利用人工手持風(fēng)鉆或臺(tái)車液壓鉆機(jī)對(duì)工作

11、面進(jìn)行補(bǔ)充加密鉆探，鉆孔深度58m,探孔數(shù)量不少于6個(gè)，探孔分別位于拱頂、兩拱腰、兩邊墻、拱底。探孔探測(cè)若無異 常情況出現(xiàn)，可進(jìn)行鉆爆開挖。在短距超前探孔預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)過程中，若工作面局部出水 量較大，應(yīng)增加探水孔數(shù)量，以便更加準(zhǔn)確地進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。圖2綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)流程圖常體位于隧道詳細(xì)里程及規(guī)模情況，實(shí)施動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，及時(shí)制訂各類施工技術(shù)預(yù)案，制 定相應(yīng)的超前預(yù)加固方案，海底隧道常用的預(yù)加固方案大致可以分為兩種情況：一種 是在隧道地表進(jìn)行的加固方案，如高壓旋噴樁、地下連續(xù)墻等。地表加固方案一般只適用于陸域段和淺灘筑島段。因?yàn)殛懹蚨魏蜏\灘筑島段可以為地表加固提供施工條件, 也不擔(dān)心海水通過加固體缺陷發(fā)

12、生倒灌，且地表加固可以提前實(shí)施，加快施工進(jìn)度， 縮短施工工期，海域段原則上不提倡地表加固；另一種就是在隧道洞內(nèi)進(jìn)行工作面前方的圍巖加固，提前對(duì)不良地質(zhì)體進(jìn)行處理。常采用的加固方法有普通小導(dǎo)管、TSS注漿小導(dǎo)管、超前錨桿、大管棚、全（半）斷面超前帷幕注漿等，對(duì)于上述加固方法， 一般采用一種或幾種加固方案相結(jié)合的系統(tǒng)加固方案進(jìn)行超前預(yù)加固。根據(jù)綜合超前 地質(zhì)預(yù)報(bào)成果，根據(jù)不同的圍巖情況，采取有針對(duì)性的加固措施。對(duì)于普通地質(zhì)地段 采用普通小導(dǎo)管、錨桿、TSS小導(dǎo)管注漿加固，而對(duì)于長(zhǎng)度較長(zhǎng)的不良地質(zhì)體應(yīng)該采用 大管棚、全（半）斷面帷幕注漿進(jìn)行超前預(yù)加固，以確保施工安全。原則上能不用大管 棚、全（半）斷

13、面帷幕注漿的就盡可能的不采用，因?yàn)樗淼朗┕すぷ髅妾M小，且大管棚、 全（半）斷面帷幕注漿施工周期較長(zhǎng)而不提倡使用。采用普通小導(dǎo)管和超前錨桿、TSS小導(dǎo)管進(jìn)行注漿加固，導(dǎo)管長(zhǎng)度控制在 34m范圍內(nèi)，搭接長(zhǎng)度不得低于1.5m,以確 保施工安全。超前預(yù)加固必須注意超前預(yù)加固的效果檢測(cè)，特別是注漿完成后的出水 量控制是海底隧道超前預(yù)加固的重要指標(biāo)，在施工過程中應(yīng)引起高度重視，預(yù)加固效 果檢測(cè)常用且有效的辦法就是進(jìn)行探孔觀測(cè)。陸域淺埋段在洞口采用40m超前大管棚配合普通小導(dǎo)管進(jìn)行超前預(yù)加固， 洞身地 段采用普通小導(dǎo)管和TSStt漿小導(dǎo)管進(jìn)行超前加固，在地表采用高壓旋噴樁進(jìn)行預(yù)加 周。淺灘砂層段在地表采用地

14、下連續(xù)墻進(jìn)行封閉海水與砂層的聯(lián)系，并采用深井降水，在洞內(nèi)采用TSS小導(dǎo)管進(jìn)行超前注漿加固。海域風(fēng)化槽地段采用大管棚配合全斷面或半斷面帷幕注漿進(jìn)行超前預(yù)加固。開挖嚴(yán)格按照新奧法施工原則，盡可能減少對(duì)隧道周邊圍巖的擾動(dòng)，堅(jiān)持先治水后開 挖的原則，嚴(yán)格執(zhí)行新奧法“管超前、嚴(yán)注漿、短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、 勤量測(cè)”施工原則。根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)結(jié)果制定相應(yīng)的開挖方案，海底隧道常用的開挖方法有CREfe、 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、臺(tái)階法和中導(dǎo)洞法。全斷面開挖爆破振動(dòng)大、對(duì)圍巖的擾動(dòng)大，且因 開挖斷面大而不利于搶險(xiǎn)救援，一旦發(fā)生事故易造成災(zāi)難性后果等原因，海底隧道開 挖施工原則上不提倡采用。CREfe、雙側(cè)壁導(dǎo)

15、坑法施工適用于V級(jí)圍巖地段，CREfe施工對(duì)圍巖的收斂控制 更為有利，而雙側(cè)壁導(dǎo)坑法對(duì)控制圍巖下沉則更勝一籌。CRCfe和雙側(cè)壁導(dǎo)坑法均可以 預(yù)留核心土的辦法來確保施工工作面的穩(wěn)定和安全。但 CREfe與雙側(cè)壁導(dǎo)坑法又存在著施工工序繁多，工序銜接難度大，出磴和進(jìn)料比較困難，施工組織難度大，施工進(jìn) 度緩慢等缺點(diǎn)。臺(tái)階法則適用于IV、III級(jí)圍巖，臺(tái)階法根據(jù)隧道施工斷面的大小，可以分為上 下臺(tái)階和三臺(tái)階法等，臺(tái)階法施工時(shí)各臺(tái)階長(zhǎng)度不宜留得過長(zhǎng)，一般控制在10m以內(nèi),有利于支護(hù)結(jié)構(gòu)的及時(shí)封閉，有利于結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。若有必要，可采用三臺(tái)階七步法施 工，進(jìn)行平行推進(jìn)。臺(tái)階的預(yù)留高度要以方便出硝、施工支護(hù)結(jié)構(gòu)

16、為原則。中導(dǎo)洞法則適用于II、I級(jí)圍巖，中導(dǎo)洞法與全斷面法相比，不僅存在施工斷面 小，炸藥用量小，爆破振動(dòng)小，利于光面爆破控制等優(yōu)點(diǎn)，而且具有在出現(xiàn)突水情況 下便于處置等優(yōu)點(diǎn)。建議海底隧道開挖采用中導(dǎo)洞施工代替全斷面進(jìn)行施工。中導(dǎo)洞 施工中先行導(dǎo)洞面積控制在 4050n2,導(dǎo)洞施工超前擴(kuò)挖控制在10m內(nèi)，以方便出磴 和施工風(fēng)水管線的布置。各種施工方法，施工原則就是把大斷面劃分成若干個(gè)小斷面，最大限度的利用圍 巖的自穩(wěn)能力，有利于圍巖的穩(wěn)定。在施工過程中經(jīng)常會(huì)遇到各種施工方法的相互轉(zhuǎn) 換，在轉(zhuǎn)換中應(yīng)該遵循差圍巖向好圍巖延伸的原則，延伸長(zhǎng)度一般不小于10m然后再進(jìn)行施工方法的轉(zhuǎn)換。陸域淺埋段、淺灘

17、砂層段主要采用的開挖方法有 CR曲和雙側(cè)壁導(dǎo)坑法進(jìn)行開挖。 海域風(fēng)化槽地段采用三臺(tái)階法進(jìn)行開挖。海域其他地段主要采用上下臺(tái)階法和中導(dǎo)洞 法進(jìn)行施工。初期支護(hù)根據(jù)綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)結(jié)果，針對(duì)不同的圍巖和地質(zhì)情況，采用不同的支護(hù)類型 和參數(shù)，常見的初期支護(hù)有以下幾種情況：噴射素混凝土，適用于I、II級(jí)圍巖。鋼筋網(wǎng)+噴射混凝土，適用于整體性不太好II級(jí)圍巖和較好的III級(jí)圍巖。錨桿+鋼筋網(wǎng)+噴射混凝土，適用于綜合判斷較差I(lǐng)II級(jí)圍巖和較好的IV級(jí)圍 巖。工字鋼拱架或格柵拱架+錨桿+鋼筋網(wǎng)+噴射混凝土。適用于IV、V級(jí)圍巖。針對(duì)不同的地質(zhì)情況，噴射混凝土強(qiáng)度等級(jí)一般在 C20 C25 C30之間，有些地

18、 方施工纖維混凝土；鋼筋網(wǎng)一般采用 6、8mn#層或雙層鋼筋網(wǎng)；錨桿一般采用螺 紋鋼錨桿、中空注漿錨桿、自進(jìn)式錨桿等，根據(jù)不同的圍巖情況選擇錨桿間距和大小。 對(duì)于工字鋼拱架和格柵拱架，工字鋼拱架應(yīng)用范圍較廣，但是工字鋼拱架存在著與噴 射混凝土連接整體性不好和工字鋼拱架背后不易噴射密實(shí)的問題。格柵拱架和噴射混 凝土連接好且容易噴射密實(shí)，后期的整體受力情況，格柵拱架高于工字鋼拱架。格柵 拱架剛度不及工字鋼拱架，不建議在 CRDt、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法臨時(shí)支護(hù)部分上使用格柵 拱架，且后期拆除難度比工字鋼拱架大，不利于回收。對(duì)于噴射混凝土施工，隧道開挖后應(yīng)及時(shí)初噴，以減小圍巖的松動(dòng)圈，有利于控 制下沉和施工安

19、全，初噴厚度不小于6cm,遇到滲水量較大的部位可以在初噴前先掛設(shè) 柔性金屬擴(kuò)張網(wǎng)，然后進(jìn)行初噴，并在基面預(yù)埋導(dǎo)流管。初噴完畢后立即進(jìn)行工字鋼拱架（鋼格柵）的安裝，安裝時(shí)要嚴(yán)格控制垂直度和法 線，要確保各部工字鋼拱架封閉成環(huán)后在同一個(gè)鉛垂面上，確保整體受力。為防止支 護(hù)結(jié)構(gòu)的沉降和收斂變形，可在鋼拱架落地腳板處安設(shè)方木或槽鋼做擴(kuò)大基礎(chǔ)（大拱 腳），并在每個(gè)落地腳板位置打設(shè)2根鎖腳（小導(dǎo)管、錨桿），鎖腳是控制下沉的有利 措施，鎖腳必須和鋼拱架焊接牢固。鋼拱架安裝完畢后掛設(shè)鋼筋網(wǎng)，進(jìn)行噴射混凝土施工。監(jiān)控量測(cè)隧道監(jiān)控量測(cè)是隧道信息化施工的重要依據(jù)之一，是風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警的一項(xiàng)顯性指標(biāo)， 通過對(duì)監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)分

20、析，可以反映出隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的可靠程度，是隧道施工的第三 只眼，對(duì)于海底隧道這種高風(fēng)險(xiǎn)隧道，監(jiān)控量測(cè)顯得尤為重要，必須將監(jiān)控納入正常 的施工工序進(jìn)行管理，成立專門的量測(cè)小組負(fù)責(zé)隧道日常的監(jiān)控量測(cè)工作，并對(duì)日常 采集的數(shù)據(jù)及時(shí)整理分析，及時(shí)反饋，根據(jù)監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)修正施工工藝、參數(shù)， 指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，為動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)提供可靠的依據(jù)。建立監(jiān)控量測(cè)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警機(jī)制，預(yù)測(cè)沉降 收斂變形可能引起的后果，并制定針對(duì)性的措施，以確保施工安全。對(duì)于海底隧道，應(yīng)采取地表沉降觀測(cè)（陸域、淺灘段）和洞內(nèi)位移觀測(cè)相結(jié)合的 監(jiān)控量測(cè)手段進(jìn)行聯(lián)合監(jiān)測(cè)，通過地表沉降觀測(cè)和洞內(nèi)位移觀測(cè)，找出其中的相關(guān)性， 用以指導(dǎo)海域段施工，即在海域段

21、隧道施工過程中洞內(nèi)位移值達(dá)到多大可能對(duì)海床產(chǎn) 生影響，為確定海域段隧道的最大變形量提供理論依據(jù)。水是隧道施工“萬惡之源”，對(duì)于海底隧道水的治理問題顯得尤為突出，海底隧 道采用防、排、堵、截相結(jié)合的綜合治水處理措施，采用“以堵為主、限量排放”的 治水原則進(jìn)行處理。海底隧道防排水施工主要有以下幾種情況：1對(duì)滲涌水量較大的圍巖地段，通過超前預(yù)注漿進(jìn)行堵水，如地下連續(xù)墻、全（半） 斷面帷幕注漿堵水、超前TSS小導(dǎo)管注漿堵水等。2初期支護(hù)噴射混凝土采用抗?jié)B等級(jí) S8防水混凝土進(jìn)行堵水。3在初期支護(hù)施工完畢后，進(jìn)行補(bǔ)償注漿施工，即在初期支護(hù)和圍巖之間進(jìn)行注 漿堵水，要求注漿完畢后初期支護(hù)無明顯滴水。4采用

22、防水板進(jìn)行防水，防水板一般采用PVG EVA防水板。防水板防水引入了分 區(qū)防水理念，以每一組二次襯砌作為一個(gè)防水分區(qū)，確保因防水板局部破損不會(huì)導(dǎo)致 整個(gè)二次襯砌出現(xiàn)背后積水。5二次襯砌采用高性能、耐腐蝕混凝土，抗?jié)B等級(jí)為 S12。6施工縫、沉降縫采用止水條、止水帶、水泥基結(jié)晶、P201膠等堵水。7對(duì)于初期支護(hù)與防水板之間的少量積水，通過縱橫向排水管排導(dǎo)入排水邊溝。6.2.7二次襯砌海底隧道二次襯砌施工同山嶺隧道施工基本相同，采用大型模板臺(tái)車和輸送泵進(jìn) 行施工，其不同之處在與二次襯砌混凝土本身的抗?jié)B、耐腐蝕性能。海底隧道施工， 由于隧道大部分處于水域之下，且周邊環(huán)境地下水水質(zhì)基本與海水相同，為了

23、防止鋼 筋和混凝土的腐蝕，對(duì)二次襯砌混凝土采用了高性能耐腐蝕混凝土，抗?jié)B等級(jí)S12,具體配合比見下表：表1高性能耐腐蝕混凝土配合比參考表水泥水砂碎石粉煤 灰礦渣粉減水劑速凝 劑坍落 度明洞襯砌C30配 合比257kg164kg696kg1043kg70kg140kg3.74kg一210仰拱家t砌C45配 合比245kg151kg668kg1088kg75kg150kg3.29kg一150二次家t砌C45配 合比254 kg155 kg713 kg1020 kg78 kg156 kg3.91 kg一210原材料情況P. n .飲用水中粗525mmI級(jí)S95磨細(xì)X414無堿/二次襯砌施工過程中應(yīng)嚴(yán)

24、格控制混凝土原材料的施工質(zhì)量，原材料是混凝土施工 質(zhì)量好壞的前提。嚴(yán)格執(zhí)行配合比，拌合采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)，電子計(jì)量系統(tǒng)，要求各種計(jì)量器具應(yīng)保持準(zhǔn)確。加強(qiáng)混凝土運(yùn)輸過程的管理，防止混凝土提前凝結(jié)。混凝土入模前對(duì)混凝土提取試件，并進(jìn)行坍落度試驗(yàn)和溫度檢查，塌落度為200 20mm混凝土入模溫度控制在環(huán)境溫度+ 2c以下。由于溫度和應(yīng)力的峰值均出現(xiàn)在早齡期（3天以前），此時(shí)，混凝土的抗拉強(qiáng)度小且 不穩(wěn)定，是產(chǎn)生裂縫的危險(xiǎn)期，稍有疏忽大意即可導(dǎo)致裂縫的發(fā)生。所以，應(yīng)特別重 視早齡期的溫度控制，早期溫度控制對(duì)混凝土耐久性將產(chǎn)生較大的影響。鋼筋混凝土施工過程中混凝土保護(hù)層的控制是混凝土耐腐蝕的重要影響因素，

25、在 施工過程中應(yīng)引起高度重視，必須嚴(yán)格施工工藝標(biāo)準(zhǔn)和施工過程質(zhì)量控制，認(rèn)真落實(shí) 每個(gè)具體的措施，才能使混凝土施工質(zhì)量缺陷降到最低。圖5混凝土施工溫度控制7勞動(dòng)力組織對(duì)于海底隧道選用不同的設(shè)備，不同的施工工藝，其勞動(dòng)力安排相差較大，在此 只對(duì)常規(guī)情況下的勞動(dòng)力安排做個(gè)參考建議。表2勞動(dòng)力組織（單工作面）序號(hào)工作項(xiàng)目作業(yè)內(nèi)容人數(shù)1超前預(yù)報(bào)地質(zhì)工程師1地質(zhì)預(yù)報(bào)員12鉆孔注漿鉆機(jī)司機(jī)3注漿機(jī)司機(jī)3孔口管加工安裝2攪拌機(jī)上料、開機(jī)63開挖開挖工25自卸車司機(jī)12挖機(jī)、裝載機(jī)司機(jī)6爆破工3空壓機(jī)司機(jī)44初期支護(hù)鋼架、錨桿、鋼筋下料2制作鋼架4洞內(nèi)安裝6混凝土噴射手2運(yùn)料、攪拌機(jī)上料、開機(jī)85二次襯砌模板臺(tái)

26、車走行、就位4攪拌站6混凝土澆筑6混凝土灌車、泵車司機(jī)86量測(cè)及測(cè)量技術(shù)員1測(cè)量工27管理及其他隊(duì)長(zhǎng)1技術(shù)負(fù)責(zé)人1專職安全員3試驗(yàn)員2電工3修理工3合計(jì)1288主要機(jī)具設(shè)備對(duì)于海底隧道選用不同的設(shè)備，不同的施工工藝，其主要機(jī)具設(shè)備安排相差較 大，在此只對(duì)常規(guī)情況下的機(jī)具設(shè)備安排做參考建議。表3主要機(jī)具設(shè)備序號(hào)作業(yè)名稱規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量備注1超前地質(zhì)預(yù)報(bào)紅外探水儀臺(tái)1探水地質(zhì)雷達(dá)SIR-3000套1短距離物探TSP預(yù)報(bào)系統(tǒng)TSP-203套1長(zhǎng)距離物探深孔鉆機(jī)ZDY1900S臺(tái)1中長(zhǎng)距離鉆探、 取芯風(fēng)鉆YT-28臺(tái)10超長(zhǎng)炮孔2施工通風(fēng) 照明軸流式通風(fēng)機(jī)110kw臺(tái)4通風(fēng)射流風(fēng)機(jī)37kw臺(tái)6通風(fēng)低壓

27、變壓器36v,20Kw臺(tái)2掌子面照明3鉆孔注漿深孔鉆機(jī)CasagrandeC6臺(tái)1鉆孔深孔鉆機(jī)KLEMM806臺(tái)1鉆孔注漿泵GZB-YS臺(tái)1注漿二注漿泵2510-VA-00臺(tái)1注漿高壓空壓機(jī)LGCY-18/17臺(tái)1高壓供風(fēng)高壓空壓機(jī)HXP900臺(tái)1高壓供風(fēng)葉片式攪拌機(jī)臺(tái)1制漿4開挖多功能平臺(tái)架臺(tái)1開挖平臺(tái)風(fēng)鉆YT-28臺(tái)40鉆孔自卸車15T臺(tái)6出硝挖掘機(jī)PC220臺(tái)2裝硝裝載機(jī)WA380臺(tái)2裝硝電動(dòng)空壓機(jī)20m3/min臺(tái)5中低風(fēng)壓供風(fēng)5初期支護(hù)鋼筋切斷機(jī)GQ40-F臺(tái)1鋼筋（型鋼）加工鋼筋彎曲機(jī)GW40-1臺(tái)1電焊機(jī)BX-300臺(tái)4鋼筋冷彎?rùn)C(jī)臺(tái)1臺(tái)式鉆床24025臺(tái)2混凝土噴射機(jī)TK-500

28、臺(tái)4初期支護(hù)混凝土攪拌機(jī)JS500臺(tái)26二次襯砌整體鋼模臺(tái)車9m/臺(tái)套2二次襯砌混凝土 施工混凝土泵HBT-60A套2混凝土罐車EQ140臺(tái)6搗固機(jī)ZN35,ZN50臺(tái)10攪拌站3-50m/min,JS750臺(tái)27量測(cè)及測(cè)量?jī)x 器全站儀TPS1200臺(tái)2方向控制精密水準(zhǔn)儀DP3000臺(tái)1下沉值測(cè)量水準(zhǔn)儀NL24A臺(tái)2標(biāo)高控制收斂計(jì)JSS30A臺(tái)1收斂值錨桿拉拔儀BL-150B臺(tái)1錨桿陰t9質(zhì)量控制易出現(xiàn)的質(zhì)量問題地質(zhì)預(yù)報(bào)情況探測(cè)不清楚，對(duì)存在疑問的地質(zhì)情況報(bào)僥幸心理，盲目施 m o監(jiān)控量測(cè)結(jié)果不能指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。未對(duì)于超前支護(hù)效果的檢查評(píng)估，盲目施工。開挖過程對(duì)周邊圍巖破壞較大。初期支護(hù)施工不及

29、時(shí)性，未能使支護(hù)結(jié)盡快構(gòu)封閉成環(huán)。防排水施工初期支護(hù)背后注漿堵水不重視，導(dǎo)致層層設(shè)防、層層漏的結(jié) 果。二次襯砌混凝土施工溫度控制不嚴(yán)，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)溫度裂縫，影響混凝 土的防腐性和耐久性。保證措施對(duì)于海底隧道，地質(zhì)探測(cè)受到很多客觀原因的限制，加之各個(gè)地質(zhì)預(yù)報(bào)手 段均存在一定的缺陷，所以海底隧道地質(zhì)預(yù)報(bào)必須采用綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)手段，且綜 合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)必須堅(jiān)持有疑必探的原則，對(duì)地質(zhì)情況有疑問不得盲目進(jìn)行施工。對(duì) 隧道頂板厚度的探測(cè)也顯得尤為重要，應(yīng)引起高度重視。監(jiān)控量測(cè)必須建立風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警機(jī)制，納入正常工序管理，做到及時(shí)量測(cè)、及 時(shí)反饋、及時(shí)修正，指導(dǎo)施工。海底隧道施工必須設(shè)定嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和程序?qū)Τ?/p>

30、支護(hù)效果進(jìn)行檢查評(píng)估， 達(dá)標(biāo)后方可進(jìn)行開挖作業(yè)。海底隧道開挖的方法較多，但各種開挖方法均必須確保對(duì)周邊圍巖最大程 度的保護(hù)，并且將該理念貫穿開挖施工全過程。初期支護(hù)施工應(yīng)注意及時(shí)性，盡快使支護(hù)結(jié)構(gòu)封閉成環(huán)，嚴(yán)格控制施工部距, 控制仰拱及二次襯砌施做時(shí)間。防排水施工應(yīng)做到最大范圍的堵水，對(duì)施工過程中的堵水應(yīng)引起高度重視， 對(duì)每個(gè)防水層設(shè)定一定的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)并嚴(yán)格控制，以降低施工風(fēng)險(xiǎn)，減少后期運(yùn)營(yíng)排水 費(fèi)用。二次襯砌混凝土施工應(yīng)做到內(nèi)實(shí)外美，對(duì)高性能耐腐蝕防水混凝土施工溫度 控制是比較關(guān)鍵的，施工溫度的偏差對(duì)混凝土性能的影響相對(duì)較大，應(yīng)引起重視。 10安全措施主要安全風(fēng)險(xiǎn)分析海底隧道施工主要安全風(fēng)險(xiǎn)為

31、坍塌、突水、涌泥、涌沙、臺(tái)風(fēng)、暴雨等，在施工 過程中應(yīng)建立健全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警機(jī)制，建立應(yīng)急救援與演練機(jī)制，增強(qiáng)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)防范。 保證措施始終貫徹“安全高于一切、質(zhì)量重于生命、責(zé)任重于泰山、防患勝于補(bǔ)救” 的原則進(jìn)行安全管理，堅(jiān)持安全交底制度和安全學(xué)習(xí)制度，提高全員安全意識(shí)。針對(duì)施工過程中可能出現(xiàn)的坍塌、突水、涌泥、涌沙等災(zāi)難性事故，在施 工前編制應(yīng)急救援預(yù)案，成立應(yīng)急救援組織機(jī)構(gòu)，明確相關(guān)負(fù)責(zé)人的工作職責(zé)。應(yīng)急 救援組織機(jī)構(gòu)設(shè)置包括：救援搶險(xiǎn)組、技術(shù)支持組、通訊聯(lián)絡(luò)組、醫(yī)療救護(hù)組、后勤 保障組、安全保衛(wèi)組、事故調(diào)查組、善后處理組，并設(shè)組長(zhǎng)和副組長(zhǎng)。應(yīng)急救援小組 在本單位應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組的直接領(lǐng)導(dǎo)下實(shí)施應(yīng)急

32、救援工作。應(yīng)急救援組織機(jī)構(gòu)對(duì)外聯(lián)系 業(yè)主、兄弟單位、政府相關(guān)部門、醫(yī)院、消防等，內(nèi)部聯(lián)系企業(yè)上級(jí)單位和操作班組。施工現(xiàn)場(chǎng)配備足夠的應(yīng)急救援物資，定期開展應(yīng)急救援演練，并針對(duì)演練 中出現(xiàn)不不足及時(shí)進(jìn)行修訂完善。完善通信系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)、救援逃生系統(tǒng)。按照工種，建立、完善各項(xiàng)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)程，據(jù)以指導(dǎo)施工作業(yè)。堅(jiān)持執(zhí)行持證上崗制度。11環(huán)保措施建立健全環(huán)保保證體系，成立專門的環(huán)境保護(hù)組織機(jī)構(gòu)，由項(xiàng)目經(jīng)理?yè)?dān)任組長(zhǎng)， 全面負(fù)責(zé)環(huán)保工作的檢查、指導(dǎo)及環(huán)保措施的制定落實(shí)。施工期間加強(qiáng)環(huán)境管理，合 理安排施工工序，做到文明施工。陸域施工，臨時(shí)施工場(chǎng)地選擇與布置，盡量使用永久征地，少占綠地

33、面積，保護(hù)好 周圍環(huán)境，減少植被生態(tài)破壞。施工結(jié)束后，及時(shí)恢復(fù)綠化或整理復(fù)耕。海域施工，隧道內(nèi)施工廢水經(jīng)抽排至沉淀池過濾處理達(dá)標(biāo)后排放，防止高濁度污水漫流或直接流入海中；施工混凝土拌和，采取防雨水沖刷措施，以防雨季施工或臺(tái)風(fēng) 暴雨時(shí)大量混凝土、水泥漿入海而污染海域。沉淀池分級(jí)設(shè)計(jì)，布置在岸邊低洼地， 單個(gè)容量估計(jì)1000m。采用集中拌合混凝土，嚴(yán)格控制現(xiàn)場(chǎng)攪拌混凝土，減少空氣、噪音污染。施工現(xiàn)場(chǎng)及道路采取灑水防塵、夯實(shí)或硬化等辦法控制揚(yáng)塵；土石方、建材運(yùn)輸 時(shí)，采取設(shè)置擋板、加蓋籬席、降低裝載高度等，避免撒落及因風(fēng)揚(yáng)塵；料場(chǎng)盡量遠(yuǎn) 距居民區(qū)設(shè)置(i5om。施工噪聲敏感區(qū)段，夜間時(shí)段(22: 0

34、006: 00)和午間(12: 0014: 00),限 制高噪聲機(jī)械設(shè)備使用，車輛經(jīng)過居民區(qū)限速緩行。高考期間按照市政府和環(huán)保局要 求，做好施工噪聲控制。相對(duì)固定的施工機(jī)械，如空壓機(jī)、發(fā)電機(jī)等，利用有隔音板的房屋，并盡可能遠(yuǎn) 離聲敏感目標(biāo)布置。施工建筑垃圾，盡量作為填充材料進(jìn)行回收利用，不得隨意堆存或丟棄，不能回收 一般廢物送垃圾場(chǎng)統(tǒng)一處置。施工生活垃圾應(yīng)及時(shí)分類收集，回收利用或送垃圾場(chǎng)處理。施工營(yíng)地均配備臨時(shí)生活污水處理設(shè)施，對(duì)生活污水進(jìn)行處理后再排放，避免直 接進(jìn)入周圍池塘或海域。隧道棄渣棄于設(shè)計(jì)指定的地點(diǎn)，棄磴應(yīng)避免堵塞河道、改變水流方向和抬高水位 而淹沒或沖毀農(nóng)田、房屋。用地四周應(yīng)根據(jù)

35、地勢(shì)和周圍環(huán)境情況，做好圍擋。針對(duì)工程會(huì)出現(xiàn)的水土流失情況，制定相應(yīng)水土保持措施，積極落實(shí)。已完棄磴場(chǎng)坡面應(yīng)及時(shí)植草種樹綠化，增加植被覆蓋率，減少土壤被雨水沖刷。 12應(yīng)用實(shí)例工程簡(jiǎn)介由中鐵一局集團(tuán)第五工程有限公司參建的廈門東通道翔安隧道位于廈門島東北端 的湖里區(qū)五通碼頭與翔安區(qū)西濱下店村之間，隧道全長(zhǎng)6.051km,線路縱剖面呈V形，穿越陸域、淺灘帶及海域三種地貌，經(jīng)過基巖全強(qiáng)風(fēng)化帶、海底F2強(qiáng)風(fēng)化基巖 深槽和F3風(fēng)化囊三種地質(zhì)條件，跨越海域總長(zhǎng) 4.459km,隧道軸線上海水最深27m 分段最大涌水量達(dá)6.2m3/d/m ,是我國(guó)第一座大斷面的海底隧道。該隧道按照高等級(jí)公路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)為

36、雙向三車道隧道，并在兩隧道中間修建 一服務(wù)隧道，使用年限按百年設(shè)計(jì)，二次襯砌采用C45高性能防腐混凝土，抗?jié)B等級(jí)S12,初期支護(hù)采用具有抗海水侵f4的噴射混凝土，抗?jié)B等級(jí) S8,錨桿進(jìn)行防腐處 理。隧道暗挖最大斷面尺寸17.04mX 12.56m (寬X高)，建筑限界凈寬X凈高為X 5.0m。隧道施工采用鉆爆日挖法，涉及采用 CRCfe、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、上下臺(tái)階法等多 種不同工法修建。中鐵一局集團(tuán)第五工程有限公司承建的岸端隧道工程長(zhǎng)度 2910m其中陸域地段長(zhǎng) 0.390Km,海域地段長(zhǎng)2.520Km),其中V級(jí)軟巖達(dá)1435m占主隧道的且主隧道不能 利用服務(wù)隧道施工，因此工期非常緊張。施工情況本工程2005年8月開工，2005年11月進(jìn)洞，2010年4月建成通車，共歷時(shí) 56 個(gè)月。隧道陸域淺埋段、淺灘砂層段采用 CR就施工，海域弱風(fēng)化地段采用上下臺(tái)階法 施工，海域硬巖段采用中導(dǎo)洞法施工。海域段施工中，為保證安全渡過，采取了洞內(nèi) 真空降水、高壓旋噴樁、地表連續(xù)墻及井點(diǎn)降水、洞內(nèi)TSS管注漿等施工技術(shù)；風(fēng)化槽施工采取了綜合地質(zhì)預(yù)報(bào)手段和超前注漿加固措施；豎井施工，由于地質(zhì)情況復(fù) 雜，采取了鋼板樁、鉆孔樁等圍護(hù)措施。 工程結(jié)果評(píng)價(jià)通過本工程施工，取得了一系列成果，其先進(jìn)性