海底隧道工程设计施工若干关键技术商榷

海底隧道工程设计施工若干关键技术的商榷本文由月落云海贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。第２５卷第８期２００６年８月ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌ岩石力学与工程学报ｏｆＲｏｃｋＭｅｃｈａｎｉｃｓＶ０１．２５Ｎｏ．８ａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＡｕｇ．，２００６海底隧道工程设计施工若干关键技术的商榷孙钧１，２（１．同济大学岩土工程重点实验室，上海２０００９２；２．同济大学地下建筑与工程系，上海２０００９２）擅要：介绍国内外跨海隧道工程建设现况及其设计施工和研究特色，论述海床基岩工程地质、水文地质特征与综合地质勘察，对影响海底隧道最小覆盖层厚度——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。所论述的各个方面问题，可供国内当前在建和待建的几座海底隧道设计与施工技术人员参考。量关ｔ词：海底隧道；地质勘察；施工探水与治水；围岩稳定性；施工变形险情预报；衬护设计参数；耐腐蚀混凝土；防灾与救援 中圈分类号ｌＵ４５９．５文献标识码：Ａ文章缩号：１０００—６９１５（２００６）０８—１５１３—０９ＤＩＳＣＵＳＳＩＯＮ０ＮＳＯＭＥＫＥＹＴＥＣＨＮＩＣＡＬＩＳＳＵＥＳＦＯＲＤＥＳＩＧＮＡＮＤＣｏＮＳＴＲＵＣＴＩｏＮＯＦＵＮＤＥＲＳＥＡＴＵＮＮＥＬＳＳＵＮＪｕｎｌ’２ｆ１．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９２，Ｃｈｉｎａ；２．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ－Ｆｉｒｓｔｌｙ，ａｂｒｉｅｆｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｄｏｍｅｓｔｉｃａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｂｒｏａｄｕｎｄｅｒｓｅａｔｕｎｎｅｌｓａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｉｒｄｅｓｉｇｎｉｎｇ，ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｏｆａｎｄｓｐｅｃｉａｌｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｒｅｓｅａｒｃｈｗｏｒｋｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｅａｂｅｄｒｏｃｋａｎｄｔｈｅｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｆａｃｔｏｒｓａｒｅｏｎａｎｄｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｙｍｉｎｉｍｕｍｂｕｒｉｅｄｄｅｐｔｈｏｆｔｈｅｕｎｄｅｒｓｅａｔｕｎｎｅｌｓａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓａｎａｌｙｚｅｄａｎｄａｄｄｒｅｓｓｅｄ，ｗｈｉｃｈｉｎｃｌｕｄｅｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎａｎｄｔｒｅ．ａｔｍｅｎｔｏｆｔｈｅｇｒｏｕｎｄ?ｗａｔｅｒｕｎｄｅｒｔｕｎｎｅｌｉｎｇ，ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎａｎｄｗａｒｎｉｎｇａｌａｒｍａｇａｉｎｓｔｔｈｅｃｏｌｌａｐｓｅｒｏｃｋｏｆｕｎｄｅｒｓｅａｄａｎｇｅｒｏｆｔｈｅｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｔｕｎｎｅｌｓ，ａｎｄｉｔｓｓｔａｂｉｌｉｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎ，ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔａｎｄｏｎｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｏｎｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｄｅｓｉｇｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｕｎｎｅｌｌｉｎｉｎｇｄｕｒｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｅｔｃ．．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｓｏｍｅｏｐｉｎｉｏｎｓｆｏｒｕｎｄｅｒｓｅａｔｕｎｎｅｌｔｈｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｍａｔｅｒｉａｌｓｅｌｅｃｔｉｏｎｌｉｎｉｎｇ（ｍａｒｉｎｅｉｓｓｕｅｓ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｃｏｎｃｒｅｔｅ）ｗｉｔｈｈｉｇｈｑｕａｌｉｔｙａｎｄｄｕｒａｂｌｅａｎｔｉ－ｃｏｒｒｏｓｉｖｅａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｙ，ａｒｅｄｉｓａｓｔｅｒｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎａｎｄｅｍｅｒｇｅｎｃｙａｉｄｆｏｒｌｏｎｇａｎｄｌａｒｇｅｕｎｄｅｒｓｅａｔｕｎｎｅｌｓｉｎｈｉｇｈｗａｙｃｉｔｙｅｘｐｒｅｓｓｗａｙｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｓｏｍｅｋｅｙｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈｅｘｃａｖａｔｉｏｎｂｙａｓｕｐｅｒ－ｌａｒｇｅｓｈｉｅｌｄｍａｃｈｉｎｅａｎｄｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｎｔｉｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｉｍｍｅｒｓｅｄｔｕｎｎｅｌｉｎｄｅｅｐｓｅａｗａｔｅｒａｎｄｔｏｒｒｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｒｅａｌｓｏｌｉｓｔｅｄ．Ｉｓｓｕｅｓｍｅｎｔｉｏｎｅｄａｂｏｖｅｗｈｉｃｈａｒｅｍａｙｈａｖｅａｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇｖａｌｕｅｔｏｄｅｓｉｇｎａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｓｅｖｅｒａｌ ｕｎｄｅｒｓｅａｔｕｎｎｅｌｓｊｕｓｔｕｎｄｅｒｏｒａｗａｉｔｉｎｇｆｏｒｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｉｎＣｈｉｎａ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ．ｕｎｄｅｒｓｅａｔｕｎｎｅｌ；ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ；ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｓｔａｂｉｌｉｔｙ；ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｌｉｎｉｎｇｄｅｓｉｇｎｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎａｎｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｔｈｅｇｒｏｕｎｄ—ｗａｔｅｒｉｎａｎｄｗａｒｎｉｎｇａｌａｒｍｏｆｔｕｎｎｅｌｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ：ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎａｎｄｅｍｅｒｇｅｎｃｙａｉｄｐａｒａｍｅｔｅｒｓ：ａｎｔｉ—ｃｏｒｒｏｓｉｖｅｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｄｉｓａｓｔｅｒ收誓日期ｌ２００５—１２—２０；修固日期ｌ２００６—０３—２１作者■介ｔ孙钧（１９２６一），男，１９４９年毕业于上海交通大学土木工程系，现任教授、中国科学院院士，主要从事岩土力学和隧道与岩土、地下工程等方面的教学与研究工作。Ｅ—ｍａｉｌ：ｊｕｎｓｕｎｋ＠ｏｎｌｉｎｅ．ｓｈ．ｃｎ万　方数据１５：１４?岩石力学与工程学报２００６盆底隧道工程进行技术、经济方面的可行性研究，从１ 引言地质填图、声波测试和地震动力学分析以及地质钻探等多个方面进行海底隧道工程中的地质调查与勘探研究。Ｔ．Ｒ．Ｋｕｅｓｅｌ［２］早在２０ａ前就已指出，海底隧道不应仅局限于单一的矿山法隧道、沉管隧道和盾构隧道，而应根据具体条件，将几种方法相结合，甚至考虑海中悬浮式隧道和通过人工岛相衔接的桥隧结合方案，并给出所建议的示例。Ｅ．Ｋ．Ｓｏｅｊｉｍａ（１９９１）ｔ３１介绍大阪港公路、铁路两用海底隧道的规划、设计和建成后的功能使用。Ｐ１．１跨海隧道ｔ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①日本青涵海峡隧道。②英吉利海峡隧道。⑨日本东京湾海底隧道。④丹麦斯特贝尔海峡隧道等。（２）国内在建和即建的跨海隧道①厦门市东通道翔安海底隧道（在建）。②“青岛一黄海”湾口海底隧道（即建）。③长江口沪崇苏“浦东外高桥一长兴岛”南港越江隧道（浦东引道已建成，主隧道即施工）。④港珠澳伶仃洋大通道（珠江口外）桥隧结合Ａｒｉｌｄ（１９９４）ｔ４１介绍海底隧道的概念以及挪威海底隧道的工程经验及其未来发展，讨论对海底隧道工程设计施工起关键作用的几项技术。Ｚ．Ｅｉｓｅｎｓｔｅｉｎ（１９９４）ｔＳｊ指出，海底深埋隧道不同于陆地越岭隧道的５个特点为：（１）深水海床下地质勘探的精确度比较低；（２）经常需要长距离不问断地掘进和开挖；（３）高孔隙水压力和大地下水渗流梯度；（４）动、静水压力对隧道结构引起非常大的长期荷载；（５）为争取工期和节约投资的要求加 的通航跨部分——沉管隧道（策划筹建中）。（３）其他正在策划和筹建中的跨海隧道快掘进速度。Ｔ．Ｓ．Ｄａｈｌｏ和Ｂ．Ｎｉｌｓｅｎ（１９９４）［６１针对已建挪威海底隧道工程，讨论事先地质钻探用于预测海底隧道地质状况的可靠性和支护材料的耐久性问题。根据①琼州海峡跨海工程（含隧道方案）。②渤海湾（大连一蓬莱）跨海工程（含隧道和海中悬浮隧道桥方案）。（４）尚在拟议中的跨海隧道大量海底隧道的工程数据研究海底隧道的最佳覆盖层厚度，指出挪威已建的大部分海底隧道其岩石覆盖层厚度大多偏于保守。Ｐ．Ｖａｎｄｅｂｒｏｕｋ（１９９５）ｕ１和Ｐ．Ｈａｇｅｌｉａ（１９９５）［８１指出，海底公路隧道规划中的一项重要任务就是有根据地估计防水工程量及其耗费；并在对大量隧道工程实测数据的基础上，通过简单的理论推导，获得①杭州湾（上海一宁波）外海工程。②大连湾海底隧道。③台湾海峡跨海隧道（实施尚有待时日）等。上海市跨越黄浦江两岸现已建８座越江隧道（主要均为盾构法施工），在建的２座，即建的１座，待建的２座。南京市和武汉市在建的跨越长江的和即建的杭州市庆春路以及浙江海宁跨越钱塘江的盾构隧道共有４座；上海市黄浦江口外环线过江、广可用于指导工程实践的经验方程。该方程表明海底隧道的防水工程量是水力梯度、岩石覆盖层厚度和衬砌接头数量三者的函数。Ｈ．Ｔｓｕｊｉ（１９９６）等【９Ｊ介绍青涵隧道施工过程中发州珠江、宁波甬江已建有４座沉管隧道。加之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。生的４次大的突水事件，这４次事件均发生在岩体 破碎软弱区；同时，分析事故发生的原因及其经验１．２国内外已有的研究工作国内对海底隧道设计施工所作的各项研究都正在进行中，鲜见成熟和正式发表的技术成果；国外方教训，着重指出在海底隧道施工中进行针对瞬发性涌、突水所作监测工作的重要性和必要性。Ａ．Ｐａｌｍｓｔｒｏｍ和Ａ．Ｓｋｏｇｈｅｉｍ（２０００）ｔｌｏ］介绍１９９８面的若干研究工作大体有（按发表年份逐次列写）：Ａ．Ｇｒｏｎｈａｕｇ（１９７８）ｔｌｌ针对挪威Ｖａｒｄｏ拟建的海年以来挪威海底隧道工程取得的２个里程碑式的进展：一个是在５５ｍ海水深度时，在海底岩石覆盖层万　方数据第２５卷第８期孙钧．海底隧道工程设计施工若干关键技术的商榷１５１５?厚度仅１５～２０ｍ的情况下，成功进行跨度达１１ｍ①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。的大跨度隧道开挖；另一个是在没有使用驱动器的情况下完成从海底穿越天然气管线。以上内容对我国刚起步建设的海底隧道工程均有一定的参考价值。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。１．３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【１１｜：（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）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：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，可在导洞朋艮务隧道中先作注浆加固和止水。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。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（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。③ＨＳＰ（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。 难点，是跨海隧道施工成败的关键。（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。２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（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。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，如以青涵和英法海峡两座隧道的上述不同情况作比照，就能充分说明这一问题。（２）施工前的地质勘察施工前，应做好各项地质勘察工作：３海底隧道最小覆盖层厚度——隧道最小埋置深度海底隧道量小覆盖层厚度万　方数据１５１６?岩石力学与工程学报２００６笠跨海线路走向方案大致确定后，在隧道纵剖面设计时对隧道上方岩体最小覆盖层厚度，也即隧道（５）施工开挖方法（ＴＢＭ、钻爆、台阶法、ＣＤ和ＣＲＤ工法等）。（６）围岩注浆加固与预支护、各种辅助作业的实施等。一－最小埋深的拟选，且密切关系到隧道建设的经济和安全问题。（１）覆盖层厚度过薄：隧道施工作业面局部／整 ３．４借鉴国外已建相类似的跨海隧道的实践经验与国外已建相似跨海隧道成功实践的工程类比是很有价值、并可供借鉴的重要环节，如挪威建议选用的妒海底隧道安全顶板厚度”的经验值（如图ｌ，２所示”“）。体性失稳与涌／突水患的险情加大；而因浅部地质条件较差，在辅助工法（如注浆封堵，各种预支护及预加固等）上的投入将急剧增加。（２）覆盖层过厚：海底隧道长度加大，此时，作用于衬砌结构上的水头压力增大。３．２制约隧道最小埋置深度的决定性因素围岩稳定与安全、涌／突水量和水压力值大小，均涉及到隧道施工的风险程度。４施工探水与治水施工探水与治水【ｌ圳是海底隧道施工的重要环节，是关系到工程建设成败的主要因素之一。３～确定安全的海底隧道■小顶板厚度应着重考虑的各项因素（１）海床地质与水文条件（含断层破碎带及其充填物胶结状况、岩体渗透性、张性节理／渗水节理发育程度、节理连通性及与海水的水力联系等）。（２）隧道轮廓外形与主体尺寸。（３）能选用的最大／最小纵坡坡度。（４）海水长期浸泡、腐蚀条件下，围岩物理力学属性的软化与恶化。４．１海床基岩的水文地质特征（１）对涌／突水区段作水文地质试验的要求①涌突水来源。②涌突水原因及其作用机制。③最大，平均涌水量和突水量。④突水压力及其变化。⑤抽水与地下水位降深间的变化关系。⑥旋工开挖扰动对围岩稳定及其涌／突水量变化的不利影响等。墨Ｓ 划毗ｎ蝤槲划阻永基岩深度∞。柏。）／ｍ图１Ｆｉｇ．１挪威海底隧道最小岩石覆盖层厚度与基岩深度关系曲纠１２】ｄｅｐｔｈ（ＮｏｒｗａｙｕｎｄｅｒｓｅａＣｕｒｖｅｓｏｆｒｏｃｋｃｏｖｅｎｎｇｌａｙｅｒｔｈｉｃｋｎｅｓｓｖａｒｙｉｎｇｗｉｔｈｂｅｄｒｏｃｋｔｕｎｎｅｌｓ）‘１２万　方数据第２５卷第８期孙钧．海底隧道工程设计施工若干关键技术的商榷１５１７?施工提供综合处理水文地质信息，为正确、直观的施工控水对策提供依据，并为工程处治措施服务。（７）该专用软件现正在厦门海底隧道施工探水中试用，希望能取得好的成果。４．３不良地质区段隧道施工风险及工程整治要点（１）治水、防塌施工要则遵循“２４个字”的要诀：“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、勤量测、早封闭、快衬砌”，对海底隧道不良地质区段同样适用。图２挪威海底隧道岩石覆盖层厚度与海床水深的关系在设计施工中，按涌／突水（泥）对隧道施工不同曲线㈦Ｆｉｇ．２Ｃｕｒｖｅｓｏｆｒｏｃｋｃｏｖｅｔｉｎｇｌａｙｅｒｔｈｉｃｋｎｅｓｓｖａｒｙｉｎｇｗｉｔｈｄｅｐｔｈｏｆｓｅａ 影响情况及施工条件可能，分别采取绕避、地表截流封堵、超前地质预报、注浆堵水、清除孔洞充填物换填贫混凝土（指强度等级较低的素混凝土），以及设置泄水洞有限疏导排放等工程整治措施。ｗａｔｅｒ（Ｎｏｒｗａｙｕｎｄｅｒｓｅａｔｕｎｎｅｌｓ）‘１２１（２）试验、测试和勘查工作①沿洞周布设多个观测钻孔（浅孔和深孔），全孔下过滤管，管外侧回填砂砾土。②区分不同降深，进行抽水试验。③查明不同岩层在隧道平面和垂直方向的分界线与分界范围及其接触关系。（２）施工治水处理要点①水流归槽，避免地下水对岩体的浸泡而导致岩体软化。②控制爆破药量，避免原生裂隙相对不发育的阻水岩层因受爆震扰动而失稳，激发大范围的突水涌泥。④如为石灰岩地层，要求查明其溶蚀条件。４．２对探水成果的分析处理研究——ＭａｐＧＩｓ专用软件简介（１）ＭａｐＧＩＳ［１３１是一个集图形、图像、水文、地质、地理、遥感、测绘、人工智能、计算机科学等于一体的大型智能软件系统。（２）ＭａｐＧＩＳ也是～个集数字制图、数据库管理和空间分析三为一体的自动化空问信息系统，是进③对高压富水部位的洞段，采用迈式锚杆（钻、锚、注浆三位一体，同时施工、一次完成）。④水情最严重地段，考虑设置全断面满堂注浆止水帷幕，并快速整筑钢筋混凝土衬砌。⑤研制适合当地实际的高压突水超前信息综合处理与决策系统专用软件，建立对高压突水、涌泥的预警机制及相应的工程应急预案。⑥先施工挡水、挡泥护墙，采用重型结构对突 水或涌泥口进行封堵；然后通过封堵墙施作钻孔，进行注浆和止水加固后，再行开挖。对于无法封堵的地下水，一种在台湾省施行有效的灌注热沥青止水工法可以参考使用。行现代化技术管理与工程决策的先进的专用工具。（３）该程序软件包由中国地质大学（武汉）研制，连续多年在全国ＧＩＳ测评中名列前茅，是国家科技部向社会推荐的国产ＧＩＳ专用软件平台之一。（４）采用该软件所建立的“突（涌）水危险程度分区”、“分段图形、图像绘制”及其“突（涌）水预报模式”，比较符合施工实际情况，具有快速处理和实时决策的特点，可为隧道安全开挖中的探水工作提⑦当水流的位置在隧道上方而高于隧道时，应在适当距离外开凿引水斜洞（或引水槽），将水位降低到隧道底部位置以下后，再行引排。⑧施工中加强地下水化学成分及同位素的监测工作，通过化学成分的示踪作用以及同位素年龄的确定，可以分析地下水的补给源及其期龄。⑨注浆材料：对低压小股水和中压、中股水流，均可采用单（双）液注浆。低压大股水可采用聚氨酯材料，聚氨酯在遇水后膨胀变硬达到堵水的目供相对正确而直观的水文地质依据和工程技术保障。（５）ＭａｐＧＩＳ系统克服传统上对突水险情只做单因素预测的不足，而能以综合考虑并反映直接或间接关系水情水患的多种因素及其相互影响。（６）其快速处理和实时决策系统可为隧道安全的；高压大股水流在必要时应采用全隧洞段满堂注万　方数据１５１８?岩石力学与工程学报２００６年浆止水帷幕作灌浆封堵，并采用高压泵（据中铁十四局集团介绍的有关资料，最大注浆泵压可达５０ＭＰａ）灌浆。为改善注浆效果，可在浆液中掺加超细硅粉、 高强度细磨水泥、膨胀剂和丙凝及水玻璃等化学材料。７２０６４０要勰浍４００鞴３２Ｏ４．４遇高压涌／突水施工困难条件下的工程处治预案在洞内富水构造被揭穿后，可能发生未及预计的大突水，其处治方式主要有：（１）要待水量减小或消退、水压降低后，再作注浆封死处理。时间／年月日图３一隧道塌方冒顶段Ｋ７＋２１０断面“收敛一时Ｉ司”变化曲线（１９９９）ｔ１４】Ｆｉｇ．３Ｃｕｒｖｅｏｆｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅｖａｌｕｅｖａｒｙｉｎｇｗｉｔｈ（２）如无上述减弱趋势、人员又无法靠近时，则应采取以下措施：①在水源补给点与涌水点之间，布设泄流钻孔以分流泄压，降低涌水量、流速和水压。②直接在未揭穿水流通道的迂回导洞内超前注浆，阻截水流；然后在洞内作业面处作补充注浆处理。ｔｉｍｅｆｏｒａｃｒｏｓｓ?ｓｅｃｔｉｏｎＫ７＋２１０ｏｆｒｏｏｆ－ｓｌａｂｃｏｌｌａｐｓｅｏｆｔｕｎｎｅｌｏｐｅｎｉｎｇ（１９９９）‘１４１合现场实际进行，以求得到检验并使之进一步修改和完善。６５隧洞围岩防塌险情预报与预警～围岩稳定性评价新奥法强调：容许围岩有一定变形，但又需控 施工期对隧道衬护原设计参数的调整与修正在海底隧道施工期内，应实时地对隧道衬护原设计参数进行调整与修正【ｌ７１。其要点是：５．１基本认识（１）如上所述，由于地勘资料的缺失和不足，施工中遇必要情况需对原设计的隧道衬护参数再作调整和修正。（２）以典型工程和实测信息对岩石力学理论分析结果进行类比、修正为特点，是对隧道工程新奥法支护设计的改进。可用于隧道围岩变形、破坏特制围岩过度变形，支护适时。本文此处建议的一种“围岩变形速率比值判别法川”“刈提供在定量预报险情、定量表达支护适时条件下，是掌握围岩稳定而避免塌方的一种定量分析方法和标准。在已有的判据认定的险情区段，必要时须采取加固措施，避免塌方。性与支护效果的快速分析及超前预报，应用形式建议采用新版ＢＭＰ电算程序【ｌ５ｌ。该软件已在我国国防、矿山、水利、水电、公路、铁道等部门的不少隧道与地下工程中获得较广泛采用。ＢＭＰ软件的组成如图４所示。在导洞中将量测数据经程序分析和计算后，先，５．２隧道开挖施工时，围岩稳定性的“变形速率比值判别法”简述鉴于以洞周收敛或拱顶下沉量以及收敛速率作围岩稳定判定准则的不足和不易定量化的缺点，此处建议以该一预报时段与前面几个时段围岩各控制自动绘制各项位移的历时变化曲线；通过对先行导洞围岩作反演分析，可得围岩的西ｋ，Ｅ及ｒ／诸等效岩性参数。再在主洞中进行正演，以反馈、检验和判断需否在施工期中进一步调整与修改设计阶段原有的支衬参数。（３）该软件更适用于具有与隧道开挖施工变形监测相配套的光学三维位移量测系统。该系统的基点变形速率的变化——“减速”、“等速”或“加速”， 来定量划定是否应作工程报险。对出现后两者情况时，如果其不当情况延续若干个时段，则应即适时作出工程险情预警。洞体内监测点一般都布设在拱顶、拱腰和拱端以及侧墙中部和仰拱中点等，方法的采用和进行步序示例如图３所示¨…。本文对李术才等【ｌ６】所述的方法进行如上修正，似更合理可本构架为一台高精密度的电子经纬测距仪；辅以功能完善的软件系统，可执行量测数据处理、计算和行。该法现正在厦门海底隧道施工的研究实践中结万　方数据第２５卷第８期孙钧．海底隧道工程设计施工若干关键技术的商榷１５１９?（１）按早前的地质资料先作预设计（按平面应变、弹性，预作计算）（２）施工开挖后的监测数据（变形位移为主）５个子系统的组成并相互渗透（４）用所得的备等效设计参数，按ＢＭＰ程序重新计算支护诸参数（３）按实测收敛位移作反演分析（得ｔＹ，ｋ，Ｅ及叩的相应等效值）（５）典型工程的类比分析（按已建类似隧洞工程的统计资料作工程类比，看需否再调整、修改原先的各设计参数）图４Ｆｉｇ．４ＢＭＰ软件的组成ＢＭＰＣｈａｒｔｏｆｐｒｏｇｒａｍｍｅ图形输出。经做出开挖断面量测控制中各测点变形混凝土碳化和氯离子渗透引起钢筋锈蚀，是海前后的三维坐标定位——利用全站经纬仪观察反光觇标（安设于隧洞岩壁上），进而得出各测点的绝对变位量。它是对洞壁收敛位移自动化计测作业的改进和完善：工钢筋混凝土的主要破坏因素。对大跨偏压隧道衬 砌属大偏压构件情况，且在已有初始裂纹并长期受围压作用和海水持续浸泡、腐蚀作用下，高性能海工混凝土材料的优化配制，是增强其耐久性的研究热点。①由全自动监测记录预警系统来实施信息采集与传输（光缆／无线电），并作全天候的连续自动监对采用常规材料配制的高性能海工混凝土言，要求实现混凝土自身的低渗透性、低宏观缺陷和高测：②国内外现已有离线测读与监控的自动化系统，均在现场监测站内进行。密实度，以限制海洋环境浸蚀介质的入渗，其基本途径可归结为：（１）采用高性能优质水泥和级配良好的优质骨料。（４）该量测系统的功能具有以下特色：①与施工作业互不干扰。②可缩短量测断面的间距（每５～１０ｍ设一处量测断面）。（２）优质掺合料（磨细矿碴粉、粉煤灰和微硅粉等），使工业废碴资源得到充分利用。（３）高效减水剂的使用，并尽量降低混凝土水胶比，提高混凝土的抗渗能力。（４）硅粉等胶凝性矿物掺合料，提高混凝土的密实度。（５）水泥颗粒的解聚和粒径范围扩大，以获得较理想的微观结构等。③可及时快速显示量测结果，并自动作处理。将各断面相应测点的绝对位移量纵向连接，即得隧道沿纵向的绝对变位，以反映隧道整体的三维变形。该系统还可预测洞口与浅埋段的隧洞变位，并了解洞口边坡岩体的变形动态。其可靠性有保证，可机动配置量测作业，精度一般达０．１ｍｍ。７耐腐蚀高性能海工混凝土海洋大气和水环境是隧道衬砌钢筋混凝土所处最严峻的水文地质环境条件之一。长期受到含盐水质、生物、水中矿物质、高水压和围压等天然因素８公路与城市道路长大海底隧道的荫 灾与救援（１）西方一些国家和日本，其在隧道防灾方面的设计理念值得学习参考：的持续作用，使锚杆、喷层、防水薄膜和高碱性混凝土与钢筋等材料因物化损伤的积累与演化（腐蚀）而影响其耐久年限。第二次世界大战后的许多海工①中央主控室的防灾自动监控系统十分周密和完善，使火灾茁子能及时消灭于萌芽之中，决不使其蔓延成灾。混凝土结构工程，有相当一些历时仅约３０ａ，即已出现严重腐蚀而裂损破坏，这种现象值得深思。万　方数据１５２０?岩石力学与工程学报２００６芷②洞内设置有效的火灾自动探测、报警系统和疏散逃生广播。③注意组织进洞车辆、防灾救援、消防灭火系统等的经常维修保养，不使通风、排烟系统急用时故障失灵。（３）隧道纵向不均匀沉降和整体侧移、超大型管片接头刚度不足导致环向弯曲变形过大，防范管片纵缝、环缝渗漏水／泥的接头防水密封材料、工艺及其构造，以及管片自防水工艺等。９．２深水惫流海底沉管隧道设计施工（１）砂性土层、水深流急、波高浪涌，海中自然条件恶劣，海底挖沟成槽施工中的防塌和防淤问题。（２）沉管隧道受河床冲刷的顶板最小埋置深度，及对局部冲刷防护的设计施工。④洞内设置专用排烟通道，并创造最佳的疏散、逃生条件。⑤做好事故通风、风流组织模式与排烟、稀释废气和通风降温设计。（２）事故通风（交通拥堵条件下发生火灾的最不 利工况）条件，应主要满足：①供应新风：风量、风压要求火源一定距离外将有害废气稀释到容许限值的浓度以下。等。（３）对桥隧结合方案，人工岛设置的设计施工本文只提出软土海床地基内盾构与沉管设计施工中的若干关键技术问题，在此就不再展开论述。②排烟浓度：火源上游３００ｍ开外、要求达到容许限值。③降温：火源上游２５０ｍ、下游５０ｍ以内，仅短时间超过８０℃。为此，双洞间设置横向联络（逃生）通道的间距，国外规定为３００～３５０ｍ；我国初设为２５０～５００ｍ，从上述条件看是合理的。（３）对沿洞身纵向已经设置逃生滑梯的条件下，要否再适当补充设置横向联络通道的考虑，值１０结语近年来，我国经济的腾飞推动交通工程事业的蓬勃发展。国内多处正建、即建和拟建的跨海隧道应运而生，赶上这样一个大好时代，令人十分欣慰和鼓舞。但是，机遇总是与挑战并存，在修建海底隧道的勘测、设计和施工方面，众多关键技术难题也正在前所未有地摆在业界广大同仁们的面前，就是连一些技术专家也都说“老经验碰到新问题”。只有面对现实，在实践中勇于探索和创新，才得结合具体实际条件进一步商榷和论证。对软土地层言，上项横向联络通道施工多数采用冻结法，在饱水砂砾性地层中，要通过现场实地试验，解决好：“打钻”、“封水”和“冻结”三方面能有所前进。笔者在文中只是抛砖引玉，不揣简陋，提出一些想到的问题，并仅侧重于用钻爆法开挖施工的岩石海底隧道工程方面，供有关方面讨论、思考和指正。这里，如何结合我国国情和当地实际的技术难题，还要研究土体冻胀和解冻后的融沉问题。９超大型盾构机长距离掘进与深水急 流海底沉管隧道设计与施工的若干关键问题９．１超大型盾构机长距离掘进设计施工（１）饱水松散砂性地层、高水压条件下，大断面隧道浅层掘进，泥水加压超大型盾构开挖作业面的稳定与安全性问题。（２）长距离掘进，盾构机行进姿态的控制与自情况，有条件地借鉴国外的有益经验，相信当有很大助益。参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：【Ｉ】ＧｒｏｎｈａｕｇＡ．Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｓｔｕｄｉｅｓｆｏｒｕｎｄｅｒｌｋａｔｕｎｎｅｌｓ［Ｊ］．ＲｏｃｋＭｅｃｈａｎｉｃｓ，１９７８，１５（５）：９７８．（Ａｂｓｔｒａｃｔ）【２】ＫｕｅｓｅｌＴＲ．Ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｃｏｎｃｅｐｔｓｆｏｒｕｎｄｅｒｓｅａｔｕｎｎｅｌｓ［Ｊ］．ＴｕｎｎｅｌｉｎｇａｎｄＵｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄＳｐａｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９８６，１（１１：２８３—２８７．【３】ＳｏｑｉｍａＥＫ．ＰｌａｎｎｉｎｇａｎｄｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅＯｓａｋａＰｏｒｔ ｕｎｄｅｒｓｅａｔｕｎｎｅｌ［Ｊ］．Ｃｉｖｉｌ（４】ＡｒｉｌｄＰ．ＴｈｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｉｎｃｈａｌｌｅｎｇｅｏｆＪａｐａｎ，１９９１，３０：４４—５３．ｓｕｂｓｅａ动化纠偏，以及行进中的刀盘检修，刀具更换，故障处理与排险。ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ【Ｊ】．ＴｕｎｎｅｌｉｎｇａｎｄＵｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄＳｐａｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９４，９（２）：１４５—１５０．万　方数据第２５卷第８期【５】Ｅｉｓｅｎｓｔｅｉｎ孙钧．海底隧道工程设计施工若干关键技术的商榷ｕｎｄｅｒｓｅａｔｕｎｎｅｌｓ０１５２１?Ｚ．ＬａｒｇｅａｎｄｔｈｅｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｔｕｎｎｅｌｉｎｇＦｏｒｕｍｏｎＲａｉｌＴｕｎｎｅｌｉｎｇｉｎ Ｓｈａｎｇｈａｉ－－ＬａｒｇｅＤｉａｍｅｔｅｒＴｕｎｎｅｌｓａｎｄＵｒｂａｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［Ｊ］．Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ９（３）：２８３—２９２．【６】ＤａｈｌｏＴＳ，ＮｉｌｓｅｎａｎｄＵｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄＳｐａｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９４，ＴｒａｎｓｉｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［Ｃ］．Ｓｈａｎｇｈａｉ：ＴｕｎｇｉｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＰｒｅｓｓ，２００５．２５—３２．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））Ｂ．Ｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｒｏｃｋｃｏｖｅｒｏｆｈａｒｄｒｏｃｋｓｕｂｓｅａ［１３】同济大学，中国地质大学（武汉）．立项建议书：《厦门市海底隧道工程基于ＭａｐＧＩＳ支持的施工期高压突水超前地质预报和险情预警及其决策系统的研究与应用》【Ｒ】．上海：Ｉｓ．ｎ．】，２００４．（Ｔｏｎｇｊｉｔｕｎｎｅｌｓ［Ｊ］．ＴｕｎｎｅｌｉｎｇａｎｄＵｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ９（２）：１５１—１５８．［７】ＶａｎｄｅｂｒｏｕｋＴｕｎｎｅｌｉｎｇ２ｌＩＥＳｐａｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９４，Ｔｈｅｃｈａｎｎｅｌｔｕｎｎｅｌ：ｔｈｅｄｒｅａｍｂｅｃｏｍｅｓｒｅａｌｉｔｙ［Ｊ】．Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＣｈｉｎａＰｒｏｐｏｓａｌ：ＳｔｕｄｙｔｈｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ（Ｗｕｈａｎ）．ＲｅｓｅａｒｃｈａｄｖａｎｃｅｄａｎｄＵｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄＳｐａｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９５，１０（１１：１７—ａｎｄｏｎｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｆｏｒｅｃａｓｔａｎｄｆｅｅｄｂａｃｋａｎａｌｙｓｉｓｓｙｓｔｅｍｉｎｏｆｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｉｎｒｕｓｈｗｉｔｈｈｉｇｈＵｎｄｅｒｓｅａＴｕｎｎｅｌｂａｓｅｄｐｒｅｓｓｕｒｅ【８】ＨａｇｅｌｉａＥＳｅｍｉ—ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｏｆｏｆｗａｔｅｒｆｏｒ ｓｈｉｅｌｄｉｎｇｒｏａｄｕｎｄｅｒｔｕｎｎｅｌｉｎｇＸｉａｍｅｎｏｎｔｈｅＭａｐＧＩＳｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＪｏｕｒｎａｌｒｏｃｋｃｏｖｅｒｓｕｂ－ｓｅａｓｏｆｔｗａｒｅｓ［Ｒ］．Ｓｈａｎｇｈａｉ：【Ｓ．ｎ．】，２００４．（ｉｎ１１４］邓Ｃｈｉｎｅｓｅ））ｔｕｎｎｅｌｓ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｃｉｅｎｃｅｓｏｆＲｏｃｋＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＭｉｎｉｎｇ江．猫山公路隧道工程技术【Ｍ】．北京：人民交通出版社，Ｊｉａｎｇ．ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＧｅｏｍｅｃｈａｎｉｃｓＡｂｓｔｒａｃｔｓ，１９９５，３２（３）：４８５—４９２．ａｃｃｉｄｅｎｔｓ２００２．（Ｉ）ｅｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｏｆＭａｏｓｈａｎＨｉｇｈｗａｙ【９】ＴｓｕｊｉＨ，ＳａｗａｄａＴ，ＴａｋｉｚａｗａＭ．ＥｘｔｒａｏｒｄｉｎａｒｙｉｎｕｎｄａｔｉｏｎｉｎｔｈｅＳｅｉｋａｎ ａｎｄＴｕｎｎｅｌ［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：ＣｈｉｎａＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＰｒｅｓｓ，２００２．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））ｕｎｄｅｒｓｅａｔｕｎｎｅｌ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＲｏｃｋ［１５】李世烽．隧道支护设计新论——典型类比分析法应用和理论［Ｍ】．北京：科学出版社，１９９９．（ＬｉＳｈｉｈｕｉ．ＡＳｕｐｐｏｒｔＤｅｓｉｇｎ：ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＮｅｗＭｅｃｈａｎｉｃｓＭｉｎｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅｓａｎｄＧｅｏｍｅｃｈａｎｉｃｓＡｂｓｔｒａｃｔｓ，１９９６，ＣｏｎｃｅｐｔｏｆｏｆＴｕｎｎｅｌＴｙｐｅ１１９（１）：１—１４．ａｎｄＴｈｅｏｒｙＰｒｅｃｅｄｅｎｔ【１０】ＰａｌｍｓｔｒｏｍＡ，ＳｋｏｇｈｅｉｍＡ．ＮｅｗＭｉｌｅｓｔｏｎｅｓｉｎｓｕｂｓｅａｂｌａｓｔｉｎｇｄｅｐｔｈｏｆ ａｔｗａｔｅｒＡｎａｌｙｓｉｓ［Ｍ］．Ｂｅｒｉｎｇ：ＳｃｉｅｎｃｅＰｒｅｓｓ，１９９９．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））［１６】李术才，徐帮树，李树忱，等．海底隧道衬砌结构选型及参数优化研究【Ｊ】．岩石力学与工程学报，２００５，２４（２１）：３Ｓｈｕｃａｌ，Ｘｕ８９４—３５５ｒｅ［Ｊ］．ＴｕｎｎｅｌｉｎｇａｎｄＵｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄＳｐａｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０００，１５（１）：６５—６８．【ｌ９０２．（“１】林志．海底隧道技术特点与发展［Ａ】．见：２００５年全国公路隧道学术会议论文集【ｃ】．北京：人民交通出版社，２００５．６０—６４．（ＬｉｎＴｅｃｈｎｉｃａｌｆｅａｔｕｒｅｓ２００５ａｎｄＺｈｉ．Ｂａｎｇｓｈｕ，ＬｉＳｈｕｃｈｅｎ，ｅｔａ１．Ｌｉｎｉｎｇａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｔｙｐｅｓｏｆｓｕｂｓｅａｔｕｎｎｅｌｓｉｔｓｓｕｐｐｏｒｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ８９４—ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｕｎｄｅｒｓｅａｔｕｎｎｅｌ［Ａ］．Ｉｎ：Ｐｒｏｃ．ｏｆＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＪｏｕｒｎａｌｏｆＲｏｃｋＭｅｃｈａｎｉｃｓ３ ａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００５，２４（２１）：３Ｃｏｎｆ．ｏｎＨｉｇｈｗａｙＴｕｎｎｅｌｓ［Ｃ１．Ｂｅｆｉｉｎｇ：Ｃｈｉｎａ９０２．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））Ｐｒｅｓｓ，２００５．６０—６４．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））【１７】杨家岭，邱祥波，陈卫忠，等．海峡海底隧道及其最小岩石覆盖层厚度问题闭．岩石力学与工程学报，２００３，２２（增１）：２１３２—２【１２】孙钧．厦门市东通道海底隧道工程设计施工若干技术关键的思１３７．（ＹａｎｇｔｈｒｏｕｇｈｏｆＲｏｃｋ考［Ａ】．见：大直径隧道与城市轨道交通工程技术三一２００５年上海国际隧道工程研讨会文集［ｃ】．上海：同济大学出版社，２００５．２５—３２．（ＳｕｎＪｕｎ．ＳｏｍｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｕｎｄｅｒｓｅａｔｕｎｎｅｌｓｋｅｙＪｉａｌｉｎｇ，ＱｉｕＸｉａｎｇｂｏ，ＣｈｅｎＷｅｉｚｈｏｎｇ，ｅｔａ１．Ｓｕｂｓｅａｃｈａｎｎｅｌｔｕｎｎｅｌａｎｄｉｔｓｍｉｎｉｍｕｍｒｏｃｋｃｏｖｅｒ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅａｎｄＪｏｕｒｎａｌ１３２—２ｉｓｓｕｅｓｏｎ ｄｅｓｉｇｎａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆＭｅｃｈａｎｉｃｓＣｈｉｎｅｓｅ））Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００３，２２（Ｓｕｐｐ．１、：２１３７．（ｉｎｆｏｒＸｉａｍｅｎＥａｓｔＰａｓｓａｇｅ［Ａ］．Ｉｎ：Ｐｒｏｃ．ｏｆ２００５Ｉｎｔ．万　方数据海底隧道工程设计施工若干关键技术的商榷作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：孙钧，SUNJun同济大学,岩土工程重点实验室,上海,200092;同济大学,地下建筑与工程系,上海,200092岩石力学与工程学报CHINESEJOURNALOFROCKMECHANICSANDENGINEERING2006，25(8)42次参考文献(17条)1.GronhaugARequirementsofgeologicalstudiesforunderseatunnels1978(05)2.KueselTRAlternativeconceptsforunderseatunnels1986(01)3.SoejimaEKPlanninganddesignoftheOsakaPortunderseatunnel19914.ArildPThechallengeofsubseatunneling1994(02)5.EisensteinZLargeunderseatunnelsandtheprogressoftunnelingtechnology1994(03)6.DahloTS.NilsenBStabilityandrockcoverofhardrocksubseatunnels1994(02)7.VandebroukPThechanneltunnel:thedreambecomesreality1995(01)8.HageliaPSemi-quantitativeestimationofwatershieldingrequirementsandoptimizationofrockcoverforsub-searoadtunnels1995(03)9.TsujiH.SawadaT.TakizawaMExtraordinaryinundationaccidentsintheSeikanunderseatunnel1996(01)10.PalmstromA.SkogheimANewMilestonesinsubseablastingatwaterdepth of55m2000(01)11.林志海底隧道技术特点与发展200512.孙钧厦门市东通道海底隧道工程设计施工若干技术关键的思考[会议论文]200513.同济大学.中国地质大学(武汉)立项建议书:《厦门市海底隧道工程基于MapGIS支持的施工期高压突水超前地质预报和险情预警及其决策系统的研究与应用》200414.邓江猫山公路隧道工程技术200215.李世煇隧道支护设计新论--典型类比分析法应用和理论199916.李术才.徐帮树.李树忱海底隧道衬砌结构选型及参数优化研究[期刊论文]-岩石力学与工程学报2005(21)17.杨家岭.邱祥波.陈卫忠海峡海底隧道及其最小岩石覆盖层厚度问题[期刊论文]-岩石力学与工程学报2003(z1)相似文献(10条)1.期刊论文张义.刘钟.李保健.韩晓猛.ZHANGYi.LIUZhong.LIBao-jian.HANXiao-meng厦门海底隧道帷幕降水工程信息化施工技术-地下空间与工程学报2008,4(4)信息化管理和动态施工是地下工程建设的发展方向.文章主要介绍了厦门海底隧道穿越浅滩富水砾砂层区段帷幕降水工程的信息化动态施工技术和相关经验,并对施工中遇到的问题和降水效果进行了分析评价.进而探讨了在设计方案的实施过程中,如何通过采集、分析施工反馈数据,有效应对复杂地层条件下的地质勘察局限性风险,并根据反馈信息判别实际地层条件,对设计方案做出动态调整和完善,以达到控制工程风险、降低工程造价的目的.2.会议论文张义.刘钟.李保健.韩晓猛厦门海底隧道帷幕降水工程信息化施工技术2008信息化管理和动态施工是地下工程建设的发展方向.文章主要介绍了厦门海底隧道穿越浅滩富水砾砂层区段帷幕降水工程的信息化动态施工技术和相关经验,并对施工中遇到的问题和降水效果进行了分析评价.进而探讨了在设计方案的实施过程中,如何通过采集、分析施工反馈数据,有效应对复杂地层条件下的地质勘察局限性风险,并根据反馈信息判别实际地层条件,对设计方案做出动态调整和完善,以达到控制工程风险、降低工程造价的目的.3.期刊论文廖朝华.郭小红.LIAOChaohua.GUOXiaohong我国修建跨海峡海底隧道的关键技术问题-隧道建设2008,28(5) 结合厦门海底隧道方案研究与勘察设计的实践经验,对我国处于规划论证阶段的琼州海峡隧道、渤海湾海峡隧道以及台湾海峡隧道几座跨海峡海底隧道的关键建设技术进行初步讨论.通过多方而分析后认为,要顺利建成这几座跨海峡的海底隧道,必须在跨海控制测量、深海地质勘察、高水压力断层破碎带的开挖与衬砌、隧道快速掘进施工以及超长隧道单元的通风等方面有所突破.4.会议论文廖朝华.郭小红钻爆法修建跨海峡海底隧道的关键技术问题分析2007本文结合在海底隧道前期方案研究与勘察设计方面的实践经验，对我国处于规划论证阶段的琼州海峡隧道、渤海湾海峡隧道以及台湾海峡隧道等几座跨海峡海底隧道的关键建设技术进行了初步讨论。通过多方面分析后认为，要顺利建成这几座跨海峡的海底隧道，必须在跨海控制测量、深海地质勘察、高水压力断层破碎带的开挖与衬砌、隧道快速掘进施工方法以及超长隧道单元的通风等方面有所突破。5.期刊论文徐帮树.李术才.蔚立元.冯现大.郑文华.高阳.XUBang-shu.LIShu-cai.YULi-yuan.FENGXian-da.ZHENGWen-hua.GAOYang舟山灌门水道隧道最小岩石覆盖厚度研究-地下空间与工程学报2008,4(4)总结了确定海底隧道最小岩石覆盖厚度常用的方法,并分析了各种方法的适用条件.基于大量弹塑性海底隧道稳定性数值分析,提出了最小岩石覆盖厚度的最小位移法判据.根据舟山灌门水道隧道地质勘察报告,选择海底深槽和钻孔位置5个控制性分析断面.分别依据上述各种方法确定了舟山灌门水道隧道拱顶曲线,最后给出了各个分析断面的最小岩石覆盖厚度建议值.6.学位论文何红忠海底隧道渗流场分析及施工数值模拟2009随着地下工程施工工艺的发展和工程理论的逐步完善，海底隧道以其稳定的交通量和不受天气气候影响的独特优势，成为人们实现跨海交通运输的首选方案。然而由于海底隧道所处环境的特殊性，与陆地隧道相比在设计和施工上都存在着更大的困难和风险。深水海洋地质勘察难度大、成本高、准 确性低，较高的孔隙水压力和渗透水压力会降低围岩的有效应力，导致海水通过高渗透性地层或与开阔水面有渠道相连的地层大量流入，削弱隧道围岩的成拱作用，降低地层的稳定性，增大隧道支护结构承受的荷载，如遇断层破碎带等不良地质地段，隧道就会承受巨大的水压力，有突水失稳甚至坍塌被淹没的危险。因此，本文对海底隧道建设中的隧道涌水量、衬砌背后水压力和施工力学特性三方面的有关问题进行了探讨，主要研究内容如下：（1）根据海底隧道的特点，在一定假设条件下，推导了海底隧道开挖后围岩、注浆圈、衬砌内的渗流场分布计算公式，通过与数值解的对比分析，验证了公式的正确性。（2）推导了隧道涌水量计算公式，在此基础上分析了隧道涌水量与注浆圈、围岩各参数的关系，得出了隧道涌水量与围岩渗透系数、注浆圈渗透系数、注浆圈厚度及隧道覆盖层厚度的关系曲线，并且对注浆圈参数的选取提出了建议。（3）根据前面推导的衬砌内渗流场分布计算公式，分析了隧道在“全封堵”和“限量排导”两种防排水方式下衬砌背后水压力与各量值的关系，得出了衬砌背后水压力与围岩、注浆圈的渗透系数、注浆圈厚度和隧道控制排水量大小的关系曲线，结果表明，在“全封堵”情况下，不论隧道注浆与否衬砌背后水压力都不能折减，而在“限量排导”情况下，衬砌背后水压力随隧道排水量的增大而减小，在允许排水量范围内，适当地增大隧道排导系统的排水能力，可以显著地减小衬砌背后水压力。（4）采用理论分析、经验公式和数值模拟三种方法，对青岛胶州湾海底隧道涌水量作出了预测，指出了施工时可能发生较大涌水和突水的危险地段。采用数值模拟的方法，对青岛胶州湾海底隧道衬砌外水压力进行了模拟，给出衬砌背后水压力折减系数的建议值。（5）根据弹塑性理论和渗流力学推导了渗流、应力联合作用下围岩处于弹塑性状态时的塑性区半径以及弹、塑性区内的应力、位移解，对比分析了隧道在考虑渗流影响和不考虑渗流影响的情况下围岩的应力、位移以及支护结构特性的差异，研究表明，渗流作用恶化了围岩的受力情况，增大了支护结构的支护阻力，对围岩稳定性和支护结构的受力都是不利的。（6）利用有限差分软件FLAC3D对隧道动态施工全过程进行数值模拟，得出了围岩位移场、应力场、塑性区和初期支护内力随隧道开挖的变化过程，为同类工程设计和施工提供了一定的参考依据。 7.会议论文徐帮树.李术才.蔚立元.冯现大.郑文华.高阳舟山灌门水道隧道最小岩石覆盖厚度研究2008总结了确定海底隧道最小岩石覆盖厚度常用的方法,并分析了各种方法的适用条件.基于大量弹塑性海底隧道稳定性数值分析,提出了最小岩石覆盖厚度的最小位移法判据.根据舟山灌门水道隧道地质勘察报告,选择海底深槽和钻孔位置5个控制性分析断面.分别依据上述各种方法确定了舟山灌门水道隧道拱顶曲线,最后给出了各个分析断面的最小岩石覆盖厚度建议值.8.期刊论文张建斌.朱合华.朱岳明.李晓军.解福奇.周维.ZHANGJianbin.ZHUHehua.ZHUYueming.LIXiaojun.XIEFuqi.ZHOUWei厦门翔安海底隧道数字化建模技术-岩石力学与工程学报2007,26(6)围绕厦门翔安海底隧道工程,首先在总结当前三维地层建模理论与方法的基础上,建立该工程的三棱柱地层实体模型.该模型将地质勘察钻孔数据离散为点源信息,采用Delaunay三角化算法对钻孔点的平面点集进行二维构网,由网格节点之间的联接关系所确定的钻孔之间的联接关系将钻孔连接成地层的三棱柱体表达,该模型体现便于存储、快速可视化和便于空间分析等优点.然后在三维图形平台上进行了隧道及附属设施的三维建模.最后在此基础之上实现基于数字模型的信息查询、地层剖切、地层开挖等空间分析功能.9.期刊论文裴彦良.韩国忠.王揆洋.刘晨光.李西双.PEIYan-liang.HANGuo-zhong.WANGKui-yang.LIUChenguang.LIXi-shuang精细磁法在胶州湾口海底隧道工程地质勘察中的应用-海洋测绘2007,27(4)结合胶州湾湾口海底隧道工程的地质物探勘察工程,介绍了精细海洋磁法勘测的海上调查方法,阐述了利用GEOCAP软件的磁力实测数据资料的高精度数据处理技术,说明了利用GRAPHER软件、SURFER软件和MAGPICK软件绘制磁力异常△T剖面图、平面等值线图和平面剖面图的方法,最后讨论了应用磁测资料进行地质解释的方法.10.期刊论文孙钧.SunJun对兴建台湾海峡隧道的工程可行性及其若干技术关键的认识-隧道建设2009,29(2) 从10个方面对兴建台湾海峡隧道的工程可行性进行论述,并阐述对其中若干技术关键的认识和建议.1)从台湾海峡拟议中兴建隧位沿线的地质与地震灾害性条件,看跨海隧道设计施工的工程可行性--试以"北线"方案为例,说明其对隧道施工与日后运营的影响;2)海底隧道设计施工的特点和问题:对地质勘察、隧道最小埋置深度、隧道内交通运输工具的选择、关于服务隧道和海底渡线室等的设置、工程的安全设计与安全作业等提出意见和建议;3)隧道不良地质区段施工水情水患的预测与防治:对隧道场址的水文地质条件的认识与评价;对防塌治水的基本原则,难以预见的施工风险及施工整治处理要点进行了阐述;4)隧道围岩防塌险情预警、变形预测与控制--围岩施工稳定性评价:提出用"变形速率比值判别法"对围岩的施工稳定性进行评价,在施工期采用BMP软件对隧道衬护原设计参数进行调整和修正;5)隧道掘进机(TBM)与钻爆法施工方案的比选--隧道施工机械现代化:提出用TBM与钻爆法配合的海峡隧道施工方案,同时指出当隧道部分地段需改用钻爆法开挖时,隧道的主要施工机械及监测仪具应现代化(如自动化喷混凝土机器人、自动化量测及监测反馈系统等);6)耐腐蚀高性能海工混凝土材料和隧道支衬结构:指明采用常规材料配制高性能海工混凝土,增强其耐久性的基本途径;给出不良地质区段岩体的隧道开挖、支护、施工排水和限压衬砌设计施工的建议;7)特长大隧道的运营期通风问题--暂按铁路隧道并以英法海峡隧道为例作考虑:阐述海峡隧道的空气动力学问题,介绍英法海底隧道的通风系统原理及结构布置措施;8)隧道防灾与减灾:建议学习参考西方一些国家和日本在隧道防灾方面的设计理念;9)海底隧道施工风险评估与风险管理:提出该隧道的主要技术风险类别,并阐述对风险管理的认识;10)关于悬浮式隧道:对本隧道情况而言,建议悬浮式隧道方案再另行慎议;最后指出下一步的地质和地震勘察尚有待深入进行的工作.引证文献(43条)1.牛景轶.金祖权海底隧道工程对海洋环境的污染方式、特点及防治[期刊论文]-青岛农业大学学报（社会科学版）2009(4)2.林作雷厦门翔安海底隧道不良地质段施工技术[期刊论文]-工程与建设2009(6)3.孙富学.张莉.杨昭宇.朱云辉海底隧道寿命影响因素敏感性的灰色关联研究[期刊论文]-华东公路2009(4)4.吴从师.黎高辉.郭云开.王琪.肖勃 悬索桥锚碇隧道爆破开挖的围岩累积振动效应研究[期刊论文]-岩石力学与工程学报2009(7)5.孟维孝.唐和青.李阳刚.陈斌厦门海底隧道穿越F3风化深槽施工技术[期刊论文]-现代隧道技术2009(3)6.许文锋海底隧道突水涌泥机理及对策研究[期刊论文]-海洋技术2009(2)7.李鹏飞.张顶立.王梦恕.房倩.李兵海底隧道衬砌结构受力特点及断面形状优化[期刊论文]-中国铁道科学2009(3)8.宋克志.王梦恕国内外水下隧道修建技术发展动态及其对渤海海峡跨海通道建设的经验借鉴[期刊论文]-鲁东大学学报(自然科学版)2009(2)9.高海东海底公路隧道快速施工[期刊论文]-现代隧道技术2009(2)10.孙钧对兴建台湾海峡隧道的工程可行性及其若干技术关键的认识[期刊论文]-隧道建设2009(2)11.郭衍敬.黄明琦.陈铁林.张顶立厦门翔安海底隧道CRD法和双侧壁法穿越砂层对比分析[期刊论文]-中国铁道科学2009(2)12.许文锋海底隧道防排水技术浅析——以厦门翔安海底隧道为例[期刊论文]-台湾海峡2009(1)13.张顶立.李兵.房倩.吴介普基于风险系数的海底隧道纵断面确定方法[期刊论文]-岩石力学与工程学报2009(1)14.王梦恕水下交通隧道发展现状与技术难题——兼论"台湾海峡海底铁路隧道建设方案"[期刊论文]-岩石力学与工程学报2008(11)15.高海东钻爆法修建海底公路隧道施工关键技术[期刊论文]-铁道标准设计2010(3)16.陈俊儒.王星华海底隧道涌水量的预测及其应用研究[期刊论文]-现代隧道技术2008(5)17.陈俊儒.王星华海底隧道涌水量的预测及其应用[期刊论文]-铁道建筑技术2008(5)18.金祖权.孙伟.李秋义碳化对混凝土中氯离子扩散的影响[期刊论文]-北京科技大学学报2008(8)19.徐帮树.丁万涛.李术才挪威海底隧道最小岩石覆盖厚度的经验及应用[期刊论文]-武汉理工大学学报（交通科学与工程版）2008(4)20.丁万涛.李术才.徐帮树.李树忱隧道涌水量解析公式在海底隧道工程应用研究[期刊论文]-地下空间与工程学报2008(4)21.徐帮树.李术才.蔚立元.冯现大.郑文华.高阳舟山灌门水道隧道最小岩石覆盖厚度研究[期刊论文]-地下空间与工程学报2008(4)22.李利平.LIShu-cai.徐帮树.DINGWan-tao.蔚立元海底隧道施工设计及其数值优化研究[期刊论文]-山东大学学报（工学版）2008(4)23.沈荣喜.吴秀仪.刘长武.曾德建 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