水下隧道施工技术方法及国内外技术现状
国内外隧道支护研究现状
国内外隧道支护研究现状一、引言隧道支护是隧道施工过程中至关重要的一环，它保证了隧道的安全和稳定。
随着隧道工程的不断发展，隧道支护技术也在不断创新和改进。
本文将从国内外的角度出发，探讨隧道支护研究的现状，以期为隧道施工提供参考和借鉴。
二、国内隧道支护研究概况2.1 国内隧道支护技术发展历程国内隧道支护技术的发展可以追溯到上世纪60年代。
当时的隧道支护主要依赖于人工喷射混凝土、铁筋混凝土衬砌等传统方法。
随着施工技术的先进和材料科学的发展，国内开始引进国外的隧道支护技术，并在此基础上进行创新和改进。
2.2 国内隧道支护研究重点领域在国内，隧道支护研究的重点主要包括以下几个领域：1.隧道支护结构优化研究：–优化隧道衬砌结构设计，提高施工效率和结构强度；–探索新型材料在隧道支护中的应用；–研究隧道支护结构的可持续性。
2.隧道围岩力学行为研究：–分析隧道围岩的力学性质，预测围岩失稳的风险；–研究围岩变形与结构变形的耦合机制；–探索隧道围岩支护的新方法和技术。
3.隧道开挖与地下水关系研究：–研究隧道开挖对地下水位和水流的影响；–分析隧道施工对地下水环境的影响及其防治措施；–探索隧道开挖与地下水关系的数值模拟方法。
4.隧道支护监测技术研究：–研究隧道支护结构的监测方法和技术；–分析监测数据，评估隧道支护结构的安全性；–探索集成化监测系统的应用。
三、国外隧道支护研究现状3.1 国外隧道支护技术发展概述国外隧道支护技术发展的经验对我国的隧道施工具有借鉴意义。
在国外，隧道支护技术的发展主要集中在以下几个方面：1.隧道掘进机的应用：–引进国外先进隧道掘进机技术，提高隧道施工效率；–探索隧道掘进机与隧道支护结构的配合使用。
2.新型隧道支护材料的研发：–研究新型隧道衬砌材料，提高支护结构的强度和耐久性；–开发具有自愈性能的隧道支护材料。
3.隧道施工过程的模拟与优化：–使用数值模拟方法模拟隧道施工过程，预测变形和失稳的风险；–优化施工参数，减少对围岩的破坏。
探讨国内外隧道及地下工程的发展现状
探讨国内外隧道及地下工程的发展现状隧道及地下工程是现代建筑工程的重要组成部分，其发展现状与国内外的建筑技术、交通建设和城市发展密切相关。
下面将从几个方面探讨国内外隧道及地下工程的发展现状。
首先，隧道及地下工程在国内的发展现状。
近年来，我国的隧道建设进入了一个快速发展的阶段。
高速公路、铁路、地铁等交通建设中的隧道数量日益增多，隧道的技术水平也不断提高。
我国在隧道技术方面取得了一系列的创新成果，如盾构机技术、地下综合管廊技术等。
此外，国内还在隧道防火、防水、防灾等方面做了大量研究工作，提高了隧道的安全性能。
随着城市化进程的推进，地下空间的利用也得到了重视，地下商业街、地下停车场等地下工程日渐增多。
总体而言，国内隧道及地下工程的发展取得了长足的进步。
其次，隧道及地下工程在国际上的发展现状。
在发达国家，特别是欧美国家，隧道及地下工程的发展相对较早，技术水平也较高。
这些国家在高速公路、铁路、地铁等交通建设中广泛应用了隧道工程，建设了很多世界上著名的隧道，如英法海底隧道、日本海底隧道等。
此外，这些国家在地下工程的设计、施工、管理等方面积累了丰富的经验，形成了一套完善的体系。
在地下空间的利用方面，这些国家也做得非常好，各种地下设施应用广泛，如地下商业中心、地下水库等。
总体而言，国际上的隧道及地下工程发展水平较高，具有很大的借鉴意义。
最后，国内外隧道及地下工程发展中存在的问题与挑战。
一方面，隧道及地下工程的施工技术要求非常高，对施工企业和工人的技能水平有很高的要求，因此人才储备是一大问题。
另一方面，隧道工程涉及到土木工程、力学、地质学等多个学科的知识，需要多学科的交叉融合，这对工程师和科研人员的综合素质提出了更高的要求。
此外，隧道及地下工程往往需要耗费大量的资金，投资方面也是一个重要的问题。
综上所述，隧道及地下工程作为现代建筑工程的重要组成部分，其发展现状与国内外的建筑技术、交通建设和城市发展密切相关。
国内在隧道及地下工程方面取得了显著的进展，但与发达国家相比还有一定差距。
海底隧道施工技术：突破极限的持久斗争
海底隧道施工技术：突破极限的持久斗争近年来，随着全球海洋经济的快速发展和资源开发的需求，海底隧道作为海陆交通的重要通道，逐渐成为各国发展的焦点之一。
然而，由于深水、高压、恶劣环境等诸多技术挑战，海底隧道的施工变得愈发困难。
为了突破这些极限，工程师们进行了持久斗争，并取得了令人瞩目的成果。
首先，海底隧道施工技术需要克服的一个重要挑战是深水施工。
深水区域的施工带来了巨大的水压力和工作环境的不稳定性，使得施工人员难以进入和操作。
为了解决这个问题，工程师们研发了各种深水施工装备。
例如，他们设计了能够潜入海底并进行施工的潜水器，利用这些潜水器可以在深水区域进行钻孔、爆破和修补等工作。
此外，他们还采用了特殊材料和结构设计，以增强海底隧道的抗压能力和稳定性，确保其在深水环境下的安全运营。
其次，海底隧道施工技术还需应对高压环境的挑战。
作为在水下运行的交通通道，海底隧道不仅要面临水压力，还要承受来自海洋波浪和涌浪的冲击力。
因此，在设计和施工海底隧道时，工程师们必须考虑到高压环境对隧道结构和施工材料的影响。
一方面，他们采用了先进的海洋工程建设材料，如高强度钢材和耐腐蚀材料，以确保海底隧道在高压条件下的耐久性和稳定性。
另一方面，他们运用了隧道支护技术，如喷射混凝土支护和海底围堰技术，以增强隧道的抗浪冲能力，确保隧道的安全运行。
同时，恶劣环境也是海底隧道施工技术所面临的又一个难题。
海洋环境的特殊性，如海底泥沙、海水腐蚀等，给海底隧道的施工和运维带来了很大的挑战。
在施工过程中，工程师们利用先进的海洋勘探技术和海底地形测绘技术，对海域底质进行了详细研究和分析，以选择最佳的隧道路线和施工方案。
此外，他们还开发了特殊的地基处理技术，如海底钻孔灌注桩技术和地下连续墙技术，以增加隧道的稳定性和承载能力，降低地层滑塌和沉降的风险。
除了面临技术挑战外，海底隧道的施工还受到成本和时间限制的影响。
由于施工设备、材料和人力成本的提高，以及复杂的海洋环境导致施工周期延长，海底隧道的建设往往成为一项庞大的投资。
“水下隧道”的四种建造方法，中国铁建十大创新技术之一
“水下隧道”的四种建造方法，中国铁建十大创新技术之一一、水下隧道的修建方法水下隧道是穿越水域阻隔的重要手段，是人类克服自然障碍、与自然和谐共处的重大技术发明。
二、盾构法的历史盾构法起源于19世纪40年代，以往主要适用于单一的软弱地层，且断面较小；随着“复杂地质、大直径、高水压、长距离”隧道建设的需要，上世纪末出现了现代盾构技术。
至今，世界上已修建了大直径盾构隧道（直径大于10m）数百座，国内已在黄浦江、长江、珠江、钱塘江、湘江等河流采用大直径盾构修建了数十条水下隧道。
三、沉管法的历史1894年美国在波士顿采用沉管法建成了下水管线，但真正意义上的沉管隧道是1910年美国建成的底特律水下铁路隧道（钢壳）。
到目前为止，全球有大约150座交通隧道和45座市政隧道采用沉管法修建，以北美、欧洲和亚洲应用较多。
我国大陆采用沉管法修建的隧道有上十座。
四、钻爆法的历史钻爆法最早用于山岭隧道，日本在1944年修建了关门海底铁路隧道，1985年建成了著名的青函海底隧道。
世界上采用钻爆法已建成的水下隧道有数百公里。
我国采用钻爆法修建的水下隧道约10座，包括武广高铁浏阳河隧道、长沙市湘江大道浏阳河隧道、厦门东通道翔安海底隧道、长沙市营盘路湘江隧道、青岛胶州湾海底隧道等。
五、围堰明挖法的历史围堰明挖法是修建水下隧道最古老的方法，但在合适的条件下至今仍是最经济的施工方法。
我国大陆采用该工法已建和在建的水下隧道有10余座，其中水深最大的是澳门大学横琴校区海底隧道，水深最大约9m；长度最长的是武汉东湖隧道，长度超过7km。
六、水下隧道的技术进步与发展趋势（1）长距离化英法海峡隧道长49.5km，青函海底隧道长53.9km，广深港高铁狮子洋隧道长10.8km。
长度已难以成为水下隧道修建的制约因素。
（2）大直径化美国西雅图SR99项目，盾构隧道开挖直径17.48m；武汉三阳路公铁合建长江隧道开挖直径15.65m。
荷兰多德雷赫特沉管隧道宽度为48.6m。
海底隧道施工技术：超越境界的奇迹
海底隧道施工技术：超越境界的奇迹海底隧道施工技术是当今世界上最具挑战性和创新性的建筑工程之一。
随着人类对海洋资源的需求日益增长，海底隧道已成为连接陆地与海洋之间的重要交通通道。
从历史上著名的英法海底隧道到近年来的中国港珠澳大桥海底隧道，海底隧道施工技术已经创造了一个个壮丽的奇迹。
海底隧道施工技术的核心挑战是克服水下复杂的环境条件，包括海洋流动、沉积物、地质条件等。
为了成功地建造海底隧道，工程师们需要创新性地应对这些挑战，并使用最先进的技术手段。
首先，为了确保施工安全和可持续性，工程师们需要对海底地质条件进行详细的研究。
对于海底隧道而言，地质条件可能会影响到隧道的稳定性和使用寿命。
因此，在施工前期，工程师们通常会进行海底地质勘测，包括水下地质勘探、岩土样本采集等。
这些数据可以帮助工程师们了解隧道所需的地质工程措施，如锚杆支护、土体加固等。
其次，为了实现海底隧道施工，工程师们需要选择合适的隧道推进技术。
常见的隧道推进技术包括盾构法和开挖法。
对于海底隧道而言，盾构法是最常用的技术。
这种方法利用隧道掘进机推进隧道，并同时进行衬砌施工。
盾构机通常由数以百计的液压缸和切削头组成，可以在地质条件复杂的海底环境中进行推进。
这项技术的成功与否直接决定了隧道的施工速度和质量。
在海洋隧道施工过程中，防水和排水是至关重要的。
隧道内部必须保持干燥，以防止涌水和泥浆涌入。
为了实现这一目标，工程师们采取了多种措施。
例如，在施工过程中，可以使用密封材料将隧道衬砌与岩土结合，并安装防水层来防止水渗透。
此外，还需要设置有效的排水系统，及时排除隧道内的积水，以确保隧道施工的顺利进行。
隧道的稳定性是海底隧道施工中要考虑的另一个关键因素。
海洋环境的复杂性使得隧道的稳定性成为一项挑战性的任务。
在施工过程中，工程师们使用了不同的技术来增加隧道的稳定性，例如岩体加固、支撑结构和地基处理等。
这些措施可以有效地减少隧道由于地质条件导致的不稳定风险，并确保隧道的安全性和持久性。
海底隧道施工技术：超越极限的创造力
海底隧道施工技术：超越极限的创造力引言：随着城市化进程的加速和交通需求的不断增长，建设海底隧道已经成为连接陆地挥之不去的愿景。
海底隧道作为一项极具技术挑战的工程，涉及到复杂的地质环境、高强度水压、长时间的施工等多个方面，要依靠当代科技来攻克难题。
本文将探讨海底隧道施工技术的现状、挑战和创新，以及未来的发展方向。
一、海底隧道施工技术的现状1. 传统隧道施工技术在过去的几十年里，传统的隧道施工技术被广泛应用于陆地和海底隧道工程。
这些技术包括盾构、爆破法和钻爆法等。
然而，在海底隧道工程中，这些技术面临着很多挑战，比如地质环境的不稳定性和水下工况的复杂性。
2. 现代海底隧道施工技术随着科技的进步，现代海底隧道施工技术不断创新和发展。
其中，一种主要的技术是盾构机技术。
盾构机是一种设备，能够在地下或水下挖掘隧道，同时进行土壤的支撑和封固。
它通过不断推进，挖掘土壤并同时奠定隧道墙壁，使得隧道的施工速度大大提高。
二、海底隧道施工技术的挑战1. 地质环境的复杂性海底隧道工程所面临的地质环境通常非常复杂，包括软弱土层、岩石层、腐蚀性地质等。
这些地质特点给施工带来了严峻的考验，如地面沉陷、土壤涌泉、地震风险等。
2. 水下工况的挑战海底隧道施工需要面对高强度的水压、海底沉积物的不稳定性和水下工程的防水等问题。
水下施工过程中，需要解决隧道的渗水问题，确保隧道的结构安全。
三、海底隧道施工技术的创新1. 隧道施工材料和手段的改进为了应对海底隧道工程的挑战，科技工作者们不断改进施工材料和工具。
例如，高强度钢材的使用、全自动监测设备、防水涂料等，都大大提高了海底隧道的施工质量和安全性。
2. 数字化技术在施工中的应用数字化技术的革新也为海底隧道施工带来了新的机遇。
在设计和施工中，通过现代软件的应用，提前进行模拟和预测，可以更好地理解和应对地质和水下工况的挑战，从而提高施工效率和质量。
3. 环保理念的引入随着环保意识的提高，海底隧道施工技术也面临着更高的要求。
国外隧道工程施工技术现状
国外隧道工程施工技术现状一、施工方法1. 地面隧道施工：地面隧道是在地表以下开挖的隧道，施工方法主要有盾构法、顶管法和开挖法。
盾构法适用于软土、泥土、黏土和砂土等地质条件，通过盾构机在地下推进，随着盾构机推进，同时进行掘进和支护；顶管法适用于短距离、小直径的地面隧道，通过顶管机在地下推进，同时进行管片的铺设和支护；开挖法适用于岩石地层，通过机械化开挖和手工支护进行隧道施工。
2. 地下隧道施工：地下隧道是在地下挖掘的隧道，施工方法主要有均质地盘法、涌水地盘法和不均匀地盘法。
均质地盘法适用于地质条件较好的区域，通过机械化开挖和支护进行隧道施工；涌水地盘法适用于岩溶地质条件，通过涌水处理技术和支护技术进行隧道施工；不均匀地盘法适用于多种地质条件，通过不同的施工方法和支护技术进行隧道施工。
3. 水下隧道施工：水下隧道是在水下挖掘的隧道，施工方法主要有沉管法、水下隧道机械法和潜水挖掘法。
沉管法适用于深水区域，通过浮船和起重机将沉管吊装至水下，并通过各种方法将沉管连接成一条完整的隧道；水下隧道机械法适用于浅水区域，通过水下挖掘机械进行隧道施工；潜水挖掘法适用于水深较浅的区域，潜水工人通过潜水装备进行隧道施工。
二、设备技术1. 盾构机：盾构机是地下隧道施工中常用的机械设备，主要分为土压式盾构机、泥水平衡盾构机、岩石盾构机和混合土压盾构机。
盾构机在隧道施工中具有高效、安全、环保等优点，能够适应不同地质条件和隧道类型的施工要求。
2. 涌水处理技术：岩溶地质条件下的地下水会对隧道施工产生影响，需要采取涌水处理技术进行处理。
涌水处理技术包括地下水抽采、隧道封闭、涌水体处理等措施，能够有效控制地下水的涌出，保证隧道施工的顺利进行。
3. 支护技术：隧道施工中的地质条件多变，需要采取不同的支护技术进行支护。
支护技术包括地锚、钢拱架、混凝土衬砌等方法，能够有效加固隧道围岩，保证隧道的安全。
4. 潜水装备：水下隧道施工需要潜水工人进行作业，潜水装备是保障潜水工人安全的重要设备。
海底隧道发展工程难点及施工技术
局限性
优点
断面形式和线型受限 ,灵活度不大 ,曲线半径不能太小 机件复杂 ,设备昂贵 ,建设成本中设备费用占比较高 对地层地质和水文情况敏感度极高 掘进中途须更换刀具和整修刀盘 ，工艺复杂 ,操作困难 隧道洞口附近需要有较大的施工整备场地 , 代价较高
现代化的生产手段速度快 ,效率高 施工通风易于解决 , 可以实现长距离独头掘进 进洞工作人员作业环境较好,安全保证程度高 隧道管片及防水系统工厂化预制,机械化拼装 ,质量稳定 比较钻爆法施工隧道埋深要求较低 ,因此线路长度可缩短
52m
22m
第 15 页
案例分析
翔安隧道工程特点
施工风险大
水下地质条件具有较强的多变性和不可确定性，施工 中可能发生涌水、突水，隧道持续坍塌或严重进水，
地质条件复杂
陆域和浅滩地带：基岩全风化带厚度较大； 海域：累计穿越风化槽总长度为1118.5m。
施工排水量大
纵剖面呈V形，下坡施工，水不能自流 排出，施工中须制订完善的排水方案， 施工供电也必须安全、可靠、不间断。
第4 页
工程难点
地质勘测困难、造价 高，准确性低，工程风险 大。须进行超前地质预报。
地质 勘测
必须加强施工期间对不 良地质段和涌水点的预 测和预报。
涌水
单日掘进长度很大， 对施工期间的后勤和 通风有更高的要求。
后勤 通风
工程 难点
水压 力
很高的孔隙水压力会降低隧 道围岩的有效应力，造成较低的 成拱作用和地层的稳定性，衬砌 也长期受较大的水压作用。
04
03
管段沉放
受气象、洋流、自然条件的直接 影响，还受航道条件的限制。
第 11 页
施工方法
盾构法和TBM法
国外隧道工程施工技术现状
隧道工程施工技术现状随着全球经济的快速发展和城市化进程的加快，隧道工程在交通运输、城市规划、地质工程等领域发挥着越来越重要的作用。
为了满足社会对隧道工程的安全性、可靠性、高效性和环保性的要求，各国在隧道工程施工技术方面进行了大量的研究和实践。
本文将简要介绍国外隧道工程施工技术的现状。
一、隧道工程设计技术在隧道工程设计方面，国外发达国家广泛采用计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助工程（CAE）技术。
通过CAD技术，设计师可以快速、准确地绘制隧道工程的平面图、剖面图和三维模型，提高设计效率和质量。
同时，CAE技术在隧道工程设计中的应用也越来越广泛，可以通过模拟和分析隧道工程的受力、变形、稳定性等指标，为设计提供科学依据。
二、隧道工程施工技术1. 钻爆法钻爆法是隧道工程施工中最常用的方法之一。
国外发达国家在钻爆技术方面取得了显著的进展，主要体现在钻孔精度、爆破设计和施工自动化等方面。
高精度钻孔设备和高性能炸药的使用，使得隧道工程施工更加高效、安全。
2. 隧道掘进机（TBM）隧道掘进机是一种全机械化隧道施工设备，具有较高的施工速度和质量。
国外发达国家在TBM技术方面取得了重要突破，研发出适用于不同地质条件的TBM设备。
此外，通过对TBM设备的远程监控和自动化控制，实现了隧道工程施工的智能化和高效性。
3. 地下连续墙技术地下连续墙技术是一种适用于软弱地层和复杂地质条件的隧道工程施工方法。
国外发达国家在地下连续墙技术方面取得了显著的进展，如采用多台大型连续墙施工设备进行高效施工，以及采用预制钢筋笼和混凝土浇筑技术，提高地下连续墙的质量和施工速度。
4. 衬砌施工技术隧道衬砌是保证隧道工程稳定性和安全性的重要结构。
国外发达国家在衬砌施工技术方面取得了较大的突破，如采用预制混凝土衬砌块和现场拼装技术，提高衬砌施工速度和质量。
同时，通过使用高性能混凝土和纤维增强材料，提高了衬砌的抗裂、抗渗和耐久性。
三、隧道工程监测技术隧道工程施工过程中，监测技术对于保证工程质量和安全具有重要意义。
水下隧道工程施工
水下隧道工程施工水下隧道工程施工是在江、河、湖、海等水域下方进行的一种特殊工程。
随着我国经济的快速发展，交通、城市规划、国防等领域对水下隧道工程的需求不断增长。
水下隧道工程具有施工难度大、技术要求高、安全风险等特点，因此，掌握先进的施工技术和管理方法至关重要。
本文将简要介绍水下隧道工程施工的工艺及质量控制。
一、水下隧道工程施工工艺1. 前期准备在施工前，要进行详细的水文地质调查，了解水域的地质、水文、气象等情况，为施工提供依据。
同时，要制定合理的施工方案，确保施工安全、进度和质量。
2. 隧道开挖水下隧道开挖可采用钻爆法、TBM法（全断面隧道掘进机）等方法。
钻爆法具有施工设备简单、适应性强等优点，但爆破振动对周边环境影响较大；TBM法具有开挖速度快、施工质量好等优点，但设备投资高。
3. 支护结构施工水下隧道支护结构主要包括初期支护和二次衬砌。
初期支护采用喷射混凝土、锚杆、钢拱架等手段，以保证隧道在开挖过程中的稳定；二次衬砌采用混凝土、钢筋混凝土等材料，以承受地压力和水压力。
4. 排水及降水水下隧道施工过程中，要进行排水和降水，以保证隧道内部干燥，防止坍塌事故发生。
排水方法有明排水、暗排水、降水井等。
5. 施工监控施工过程中，要进行监控量测，包括隧道位移、收敛、拱顶下沉等，以掌握隧道施工状态，及时调整施工方案。
6. 施工辅助设施为保证施工顺利进行，还需设置一些辅助设施，如临时便桥、施工栈桥、供电、供水等。
二、水下隧道工程施工质量控制1. 施工方案控制施工方案是施工的指导文件，要确保方案的科学性、合理性和可行性。
在施工过程中，要根据实际情况及时调整方案。
2. 材料控制施工材料是工程质量的基础，要严格控制材料的质量。
对于隧道工程，特别是防水、防腐材料，要进行严格的检测。
3. 施工工艺控制施工工艺是影响工程质量的关键因素。
要加强对施工工艺的培训和指导，确保施工人员掌握正确的施工方法。
4. 施工监控量测控制施工监控量测是保证工程安全、顺利进行的重要手段。
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一、水下隧道施工方法
水下隧道主要施工方法比较
方法 内容 地质条件
水流速度
钻爆法
暗挖法 掘进机法
盾构法
沉管法
对宽定需采地，，用水质灵辅条底活助地件性工质的大法条适，件应进差面度时较稳，对 面 水 的 挥掘地 较底岩进质 窄体地机条 灵时质优件 活为 ，势的 性多 不
适 小 变 易
• TBM掘进的隧道具有较平整的临空面，超欠挖极少，围岩松动范围一 般都在20-50cm以内，因受到破坏很小并及时支护，故围岩稳定，施 工安全；
• 施工安全性大大提高，最大限度减少施工人员的伤亡； • 施工机械化程度达到95%以上；降低劳动强度，改善了劳动环境； • 施工中对海底地质不产生任何不利影响，不影响和不干扰水面航行； • 综合效益显著。
由两条行车主洞和一条服务隧道构成的英法海峡隧道，海底段长 38公里，采用先进技术，通过充分的地质工作找到理想的岩层，设 计安全，较好地解决了某些特殊的工程技术问题。挪威有较长的海 岸线及大量的狭湾与岛屿，大多数人生活在海岸附近，因此修建了 较多的海底隧道。
二、水下隧道技术现状
一、水下隧道施工方法
➢ TBM法和盾构法
TBM（隧道全断面掘进机）法，是利用刀盘刀具破碎岩石和在软 土中开挖，边开挖边出渣、土并进行锚喷支护衬砌和管片支护等连续 作业。
一、水下隧道施工方法
➢ TBM法和盾构法
优点
• TBM掘进速度快，在中、硬岩石中的月掘进速度在600米左右；最适 合长隧道施工。盾构法在软土中平均掘进速度200-300m/月。
应 ， 化 发
遇到砂质土层时， 需采用土压平衡或 泥水加压平衡（气 压）施工
不怕流砂，基本上不受 地质条件限制
无关
无关
无关
水流很急时，须用水中 作业平台辅助施工
水面交通
无关
无关
无关
对繁忙航道，在浮运就 位时需采取短期局部航 道管理措施
隧道埋深
沉管顶面可放置在水底
一 般 设 置 在 水 下 基 岩 水底基岩下厚度>掘 水底覆盖层≥盾构外 标高处。可与河、海底
一、水下隧道施工方法
➢ TBM法和盾构法
不足
• TBM和盾构机的设备费用较高，设备摊销费用较高； • 遇到复杂多变的地层时，掘进比较困难； • 同一隧道内截面形状变化困难；
一、水下隧道施工方法
➢ 沉管法
在干坞内（船坞或造船厂车间）将隧道整体分段制作好，两端用临 时钢封门密封，船坞放水使隧道管段上浮，采用拖运和定位等设备， 使管段准确浮运至设计位置；经管段灌水压载，下沉至已开挖好的水 底基槽，再依次在水下利用水力压接将管段连接起来，接口使用可靠 的密封止水，最后是抛石回填，抽出管段内压载水，开启各段间钢封 门，在管段内进行设备安装和装修后，即成水底沉管隧道。
施工作业全部 在盾壳掩护下 进行，安全性 好
大量作业在水上， 水下作业主要是 由潜水员完成， 安全性较好
二、水下隧道技术现状
世界发达国家自20世纪30年代起，就开始修建跨海峡的海底隧 道。迄今修建水下隧道的国家主要包括日本、英国、法国、美国、 挪威、澳大利亚、丹麦、冰岛、中国等。
日本于1942年建成的关门海底隧道（6.3km）拉开了人类历史上 修建水下隧道的序幕。日本青函铁路跨海隧道全长53.85公里，海底 部分长23.0公里，该隧道以钻爆法为主开挖持续20年，克服了4次海 水淹没带来的困难，于1985年8月竣工。
水下隧道施工技术方 法及国内外技术现状
目 一、水下隧道施工方法
二、我国水下隧道技术现状
三、国内外典型水下隧道工程
录 四、水下隧道技术展望
什么是水下隧道？
一、水下隧道施工方法
除个别水下隧道可采用围堰明挖法外，在江、河、海下一般 采用暗挖法（钻爆法、TBM和盾构法）以及沉管法。
南京长江隧道
厦门翔安隧道
• 所需设备投资较低； • 对不同地质条件、开挖工艺、方法和断面形状的适应性好，转
换场地、移动位置机动、灵活； • 动力能源消耗少、要求低； • 设备维修少，利用率高，在不发生事故前提下施工进度稳定；
钻爆法的不足
• 开挖速度提高有困难，工期长 如：日本青函隧道，因津轻海峡有 九个断层破碎带，发生三次涌 水停工，主隧道历时14年贯通。
一、水下隧道施工方法
水下隧道主要施工方法比较
方法 内容
渗漏情况 工程总量
施工工期
施工安全
钻爆法
暗挖法 掘进机法
盾构法
沉管法
做到不渗不漏难度较 大
能做到不渗不漏
能做到不渗不 漏
能实现滴水不漏
埋深大、引道段长， 工程量大
两岸引道较长，工程 量较大
两岸引道较 工程量较大
长
，可最
做 短
最少
到 ，
隧 工
道 程
长 总
度 量
机械化程度不高挖速度快，工期较有 保证
机械化程度较 高，开挖速度 快，工期较有 保证
基地开槽和管段 预制分开同时进 行，管段沉放时 间较短，总的工 期短
水下钻爆施工要严格 施工措施，安全施工 是个重要问题
施工作业全部掘进机 中进行，安全性好
10
一、水下隧道施工方法
➢ 沉管法
优点
• 所需覆土小，有利于减小隧道长度； • 要求地层承载力不大； • 隧道各管段可在干坞或工厂车间内预先制备、质量有保证； • 管段预制和水底开槽可同时进行，工期短；
不足
在水下开槽、管节浮运、沉放、各水下对接以及沉管基础处理的各工 艺流程中出现失误的概率，相对地比其他隧道技术要多。这是因为沉管隧 道是埋置于水下的大型人工构筑物，受河、海地貌、地质、水文等影响。
>2.0倍开挖跨度的深度 进机外径
径
面齐平，最深记录已达
水下41米
通行车道 数量
根据水下基岩情况，可 做成多车道隧道
TBM 当 前 主 要 使 用 两车道、多车道时 要增建隧道（直径 <12m）
目前已有三车道 （ 15.4 m ） 的 超 大 型盾构，特大型盾 构正在规划中
一个断面内可设置多条 车道，目前已有两个8车 道的记录
一、水下隧道施工方法
➢ 钻爆法
水下隧道钻爆法与陆地隧道无根本区别，主要的关键技术是设计埋 深须满足最小覆盖层基岩的要求，以预防坍塌，遏止高压涌水。为此， 要千方百计做好工程地质和水文地质的勘察调查，突水涌水的超前地 质预报，在完全可靠的注浆固结封闭的条件下钻爆开挖。
一、水下隧道施工方法
钻爆法的优点