采用钻爆法修建海底隧道施工技术
采用钻爆法修建海底隧道施工技术隧道开挖技术?采用钻爆法修建海底隧道胞工技市董贤顺(中国铁建十六局集团第四工程有限公司北京101400)摘要青岛胶州湾隧道是我国自建的第二条大型海底隧道,因其风险大,标准高,断面大,地质条件差,工艺复杂,受到国内外广泛关注.笔者根据钻爆法修建胶州湾海底隧道的施工实践,进行总结,为相类似工程提供参考.关键词海底隧道钻爆法施工技术中图分类号U453.213文献标识码B文章编号1009—4539(2011)09—0098—06 1引言修建海底隧道,选择合理的施工方法非常重要.海水压力大,隧道断面大,纵坡呈V形;由于海底隧道的特殊环境,地质资料等不确切因素较多,在开挖断层破碎带时极易发生突涌水事故;且海水补给无限量,不易抢险及修复,其地质灾害具有不可遇见性,突发性,严重性.另外,在城区选择施工入口条件非常复杂,因此施工方法必须稳妥可靠,万无一失.2工程概况青岛胶州湾隧道设计为双向六车道,线路全长萋阿7.8km(其中海域段长3.95km),主隧道中线问距55m,主隧道之间设服务隧道(全长6km).主隧道标准断面为椭圆形及马蹄形(开挖断面:宽16.3111,高l3m),纵坡4%一0.3%,最小曲线半径1000IIl,行车速度80km/h.按Ⅶ度地震设防,地质条件:围岩等级Ⅱ～Ⅳ级,局部V级.覆盖层厚度:30m(局部25m),纵坡走向大致平行海底轮廓线,水深42m.标准横断面见图1.我局承建的第一施工合同段左线主隧道长2845m,服务隧道长2750m,匝道142m.工程投资5.908亿元.开竣工日期:2008.9～2010.12,总工期27个月.左线隧道I』.服务隧道右线隧道图1胶州湾海底隧道横断面其施工的重难点部位是:(1)海域段主隧道开挖断面宽16.3m,高13m,长2160m,水深42m,覆盖层30m,8处断层破碎带;(2)陆域段主隧道与匝道结合处开挖断面宽18.6～28.20m,高13.2—18.64111,长212m,断面逐渐增大,呈喇叭口状,覆盖层20一,15nl_,2处断层破碎带,地质为杂填土,砂砾石,风化,断层破碎岩组成,结构上部有各种地下管线及5—7层楼房共13栋.见图2.收稿日期:2011—06—2098铁道建筑技术RAILWAYCONSTRUCTIONTEcHNOLOGY2011l9)隧道开挖技术?图2第一合同段施工平面3施工原理海底隧道与山岭隧道相比,存在不同的施工条件(见表1).表1山岭隧道一海底隧道施工条件对比序号对比项目山岭隧道海底隧道能较有效地控制,其灾害的严重性相对要1风险程度不可预见因素多,灾害具有突发性,严重性,并且雄以补救低,较容易补救较容易勘测,准确率相对较高,一般施工中2地质变化较难勘测,准确率相对较低,海底地质变化频繁地质变化不大3海水腐蚀不存在海水腐蚀海水,海风对各种原材料,建筑结构,机械设备,仪器仪表腐蚀较大海域段爆破震动过大,围岩裂隙增大,会造成渗水;陆域段爆破作业容4爆破影响对结构无影响,极少扰民易引起建筑物开裂,扰民5复杂程度按常规施工,复杂程度一般开挖,支护,防排水,耐腐蚀,耐久性砼等工艺复杂,质量要求高需要配备通风,通讯,抽水,高压注浆设备及地质钻机,高功率空压机,6资源配备按常规配备机械喷锚手,三臂凿岩台车等大型设备按照新奥法原理,在山岭隧道施工方法的基础上,修改,增补海底隧道施工内容,使其施工方法适应于海底隧道,在实践中不断改进,完善,探索出较规范的海底隧道施工方法.以下以第一施工合同段为例加以叙述.4施工方案4.1进洞主通道施工作业面的选择该合同段工程地处八大峡社区及海军营区,房屋及各种管线密集,场地狭窄,通过现场调查,提出如下方案.4.1.1斜井方案洞口位置:ZK3+536以东68m,斜井长510m,宽6.2m,高6.51TI,纵坡12%,地质花岗岩,强～弱风化之间;优点:能快速进入海域作业面;缺点:斜井下穿军营及家属房密集区,覆盖层最小3～8in,爆破扰民严重;因斜井不能综合利用,增加工程费用较高,后期回填工程量大.4.1.2服务隧道(西陵峡路)兼作施工通道方案洞口位置:西陵峡路西侧(ZK3+000以东160m),结构长(距主隧道)650nl,宽6.9in,高7.0irl,纵坡9%,地质:沿海杂填土,深8～13m,透水性强;路面以下管线密布,附近居民密集;采用护壁桩支护及帷幕注浆止水等方法施工;优点:交通较便利;缺点:地质差,工艺复杂,费用高,工期长,扰民严重.4.1.3服务隧道(军营内)兼作施工通道方案洞口位置:军营操场南侧海边荒地(ZK3+490以东49m),结构长(距主隧道)590m,宽6.9ITI,高7.0m,纵坡9%,地质:杂填土深5—6m,其余为强风化花岗岩,Ⅳ～V级;优点:充分利用大片操场向铁道建筑技术RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY201Tf9』隧道开挖技术?海底顺坡,不扰民,费用相对较低;缺点:地质较差,砌较复杂.工期较长,180度曲线,半径小,通风,交通困难,衬4.1.4多种方案比较(见表2) 表2第一施工合同段进洞主通道方案对比选择方案对比项目工期费用扰民工艺通风交通可操作性方案一:斜井方案较短较高严重简单较好较便利一般方案二:服务隧道(西陵峡路)较长较高严重复杂一般较便利不强方案三:服务隧道(军营内)较长较低较轻较复杂较差不便利强通过方案比较可知:方案一有较多的优点,但投入费用较高,扰民严重;方案二优点较少;方案三费用相对较低,扰民较轻,可操作性强,但不利因素较多.通过进一步的研究:认为方案三的补救措施有:(1)通过第二施工合同段斜井提前进入服务隧道海域开创第二作业面,解决工期问题;(2)设置通风竖井解决通风问题;(3)通过适当加宽隧道断面解决交通问题;于是决定采用方案三.4.2主隧道施工作业面的安排根据施工顺序,工期要求,资源合理配备等原则,设置3个施工单元,6个施工作业面,其上场顺序及任务划分如下.(1)第一施工单元:服务隧道900m;主隧道1095m;(2)第二施工单元:主隧道975m(包括大断面);匝道145m;(3)第三施工单元:服务隧道1750m,主隧道775ITI.交通线路见图3.图3第一合同段施工作业面布置示意4.v,风排烟方案～…5施工步骤分别在ZK3+385,ZK3+310主隧道与服务隧～一…'道之间设置1号,2号通风竖井,竖井直径5.0m,竖5.1全断面开挖法井底部设横洞分别与主隧道,服务隧道连通;井壁超前地质预报;开挖支护;浇注地面砼垫层,为采用钢格栅喷射砼支护,小导管及帷幕注浆止水施主隧道提供施工通道,直至主隧道仰拱填充完毕;工.通过风量计算,前期通过服务隧道口设置2台中隔板以下防水,钢筋,砼;底板回填,地沟盖板;拱轴流式通风机压入式通风,后期通过竖井设置轴流圈防水,砼.式通风机压入式通风,竖井位置见图2,图3.5.2上下台阶开挖法4.4制定排水方案超前地质预报;上弧开挖支护;下台阶左侧开1号通风井兼作排水通道,在l号通风井及服挖支护;下台阶右侧开挖支护(左右交替进行);仰务隧道洞口附近设置沉淀池,在洞内每500nl设置拱防水,钢筋,砼;仰拱左侧充填;仰拱右侧充填(左积水坑;集水坑容量8～10m.,设置泵站接力将洞右交替进行);矮边墙;拱圈防水,钢筋,砼;水沟,电内积水抽入沉淀池,经沉淀后排人大海.缆沟盖板等.见图4.100铁道建筑技术RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY2011I9l隧道开挖技术?图4主隧道施工程序示意6技术要点6.1超前地质预报采取综合超前地质预报的方法.即服务隧道超前,TSP长距离探测(100～150m),长探孔(I>30m),短探孔(≥10ITI),以及地质素描,地质雷达,瞬变电磁,红外探水,陆地声纳等.根据具体情况,将其中几种方法结合起来,互相补充,互相验证,达到稳妥可靠,万无一失的目的.其主要做法如下.(1)地质素描.通过对掌子面的地质状况进行描述,记录,分析,判断预报掌子面前方地质状况.(2)TSP长距离探测.采用瑞士产TSP200超前地质预报仪.该仪器利用接收地震反射波原理,通过TSPWin软件处理,达到解析前方地质构造的目的,探,狈4距离100～150m,准确率6o%;具体操作是在掌子面50～60m范围内靠边墙一侧布置~4onlln炮眼24个(深1.5m,间距1.2一1.5m,下倾角15.);再距l5～201TI布置1个65onlm接收孔(深2.0m,下倾角15.);在炮孔内装上适量炸药,瞬发电雷管,利用接收器装置逐个起爆,接收信号,然后收集信号,进行解译.(3)超前地质钻孔.主隧道水平超前钻孔每断面3～5孑L,探孔长度≥3Om,搭接8m;服务隧道每断面2—3孑L,探孔长度>130m,搭接51"13;为了提高工作效率,采用意大利c6多功能地质钻机或瑞典阿特拉斯三臂凿岩台车实施.通过钻孔速度,冲击声音,变化频率,回水颜色,渗水量,水压等分析前方地质情况,重点探明前方断层破碎带,裂隙水情铁道建筑技术RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY 况;当渗水量大于5—15L/min,且24h观察没有明显减少时,应进行帷幕注浆.(4)瞬变电磁预报法.瞬变电磁预报法是一种时间域电磁法;利用阶跃波形电磁脉冲激发,不接地回线向隧道掌子面前方发射1次场,在1次场断电后,测量由地下介质产生的感应二次场随时间的变化,来达到寻找各种地质目标的地球物理勘探方法.是探测地下水的主要方法.(5)超前地质预报实行"三结合"和风险靶段划分原则,即"地质与物探,钻探结合;洞内外结合;长短距离及不同物探方法结合".在对隧道风险分级的基础上,采用相对应的综合预报方案.实践证明:TSP,地质雷达对断层,破碎带有较好的预报效果;瞬变电磁,地质雷达是预报含水体的有效手段;超前钻孔是探测前方地下水最直观,最可靠的方法.6.2开挖支护本工程Ⅱ,Ⅲ级围岩为锚杆加喷射砼支护;1V,V级围岩为锚杆加钢格栅喷射砼支护(V级围岩设超前大管棚注浆).开挖之后支护必须紧跟.6.2.1开挖主隧道一律采用台阶法,避免不同级别围岩,不同工艺操作的频繁转换,有利于减少爆破对围岩的震动裂隙.上台阶开挖进尺:Ⅱ,Ⅲ级围岩3.0m/循环;IV级围岩2.0m/循环;V级围岩1.0m/循环;遇下穿民房地段一律≤1.0m/循环;采用风枪打眼,微震光面爆破技术;被保护建筑物地震波控制在2.0cm/s之内.采用两台装载机配2o11(9)101隧道开挖技术?合翻斗车出渣,挖掘机配合排险及掌子面清理.下台阶开挖进尺3.0m/循环.6.2.2施作锚杆设计为22多重防腐锚杆,长度根据围岩级别分别为3.0m,3.5m,4.0m;采用三臂凿岩台车钻孔,人工安装,锚杆注浆机注浆.Ⅳ,V级围岩地段及时安装钢格栅.6.2.3喷射砼设计为C35,s8抗海水侵蚀高性能防渗喷射混凝土;操作工艺:采用自动计量拌和站,强制式拌和机拌和,搅拌输送罐车运输,湿喷机喷射.混凝土坍落度:拌和机出料口18±2cm,湿喷机进料口12 ～15em.工作风压:边墙0.3～0.5MPa;拱部0.4～0.6MPa,采用喷枪喷水养护.要求喷射混凝土密实,饱满,表面平顺,各项试验指标合格.不允许出现空洞,漏筋,脱皮,表面坑洼不平等不良现象.湿喷混凝土设备:施工前期及喷射混凝土数量小的地段,采用一台或多台TK500型湿喷机进行作业,生产能力:5m/h(每台).为减轻劳动强度,提高产量,降低安全风险,主隧道采用PM50一CPC喷射机械手进行喷射作业,主要参数如下:喷射最大高度:11in;喷射最大宽度:16.6In;最小工作隧道:5in×3m(宽x高);生产能力:l0～33ITI/h;输送方式:非转子式和非转子活塞式.6.3帷幕注浆设计为:主隧道海域段过断层破碎带为全断面帷幕注浆,加固范围为隧道开挖轮廓线外51"il,每循环注浆段长30In,注浆作业面距突水点5～10m,开挖时预留10m作为下一循环止浆岩盘,每循环共设置注浆孔105个,终孔孔间距约3～3.5m,括散半径按2.0m;服务隧道海域段过断层破碎带加固范围为隧道开挖轮廓线外3m,每循环共设置注浆孔55～70个,其它参照主隧道.6.3.1帷幕注浆参数的确定(1)注浆压力.根据地质报告,裂隙岩体地层注浆设计压力一般比静水压力大0.5～1.5MPa;当静水压力较大时,为静水压力的2～3倍.在海域段注浆终压为3.0～4.5MPa.海底隧道封堵涌水时的注浆终压可根据公式P=(2—4)MPa+P0(其中P0为涌水压力)并结合工程经验确定.另外,注浆泵的压力应达到设计压力的1.3一1.5倍.现场根据实际情况,进行调整.(2)注浆材料.根据室内试验结果及本工程特点,选择普通水泥单液浆,普通水泥一水玻璃双液浆,超细水泥浆单液浆,特制硫铝酸盐水泥浆单液浆等作为注浆材料.见表3.表3注浆材料及配合比选用配比参数序号名称适用条件水灰比:c体积比c:S水玻璃浓度1普通水泥单液浆0.6:1～1:1一般软弱破碎地段,断层影响带2水泥一水玻璃双液浆0.6:1～1:11:l～1:0.330～35Be断层破碎带,水量较大,压力不长时间上升时3超细水泥单液浆0.8:1～1.2:1海域强风化破碎段,裂隙较小段4特制硫铝酸盐水泥单液浆0.8:l～1.2:1海域断层破碎带,水量较大,压力较高,堵水要求较高段6.3.2帷幕注浆施工(1)钻孔.为防止承压水和受压浆液从工作面漏出,保证能用最大的注浆压力把浆液注入含水层的裂隙中,使之沿裂隙有效地扩散,钻孔前先施作厚60cm的C25钢筋混凝土止浆墙,还要对止浆墙体附近一定范围内的隧道围岩进行加固.采用瑞典阿特拉斯三臂凿岩台车按照设计及钻机所在位置,计算出各钻孔在工作面上的坐标,划出注浆孔的准确位置,钻机安装平整稳固,在钻孔过程中检查校正钻杆方102向.孔底偏差应不大于孔深的1/40,注浆检查孔的孔底偏差不应大于孔深的1/80,其它各类孔底偏差应小于1/60.钻孑L2m深以后安装孔口管,孔口管是一端焊有法兰盘的钢管,长度根据需要确定,一般为2m.孔口管的作用:测量钻孔出水压力及涌水量;安装注浆栓塞;出现孔口涌水时及时关闭.(2)注浆.采用ZJB(BP)一30A高压注浆泵,(额定工作压30MPa,流量0—110L/rain,额定功率(55kW),采用分段前进式注浆,分段长度:5一一7nl.铁道建筑技术RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY2011I9)隧道开挖技术?注浆速度为5～110L/min.具体经计算及现场试验后确定.注浆顺序:先外圈后里圈,先上后下,间隔跳孔,后序孔兼做检查孔.注浆结束标准如下.①单孔注浆结束标准(定量定压相结合).a.定量标准:当注浆量达到单孔设计注浆量的1.5～2倍,压力仍然不上升,可采取双液注浆等措施结束该孔注浆.b.定压标准:注浆过程中,压力逐渐上升,流量逐渐下降,当注浆压力达到设计标准,即可结束该孔注浆.②全段结束标准.a.设计的所有注浆孔均达到注浆结束标准,无漏注现象.b.按总注浆孔的5%～10%设计检查孔,检查孔满足设计要求.6.4施工期间的防排水措施在施工中,隧道内产生大量的积水,水源来自于施工用水,围岩渗漏水,地面雨水,断层破碎带涌水.本工程施工对地下水进行了具体的防范.(1)隧道内每隔500in设置集水坑,两侧设置排水沟,将水汇集到集水坑内,然后将集水抽排至洞外沉淀池,经沉淀过滤后排人大海.在每个集水坑安装两台抽水机,一台工作,一台备用.抽水机安装自动控制抽水装置,并设置双路电源备用,保证抽水设备正常工作.遇到大量的地下水时,利用供水管路作为第二条排水管,快速形成两套排水系统同时排水.施工中提前做好两路管线的连接系统.(2)设置防水闸门.当前方掌子面出现突泥突水时,施工人员撤出后可以关闭突水洞室,为逃生争取时间.防水闸门设在可能出现突发涌水的断层破碎带及其他不良地质地段开挖前,具体位置根据超前地质预报和超前探孔验证,确定有突水危险时设置, 防水闸门选择地质条件较好的地段修建.一般距突水断层起点40m左右;防水闸门在隧道施工通过危险地段后拆除修理,准备在下一不良地段中施工. (3)建立防灾报警指挥系统,根据涌水量大小划分防灾等级,做到指挥有序,操作到位,避免产生恐慌现象.设置洞内远程监控,开通洞内手机通信信号,随时进行洞内外联系,保证施工生产,防灾救灾正常进行.(4)对全体施工人员进行防灾救灾培训.施工现场配备救生衣,救生圈,洞内通信器材,报警装置,应急电源,应急照明灯,工字钢,钢管,方木,抽水机,铅丝,铲,镐,双轮车,编织袋,安全绳,安全帽,医疗救护等抢救设备.设置灾情预案,制定对应措施,定期进行预演,确保施工安全.7结束语在施工过程中,由于采用了以上技术和措施,施工得以顺利进行,主体工程按期完工,确保了安全与质量.实践证明:采用钻爆法修建海底隧道具有成本低,断面变化灵活,不受场地,环境,设备等条件制约的特点;尤其是可操作性强,适合我国国情,是沉管法,盾构法,TMB法不能比拟的,是近年来我国修建海底隧道所采取的主要方法.对于软弱地质,渗透性较大等复杂地质的施工方法,有待于进一步研究,探讨.(上接第91页)更换为SLF30+10%SLFP1型泡沫剂,同时加入了Rheosoil143发泡聚合物及HHZ-02分散型泡沫剂,按照一定比例调配,采取了多种改良材料共同对掌子面土体进行塑流化改良的措施,在这几种措施的综合作用下,掌子面土体的流塑性得到了有效改善,土压平衡得以真正建立,刀盘的扭矩也由以前的250bar降至140bar,并且排土顺畅,效果明显.4.4建立自动化监测系统在繁的铁路线上进行人工监控量测存在以下问题:①线路上来往机车频繁,监测人员安全很难完全保证.②监测效率低,盾构下穿铁路属特技风险源,施工工程中需要随时掌握地面沉降情况,以便及铁道建筑技术RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY 时调整盾构参数,在715In的铁路线上监测势必不能满足施工要求.③人工消耗大.考虑到以上问题决定采用先进的全自动监测系统来完成监控量测任务.通过自动化监测系统为盾构信息化施工提供了保障.5结束语北京地铁十号线作为国家重点工程,工期紧,难度大,针对该地层对刀具的撞击,磨损相当大等难题,从盾构机,刀盘刀具等选型上人手,施工中采取超前,同步,二次注浆和径向补偿注浆措施,合理利用地质改良添加剂及半土压一半气压的掘进技术,提高掘进效率.这在国内地铁施工中尚属首例,为近距离穿越高等级既有线路提供了参考. 2017f9J】03。
海底隧道钻爆法
海底隧道钻爆法（矿山法）胶州湾海底隧道采取矿山法施工。
该施工方法一般是指埋置于基岩，用传统钻爆法或臂式掘进机开挖隧道的方法，也称为“钻爆法”。
钻爆法是用钻眼爆破方法开挖断面而修筑隧道及地下工程的施工方法。
用钻爆法施工时，将整个断面分部开挖至设计轮廓，并随之修筑衬砌。
中间部位的炮眼叫做“掏槽眼”，断面边缘的一圈炮眼叫做“周边眼”，它们之间的炮眼则叫做“掘进眼”。
所有的炮眼之间都有导爆索连接。
在实际爆破中，这几种炮眼是依次爆破的，只不过中间只有零点几秒的时间差，不仔细听很难辨别出来。
首先爆破的是“掏槽眼”，这里面填充的炸药最多，它们负责炸出一个大洞。
紧接着爆破的是“掘进眼”，它们负责扩大掏槽眼炸出的洞，最后爆破的是“周边眼”，它们的作用是炸出较平整光滑的隧道断面轮廓。
海底隧道就是通过这样一次次的爆破逐渐打通的。
海洋工程海底隧道施工技术规程
海洋工程海底隧道施工技术规程一、前言海洋工程海底隧道作为连接两岸的重要交通枢纽，其施工技术一直是海洋工程建设中的一个难点。
本文旨在针对海洋工程海底隧道施工技术进行详细阐述，为海洋工程建设提供技术支持和指导。
二、施工前期准备1.勘探海洋工程海底隧道施工前应进行充分的勘探工作，包括地质、地形、水文、气象等方面，以确定施工地点的可行性和隧道设计的合理性。
2.设计根据勘探结果，结合海底隧道的设计要求，进行隧道的全面设计。
其中包括隧道的长度、深度、直径、斜率等参数的确定。
3.材料准备海底隧道施工需要大量的材料支持，如隧道壁材料、防水材料、隧道内部照明材料等，这些材料应提前准备，以便在施工过程中及时使用。
三、施工技术1.隧道开挖隧道开挖是海底隧道施工的关键步骤，其开挖方法主要有两种：盾构法和钻爆法。
盾构法适用于软土地质，钻爆法适用于硬岩地质。
2.隧道支护隧道开挖后，需要对其进行支护，以确保隧道稳定。
支护方法主要有两种：刚性支护和柔性支护。
刚性支护适用于硬岩地质，柔性支护适用于软土地质。
3.隧道防水隧道防水是保障隧道使用寿命的重要措施。
防水方法主要有三种：涂覆法、贴膜法和注浆法。
涂覆法适用于软土地质，贴膜法适用于硬岩地质，注浆法适用于各种地质条件。
4.隧道通风为确保隧道内空气流通，保证隧道内人员的安全，需要进行通风处理。
通风方法主要有两种：自然通风和机械通风。
自然通风适用于较短的隧道，机械通风适用于较长的隧道。
5.隧道照明隧道照明是确保隧道内视野良好的重要措施。
照明方法主要有两种：直接照明和间接照明。
直接照明适用于比较短的隧道，间接照明适用于比较长的隧道。
四、施工风险防范1.地质灾害海底隧道施工过程中，地质灾害是一个不可避免的风险。
为减少地质灾害对施工带来的影响，应做好地质勘探工作，并采用合适的隧道开挖方法和支护措施。
2.海洋环境变化海洋环境的变化也是一个施工风险。
为减少海洋环境变化对施工带来的影响，应做好水文、气象等方面的预测工作，并采用合适的施工时机和防护措施。
海底隧道施工方法及其优点
海底隧道的施工方法主要有以下几种：
钻爆法：主要用于硬岩隧道施工，在岸上或海底，采用钻眼、爆破、出渣而形成结构空间的一种开挖方法。
其优点是可以快速施工，并且适用于各种地质条件。
沉管法：在水底建筑隧道的一种施工方法。
沉管隧道就是将若干个预制段分别浮运到海面现场，并一个接一个地沉放安装在已疏浚好的基槽内，以此方法修建的水下隧道。
其优点是在水深较小、地基为岩基或较坚硬粘土地基的条件下，采用围堰筑岛形成干施工环境，其水下工程作业均比沉管法简单；可适应不同的、大的地层变化；易于保证基础处理与隧道本身的质量；且因纵坡小，与两端线路的衔接容易以及隧道本身的结构强度较大。
掘进机法：挖掘、推进、安装隧道衬砌等作业在护盾的保护下进行，因而也得到了广泛的应用。
其优点是施工速度快，隧道形成相对稳定，比起明挖法，对地面及周围环境影响小。
盾构法(TBM)：是一种暗挖隧道的施工方法，其主要工具就是盾构机。
盾构机的工作原理简单来说就是前面刀盘开路，渣土外送，后面管片拼装，一路火花带闪电，在地层中杀出一条血路。
其优点是速度快，隧道形成相对稳定，比起明挖法，对地面及周围环境影响小。
各种方法都有其独特的优点和适用条件，在选择具体的施工方法时需要考虑多种因素，包括地质条件、工程规模、施工环境等。
中国大陆典型水下隧道工程案例与技术
一、引言中国陆地海岸线长达1.8×104 km，海岛海岸线长达1.4×104 km，拥有岛屿约6万多个，面积超过500 m2的岛屿有6536个，其中有人居住的455个。
众多海湾和海峡的交通现状造成了区域整体经济发展不协调和成本加大；另外内陆江河发达，较大的河流有28条，两岸交通的不便利对城镇化发展空间造成了很大的影响；随着我国经济的不断发展，克服江河湖海等天然水道对经济发展的制约已具有举足轻重的影响。
因此各种各样的跨海通道建设成为必然，而我国面对人多地少的自然条件，在跨江越海通道建设中水下隧道具有较大的优越性。
据不完全统计，国内外近百年来已建的跨江越海交通隧道已逾百座。
二、中国大陆水下隧道建设简史与现状（一）盾构法修建水下隧道1965年5月大陆第一条越江隧道——跨越黄浦江的打浦路隧道开始修建，全长2761 m，隧道江底段长约600 m，于1971年6月建成通车（图1）。
自此以后，我国修建了大量的跨江越海盾构隧道，包括地铁、铁路、公路、引水隧道和输送油、气、电的管廊隧道，隧道直径范围为2.4～15.2 m，如当时世界直径最大的上海公路与地铁共用的上海长江隧道，时速350 km连接广州、深圳、香港高速铁路的狮子洋隧道。
这些隧道大部分为双洞隧道（单层或双层），但也有单洞双层公路隧道（上海上中路隧道）。
隧道所穿越的典型地层有华东的软土地层、成都和兰州的卵石地层、华南的强度差异大且强度高的复合地层等代表性的地层。
目前建设中的汕头苏埃通道是挑战性极大的盾构海底隧道。
图1 上海打浦路隧道（二）沉管法修建水下隧道宁波甬江水下隧道是我国第一条用沉管法修建的水下交通隧道，设计为单孔双车道隧道，隧道全长1019 m，其中水下段420 m采用“4×85 m+80 m”、宽11.9 m的5节沉管，于1987年6月正式动工，1995年9月底建成通车。
与此同期，于1990年10月开始修建广州珠江沉管隧道，1993年12月建成，该隧道全长1380 m、宽33.4 m，沉管段5节总长457 m，隧道分三孔，西侧两孔为双向四车道隧道，东侧为单孔双线地铁隧道。
海底隧道如何修建
海底隧道如何修建随着社会的发展，人们的生活水平提高，陆地上的交通也变得越来越紧张，人们开始将注意力集中到地下建筑，如地铁。
地铁试验成功后，人们又把注意力转向了海底，试图建造海底隧道。
目前全世界已建成和计划建设的海底隧道大约有20几条。
但你是否想过，大海中到处都是海水，海底隧道究竟是怎样建成的？在海底挖掘隧道又是如何做到滴水不漏的？什么是海底隧道？如何修建海底隧道？结合已有技术来说，有四种建造海底隧道的方式。
其一钻爆法。
简单来说就是在海底岩层用炸药开路，然后一边挖出土渣，一边用混凝土砌上，直到通往对岸。
厦门翔安海底隧道、青岛胶州湾海底隧道就是利用这个方式建造的。
但这种操作方式相对简单粗暴，多适用于坚硬的岩石。
其二掘进机法。
利用特质大型切削设备将岩石切碎开路，由于施工过程也较为硬核，同样只适用于坚硬的岩石。
其三盾构法。
盾构机可以在地中推进，盾构外壳起到支撑作用，可防止隧道内的坍塌，再由拼装预制混凝土管片自动铺设管道。
这种机械化施工方式安全性极高，但需先进设备及大量资金投入作为支撑。
其四沉管法。
这是最常用的修建方式，在陆地提前浇筑并风干所需的铺设管道，之后再将其两端塞住沉入海底。
但这种方式制适用于水流平稳的水域，因需要在海底完成精密对接，所以有一定的操作难度。
据了解，我国港珠澳大桥的修建就是采用沉管法，海底隧道部分约5664米长，总共用到33节巨型沉管。
目前很多国家都在积极建设海底隧道，建造方式相对成熟。
海底变化莫测，如果隧道原道处发生罕见大地震导致漏水怎么办？其实工程师在设计时，已经将这些自然因素考虑在内了，以港珠澳大桥海底隧道为例，它的明确抗震指数达到了8级，发生如此大地震的几率少之又少。
我国海底隧道技术起步时间较晚，但我国建设人员经过不断学习和研究，已形成了一套完整的隧道施工技术，并建设了很多不可思议的超级工程。
例如汕头湾海底隧道，它位于汕汕铁路，是关键控制性工程，同样也将是全世界首条海底高铁隧道。
水下隧道技术
施工工期
施工安全
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
通行车道 数量
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 钻爆法 暗挖法 沉管法 掘进机法 盾构法
能做到不渗不 漏 能实现滴水不漏
做到不渗不漏难度较 能做到不渗不漏 大
工程总量
可做到隧道长度 埋深大、引道段长， 两岸引道较长，工程 两岸引道较长， 最短，工程总量 工程量大 量较大 工程量较大 最少 基地开槽和管段 机械化程度较 机械化程度不高，可 机械化程度较高，开 预制分开同时进 高，开挖速度 组织快速施工，工期 挖速度快，工期较有 行，管段沉放时 快，工期较有 仍较长 保证 间较短，总的工 保证 期短 施工作业全部 水下钻爆施工要严格 施工作业全部掘进机 在盾壳掩护下 施工措施，安全施工 中进行，安全性好 进行，安全性 是个重要问题 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
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
• 所需设备投资较低；
钻爆法修建海底公路隧道施工关键技术
钻爆法修建海底公路隧道施工关键技术高海东【摘要】厦门海底隧道和青岛海底隧道是我国大陆地区首批开工、采用钻爆法施工的海底公路隧道,均为双向六车道,设服务隧道.结合这两条海底隧道的施工实践,对工程中涉及的TSP203超前地质预报、超前探孔、帷幕注浆技术、初期支护后注浆技术、安全控制、防止钻孔时突涌水措施、辅助坑道设置、隧道耐久性处理等内容进行介绍,总结性地提出了采用钻爆法修建海底隧道的施工关键技术,即:综合超前地质预报、海底注浆、安全控制、辅助坑道设置、支护结构耐久性处理共5项.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2010(000)003【总页数】5页(P108-112)【关键词】海底隧道;综合超前地质预报;安全控制;海底注浆;辅助坑道【作者】高海东【作者单位】中铁十八局集团有限公司,天津,300221【正文语种】中文【中图分类】U455.411 概况目前我国正在修建,采用钻爆法施工的海底隧道有两条,一是厦门海底隧道(翔安隧道,长5.9 km,海域段4.2 km),二是青岛海底隧道(胶州湾隧道,长6.17 km,海域段3.95km),两条隧道均为双向六车道公路隧道,钻爆法施工。
两条隧道的地质情况各有特点,厦门海底隧道开工后遇到了陆域全强风化层、海底F1风化槽、风化囊等不良地质地段,施工难度大,但经过4年多的施工,已接近尾声。
青岛海底隧道陆域段为花岗岩地层,基本属于Ⅱ、Ⅲ级围岩,进入海域后,遇到了断层破碎带、海域断层影响带等不良地质地段,需要注浆止水加固地段增多,目前正处于攻坚阶段。
尽管两条海底隧道的情况多有差异,但依据其工程实践,结合目前所具备的技术能力、成套设备配备能力和已有的工程经验,总结出采用钻爆法修建海底隧道的一些施工关键技术,具体来说主要有：综合超前地质预报、海底注浆、安全控制、辅助坑道设置、支护耐久性处理共5项。
2 综合超前地质预报综合超前地质预报是在隧道开挖前通过多种手段摸清前方一定范围内的地质情况,以此为基础,制定出针对性的处理方案,从根本上避免施工的盲目性和随意性,把海域段发生突泥、涌水等地质灾害的风险降至最低。
大型海底隧道钻爆法修建关键技术
钻爆法暗挖隧道施工工艺与工法
3.1 CRD施工工法
适用范围 翔安海底隧道中，在洞口采用大管棚支护地段、陆域IV/V级围岩地段、 富水砂层地段、海域风化深槽地段，由于隧道开挖跨度较大、且对围岩 变形控制严格，因此采用CRD工法进行施工。 施工工艺原理 采用CRD预留核心土的方法，将大断面隧道分成4个相对独立的小洞室分 部施工。 CRD法遵循“小分部、短台阶、短循环、快封闭、勤量测、强支护”施工
119.3
14.3
112.5
40.5
106.5
13.3
101.8
30.10
91.5
6.5
157.8
13.3
93.5
12.0
122.1
23.9
3.1 CRD施工工法
施工要点 合理开挖支护步序
结构安全系数比较
测点 CRD1、3 部超前时安全系数
1
5.1
2
5.7
3
3.9
4
4.0
5
4.7
6
4.1
7
5.0
3.1 CRD施工工法
3.2 双侧壁导坑施工工法
适用范围 适用于围岩较差的V级围岩条件下的行车隧道开挖，在浅埋大跨度隧道施 工时，采用此工法可较好的控制地表下沉，保持掌子面的稳定性。 施工工艺原理 利用两个中隔壁把整个隧道大断面分成左中右3个小断面施工,左、右导 洞先行，中间断面紧跟其后；初期支护仰拱成环后，拆除两侧导洞临时 支撑，形成全断面。两侧导洞皆为倒鹅蛋形，有利于控制拱顶下沉。
8
5.2
9
4.8
CRD1、2 部超前时安全系数 4.8 4.9 3.2 3.8 4.2 4.0 5.1 4.9 4.5
3.1 CRD施工工法
施工要点 合理开挖支护步序
海底隧道工程施工方案
海底隧道工程施工方案1. 项目概述1.1 项目背景海底隧道作为一种穿越海域的重要交通设施，对于连接岛屿、城市及促进区域经济发展具有重要意义。
本方案旨在为我国某沿海城市提供一条连接 mainland 与 island 之间的便捷通道，以满足不断增长的交通运输需求。
1.2 项目目标- 完成海底隧道主体结构施工，确保工程质量、安全及环保要求。
- 确保施工进度与投资预算相符，提高项目投资效益。
- 降低施工过程中对周边环境的影响，保障海洋资源及生态平衡。
2. 工程内容及施工技术方案2.1 工程内容本项目主要包括以下几个部分：1. 隧道主体结构施工2. 通风、排水及消防系统安装3. 隧道内装饰及路面铺装4. 隧道口及接线道路施工5. 附属设施建设（如监控、通信等）2.2 施工技术方案隧道主体结构施工1. 采用钻爆法进行隧道开挖，根据地质条件选择合适的开挖方式及支护措施。
2. 隧道衬砌结构采用预制混凝土结构，现场拼装。
3. 海底隧道采用沉管法施工，确保隧道结构稳定。
通风、排水及消防系统安装1. 通风系统：采用轴流风机、射流风机等组成的风道系统，确保隧道内空气质量。
2. 排水系统：设置排水泵站，利用排水管道及时排出隧道内的积水。
3. 消防系统：配置完善的消防设施，包括消火栓、自动喷水灭火系统等。
隧道内装饰及路面铺装1. 隧道内墙面、天花板采用防火、防潮、抗菌材料进行装饰。
2. 路面铺装采用高强度、耐磨、抗滑的材料，确保行车安全。
隧道口及接线道路施工1. 隧道口采用美观、实用的建筑造型，与周边环境协调。
2. 接线道路采用高标准的设计，满足不同等级车辆的行驶需求。
附属设施建设1. 监控系统：采用高清摄像头、传感器等设备，实时监测隧道内情况。
2. 通信系统：建立光纤通信网络，确保隧道内通信畅通。
3. 施工组织与管理3.1 施工组织1. 成立项目经理部，负责 overall project management。
2. 设立专业施工队伍，负责各自领域的施工任务。