狮子洋隧道明挖结构的设计关键技术
狮子洋隧道盾构管片试生产技术
狮子洋隧道盾构管片试生产技术郑清君;王坤;杜闯东;蔡军锋【摘要】狮子洋隧道是国内第一条铁路客运专线盾构隧道,隧道防水设计等级为一级,且隧道处于氯盐及化学侵蚀环境下,对管片结构自防水要求.结合管片混凝土原材料选择、配合比试配、试生产,依据设计文件中对管片质量的具体要求,采取针对措施,在深入学习和理解现行客运专线规范对混凝土特殊要求基础上,对管片试生产进行了总结,管片成品等各项指标均满足规范要求,对类似工程施工有一定的参考价值.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2007(000)0z1【总页数】4页(P162-165)【关键词】客运专线;盾构隧道;管片;混凝土;施工【作者】郑清君;王坤;杜闯东;蔡军锋【作者单位】中铁隧道股份有限公司第一工程公司,河南新乡,453000;中铁隧道股份有限公司第一工程公司,河南新乡,453000;中铁隧道股份有限公司第一工程公司,河南新乡,453000;中铁隧道股份有限公司第一工程公司,河南新乡,453000【正文语种】中文【中图分类】U459.11 工程概况狮子洋隧道位于广深港铁路客运专线东涌站—虎门站区间，全长10.8 km，是铁路客运专线水下大直径泥水盾构圆形隧道，SDⅢ标盾构段采用2台泥水平衡式盾构施工[1]，左线4 450 m，右线4 750 m，采用单层钢筋混凝土衬砌管片结构。
盾构段结构内径9.8 m，外径10.8 m，每环管片32 m3混凝土，采用“7+1”分块方式的钢筋混凝土单层管片衬砌，分块形式为5+2+1。
衬砌环为双面楔形通用环，宽2 m，衬砌环楔形量24 mm。
管片环采用错缝拼装，管片接缝采用双道弹性密封垫防水。
管片采用斜螺栓连接，环向接缝设置纵向斜螺栓，纵缝内设置环向斜螺栓。
本工程是铁路客运专线第一个盾构管片工程，对管片混凝土质量要求高，要求配置以抗裂、耐久为重点的高性能混凝土，且国内有关2 m宽管片生产经验较少，为减缓碳化速度，满足客运专线高性能混凝土各项要求，正式生产前先进行试生产，对管片混凝土试配比、生产工艺等进行了验证。
世界最大水下铁路盾构隧道——佛莞城际铁路狮子洋隧道盾构“狮子
发， 下穿珠江狮子洋后 ， 在东莞侧贯通 出洞 。盾构隧道通过软弱淤泥 、 砂层 、 上软下硬 、 全断面硬岩 、 断裂破碎 带等复合地 层 ， 地层 复 杂， 不 同地层对盾 构的适应 性及 可靠性有不同 的要求 。
盾构总长 １ ３ ７ ｍ， 整机质量约 ３ ５ ０ ０ ｔ 。隧道施工工艺复杂 ， 精度要求 高 ， 对盾构姿态控制 、 安 全掘进风险控制方面提出了很高 的
并大 幅度提高施工效率 。整个项 目工期至 ２ ０ １ ９年 ５月 ３ ０日， 最快 ２ ０ １ ９年年底可 以通车 ， 未来广州 至东莞 的时间将缩短 至 １ ５ ｍ ｉ ｎ
左右 。
（ 摘 自 中铁 隧道集 团有限公 司 ｈ ｔ ｔ ｐ ： ／ ／ ｗ ｗ ｗ ． ｃ ｔ ｇ ． ｈ ａ ． ｃ ｎ ／ ｔ ａ ｂ ｉ ｄ ／ ６ ７ ／ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｌ Ｄ ／ ３ ３ ０ ８ ０ ／ ｆ ｒ ｔ ｉ ｄ ／ ６ ８ ／ Ｄ ｅ ｆ ａ ｕ ｈ ． ａ ｓ ｐ ｘ ２ ０ １ ６— ０ ９— ２ １ ）
着由中铁隧道集团承建的佛莞城际铁路越洋段施工正式拉开帷幕 。 珠三角城际铁路佛莞项 目是连接广东省 中、 东部地区的重要快速干线 ， 是打通珠 江东 西两岸 的快速过江通 道 ， 对 于构建珠三 角 城际轨道“ 十” 字骨干网 ， 实现珠三 角地 区 “ 一小 时” 城市 圈具有 极为 重要 的意义 。狮 子洋 隧道 全长 ６ ４ ７ ６ ． ４ ｍ， 其 中盾 构 隧道 长 ４ ９ ０ ０ ｍ（ 包含江 中段 １ ７ ０ ０ ｍ， 江 中段有 ３条断裂破碎带 ） ， 采用一台直径为 １ ３ ． ６ １ ｍ、 具备常 压换刀功 能的盾构从广 州市番 禺区始
１ ６ 卷
世 界 最 大 水 下铁 路 盾构 隧 道— — 佛 莞 城 际铁 路狮 子 洋 隧 道 盾 构 “ 狮 子洋号＂ 在 广 州 番 禺成 功 始 发
狮子洋隧道明挖敞开结构抗浮设计_阳芳
2009年10月第10期(总133) 铁 道 工 程 学 报J O U R N A LO FR A I L WA YE N G I N E E R I N GS O C I E T Y O c t 2009N O .10(S e r .133) 收稿日期:2009-05-19 作者简介:阳芳,1979年出生,女,工程师。
文章编号:1006-2106(2009)10-0064-05狮子洋隧道明挖敞开结构抗浮设计阳 芳(中铁第四勘察设计院集团有限公司, 武汉430063)摘要:研究目的:广深港客运专线狮子洋隧道是我国第一条水下铁路隧道,也是世界上行车速度目标值最高的水下隧道。
本文结合广深港客运专线狮子洋隧道,阐述明挖隧道结构抗浮设计中存在的一些问题,通过分析与计算,提出明挖隧道结构设计中可采取的抗浮水位、浮力、抗浮力建议值和抗拔桩的配筋量,可为类似工程抗拔桩设计提供借鉴。
研究结论:目前由于抗浮水位的选取没有统一标准,既有浮力计算理论不考虑结构所处地层的渗透特性,导致抗浮设计结果与实际情况有一定偏差。
通过分析与计算提出:当抗拔桩桩长大于10m 时,采用分段方式配筋,以节约成本;在抗拔桩设计时应同时考虑其作为承压桩的可能性,并验算抗拔桩的设置对隧道结构内力的影响。
关键词:水底隧道;敞开段;抗浮;抗拔桩中图分类号:U 452.2+5 文献标识码:AD e s i g no f t h e O p e n S t r u c t u r e o f S h i z i y a n g T u n n e l f o r F l o a t -r e s i s t a n c eY A N G F a n g(C h i n a R a i l w a y S i y u a n S u r v e y a n d D e s i g n G r o u p C o .L t d ,W u h a n ,H u b e i 430063,C h i n a )A b s t r a c t :R e s e a r c h p u r p o s e s :T h e S h i z i y a n g T u n n e l o f G u a n g z h o u -S h e n z h e n -H o n g k o n g P a s s e n g e r D e d i c a t e d L i n e i s t h e f i r s t u n d e r w a t e r r a i l w a yt u n n e l i nC h i n aa n dt h e h i g h e s t -s p e e du n d e r w a t e r r a i l w a y t u n n e l i nt h ew o r l d .I nt h i s p a p e r ,c o m p a r e d w i t hc o n s t r u c t i o no f S h i z i y a n g T u n n e l ,t h e i n t r o d u c t i o n i s g i v e nt o t h e p r o b l e m s i nd e s i g n o f t u n n e l s t r u c t u r e f o r f l o a t -r e s i s t a n c e .B a s e do nt h e a n a l y s i s a n dc a l c u l a t i o n ,t h e a d v i s a b l e v a l u e s o f f l o a t -r e s i s t a n t w a t e r l e v e l ,b u o y a n t f o r c e a n d b u o y a n t f o r c e -r e s i s t a n c e a n d t h e r e i n f o r c e m e n t n u m b e r o f u p l i f t p i l e a r e o f f e r e d f o r d e s i g n o f o p e n c u t t u n n e l s t r u c t u r e t o p r o v i d e t h e r e f e r e n c e t o t h e s i m i l a r w o r k s .R e s e a r c hc o n c l u s i o n s :A s t h e r e i s n o u n i f o r m s t a n d a r df o r s e l e c t i o no f t h e f l o a t -r e s i s t a n t w a t e r l e v e l a n d t h e c u r r e n t t h e o r y a b o u t c a l c u l a t i n g b u o y a n t f o r c e d o e s n o t r e g a r d t h e p e n e t r a t i o n o f t h e s o i l l a y e r s w h e r e t h e t u n n e l s t r u c t u r e i s o n ,t h e d e s i g n r e s u l t o f f l o a t -r e s i s t a n c e d e v i a t e s f r o m t h e r e a l s i t u a t i o n .F r o m t h e a n a l y s i s a n d c a l c u l a t i o n i t i s c o n c l u d e d w h e nt h e p i l e l e n g t h o f u p l i f t p i l e i s l o n g e r t h a n 10m ,t h e s e c t i o n a l r e i n f o r c e m e n t s h o u l d b e c o n d u c t e d t o s a v e t h e c o s t .T h e p o s s i b i l i t y o f t a k i n gu p l i f t p i l ea s l o a db e a r i n g p i l es h o u l db ec o n s i d e r e di nd e s i g no f t h eu p l i f t p i l e ,a n dt h e i n f l u e n c e o f i n s t a l l a t i o n o f u p l i f t p i l e o n t h e i n t e r n a l f o r c e o f t h e t u n n e l s t r u c t u r e s h o u l d b e c a l c u l a t e d .K e y w o r d s :u n d e r w a t e r t u n n e l ;o p e n s e c t i o n ;f l o a t -r e s i s t a n t ;u p l i f t p i l e 随着水底隧道设计与施工技术的成熟,水底隧道作为继桥梁之后一种新的高效的越江交通方式越来越受到人们的欢迎。
2015年国家科技进步奖推荐项目公示-西南交大科研院-西南交通
2017年度国家科技进步奖推荐项目公示根据国家科学技术奖励工作办公室《关于2017年度国家科学技术奖推荐工作的通知》（国科奖字[2016]41号），国家铁路局推荐《高速铁路特长水下盾构隧道工程成套技术及应用》项目为2017年度国家科学技术进步奖一等奖，现就项目基本情况公示如下：一、项目名称高速铁路特长水下盾构隧道工程成套技术及应用二、推荐单位意见该项目依托广深港高铁狮子洋隧道，历经数年联合攻关，系统解决了高速铁路特长水下盾构隧道工程设计、施工、装备、运营中的诸多难题，取得了多项知识产权与创新成果。
创建了高速铁路水下盾构隧道结构体系与设计方法，研发了适应长距离、高水压、严重软硬不均地层盾构施工与地中对接关键技术，创立了高速铁路特长水下隧道气动效应控制方法与防灾救援技术体系。
在结构设计、轨道平顺性控制、盾构机地中对接、土岩复合地层长距离掘进、盾构装备研发、隧道空气动力学效应与缓解、特长水下隧道防灾疏散等方面形成了成套创新技术。
采用该项目整体技术成果建成的狮子洋隧道是世界首座盾构法高速铁路水下隧道、国内最长和我国首座铁路水下隧道，工程获国家优质工程奖和菲迪克2015年优秀工程奖。
自2011年12月通车以来，运营状态良好，被称为“世界高速铁路隧道修建技术的里程碑”。
成果推广应用于全国各地共250余公里的复合地层盾构隧道，取得了显著的经济效益和社会效益。
该项目成果打破了我国铁路“遇水架桥”的常规思维，突破了高速铁路水下盾构隧道的技术瓶颈，极大发展了世界高速铁路修建技术和现代盾构技术，总体达到国际先进水平，多项关键技术达到国际领先水平，极大推进了本领域的科技进步。
推荐材料属实，推荐书填写符合要求。
推荐该项目为国家科技进步奖一等奖。
三、项目简介我国水域辽阔、江河湖海众多，高速铁路因对线型要求极高（最小平曲线半径7000m、最大纵坡20‰），将不可避免穿越通航条件复杂、两岸环境敏感、气象条件恶劣的水域，此时水下隧道往往成为其最优方案。
佛莞城际铁路狮子洋隧道的几个关键技术问题
பைடு நூலகம்
（ １ ３ ． １ ｍ） ， ｈ ｉ ｇ ｈ ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ （ ７ ． ８ ｂ ａ ｒ ） ，ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｘ ｇ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ （ ｓ ｏ ｉ ｌ ａ ｎ ｄ ｒ ｏ ｃ ｋ ｍｉ ｘ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ，ｃ ｒ ｏ ｓ ｓ—ｏ ｖ ｅ ｒ ３
２ ０ １ ５年 ３月 第 ３期 （ 总１ ９ ８ ）
铁
道
工
程
学
报
Ｍａ ｒ ２ ０１ ５
Ｊ ＯＵＲ ＮＡＬ ＯＦ Ｒ ＡＩ ＬＷＡＹ ＥＮＧ Ｉ ＮＥ ＥＲＩ ＮＧ Ｓ ＯＣ Ｉ Ｅ Ｔ Ｙ
Ｎ Ｏ ． ３ （ Ｓ ｅ ｒ ． １ ９ ８ ）
文章编 号 ： １ ０ ０ ６— ２ １ ０ ６ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ３— ０ ０ ６ ２— ０ ５
断层 ） 、 行车速度高 （ 时速 ２ ０ ０ ｋ ｍ） 、 盾 构机类 型新 （ 土 压 一泥水双 模式盾 构 ） 等特 点。为保证 施工 与运 营安 全， 必须妥善解决总体设计 、 施工组织设计 、 结构抗灾 与防灾疏散设计等关键技术 问题 。
研 究结论 ： （ １ ） 复合地层水下隧道宜埋 置于基岩 中， 岩石覆盖厚 度可按 “ 满 足施工进 舱作业安 全 ， 且 围岩 松 弛压力 与形变压力之和相对较小 ” 的原则确定 ； （ ２ ） 隧道长度不大时可采用单孔双线结构 ， 并在隧道底 部设 置疏散廊道 ， 同时采用 中间箱涵预制的方 式实现同步施 工 ； （ ３ ） 为减少局部岩层 破碎带对施 工的影响 ， 可采用 土压 一泥水 双模式盾构掘进 ； （ ４ ） 为提高结 构的抗灾性 能 ， 在钢筋混 凝土管 片 内双掺 钢纤维 和聚丙烯纤 维是
明挖段土方回填施工方案
广深港客运专线狮子洋隧道－出口明挖段基坑工程明挖段土方回填施工方案编制：审核：审批：日期：2007 年7 月10 日广深港客运专线狮子洋隧道SDⅢ标项目部一、编制依据 (2)二、土方回填设计概况 (2)三、总体施工方案 (2)四、土方回填施工工艺流程 (2)五、土方回填及夯压方法. (4)1、土方回填前的准备 (4)（1）回填料的确定 (4)（2）标准击实试验 (4)（3）现场碾压试验 (4)2、填土方法 (4)3、填土压夯实方法 (5)4、质量控制与检验 (6)六、资源配置 (7)七、工期与施工计划 (7)八、工程安全、文明施工保证措施 (7)8.1 安全、文明施工生产管理机构. (7)8.2安全、文明施工措施. (8)九、环境保护及职业健康措施 (8)、编制依据1.1《广深港客运专线广州至深圳段新建工程施工设计》之《狮子洋隧道出口明挖段围护结构设计》；1.2《广深港客运专线广州至深圳段新建工程施工设计》之《狮子洋隧道出口明挖段主体结构设计》；1.3《广深港客运专线广州至深圳段新建工程地质与水文地质详勘报告》；1.4广州市标准《广州地区建筑基坑支护技术规定》GJB-98；1.9《混凝土结构工程施工质量验收规程》 (GB50204-2002)；1.10《铁路客运专线路基工程质量验收暂行标准》；1.11《建筑施工手册第四版》；1.12国家现行规范有关标准。
二、土方回填设计概况根据设计全线土方回填分为顶板段土方回填和侧墙背侧土方回填段，其中ck02～ck13 节为顶板回填，回填设计标高为2.91m，ck14～ck19 节为侧墙背侧回填，回填设计标高为2.91m～2.41m, 设计纵向坡度按1：1.25 。
三、总体施工方案明挖段土方回填土先回填30m试验段，试验室根据土方回填土工试验要求材选择粒径、含水率、压实系数、密度符合规范要求土料进行回填。
土方回填的底部标高为顶板防水保护层顶部标高，回填顶部标高为设计标高，回填由下而上分层铺填，分层厚度、每层夯压次数根据土工试验结果确定。
狮子洋隧道盾构地中对接技术及实施
摘要： 对 广深港客运专线狮子洋隧道 盾构施 工所采用的“ 相 向掘进 、 地中对接 、 洞 内解体 ” 技术方案进行介绍 ， 重点对 “ 地 中对接 ” 技 术及实施过程进行 阐述 和总结 。通过 加强“ 地 中对接 ” 实施过程控制 和采 取辅 助措施 ， 解 决 了对接 精度要求 高 、 对接 面地层 涌水量 大及洞内拆机空 间狭小等技术难题 ， 从而达到精准 、 安全对接 ， 实现了盾构在洞 内安全拆机 ， 取 得了很好 的效 果。 关键 词 ： 盾构 隧道 ； 相 向掘进 ；地中对接 ； 洞 内解体
ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｔ ｅ ｄ，ａ ｎ ｄ ｇ ｏ ｏ ｄ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｈ ａ ｓ ｂ ｅ ｅ ｎ ａ ｃ ｈ ｉ ｅ ｖ ｅ ｄ ．
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(建筑工程设计)狮子洋隧道剩余工程指导性施工组织设计(最终)
（建筑工程设计）狮子洋隧道剩余工程指导性施工组织设计(最终)新建铁路广深港客运专线狮子洋隧道剩余工程指导性施工组织设计广深港客运专线有限责任公司二〇一〇年四月二十五目录§1编制依据与编制原则 ----------------------------------------------------- 11.1 编制依据 ---------------------------------------------------------- 11.2 编制原则 ---------------------------------------------------------- 11.3 编制范围 ---------------------------------------------------------- 11.4 设计概况 ---------------------------------------------------------- 1§2工程概况----------------------------------------------------------------- 42.1 工程位置 ---------------------------------------------------------- 42.2 前期工程进展情况 ------------------------------------------------- 42.3 目前剩余工程量 --------------------------------------------------- 72.5 剩余工程中的施工难点及针对性措施------------------------------- 8§3施工组织安排 ---------------------------------------------------------- 103.1 建设总体目标---------------------------------------------------- 103.2 总体施工安排和主要节点工期----------------------------------- 184.1 盾构掘进施工---------------------------------------------------- 184.2 隧底填充 -------------------------------------------------------- 304.3 联络通道 -------------------------------------------------------- 314.4 沟槽 ------------------------------------------------------------- 334.5 其余项目施工安排 ----------------------------------------------- 35 §5轨道、四电工程及联调联试施工组织----------------------------------- 365.1 轨道工程 -------------------------------------------------------- 365.2 四电工程 -------------------------------------------------------- 435.3 联调联试及试运行 ----------------------------------------------- 44 §6控制工程和重难点工程------------------------------------------------- 456.1 江中对接施工---------------------------------------------------- 456.2 拆机施工 -------------------------------------------------------- 536.3 对接段衬砌施工 ------------------------------------------------- 64 §7资源配置情况 ---------------------------------------------------------- 677.1 劳动力资源配置 ------------------------------------------------- 677.2 主要材料物资组织 ----------------------------------------------- 68 §8管理措施--------------------------------------------------------------- 238.1 确保工期目标实现的组织措施----------------------------------- 238.2 质量保证措施---------------------------------------------------- 708.3 安全保证措施---------------------------------------------------- 718.4 环境保护、水土保持和文明施工保证措施------------------------ 72 §9需进一步研究解决的问题及建议 --------------------------------------- 749.1 对接及拆机方案专家会审 ---------------------------------------- 749.2 对8#、9#、10#联络通道间距调整，取消11#联络通道--------- 749.3 江中对接段衬砌钢筋设计改为拼装式隔栅钢架 ------------------- 749.4 四电电缆利用盾构掘进施工电缆 --------------------------------- 74广深港客运专线狮子洋隧道剩余工程指导性施工组织设计§1 编制依据与编制原则1.1 编制依据⑴广深港客运专线工程的指导性施工组织设计；⑵目前盾构隧道掘进剩余工程量及其它相关工程剩余工程量；⑶剩余隧道工程地质与水文地质；⑷设备制造商提供的相关技术资料；⑸狮子洋右线2010年8月20日贯通；⑹狮子洋左线2010年8月31日贯通；⑺广深段2011年2月28日开通。
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狮子洋隧道明挖结构的设计关键技术
作者：张惠兰
来源：《城市建设理论研究》2013年第15期
摘要狮子洋隧道为广深港客运专线控制性工程，为国内第一条水下铁路隧道，隧道长（10.8km），设计速度目标值高，所处地质情况复杂，标准要求高。
为满足狮子洋隧道的使用要求，在隧道明挖段设计中采用了几个关键技术。
文章重点介绍了软弱地层明挖隧道变形缝的处理、砂土液化和软土震陷的处理、以及为了减缓空气动力学微压波的影响而采取的措施。
目前狮子洋隧道运营情况良好，这几个关键技术对类似工程具有借鉴作用。
关键词明挖隧道；设计；关键；技术.
中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：
0 引言
狮子洋隧道所处地质情况复杂，隧道标准又高，因此对明挖设计提出了很高的要求。
目前狮子洋隧道已开通运营，且运营情况良好，作者就狮子洋隧道明挖段的设计关键技术作详细介绍，希望能对类似工程起到借鉴作用。
1 概述
1.1 工程概况
狮子洋隧道位于广深港客运专线东涌站—虎门站区间，穿越珠江入海口的狮子洋，河面宽度6100m（含2个江心洲总宽1770m），为全线控制性工程。
隧道工程范围全长10.8Km，其中明挖敞开段长310m，明挖暗埋段（含缓冲结构）长1104m，盾构段9340m，工作井段长46m。
隧道土建按速度目标值350km/h设计。
全隧道除出口明挖段120m为设中柱的单孔双线结构外，其余地段均为单线双孔隧道组成。
狮子洋隧道明挖段揭露地层为第四系全新统海陆交互相淤泥、粉质黏土、软土及砂土层。
隧道通过地层主要为：素填土、淤泥质土、粉质粘土、粉细砂、中粗砂。
地下水主要为第四系地层的孔隙水和白垩系岩层的裂隙水，其有承压性，地下水补给充足。
3 变形缝的处理
3.1普通地段变形缝的处理
明挖隧道由若干节段矩形结构构成，为了控制混凝土裂缝，在各节段之间设置变形缝。
由于荷载的长期作用和地层的变化，使得变形缝处容易发生变形而影响行车安全。
变形缝发生变
形就容易引发隧道漏水，隧道交付后大范围、长时间的堵漏工作既造成了工程成本增加,又影响了隧道的正常使用。
通过调查研究，普通地段明挖结构的变形缝设置情况如下：
第一种变形缝：无抗剪措施；
第二种变形缝：在底板设置凹凸槽榫抗剪。
第一种变形缝缺点：无法传递剪力，易发生两侧差异沉降，影响使用。
第二种变形缝缺点：虽有一定抗剪和抵抗不均匀变形能力，但①填充材料无法更换或更换困难，影响使用；②因抗剪能力弱，在大荷载作用下，如铁路易发生疲劳破坏；③无水平抗剪件；④变形缝先进行填充，受力过早，容易破坏。
3.2 狮子洋隧道明挖段变形缝的处理
结合既有明挖结构的情况，狮子洋隧道明挖结构对现有变形缝进行优化设计。
首先，根据地质情况合理选择变形缝位置和变形缝间距，变形缝的合理位置对控制明挖结构的差异沉降具有极其重要的意义。
合理地选择变形缝的间距,可起到避免或减少在施工过程和使用时结构不产生超出允许的裂缝宽度，以保障结构的安全使用。
狮子洋隧道明挖段结构30~60m设置一道变形缝。
同时，为了克服上述普通明挖隧道结构变形缝设置的不足之处，狮子洋隧道明挖结构在变形缝处为此设置一种既可抵抗较大剪力，又便于维护的抗剪结构。
狮子洋隧道明挖结构变形缝除采用外包防水卷材、背贴式橡胶止水带和中埋式钢边橡胶止水带等防水措施外，同时在明挖结构隧道的底板和中隔墙设置凹凸榫，中隔墙变形缝处设置凹凸榫见下图1、2。
凹凸榫的设置增加了明挖结构隧道的整体稳定性，提高了明挖结构对软弱地层不均匀沉降或错动的适应性，凹凸榫制约着隧道结构的变形。
中隔墙设置凹凸榫既可抵抗较大剪力，又便于维护，也可对中隔墙变形缝内的填充物进行更换。
图1 狮子洋隧道明挖段中隔墙变形缝结构立面图
图2 狮子洋隧道明挖段中隔墙变形缝结构平面图
由于该凹凸榫易于设置，结构简单，质量可靠，能适应较大值的地层沉降和错动，使隧道结构稳定，避免隧道中钢筋混凝土的损坏，且便于维护，值得推广使用。
此变形缝的处理还申请了专利“一种变形缝具有抗剪功能的软弱地层明挖隧道”（专利号ZL 2011 20341600.6）。
4 沉降控制
在Ⅶ度地震影响和高速列车运行下容易产生软土震陷现象，而砂土又会产生中等～严重液化。
考虑到地层条件的复杂性，大部分地段需要处理的范围既有软土又有砂土，为确保处理效果，并简化施工，处理方法的选择应同时适应砂土液化和软土震陷的处理。
经研究比较，推荐采用高压喷射注浆进行地基处理。
对抗浮不满足地段采用钻孔桩共同处理液化及抗浮。
根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）计算，狮子洋隧道明挖段对砂土液化和软土震陷的处理具体设计为：
（1）进口暗埋DIK33+130~+660段采用的旋喷桩间距为1.2m*1.2梅花型布置，加固深度为结构底板以下至地面以下20m范围。
坑底经加固处理后，基坑开挖前要求实测桩间土的标准贯入锤击数，粘性土不得小于10，砂土不得小于12。
（2）进口敞开DIK33+000～DIK33+130段处于公堡涌河段，受河床淤积影响，地基承载力低。
DIK33+000~DIK33+130段采用Φ650搅拌桩抽条加固；在基坑两侧搅拌桩加固宽度为4m，其它区域采用3m间隔加固，搅拌桩深度为地面以下10m（即穿透淤泥土层），要求搅拌桩28天无侧限抗压强度不小于1.0MPa。
同时敞开段还采用Φ1000钻孔桩共同处理液化及抗浮。
（3）出口暗埋DIK43+000~+620段采用的旋喷桩间距为1.5m*1.5m梅花型布置，加固深度为结构底板以下至地面以下20m范围。
坑底经加固处理后，基坑开挖前要求实测桩间土的标准贯入锤击数，粘性土不得小于10，砂土不得小于12。
（4）出口敞开段DIK43+620~+800采用Φ800钻孔桩共同处理液化及抗浮。
狮子洋隧道明挖段采用以上处理措施后，地基沉降量完全满足要求。
5 空气动力学效应
狮子洋隧道采用双孔单线结构断面形式，长度10.8km，由于盾构隧道的直径对工程造价影响较大，为降低工程造价，隧道内净空单洞有效面积采用65m2，列车速度目标值
350km/h。
由于该隧道单洞净空面积较小，列车运行速度高，且隧道较长，采用混凝土板式整体道床将会使得微压波问题进一步加剧。
当列车通过该隧道时，这些因素将使得微压波在隧道出口区域产生高分贝的爆破噪音，对周围环境造成严重的噪声干扰。
由于该隧道进出口附近均有建筑，在该隧道出口区域产生的噪声将可能对隧道出口周围的居民的日常生活产生严重影响。
当列车速度以350km/h进入狮子洋隧道时，压缩波传播至隧道出口向外辐射出去的微压波的压力峰值（即115Pa）会产生较为明显的爆破声，对周围的环境造成重大的噪声危害（隧道进出口位于远期规划的市区之中）。
目前，国内对于微压波的研究尚处于摸索阶段，对狮子洋隧道的微压波及其减缓措施做了大量的实验和研究，按行车速度300km/h制定减缓措施，并预留行车速度350km/h的减缓条件。
经分析计算，设计采用的缓冲结构如下：
在每孔隧道列车入口段的明挖顶部及边墙依照隧道空气动力学规律布置多个不同尺寸的方形或圆形开口，其中左线隧道开口参数如表1所示，由于开口沿隧道纵向长度对缓解效果有明显影响，因此在开口的长度方向设置滑板，以便运营期可以根据实测情况调节开口长度。
该措施可以在初始压缩波的形成阶段降低其最大压力梯度，减小出口微压波压力峰值。
表1 列车入口段明挖隧道缓冲结构开孔位置及几何尺寸
（2）在每孔隧道列车出口段的明挖顶部及边墙依照隧道空气动力学规律布置多个不同尺寸的方形或圆形开口，开口处同样设置滑板，以便运营期根据实测结果进行调整。
该措施使得压缩波传播至隧道出口附近以后，一部分从该处分流出去，从而降低压缩波的最大压力梯度，减少出口微压波压力峰值。
在进出口设置了微压波减缓措施之后的狮子洋隧道的出口区域产生的微压波压力峰值完全满足国家规定的相应标准（即在距离隧道出口中心20m处的微压波压力峰值小于20Pa）。
目前狮子洋隧道已建成通车，运营情况良好。
6 结语
目前在市政、铁路及城市轨道交通领域中，明挖隧道工法被普遍应用。
狮子洋隧道作为中国第一条高速铁路水下隧道，地质条件复杂、要求又高，本文对狮子洋隧道明挖段设计中的几个关键技术问题进行了介绍，狮子洋隧道已于2011年12月建成通车，运营良好。
希望这几个技术能对类似工程起到借鉴作用。
参考文献[1] 中国建筑科学研究院.GB50010—2010 混凝土结构设计规范[S]
北京：中国建筑工业出版社，2010.[2] 总参工程兵科研三所.GB50108—2008地下工程防水技术规
范[S] 北京：中国计划出版社，2008.
[3] 中国建筑科学研究院.GB50011—2010 建筑抗震设计规范[S]
北京：中国建筑工业出版社，2010.[4] 中铁第四勘察设计院集团有限公司.广深港客运专线狮子洋隧
道施工设计 2006年.
作者简介:张惠兰，女，毕业于重庆交通大学，高级工程工程师，研究方向为地下工程。