超前预注浆加固在厦门海底隧道中的应用

厦门东通道工程是我国大陆自行设计、施工的第一条海底隧道,地质条件复杂,施工技术难度大,面临着穿越陆域浅埋全风化层、隧道穿越海底风化槽、隧道穿越富水砂层与翔安端竖井等重大施工问题。主要研究了超前预注浆加固,试验与实践应用表明,在风化槽各施工阶段中,需要根据围岩风化程度和出水量采用不同的超前预注浆和超前预支护手段;TSS小导管后退式注水泥水玻璃双液浆能有效加固富水砂层。研究成果形成了较完整的海底隧道施工技术,为我国海底隧道施工的发展积累了经验。     

厦门海底隧道防排水系统及工程应用

防排水施工是海底隧道工程建设的重要内容,为施工单位重视和关注。结合厦门海底隧道防排水施工具体情况,介绍相应的防排水施工技术措施,提出相应的质量控制对策。     

厦门翔安海底隧道防排水技术初步应用经验

厦门翔安隧道陆域段多为回填土、砂土和强风化岩土地段,地下水发育,渗水量大。其浅滩段富水砂层和海域段4个风化深槽均直接与海水连通。翔安隧道地下水和海水总水头为50～70m,拱顶最大静水压力为0.65MPa,防水问题十分突出。综合考虑地质条件、水头高度、涌水量、地下水对结构的腐蚀情况以及结构形式等因素,翔安隧道采用复合式衬砌,按"以堵为主,限量排放,多道防水,刚柔结合"的永久防排水原则,设计采用"全封闭"与局部"限量排导"相结合的防排水方案,主隧道在全、强风化、断层破碎带等渗水量较大的地段采用全封闭方案;在I,II级围岩等渗水量小的地段采用限量排导方案,允许少量渗水限量排放。服务隧道为近似圆形的小断面,全部采用全封闭衬砌方案。通过注浆堵水,加强结构的自防水功能,严格控制防水施工质量等措施构建防水体系,现场施工初步实践经验表明,翔安隧道防排水系统的设计和施工效果比较好,可供类似工程参考。     

数字化隧道工程及其在海底隧道工程中的应用

讨论了三维数字化隧道工程的定义和三维数字化工程主要研究的内容，重点讲述了应用非约束Delaunay方法实现三维数字地层建模和隧道及附属物建模的方法，并把该方法运用到海底隧道工程数字化实例中取得了很好的效果。     

红外探测技术在海底隧道地质预报中的应用

准确而有效的地质超前预报工作,可为施工单位节约大量成本,加快施工进度,所以隧道施工中地质超前预报应用也越来越广泛。地质超前预报通常分为长期预报和短期预报,红外探测技术是短期地质超前预报方法中的一种,该技术多在煤矿井下用于探水和探火,最近几年来将其应用于隧道地质超前预报中进行突水预测,目前还处于尝试阶段。提出了传统探测方法存在探测点少、解译结果简单等问题,针对厦门海底隧道实际情况采用了增加探测点的方法,并以地质知识和现场地质调研为基础分析了探测前方含水断层的大致产状、位置、含水量,讨论了在现场探测中所碰到的一些问题及相应的解决办法,总结了一些现场经验和一些尚未解决的问题。研究旨在为今后红外探测技术在隧道地质超前预报中的应用提供了有意义的借鉴。     

浅谈海底隧道施工中的注浆

结合厦门翔安隧道的工程概况,从注浆形式、注浆材料和注浆参数等方面详细介绍了注浆技术在海底隧道施工中的应用,以有效提高结构的耐久性,提高施工过程的安全性及注浆地层的防水功能及围岩的强度,可供类似工程借鉴.     

BIM技术在城市海底隧道施工过程优化中的应用

针对厦门第二西通道(海沧隧道)工程A2标段存在施工地质条件差、结构类型多、技术含量高、周边环境复杂、施工组织难度大、工期控制风险高等难题,重点针对施工组织复杂、施工技术难度大、施工风险高等方面开展BIM专项应用及相应的BIM基础应用.辅助解决了施工组织策划、控制性施工方案优化和关键技术创新,取得了一定的组织设计成果、项...     

自升式平台在海底隧道勘察中的应用研究

地质勘察是海底隧道等所有海洋工程建设的必要前提基础，勘察成果的质量与精度，对整个工程的设计、施工、运营及投资成本具有重要的影响。结合海底隧道勘察工程实例，分析工程难点及解决措施，分析自升式平台特点及在海上钻探、取芯及原位水文地质试验等综合勘察中的应用情况，相比船载式平台易受海水晃动缺陷，突出自升式平台在高质量勘察中的应用优势，可提供等效于陆地的稳固作业条件，确保勘察精准度。通过ANSYS和PATRAN有限元软件，对平台进行数值分析，校核强度，验证了平台的安全适用性，为类似海洋工程的勘察施工提供有益的参考与借鉴。     

高分子自粘防水卷材在天津海河海底隧道中的应用

介绍了天津海河海底隧道防水工程的防水设计、选用材料、施工工艺等,指出了高分子自粘防水卷材在施工中应注意的事项。     

整体自行式钢外模台车技术在厦门海沧海底隧道特大断面、长明洞衬砌施工中的应用

随着我国国民经济的飞速发展,隧道工程的种类和形式越来越多。长明洞、特大断面和超大断面隧道给我国的公路、铁路、市政隧道施工带来了很多困难,这些都是亟待隧道建设者解决的问题。以海沧海底隧道为例,总结了特大断面、长明洞衬砌施工整体自行式钢外模应用技术,为隧道施工提供参考。     

厦门海底隧道综合超前地质预报实践

鉴于当前仍未建立起系统的隧道超前地质预报理论的实际,基于地质力学理论,在总结以往研究成果的基础上,较深入地构建了隧道超前地质预报的概念和广义、狭义超前地质预报实施的技术方案,提出了宏观预报、长期预报、短期预报和灾害临近警报的整套超前预报技术手段,并通过厦门海底隧道的预报实践验证,证明了提出的相关理论和技术方法的正确性与可行性,其技术方法对隧道施工生产具有一定的指导意义。     

厦门海底隧道地表沉降控制效果分析及其预测

厦门市翔安隧道是我国首条海底隧道,其五通端右线隧道在采用CRD法施工过程中出现了较大的地表沉降变形,故欲更改采用双侧壁导坑法进行该段的施工开挖。结合现场实际施工和监测情况,就目前开挖段采用CRD法施工引发大面积地表沉降的问题给出了合理地剖析,寻求其可能发生的机制。同时,对目前更改后的双侧壁导坑法在地表沉降的控制效果方面进行了合理有效的分析和预测,得出2种不同施工工法在控制地表沉降及地表变形规律方面的差异,为现场实际施工提供借鉴,希望对以后相关工程具有一定的理论参考价值。     

厦门翔安海底隧道数字化建模技术

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。     

厦门海底隧道最小顶板厚度三维弹塑性断裂损伤研究

为了验证厦门海底隧道最小顶板厚度比设计厚度减小时隧道的稳定性，根据设计方案，在厦门海底隧道轴线的地质剖面图上，选取了4个典型剖面处的对应段，将隧道轴线高程比原设计升高2m和4m，应用多裂隙岩体三维弹塑性本构关系和损伤演化方程进行有限元分析，对隧道轴线在原设计高程以及升高2m和4m的高程开挖后的应力分布、洞周位移、塑性区、损伤区等结果进行分析比较，可以得出将设计方案的轴线位置升高4m后，隧道仍是稳定的结论。同时。该结论对后续施工和其他工程有一定的指导意义。     

青岛胶州湾海底隧道围岩注浆加固技术

 针对青岛胶州湾海底隧道施工过程中存在的断层破碎带涌水,通过理论分析、室内和现场试验及实际应用对普通水泥浆、超细水泥浆、特制硫铝酸盐水泥浆及水泥–水玻璃双液浆4种注浆材料进行研究试验,确定以超细水泥为主进行超前预注浆。并经过实践确定并验证注浆关键参数：浆液扩散半径为1.5～2.0 m,注浆终止压力为3～4 MPa,注浆加固厚度为5～6 m。对分段前进、分段后退及全孔一次性注浆3种注浆方式进行试验比选,确定全孔一次性注浆、分段前进为主的注浆方式。在施工过程中,研究开发以三臂凿岩台车和高速制浆机制浆、高压注浆泵注浆、注浆记录仪自动记录注浆参数的信息化钻孔注浆设备配套系统,通过采取分区钻孔、分区注浆、钻注平行作业,实现超前预注浆的信息化快速施工。注浆效果检查以检查孔出水量(检查孔出水量满足设计每延米不大于0.15 L/min且局部出水量小于3 L/min)、检查孔压水试验为主,辅以TSP物探对比法、钻孔电视分析法、开挖揭示法及P-Q-T曲线分析法。经过31段注浆,证明材料、参数、注浆方式的选择是可靠的。     

厦门翔安海底隧道穿越富水砂层施工技术

 厦门翔安海底隧道是中国大陆修建的第一座海底隧道，全长6 051 m。隧道在海域浅滩段有约610 m穿越富水砂层，是该工程施工的难点之一，也是以往海底隧道施工过程中所未曾遇到过的，没有现成的施工经验可供借鉴。主要研究和介绍厦门翔安海底隧道穿越该段富水砂层的施工关键技术，即在地表采用地下连续墙和疏干减压井对砂层进行分仓隔水、降水，在洞内采用TSS小导管超前预注浆对砂层进行固结处理。研究和施工实践表明，该隧道在穿越海域浅滩富水砂层段施工过程中，采用洞外和洞内相结合的施工技术是可行的，操作简便、效果明显，对同类地质条件下的地下工程施工具有一定的借鉴意义。     

厦门海底隧道结构防排水原则研究

 海底隧道不同于陆地隧道，水压高，水源充足，又无天然出口，海底隧道的渗水问题远比陆地隧道严重得多，处理起来也困难得多。海底隧道结构防排水系统的合理性和可靠性是海底隧道成功的关键，也是控制运营费用的主要部分，海底隧道结构防排水原则和标准的确定又是设计合理防排水系统的基础。在分析国外已建成海底隧道防排水设计的基础上，提出确定海底隧道防排水原则的临界地下水位，并通过数值分析计算厦门海底隧道设置盲管排水系统后的排水量和衬砌背后水压，从运营经济性角度分析排导系统设置的可行性，提出厦门海底隧道应采用“以堵为主，限量排放”的防排水原则。在此基础上，提出厦门海底隧道合理的防排水体系，并在工程中得到应用。提出的研究方法也可为其他海底隧道结构防排水系统设计提供参考。     

厦门海底隧道地层变形监测与机制分析

厦门海底隧道施工过程中,工程技术人员将临着陆域段地层大变形、砂层施工控制、全风化花岗岩地层变形机制以及如何穿越结构交界面和全(强)风化深槽(囊)等诸多难题,这些都迫切需要深入研究海底隧道上覆地层的变形规律以及地层变形发展的机制和控制技术。通过陆域段地层变形实测以及对隧道施工过程进行三维流固耦合数值模拟分析,较好地反应了地层变形的分布、发展规律,地下水的运行、作用机制,以及地层大变形发生的力学原因。同时,也较好地描述了海底隧道中围岩-衬砌结构-超前支护-注浆加固-地下水,这一结构体系在地层变形中的相互影响和相互作用。研究结果可为海底隧道陆域段顺利施工提供了技术参考和安全保障,也为即将通过海域软弱风化深槽作研究准备。研究结果表明,考虑流固耦合作用的数值模拟结果与现场监测、观测结果具有良好的一致性,进一步说明围岩、地下水以及相应的施工控制是海底隧道的三大核心技术要素。     

厦门海底隧道强风化花岗岩力学特性研究

 厦门海底隧道海域隧道地段存在多处风化深槽,岩体主要为全、强风化花岗岩。由于该类岩石强度低,压缩性高,自稳和自承能力差,在隧道衬砌结构的设计和施工工艺的选择方面会遇到一系列特殊的问题。主要通过对天然和重塑强风化花岗岩岩样进行一系列的室内试验,在掌握其基本物理力学特性的基础上,重点对其流固耦合作用下的力学特性进行研究,并建立该类强风化花岗岩的力学模型,通过反演分析对力学模型进行验证。研究成果对风化花岗岩类工程的力学参数取值有重要借鉴意义,对该类岩体中隧道的设计施工具有指导作用。