挪威海底隧道经验在厦门海底隧道建设中的应用

挪威在世界上拥有最多的海底隧道,最近30a共修建了40条海底隧道,总长达240km。尽管大部分隧道位于较好的地层条件,但也遇到与断层相关的复杂地质条件。挪威海底隧道规划与施工中的一个主要特点是封闭可能的渗水,多年的实践发展出一套系统的探测和封闭渗水的方法,挪威所有的海底隧道都应用了这一方法。据此,介绍该方法,同时介绍处理更为复杂地质情况的隧道建设经验,包括防止隧道的进一步坍塌以及所采取的冻结地层方法,进而还讨论有关把挪威海底隧道经验应用到厦门海底隧道规划与建设中的问题。厦门海底隧道某些段所处地质条件较差,极具挑战性。挪威顾问集团专家协助并正参与把挪威经验应用到厦门海底隧道的建设中去。     

挪威海底公路隧道经验——施工、运行、费用和维护

根据2002年关于挪威海底公路隧道的一论文集(挪威公路管理局公路技术部编辑,题目为"论文集98——挪威海底公路隧道",将详细阐述挪威海底隧道的施工建造等经验。挪威第一条海底公路隧道是在1983年通车的,随后建成了另外24条海底公路隧道,至今共有25条海底公路隧道建成通车,总长度达100km。几条新的海底公路隧道目前正在建设中,还有几条则在规划当中,其中最长将达24km。大多数条海底公路隧道是单洞双线,但是当坡度大于6%时,有些隧道就增加一条线。海底公路隧道都位于沿海岸线的干线公路上,以代替原有的繁忙的轮渡,并建立大陆与当地之间的无轮渡连接。据此,主要介绍这些隧道工程中得到的经验,总的来说,海底公路隧道的建设费用逐渐降低,但是各工程间差异很大,各个隧道的运行和维护的费用也相差悬殊,再投资和设备花费也特别高。经验表明,随着渗水量逐年减少,因而抽出渗透水的要求也降低了。介绍了1996年前17条海底隧道中发生的事故和火灾,对19起造成人身伤害的事故进行了分析。其事故发生率极低,只有0.09(每年每一百万车辆每公里发生的事故次数),最高的事发率是在陡坡的年平均日通车量(AADT)低于1500的隧道中。挪威海底隧道中只发生过3起火灾事故,低于交通事故率10%,而这项研究只包括了17条隧道中发生的19起事故。     

隧道工程涌水量预测方法

隧道涌水量是富水位隧道以及海底隧道设计和施工的重要参数。施工前,结合工程经验给出的隧道涌水量预测的经验公式以及施工前和施工初期的水文和工程地质资料,计算隧道涌水量;隧道开挖后,利用已开挖部分所获取的涌水量数据,分析隧道的涌水量并对涌水量未来的发展趋势做出预测。     

海底隧道施工风险辨识及其控制

与陆地隧道相比,海底隧道的施工存在更大风险,如何降低海底隧道施工过程中风险带来的损失是目前亟待解决的问题.针对海底隧道的特点,借鉴挪威、日本等国家海底隧道建设经验和相关资料,基于风险管理和隧道施工的基本理论对海底隧道施工过程中的基本风险因素进行辨识,并对重要风险因素给出了相应的控制措施,以期为海底隧道的安全、经济建设提供技术参考.     

《世界三大海底隧道工程》概述

采用盾构掘进施工隧道已有 170余年历史 ,城市地铁、越江和越海交通隧道、引水和排水隧道、市政公用地下管道等工程广泛采用盾构施工技术。近 10年来举世瞩目的英法海峡隧道、日本东京湾公路隧道、丹麦斯多贝尔特大海峡隧道相继建成 ,成为盾构隧道工程史上的奇迹。本书汇编了三大海底隧道工程的技术 ,同时也介绍了当前盾构隧道的新发展。1993年建成的英法海峡隧道 ,全长 4 8.5km ,海底段 37.5km ,隧道最大埋深 10 0m。海峡隧道由 2条外径 8.6m的铁路隧道和 1条外径 5.6m的服务隧道组成。隧道掘进施工共采用 11台盾构掘进机。盾构机型有 2种 …     

挪威海底隧道经验

海底隧道深埋于海水以下,因而在勘探、设计、施工和运行方面都比陆地隧道更困难。挪威在近30a来修建了40条海底隧道,积累了丰富的经验,形成了被称为“挪威海底隧道概念”的一整套技术。规划设计阶段要采用各种可能方法进行尽可能详细的地质勘探,尤其是海洋折射地震波探测,以提供基岩表面深度、基岩地质剖面等重要资料。影响隧道的稳定主要为断层和软弱带,因此,在地质勘探中确认断层和软弱带是极为重要的。施工时需采用精心设计的方法,包括减少每轮爆破的进尺及采用喷射混凝土拱肋、密集长锚桩等。典型的挪威海底隧道衬砌由作为支护的喷锚结构和自立的防水防冻的内衬砌组成。挪威海底隧道的衬砌都按排水结构设计,而不承受外水压力。渗水是海底隧道的最大威胁,施工期应随时了解掌子面前的地质和水文地质条件,超前探测孔和预灌浆是控制渗流的最佳方法,同时必须时刻准备处理可能发生的紧急情况。最小岩石覆盖厚度影响隧道安全和造价,必须慎重考虑,根据岩石条件、稳定要求、渗水量充分论证,大部分挪威海底隧道的最小岩石覆盖厚度都小于50m。海水的腐蚀性给海底隧道带来一系列的特殊问题,须认真对待。     

业界动态

<正>我国最深地铁海底隧道顺利贯通2018年11月6日,青岛地铁1号线海底隧道顺利贯通。该海底隧道是国内首条地铁海底隧道,也是目前国内最深、最长、穿越断层破碎带最多的地铁海底隧道,综合施工技术难度大,风险高。该隧道是继胶州湾大桥、胶州湾公路隧道之后,又一条连接青岛西海岸新区和主城区的过海大通道。青岛地铁1号线规划线路全长59.87 km,跨海隧道全长8.1 km,其中过海段长约3.49 km。海域段设置2条     

我国大陆建成第一条海底隧道

我国大陆第一条海底隧道——厦门翔安海底隧道历时4年多的建设,已全线贯通。该隧道全长8.695km,隧道最深在海平面下约70m,完全由我国自主设计、施工。设计使用寿命100年。它的贯通对于探索适合我国国情的海底隧道建造技术,为类似工程的动工兴建,具有里程碑式的意义。据悉,该隧道由两条行车主洞和一条服务中孔构成。主洞宽17.2m,高12m,可同时行驶3辆车。贯通后,厦门岛与翔安区的车程将由1.5h缩短至8min,大大推动海峡西岸经济区的开     

海底隧道的数值模拟研究

自从1936年第1条海底隧道--日本关门隧道开始建造以来,世界各地已有近百条海底隧道相继建造.在特殊的环境地质条件下,建造海底隧道无疑是最安全经济、路线最短的方案.但海底隧道的设计与施工还有许多技术问题丞待解决.结合我国拟建厦门海底隧道的工程实际,从数值模拟分析的角度,研究了海底隧道的稳定性与隧道顶板厚度的关系,并结合世界上已建海底隧道的工程经验,给出了厦门隧道的最小安全顶板厚度.     

新奥法在三连拱特大断面隧道施工中的应用

在建的中环湾仔绕道和东区走廊连接路项目(绕道项目)是一条位于香港岛北岸的策略性干道,其建造目的在于缓解香港岛区北岸东西向的交通挤塞情况。拟介绍的一段暗挖隧道是绕道项目的重要组成部分,该暗挖隧道长约160 m,由3条行车管道组成,横断面总跨度达50 m,总开挖横断面面积达460 m2,且在现有红磡海底隧道港岛区入口下方约20 m处穿过,是整个绕道项目的控制性工程。主要总结如何成功运用新奥法指导机械钻打法开挖三连拱硬岩隧道,并通过分部、分阶段开挖的精心安排克服大跨度开挖带来的困难,以及如何应用岩石质量分类Q系统(NGI Q-System)结合隧道实际的地质情况,从多个角度优化临时支护设计。此外,介绍如何综合运用监控量测、应急排水系统和配重砖等手段降低既有红磡海底隧道的上浮的风险。     

Nordic sub sea tunnel projects

The paper reviews the experience from Nordic sub sea tunnel benchmark projects, with main emphasis on sub sea road tunnels excavated in bedrock. More than 25 such tunnels have been built in the Nordic countries, representing a total length of more than 100 km, and with the majority of the projects located in Norway. The completed projects include tunnels with length up to 7.9 km and depth below the sea level down to 264 m. All these tunnels have been excavated by drill and blast. Important issues concerning investigation, planning, design and construction are described, and important lessons learned from these projects are discussed. Finally, plans for potential future sub sea tunnel projects are presented, representing tunnel lengths of up to 24 km and depths below sea level down to 400 m.     

Norway's rennfast link: The world's longest and deepest subsea road tunnel

The western coast of Norway consists of many long fjords. This article describes how two of these fjords are crossed by two subsea road tunnels, 5,860 m and 4,405 m long, respectively. The longer tunnel, the Byfjord Tunnel, is the world's longest and deepest subsea road tunnel, at 223 m below sea level. The paper describes the preliminary investigations and geological conditions for the tunnels, each of which has three lanes, and a total width of 11 m.     

水平向钻孔的海底隧道横向预排水系统数值模拟

 高水压、大渗流量的海底隧道而言，为防止涌水的事故发生，设计一高效的排水系统是非常重要的。大多数海底隧道的崩溃都和高水压、大渗流量有着密切联系。为了寻求其中的规律，研究了一系列的TBM和NATM隧道案例。案例研究结果表明，如果在隧道挖掘前能够预测渗流量以及预先设置排水系统就能有效预防工程事故。据此，提出了新水平预排水系统。通过数值模拟计算，分析了在海底隧道的施工期，从隧道工作面通过排水孔泄水的效果。假设海底隧道的岩层覆盖层厚100 m，水深60 m，并假设设置水平预排水系统之后的地层渗透系数为0.003 6 m/h。计算结果表明，隧道顶点总水头减少了60%，隧道拱脚线总水头减少了53%。当排水管直径为5 cm、地层渗透系数为0.003 6 m/h时，为增强排水效果，排水管的长度不得超过250 m。数值分析及排水效果均表明，所提出的水平预排水系统能及时排水并减小水压力。在海底隧道建设方面，这个系统可为其提出一种新的解决方案。     

海底隧道衬砌结构选型及参数优化研究

海底隧道不同于陆上隧道,海水位变化相对隧道埋深较小,隧道两端出口比海底部分要高,不能采用自然排水。深埋海底隧道二次衬砌承受较大的外水压力。调查了国内外海底隧道衬砌结构型状及支护参数,针对海底隧道的特殊性,归纳了海底隧道设计理念和设计方法。针对某公路海底隧道特定地质条件和工程设计要求,分别采用马蹄形、椭圆形、圆形3种衬砌结构型式,并用有限元软件对这3种衬砌结构二次衬砌在不同荷载作用下进行强度验算。对计算结果优化比选,选出一种技术可行、经济合理的衬砌结构,得出一些有意义的结论。     

員山子分洪隧道重點課題探討

員山子分洪隧道位於基隆河上游瑞芳鎮境内,主要功能為洪峰時將基隆河上游多餘洪水量排放入東海,以降低河道下游水位1.5m。針對該分洪隧道之斷面形狀、支撐與襯砌、施工中地質探查、高強度混凝土水化熱防治及混凝土磨耗對策提出探討。     

Subsea tunnelling for oil: the petromine concept

Small-scale tunnelling for oil has been performed onshore since the turn of the century. In the late 1970s and in the 1980s, several proposals were set forth for using subsea tunnels in the exploitation of offshore oil and gas fields. A prefeasibility study carried out for the Troll oil and gas field in the North Sea has yielded interesting results for the subsea oil tunnel concept. This article describes how existing geological knowledge combined with geophysical measurements and exploratory oil well data have given a surprisingly large amount of information regarding ground conditions where the “geology” is hidden by deep water. The expected ground conditions have been used to work out specifications for development of a tunnel boring machine and equipment to tackle the prevailing ground conditions, which include squeezing rocks and, possibly, running ground and shallow gas. A tunnelling progress of 5 km/yr in hard crystalline rocks and up to 10 km/yr in the soft sedimentary rocks offshore is regarded as possible, given active development of the equipment to be used. Many future offshore oil and gas fields—especially those in arctic areas exposed to icebergs and extreme weather conditions—can be exploited advantageously by using subsea tunnels.     

锦屏二级水电站深埋长隧洞群的建设和工程中的挑战性问题

锦屏二级水电站大型深埋隧洞群由4条引水隧洞、2条辅助洞及1条施工排水洞组成,隧洞群总长约118 km,具有埋深大、洞线长、洞径大、地应力水平高、工程地质条件极其复杂、施工布置困难等特点,是目前世界上己建、在建总体规模最大、综合难度最大的水工隧洞群工程。隧洞群建设中面临地下水预报与处理、岩爆防治等关键技术问题。通过对锦屏二级水电站深埋隧洞群建设中遇到岩爆及突涌水工程治理等工程应用实例进行研究总结,提出下一步工程中所面临的挑战及应对措施。锦屏二级水电站工程深埋长隧洞的建设所取得的经验,可为类似工程提供有益的借鉴。