青岛海底隧道施工技术

1青岛胶州湾海底隧道施工技术中铁十八局集团有限公司胶州湾隧道工程第三施工合同段项目部高海东总工程师二〇一〇年十二月十六日建议补充：1.施工及运营后的通风、排水系统2.运营隧道断面设施及功能。如路基、路面特点，水沟、管线沟的布置等。3一、海底隧道介绍二、工程进展三、工程概况四、海域段概况五、海域段施工方案六、风井风道施工方案七、海域段安全管理八、技术管理汇报内容4•1、海底隧道概念及国内海底隧道的修建背景一、海底隧道介绍•（1）概念：在解决跨海峡、海湾等的交通问题时，为不妨碍船舶通航而建在海底之下供行人及车辆通行的地下建筑物。•建在海底之下供行人和车辆通行的地下建筑物。•（2）优势：海底隧道不占地，不妨碍航行，不影响生态环境，是一种非常安全的全天候的海峡通道•（3）国内施工技术发展到一定水平。•（4）世界范围内，尤其是欧州和日本修建了不少海底隧道，可供借鉴。5•1、海底隧道概念及国内海底隧道的修建背景一、海底隧道介绍•（1）海湾城市发展的需要。•（2）国家有足够的财力。•（3）国内施工技术发展到一定水平。•（4）世界范围内，尤其是欧州和日本修建了不少海底隧道，可供借鉴。6•2、世界及国内海底隧道一、海底隧道介绍•（1）世界范围内的海底隧道有：英法海峡隧道、日本的青函隧道54km,（均为铁路隧道），另外还有香港海底隧道。•（2）国内修建了多条过江过河隧道，如上海长江隧道、浏阳河隧道等。•（3）国内近期修建的大断面海底隧道有两条，均为钻爆法施工：•厦门海底隧道（长5.95公里，2010年5月1日通车，历时56个月）•青岛海底隧道（长7.8km，预计于2011年5月1日通车，历时45个月）•远期规划的海底隧道：大连海底隧道、琼州海底峡海底隧道、及福建到台湾的海底隧道。7•2、世界及国内海底隧道一、海底隧道介绍(1)英法海底隧道英法海底隧道横贯多佛尔海峡，从英国的福克斯通到法国的桑加特，把英伦三岛与欧洲大陆连接起来。隧道由两股火车隧道和一股工作隧道构成，全长53公里，海底部分37公里。该隧道已于1995年建成通车。(2)青函海底隧道青函海底隧道因连接日本本州青森地区和北海道函馆地区而得名。隧道横越津轻海峡，全长54公里，海底部分23公里。青函海底隧道1964年动工，1987年建成，前后用了23年时间。(3)香港海底隧道我国香港特别行政区，有三条海底隧道，越过维多利亚海峡，把港岛与九龙半岛连接起来。港九中线海底隧道1972年建成，全长1．9公里，包括一条四车道、日流量12万次的汽车隧道和一条地铁隧道。港九东线隧道，1989年建成，全长1．8公里，日通过汽车9万车次。1997年4月建成的西线隧道，六车道，日车流量可达18万次。三条海底隧道使回归祖国后日益繁荣的香港特别行政区交通无阻。9世界上典型海峡隧道前期工作时间序号工程名称长度(km)最大水深(m)前期工作(年)现况1日本关门隧道3.6118.833已建成2日本青函隧道53.8514029已建成3英法海峡隧道50.56024已建成4丹麦大海峡隧道7.265320已建成5西班牙-摩洛哥直布罗陀隧道5033028研究中6美国-俄罗斯白令海峡隧道1135138研究中7日本丰予海峡隧道40.719526研究中8印度巽他海峡隧道3910015研究中一、海底隧道介绍•2、世界及国内海底隧道10（1）跨海方式：根据世界上各海峡固定跨越工程，其形式一般有隧道、桥梁或桥隧组合三种方案，而各种跨越方式根据不同的用途，又可分为铁路隧道(或桥梁)、公路隧道(或桥梁)、公铁两用隧道(或桥梁)以及它们的组合。各方案都各有优缺点，应根据海峡场地的具体条件以及工程的性质和用途来进行方案比选。（2）选择原则根据国外的经验，在跨越较窄的海峡时，采用桥梁方案最为经济，而对于海峡宽、水深大的情况，应优先考虑选用隧道方案在世界各大海峡的跨越工程中，无论是已经建成的、或者正在施工的、或者正在规划的，大部分均为隧道方案，也有一小部分为桥隧组合的方案，全桥梁方案只是在宽度小、水深浅的海峡中采用。•3、桥隧比较一、海底隧道介绍11（3）桥梁的弱势桥梁对抵御战争(特别是现代战争)以及其它自然灾害的能力远不如隧道强，为了避免战争和自然灾害给人类生命财产带来巨大损失，世界各国在大型跨海工程建设上都注意挑选具有较强抗御战争和自然灾害能力的跨越方式。（4）造价在造价上，常规的桥梁单位长度造价不高，一般比隧道低，但在水深大、长度大、跨度大、净空高的情况时，桥梁的总造价不仅很大，而且技术非常复杂，这种情况往往隧道更为经济、合理。（5）隧道优势此外，桥梁的运营还受天气的影响很大，大风、大雾天气车辆不能正常通行。日本的经验证明，当风速达到33m/s(风力11级)时，可导致列车颠覆，无法保证铁路运输畅通无阻。•3、桥隧比较一、海底隧道介绍12•4、海底隧道的修建方法一、海底隧道介绍•修建水底隧道的方法主要有：•包括钻爆法、TBM法和盾构法施工)、沉管隧道和悬浮隧道，由于悬浮隧道目前还处于研究阶段，世界上还没有一座工程实例。青岛和厦门海底隧道均采用钻爆法修建。13•4、海底隧道的修建方法（钻爆法）一、海底隧道介绍14•4、海底隧道的修建方法（TBM）一、海底隧道介绍15盾构示意图•4、海底隧道的修建方法（盾构法）一、海底隧道介绍一、厦门东通道工程概况连接厦门岛五通和对岸翔安区；厦门第三条进出岛公路通道；完善厦门进出岛通道和公路干线合理布局、满足交通运输需求；拓展城市发展空间、促进厦门市经济发展。5、厦门海底隧道（翔安隧道）一、海底隧道介绍场区主要为花岗岩地层，主要不良地质包括：两岸全强风化层、翔安侧浅滩段部分透水砂层、海域段多处全强风化深槽（囊）最大纵坡：3%；最深处：海平面下约70mF3F1F4F2F1、F2、F3：全强风化深槽；F4：全强风化深囊全强风化层全强风化层、部分透水砂层海水最深约30m5、厦门海底隧道（翔安隧道）一、海底隧道介绍18•5、厦门海底隧道（翔安隧道）一、海底隧道介绍19•5、厦门海底隧道（翔安隧道）一、海底隧道介绍•5、青岛海底隧道（胶州湾隧道）一、海底隧道介绍北拓西进东退南优一环一桥一隧环胶州湾高速(Highway)海湾大桥(Bridge)胶州湾湾隧道（Subseatunnel)•6、青岛海底隧道（胶州湾隧道）一、海底隧道介绍221、合同签约、开工、进洞节点、产值2007年8月22日合同签约同日开工2007年10月2日进入暗洞开挖2010年11月30日二次衬砌完成，目前正在进行附属工程施工。市政府计划于2011年5月1日全线通车。二、工程进展23二、工程进展2、洞口全景242、洞口全景二、工程进展253、开挖及二次衬砌情况二、工程进展开挖每月平均110米，二次衬砌平均每月120米，最高月达380米。264、施工期间投入的设备与人员（700人）二、工程进展施工高峰期投入人员为710人，管理人员100人，其它610人。共投入设备145台套，其中大型设备40台套，设备原值达3700万元。274、投入的设备与人员二、工程进展副经理总工程师书记专家组安质部计划部财务部试验室物资部设备部测量班工程部正洞掘进队169人衬砌队20人综合队68人机械队110人搅拌站12人风井衬砌队10人综合办公室项目经理284、投入的设备与人员（145台套，大型40台套）二、工程进展29三、工程概况1、参建各方简介建设单位：青岛国信实业有限公司设计单位：中铁隧道勘测设计院有限公司总监单位：四川铁科建设监理公司监理单位：重庆中宇监理（第一驻地办）甘肃铁一院工程监理有限责任公司（第二驻地办）施工单位：1：中铁十六局集团；2：中铁二局3：中铁十八局集团；4：中铁隧道局集团科研单位：山东科技大学、西南铁科院、青岛理工、山东大学、中国矿大等302、工程建设规模本项目全长7.12km，其中海底隧道长6.17km，跨越海域宽约3.950km，按双向六车道高等级公路标准设计，是国内继厦门后第二条海底隧道，工程概算31．86亿，其中土建投资23．49亿元，土建工期3年。三、工程概况312、工程建设规模三、工程概况分界线分界线32一合同段起点里程ZK2+755（由A匝道进入）二合同段起点里程YK2+730（由B匝道进入）ZK5+600YK5+600出口ZK8+893.3出口YK8+9002号风塔ZK3+2753号风塔ZK7+417团岛端薛家岛端施工一合同段左线主隧道2845m，服务隧道2700m及相应横通道施工二合同段右线主隧道2870m，2号风井、地下风机房土建及及相应横通道施工三合同段左线主隧道3293.3m，950m路基,3号风井、地下风机房土建及相应横通道施工四合同段右线主隧道3300m，服务隧道3250m及相应横通道FK0+200ZK9+850十六局铁二局十八局隧道局青岛黄岛3、土建标段划分三、工程概况服务隧道施工工区台西三路匝道施工工区四号斜井施工工区出口施工工区二号斜井施工工区团岛二路匝道施工工区三、工程概况34三、工程概况4、第三合同段简介我单位承建的是第三合同段，主体工程为左线隧道出口段，长3293.3m（ZK5+600～ZK8+893.3），总投资约5.08亿元，合同工期36个月。另外，包括洞外950米路基和3号风井及地下风机房。35三、工程概况4、第三合同段简介(洞外路基)36三、工程概况4、第三合同段简介(洞外路基)37三、工程概况3号风井38三、工程概况3号风井738736697703706708500辅助眼辅助眼辅助眼辅助眼17003300490065008100970011300掏槽眼辅助眼周边眼39三、工程概况3号风井平面图D23D7D8D2D3D4D5D6D15D14D13D12D11D10D16D17D18D19D1D20D21D22D934500330002500030000625124002312432500133157223471200014197199972079631748550022000550055005086133071500035003500550055006250ZK7+329ZK7+359ZK7+384ZK7+396ZK7+431ZK7+451.5ZK7+476.5逃生通道检修通道左线风道运输通道地下风机房风井FAFAFAFAFBFBFCFCFCFCFDFDFDFDFBFBFBFBFBFBFAFAFAFAFCFCFCFCFEFEFEFEFFFF左线隧道测设中线161759ZK7+418.456车行横洞ZK7+418.456R1000052505250右线隧道测设中线6251服务隧道测设中线左线上部风道污水泵房150003500350021500FCFCFCFCFB′FB′FGFG左线风道左线风道右线风道右线风道1000100040四、海域段概况1、主要结构物纵向位置分布⑦⑥⑦⑦⑥③⑤⑥⑤③⑦⑥⑤⑦⑦⑤⑥⑤⑦⑦⑦⑦⑥⑥⑥②②②⑦⑦⑦⑦⑥⑥⑥⑥⑦⑥⑤⑦⑥⑥⑤②③⑥⑤⑦⑥⑥⑤⑤⑥⑤⑥⑦⑦⑤⑥⑦⑦⑦⑤⑤⑤⑦⑦⑥③③③⑤⑥⑤⑦⑥⑤⑦⑦⑦⑦⑦⑦⑤⑥⑦⑦⑦⑦⑦⑦⑦⑦⑦⑦⑦⑦⑦⑦⑦⑦⑦⑦⑦⑦⑦⑦⑦⑦⑦⑦⑦⑦⑦⑦⑦⑦⑦海域段全长1700米陆域段全长1593.3米,暗洞1514.3m,明洞全长79米。掘进掌子面，断层破碎带3号风井41四、海域段概况2、地质情况海域段各类围岩所占比例对比图Ⅱb28016.5%Ⅲb26815.8%Ⅳb100759.2%Ⅴb1458.5%ⅡbⅢbⅣbⅤb1、海域段地质以火山沉积岩为主，与陆域火山侵入岩相比，总体岩强度较低，整体性较差，但仍属坚硬岩。2、海域共有f3-1,f3-2,f4-1,f4-2、f4-3、f4-4、f4-5七条断层，已过3条，正在过两条。3、其中影响较大两处位于：ZK6+282～+357(75m)(f4-1)ZK6+757～+827(70m)(f4-3)4、破碎带岩体呈碎裂结构，岩质软硬不均，局部为松散结构，并夹有碎料和成为粒状状错碎物。5、海水最深处约为42米，覆盖层最薄处25米左右。42四、海域段概况3、三条隧道的相互位置关系2147560252