蘇埃海灣隧道工程
蘇埃海灣隧道工程是廣東省汕頭市幹線公路網規劃縱線國道G324的複線,按Ⅰ級公路設計,併兼具城市道路功能,採用雙向6車道標準,主線設計行車速度60 km/h,工程路線全長6 680 m;其中隧道長5 300 m,盾構段長3 047.5 m,盾構隧道外徑14.5 m,開挖直徑15.03 m。蘇埃海灣隧道是國內首座位於8度地震烈度區的超長大直徑盾構海底隧道,穿越極軟土、硬巖和孤石等挑戰性地層,存在軟硬不均地層盾構掘進難、易坍塌、帶壓作業和臨水深基坑施工等風險。該項目由中鐵隧道局集團有限公司、湖南省交通規劃勘察設計院有限公司設計施工總承包,東線盾構於2017年12月26日始發。
①
Innovation and Future Apllication of Mechanized and Intelligentized Construction Technology for High-speed Railway Tunnels: A Case Study of Hubei Section on Zhengzhou-Wanzhou High-speed Railway
(高速鐵路隧道機械化修建技術創新與智能化建造展望
——以鄭萬高速鐵路湖北段為例)
王志堅
摘要:為實現鄭萬高速鐵路湖北段隧道安全、快速、高質量修建,開展全工序大型機械配套條件下的施工技術、結構設計和信息化管理等一系列探索和創新:
1)形成一套基於大型機械化的超前地質預報、掌子面超前預加固、隧道全斷面機械開挖工法、初期支護機械化施工、寬幅防水板作業臺車鋪裝和智能襯砌臺車的全斷面機械化施工技術;
2)基於機械化施工技術,建立隧道圍巖穩定性分級方法,並在新奧法理念指導下,優化隧道支護結構設計參數;
3)建立隧道施工管理系統、施工信息採集系統、施工安全管理系統、混凝土拌合站質量管理系統、質量信譽評價系統以及施工動態管理系統等,以對隧道施工進行信息化管理。
最後,在隧道機械化、信息化修建技術的基礎上,從隧道支護體系智能動態設計系統、隧道支護體系智能機器人施工技術和隧道結構智能化監測系統等方面對隧道智能化修建技術進行探索和展望,以期將我國隧道建設水平推向新高度。
水中懸浮隧道概念設計及動力分析理論與模型試驗進展
蔣樹屏, 李勤熙
摘要: 為了解水中懸浮隧道工程概念設計進展,進一步明確環境荷載和水中懸浮隧道(submergedfloating tunnel,簡稱SFT)結構相互作用的動力模擬分析和模型試驗研究方向,首先綜述各國在SFT領域的工程研究概況,然後分別對SFT的管段、錨索動力模擬和波浪、洋流模型試驗進展進行總結。結果表明: SFT的關鍵參量“協同浮重比”涵蓋了結構張力腿錨索佈置形式、傾角和浮重比與SFT水平、豎向振幅間的相互作用關係。考察綜合性參量有助於研究結構自振頻率、支撐系統張力水平的歸一化變化規律。深水大型波浪流水池中波流耦合、流固耦合以及動水與靜水結合的SFT模型試驗是未來的研究方向。
③
Representative Projects and Development Trend of Underwater Shield Tunnels in China
(我國水下盾構隧道代表性工程與發展趨勢)
肖明清
摘要:進入21世紀以來,我國水下隧道進入快速發展階段,取得了輝煌的成就,一大批已建和在建工程極大推進了我國乃至世界水下盾構隧道技術的進步。
1)概述我國水下隧道的發展歷史,總結南京長江隧道和廣深港高鐵獅子洋隧道等代表性已建水下隧道的技術難題和主要技術進步,梳理武漢三陽路長江隧道、佛莞城際鐵路獅子洋隧道和蘇通特高壓輸變電工程長江隧道等在建代表性水下隧道和深茂鐵路珠江口隧道、汕頭灣海底隧道、南京和燕路長江隧道等擬建代表性水下隧道的特點和難點。
2)進一步分析我國水下盾構隧道的發展趨勢:由單一軟土地層向土砂複合地層發展、由大直徑向超大直徑發展、由中等水壓向高水壓和超高水壓發展、由常規岩土向特殊岩土和不良地質發展、由中等烈度地震區向高烈度地震區發展、由單一工法向多工法組合發展,並提出需要加強研究與創新的技術難題。
我國水下隧道仍將處於高速發展期,需從規範、標準、地質勘察、設計、施工與管理、裝備和材料等方面不斷完善和創新。
④
Study of Design and Construction Technology of Ultra-large-span Tunnel at Badaling Great Wall Station
(八達嶺長城站超大跨度隧道設計施工技術研究)
張民慶,呂 剛,何志軍,等
摘要:八達嶺長城站大跨過渡段最大開挖跨度為32.7 m,開挖面積為494.4 ㎡,是目前世界上開挖跨度最大、開挖斷面面積最大的交通隧道,施工難度大,安全風險高。
為確保八達嶺長城站施工安全,對超大斷面隧道的支護參數設計、開挖新方法以及圍巖變形控制原則進行研究。研究表明:
1)採用設計的支護體系,通過檢算得到施工期安全係數為1.16~2.46,運營期安全係數為1.59~3.54,證明工程結構是安全可靠的;
2)超大跨度、超大斷面隧道採用創新的“品”字形開挖方法,具有“方法簡潔清晰、結構安全可靠、機械化程度高、施工效率高”的特點;
3)八達嶺長城站大跨過渡段總變形量控制標準,按不同圍巖級別和不同跨度劃分,Ⅱ級圍巖總沉降值為20~30 mm、總水平收斂值為15~20 mm,Ⅲ級圍巖總沉降值為30~40mm、總水平收斂值為20~25 mm,Ⅳ級圍巖總沉降值為60~90 mm、總水平收斂值為40~55 mm,Ⅴ級圍巖總沉降值為130~180mm、總水平收斂值為90~105 mm;
4)採用數值模擬計算“品”字形開挖方法的變形量主要集中在隧道成拱階段,約佔總變形量的95%;其次是落邊階段,佔總變形量的4%;最後是仰拱實施階段,僅佔總變形量的1%。
⑤
Key Rock Mechanics Problems and Countermeasures on Huge Diversion Tunnel of Baihetan Hydropower Station
(白鶴灘水電站巨型導流洞關鍵岩石力學問題與對策)
周垂一, 陳平志, 何世海,等
摘要:白鶴灘水電站的導流洞工程規模宏大,地質條件複雜,開挖過程中出現了多種複雜的岩石力學問題。文章深入分析沿軟弱結構面的塌落、應力型片幫、含微裂隙巖體的破裂破壞、柱狀節理鬆弛破壞、結構面影響的局部化應力及優勢裂隙組合的應力型問題等典型破壞模式及其蘊含機制,對不同類型破壞的支護措施、支護時機、施工方法、監測反饋方法等工程對策進行歸納總結,通過這些工程對策成功應對了上述岩石力學難題,實現複雜地質條件下地下洞室圍巖穩定控制,保證白鶴灘巨型導流洞工程順利完工。
⑥
高速鐵路隧道支護參數的計算研究
肖明清,陳立保,徐 晨,等
摘要:為探索隧道初期支護安全係數的計算問題,併為高速鐵路隧道支護參數優化提供理論依據,根據噴錨支護的性能與特點以及現代隧道力學的基本理論,建立初期支護荷載結構模型和對應的安全係數計算方法;
針對時速350 km高速鐵路雙線隧道提出的3種不同的初期支護方案(無系統錨杆支護、噴錨結合支護和以錨為主的支護方案)展開適應性研究,計算分析不同埋深(400 m和800 m)條件下初期支護的優化參數以及優化後的二次襯砌承載能力,在此基礎上提出優化後的高鐵隧道支護參數建議值,並對優化前後的安全係數進行計算與對比。主要結論如下:
1)提出了採用圍巖壓力代表值作為荷載結構模型設計荷載的方法,為解決設計中圍巖壓力不確定的問題提供了思路,且所推薦的圍巖壓力代表值計算方法具有安全性與經濟性;
2)提出了3種初期支護計算模型,可以為初期支護構件的選擇與量化設計提供一定的理論基礎;
3)提出了時速350 km高速鐵路雙線隧道初期支護方案及優化後的複合式襯砌設計參數,並明確了不同圍巖級別、不同埋深時的承載主體;
4)提出了按照不同埋深進行支護結構參數設計的建議。
⑦
Key Technology of Sea-crossing Interval Tunnel in Complex
Environment Design of Xiamen Rail Transit Line 3
(廈門軌道交通3號線複雜環境過海區間隧道設計關鍵技術)
宋超業,賀維國
摘要:過海隧道一般規模大,場地環境複雜且工程經驗缺乏,設計方案優劣直接關係到工程的成敗。目前內地尚無建成的地鐵過海區間隧道,對過海區間的設計標準和技術研究較少。
文章以廈門軌道交通3號線過海區間為工程背景,採用地質分析、工程類比和綜合比選的方法,對長大過海地鐵區間的設計關鍵技術,包括工法選擇、斷面設計、防排水設計、海域複雜地質應對、耐久性設計、防災通風及疏散等進行分析。
提出結合不同區段地質情況採用盾構法和礦山法組合的工法;礦山法段防排水考慮超前注漿控制排水量,採用可維護排水系統; 海域複雜地質段(包括風化深槽、富水砂層、硬巖及軟硬不均地層、孤石發育等)採取針對性設計措施; 隧道結構的耐久性設計與承載力極限設計並重對待,考慮預留補強空間;隧道防災採用分段縱向通風排煙模式,設置岸邊通風豎井和土建排煙風道。研究成果可為區間方案決策提供技術支持,併為類似工程實施提供借鑑。
⑧
Design Evaluation of Optics Valley Plaza Complex
(光谷廣場綜合體方案設計論證)
洪 靜
摘要:光谷廣場綜合體位於武漢東湖高新區珞喻發展軸的珞喻組團中部,是聯繫主城區與東湖國家自主創新示範區的重要節點和通道。我國軌道交通建設和城市地下空間的綜合開發利用正處於大力發展時期,結合地鐵站對其周邊地下空間進行開發,整合地鐵與地上、地下空間,實現一體化設計,能進一步完善城市區域功能、改善城市環境。
結合光谷廣場綜合體實例,對光谷地區交通現狀和規劃情況進行分析。以保障最優地鐵功能、打造世界最美車站為出發點,對光谷綜合體方案推導過程進行梳理,解決綜合體複雜條件下的空間佈局、流線組織和消防等諸多設計難點,設計方案和實施經驗對此類大型綜合交通樞紐的建設具有借鑑意義。
⑨
Study of Tunneling Technology in Tertiary Sandy Mudstone Strata with Rich Water under High Pressure: Case Study of Shuangfeng Tunnel of Mudanjiang-SuifenheRailway
(第三系高壓富水砂泥岩地層隧道技術研究
——以牡綏鐵路雙豐隧道為例)
馬志富,楊昌賢
摘要:牡綏鐵路雙豐隧道洞身穿越長段落、大埋深、富水的第三系砂泥岩地層。為解決隧道降水、超前加固、結構設計及施工方法等技術難題,控制隧道變形,防止湧水、湧泥及坍塌等工程風險,通過現場試驗和數據分析,
1)建立了“立體探查、洩水降壓、超前加固、支護緊跟、全面監測”的技術路線;
2)確定了地表、洞內超前、洞內徑向全方位立體探查與洩水降壓的方法,形成了隧道開挖輪廓內外差異化的超前預加固工藝;
3)提出了微臺階開挖、支護緊跟的施工方法;
4)通過監測成果,對隧道結構安全性進行評價。
結果表明:第三系高壓富水砂泥岩隧道採用全方位立體洩水降壓方法及開挖輪廓內外差異化超前預加固工藝,並採用微臺階法開挖、支護緊跟的施工方法,可有效控制隧道變形,確保隧道施工安全。
⑩
Construction Technologies for Tunnels in Special and
Complicated Geology of Lanzhou-Chongqing Railway
(蘭渝鐵路特殊複雜地質隧道修建技術)
李 寧,李國良
摘要:蘭渝鐵路位於青藏高原隆升區邊緣地帶,地質環境極為複雜特殊,存在第三系富水粉細砂岩、高地應力軟巖、大直徑TBM長距離快速掘進等施工難題,採用室內外試驗、理論計算和現場實踐相結合的方法,對特殊複雜地質隧道修建技術進行多方面的創新和探索,得到以下成果:
1)通過數值分析和現場試驗,對第三系砂岩物理力學性質、微觀結構和複雜的水穩特性等進行研究,採用地表深井和洞內真空輕型井點相結合的綜合降水體系,首創富水粉細砂隧道全斷面水平旋噴超前預加固施工工法,攻克第三系流砂難題;
2)提出高地應力軟巖設計階段變形潛勢和施工階段動態調整的分級方法,針對變形機制提出主動應力解除與被動控制相結合的變形控制技術,首創運營期間自動化實時監測系統,構建軟巖隧道設計、施工、運營管理的成套技術體系;
3)提出TBM設備參數設計原則,研發同步襯砌、多級級聯皮帶機出碴系統,首創分階段通風技術,解決大直徑TBM安全快速長距離施工的難題。
蘭渝鐵路特殊複雜地質隧道修建過程中取得的技術成果,填補了多項空白,推動了隧道修建技術進步。
典型工程
Extra-large Undersea Shield Tunnel in Composite Ground: Maliuzhou Traffic Tunnel in Zhuhai
(海域複合地層超大直徑盾構隧道工程——珠海馬騮洲交通隧道)
Chinese Longest Sea-crossing Metro Tunnel: Wuyuan Bay Station-Liuwudian Station Sectionof Xiamen Metro Line #3
(中國跨越海域最長地鐵區間隧道——廈門地鐵3號線五劉區間)
詳見後期推送
瞭解全文及更多文章,請登錄《隧道建設(中英文)》官網(www.suidaojs.com)下載和瀏覽……
截至2017年末中國大陸公路隧道數據
截至2017年末,全國公路總里程達477.35萬 km,比2016年增加7.82萬 km。高速公路里程達13.65萬 km,比2016年增加0.65萬 km;其中,國家高速公路為10.23萬 km,增加0.39萬 km。
全國公路隧道共計16 229處、1 528.51萬 m,比2016年增加1 048處、124.54萬 m。其中: 特長隧道(指l>3 km的公路隧道)902處、401.32萬m;長隧道(指1 km≤l≤3 km的公路隧道)3 841處、659.93萬 m。
2017年完成公路建設投資21 253.33億元,比2016年增長18.2%;其中,高速公路建設完成投資9 257.86億元,比2016年增長12.4%。
(摘自 交通運輸部政府信息公開網)
中國大陸綜合管廊數據
截至2015年底,我國已建和在建管廊1 600 km,2016年開工建設2005 km,2017年開工建設2 006 km。今後我國將繼續有序推進綜合管廊建設。
(中國建築股份有限公司技術中心油新華 提供數據)
我國首臺國產主軸承再製造盾構應用成功
2018年3月30日10時38分,在合肥軌道交通3號線建設中,由中鐵隧道局集團有限公司等單位研製的我國首臺使用國產主軸承的再製造盾構圓滿完成掘進任務,這是我國突破盾構主軸承自主研製技術瓶頸後首次執行掘進任務,表明國產主軸承經受住了實踐檢驗,對推動盾構核心部件的國產化具有重大意義。
此次應用成功的設備是中鐵隧道局集團有限公司為適應合肥地層專門組織再製造的土壓平衡盾構,不僅恢復原機性能、優化系統,而且首次研發使用了國產主軸承。新制主軸承由中鐵隧道局集團有限公司牽頭、洛陽LYC軸承有限公司研製,主軸承直徑2.6 m,能滿足直徑6~7 m盾構連續工作1.5萬 h以上,標誌著我國已經掌握了盾構核心技術,打破了國外技術壟斷。該設備累計掘進2369.65 m,最高日掘進28.5 m,最高月掘進397.5m,與同類新的盾構相比,使用效果位居前列,通過實踐檢驗了再製造質量。
黨的十九大報告指出要推進資源全面節約和循環利用,加快建設製造強國。再製造產業是一種綠色清潔的新興產業,盾構作為一種使用週期短、價值成本高的設備,當前國內保有量已超1 500臺。隨著其“老齡化”不斷加劇,大量盾構面臨性能下降嚴重、使用成本不斷增加甚至報廢的問題,對其實施再製造,具有顯著的社會效益和經濟效益。
迪拜隧道與地下工程概況
2018年世界隧道大會將於4月20—26日在迪拜舉行,盛會召開之際,中東地區作為幾十年以來世界隧道行業的熱點,有越來越多的優秀隧道與地下工程湧現,2018年更將有大量的重點工程進入全新的里程碑。
迪拜是全球現代城市群的典範,迪拜的人工島、現代化公路與室內滑雪場等公眾設施,都奠定了其現代城市典範的形象。這樣的大型城市需要與之相匹配的地下供水和排水設施、地鐵公共交通、高速公路地下通道和隧道,以幫助城市正常運作,緩解城市交通擁擠,並將迪拜與其他地區聯通。
基礎設施 迪拜公共基礎設施建設
迪拜現擁有一個公共地鐵交通網絡,位於老舊城區中心的地下,並有高架段的延伸部分。迪拜位於沼澤地區,地下水位就在地表之下,雖然當地很少遭遇傾盆大雨的侵襲,但是迪拜的地層仍舊容易遭受洪澇災害。
為了控制地下水,以防城市遭受洪水侵襲,需要建設排水隧道與下水道網絡,目前迪拜已經計劃投入更多預算。此外,迪拜還擁有連接鄰近地區、穿越山脈的硬巖公路隧道,以及減緩城市交通擁擠的Al Shindagha城市下穿公路隧道。目前,新公路隧道項目包括6條雙管4車道隧道,分別長1 300、860、300(2條)、1 400、2 600 m。
軌交隧道 迪拜軌交系統建設
為了2020年即將在迪拜召開的世界博覽會,迪拜的公共交通都將進行升級: 地鐵紅線將延伸15 km,其中10.5 km為高架段,4km為地下段,將新建2座地下車站;目前,迪拜已簽訂價值29億美元的合同,新增50列地鐵車輛,並升級既有地鐵網絡;直徑10 m的海瑞克土壓平衡盾構正在掘進單管雙軌地鐵隧道;同時,計劃將地鐵進一步延伸至建設中的新迪拜國際機場,完工後,迪拜的地鐵網絡總長將達到90 km,再加上無軌電車線路網絡,總長將達到101 km。
雨洪隧道 迪拜深層雨洪隧道建設
同樣為了2020年世博會,迪拜目前正在建設城市深層雨洪管網。長12 km的Jebel Ali雨洪主幹隧道工程目前正在進行投標,該隧道直徑10 m,將按照馬來西亞吉隆坡SMART隧道的模式,設計成為兩用隧道,如城市遭遇暴雨,隧道便能發揮其雨洪管控能力。
城市排水 迪拜城市汙水排放設施建設
除了深排隧道,迪拜亦有計劃建設戰略性下水道工程,包括2條總長達到70 km的深層汙水隧道、總長140 km的下水道與泵站工程。該系統將服務於Deira和Bur Dubai集水區,其中一條主幹汙水隧道將輸送來自Bur Dubai地區的汙水至Jebel Ali 處理廠,並通過其他隧道將Deira和迪拜國際機場地區汙水輸送至Al Warsan處理廠。
(摘自 搜狐網)
閱讀更多 佳維股份 的文章
