著名海底隧道工程施工技术总结(钻爆法 超前预注浆).doc
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1、xx隧道技术总结第一章 xx隧道概况第一节 xx隧道地理位置xxxx海底隧道是连接xx市主城区和xx经济技术开发区的重要通道,北连xx市团岛,南接xx经济技术开发区xx岛,下穿xx湾口海域。xx市地处山东xx西南部,环抱xx,南临xx,是我国对外开放的主要港口城市,xx隧道是xx市区环xx范围交通骨干网络系统的重要组成部分。xxxx隧道土建工程施工xx段位于xx市经济技术开发区xx岛侧,约一半的隧道长度下穿xx湾口海域,具体位置见图1-1xx隧道地理位置图。xx隧道 图1-1xx隧道地理位置图工程全长约7120米,包括跨海隧道主体工程及两岸的部分接线工程。隧道部分设两条主隧道和一条服务隧道,以
2、及各项运营管理设施,并预留市政管线敷设通道。隧道总长约6170米,其中跨越海域段约3950米,路基段长约950米,是一条以城市道路功能为主兼有公路功能的隧道。本合同段工程为xxxx隧道工程第四施工合同段,主要包括长3300m的右线主隧道,长3493.13m的服务隧道以及横通道工程、增设斜井413m。主隧道起止里程为YK5+600YK8+900,海域段约1750m,覆盖层厚度约在25.4m35.1m之间。服务隧道起止里程为FK2+655.87FK6+150,海域段约1999.13m,覆盖层厚度约在29.6m39.0m之间。隧道通过海域段最大水深约42m。第二节xx隧道地形地貌和地质情况一、地形地
3、貌xx是山东xx东南沿海的一个深入内陆的半封闭海湾,平均水深7m左右,最大水深约65m。湾口朝向东南,通过一条宽约3km、深3040m的深水槽与xx相通。隧址区地貌上可分为湾口海床及两岸滨海低山丘陵区。隧道轴线处海面宽约3.5公里,最大水深约42米。xx岛岸为低山丘陵地貌,隧道通过处地面高程多在540米之间,地面起伏不平,并有较多采石陡坎,局部发育冲沟, YK8+050YK8+480段地表为村庄,村庄民房密集。二、区域地质构造xx是山东xx东南沿海的一个深入内陆的半封闭海湾,东西宽27.8km,南北长33.3km,岸线长210km,平均水深7m左右,最大水深65m。湾口朝向东南,通过一条宽约3
4、km、深3040m的深水槽与xx相通。xx在新构造分区上属于胶南弱隆起的边缘部位,地质构造复杂,沧口断裂(15)、劈石口断裂(16)、王哥庄断裂(17)、朝连岛南断裂(38)、xx岛北断裂为本工程近场区断裂。场区地震活动频繁,具体断裂情况详见图1-2区域地震构造图。二、地质岩性本合同段主隧道及服务隧道岩性主要为微风化花岗岩、角砾熔岩、凝灰岩、正长斑岩、流纹斑岩等火山岩地层,依据其风化及完整程度及隧道上方顶板厚度等状况分为4个级别(、)。图1-2 区域地震构造图(摘自地壳应力研究所报告)1.全新世活动断裂, 2.晚更新世活动断裂, 3.早、中更新世活动断裂, 4.前第四纪断裂, 5.隐伏断裂,
5、6.正断层, 7.逆断层, 8.走滑断层, 9.主要断裂编号, 10.下第三系, 11.上第三系, 12.第四系, 13.中新世玄武岩, 14.晚第三纪-第四纪玄武岩, 15.一级新构造分区界线, 16.二级新构造分区界线, 17.三级新构造分区界线, 18.新构造分区编号, 19.上第三系和第四系等厚线, 20.盆地边界, 21.前新生界基岩, 22.地质界线, 23.场址, 24.震中M=8.5, 25.震中M=7, 26.震中M=6.0-6.9, 27. 震中M=5.0-5.9, 28. 震中M=4.7-4.9 区内第四纪地层主要分布于河流两侧、山间凹地、近海岸边、山麓等地,分布面积广,
6、厚度变化大。主要为第四纪早期河流相冲洪积、残坡积物,第四纪中期湖沼相沉积物,第四纪晚期海陆交互相、浅海相沉积物及沿海大面积人工填海堆积物。xx内的基岩类型总体上可分为变质岩类、火山岩类、沉积岩类及侵入岩四大类。三、xx隧道地质情况xxxx隧道存在多条断裂或断层破碎带,以压扭性和张性断层(裂)为主,带内岩体多呈碎裂镶嵌碎裂结构,裂隙多为微张型且发育,破碎带影响带岩体受其影响发育微张型裂隙。覆盖层厚度约在24.6m39.0m之间,隧道通过海域段最大水深约42m。本合同洞口段主要为花岗岩,穿插石英正长岩脉;全强风化带厚度一般小于3米,低洼处可达8米左右;弱风化带厚度多小于3米;微风化岩体多为块状结构
7、,局部为块碎镶嵌结构,透水性微弱,岩质坚硬。微风化岩体中主要发育倾向北北西、北东东、南东及南西向4组高角度裂隙,倾角大于65,另有少量倾向近北或近东向的40以下低角度裂隙。陆域段基岩以花岗岩为主,局部夹石英粗安岩;强弱风化带一般不超过5米;微风化岩体为块状结构,透水性微弱,岩质坚硬。海岸处基岩较为复杂,主要有含晶屑火山角砾凝灰岩、石英粗安岩和花岗斑岩,并多处穿插有辉绿岩脉;断裂构造发育,岩体风化破碎严重。洞顶以上围岩以强弱风化破碎岩体为主,透水性较好。隧道海域段:海床边缘为缓坡地带,海底基岩裸露,岩性主要为花岗岩和花岗斑岩,有石英正长岩脉侵入。强、弱风化层厚度一般小于6米;微风化岩体多呈块状结
8、构,部分为块碎状镶嵌结构,透水性微弱,岩质坚硬。中部海域区的海底覆盖层较薄,一般23米,主要为砂砾,局部沉积有淤泥。基岩以含晶屑火山角砾凝灰岩为主,局部夹凝灰岩、并有较多辉绿岩脉、石英正长岩脉侵入。本段发育有多条北西向断裂,岩体受构造影响严重,岩体完整程度和风化带厚度差异很大;含晶屑火山角砾凝灰岩和石英正长岩抗风化能力强,其顶部强弱风化带一般不超过10米;辉绿岩抗风化能力差,其顶部有较厚的全弱风化带,最大风化厚度超过25米,而且辉绿岩及其两侧岩体往往较破碎或发育小断层。深部海域区的基岩主要为安山质火山角砾岩和流纹斑岩,局部分布有流纹岩及流纹质火山角砾岩,全风化层缺失,强风化带厚度小于3米,断裂
9、带处达10米左右;弱风化带厚度一般小于5米,局部超过15米;微风化顶面埋深一般不超过10米,断裂带处超过25米。断裂带内岩体多为碎裂结构,岩质软,局部夹碎粒和碎粉状错碎物,围岩级别为级;其两侧岩体裂隙发育,一般呈块碎状镶嵌结构碎裂状结构,岩质软硬不均,围岩级别为级;部分微风化岩体裂隙不甚发育,岩体呈块状结构,岩质坚硬较坚硬,围岩级别为级。本段级围岩和级围岩相间分布,局部可能有级围岩,围岩透水性均较弱。本合同段施工区域隧道洞身地质主要为火山岩地质,集中于xx岛北断裂,呈北西向延伸,倾向北东。在地震和磁力剖面上可以看出,沿该断裂有岩脉侵入。该断裂不具平移性质,其北端被沧口断裂截断,为早中更新世断裂
10、,晚更新世以来没有活动,隧道地层节理、裂隙比较发育,断层较多,主要有分布9条断层,陆域段2条,海域段7条。分布情况见表1-1。表1-1 断层破碎带地质特征 断层编号岩性特征透水率(Lu)渗透系数(m/d)渗透性等级f3-1岩体为镶嵌碎裂结构碎裂结构,微裂隙密集,岩质较坚硬;构造裂隙为密闭型,裂面多呈曲面状,显示压扭性擦痕;两侧影响带岩体裂隙面浸染迹象不明显。此类断裂常由多个近平行的错动带组成,单个错动带宽度一般不超过2米,但影响带宽度可能较大。120.0050.02微弱f3-2岩体以碎裂结构为主,夹有坚硬土状或半成岩状断裂错碎物,岩质较软极软;该断裂具压扭特征,裂隙面为密闭型,两侧影响带裂隙面
11、浸染迹象不明显;此类断裂常由多个近平行的错动带组成,单个错动带宽度一般不超过2米,但影响带宽度可能较大。120.0050.02微弱f4-1带内有辉绿岩进入,其全弱风化带厚度较大;辉绿岩附近岩体破碎且发育微张型裂隙,岩体多呈碎裂或镶嵌碎裂结构,岩质软硬不均,20米以上裂隙面被地下水浸染迹象明显。该破碎带宽度不超过30 米。10200.15中等f4-2主要根据物探资料推测,带内有辉绿岩侵入,顶部风化严重;岩脉两侧可能存在数米宽度的破碎岩体且发育微张型裂隙;破碎带宽度不超30米,其旁DZ16及QDZ3孔揭示基岩较完整,但部分裂隙被地下水浸染迹象较明显。5150.050.10大部弱局部中等f4-3带内
12、有辉绿岩侵入,其全弱风化带厚度可能超过20米;辉绿岩附近岩体很破碎,且微张型裂隙发育,裂隙面浸染迹象明显;岩体多呈碎裂或镶嵌碎裂结构,局部为散体状结构,岩质软硬不均;该破碎带宽度约30 米。1020013中等f4-4带内岩体为碎裂镶嵌碎裂结构,裂隙以密闭型为主,少数为微张型,裂隙面浸染迹象不甚明显;该破碎带宽度小于30米。5100.030.06弱f4-5带内有辉绿岩进入,其全弱风化带厚度可能超过20米;辉绿岩附近约半米范围内的岩体较破碎,破碎带以外的岩体虽较完整,但发育微张型裂隙,裂隙面浸染迹象明显;该破碎带宽度小于30 米。5150.050.10大部弱局部中等f5露头显示正断层特征,岩体主要
13、由碎裂岩构成,其内有辉绿岩侵入,岩石强度及风化差异十分显著,强风化带较厚且夹有弱微风化残余体,岩体结构变化大。该破碎带及影响带宽度近100 米。350.020.04弱f6露头显示正断层特征,岩体主要有碎裂岩构成,其内有辉绿岩侵入,岩石风化严重,局部夹有大小悬殊的弱微风化残余体。该破碎带宽度约50 米。350.020.04弱四、不良地质本工程断层(裂)破碎带是本合同段内最主要的不良地质体,本合同段内分布共有9条断层(裂)破碎带,其中海域段有7条,以压扭性和张性断层(裂)为主,带内岩体多呈碎裂镶嵌碎裂结构,裂隙多为微张型且发育,破碎带影响带岩体受其影响发育微张型裂隙,详细见表1-2。 表1-2 不
14、良地质情况断层编号里程部位现场揭示情况对隧道施工造成的危害和影响f3-1YK5+710YK5+650构造节理较为发育,岩体比较破碎,出水量较小对施工安全又一定的影响,施工进度比较缓慢f3-2YK5+975YK5+940构造节理较为发育,岩体比较破碎,出水量较小对施工安全又一定的影响,施工进度比较缓慢f4-1YK6+280YK6+230构造节理较为发育,岩体比较破碎,出水量较小对施工安全又一定的影响,施工进度比较缓慢f4-2YK6+530YK6+475构造节理发育,岩体破碎,出水量较大对施工安全有较大的影响,在YK6+615采用超前预注浆措施,对施工进度影响较大f4-3YK6+850YK6+81
15、3出现断层泥及断层擦痕,岩体破碎,出水量较大对施工安全有较大的影响,在YK6+829、YK6+829、YK6+852、YK6+874采用超前预注浆措施,对施工进度影响很大f4-4YK6+956YK6+920断层产状比较清晰,岩体破碎,出水量很大对施工安全有很大的影响,在YK6+900连续2次采用超前预注浆措施,施工进度极为缓慢f4-5YK7+120YK7+010构造节理较为发育,岩体比较破碎,出水量较小对施工安全又一定的影响,施工进度比较缓慢f5YK8+400YK8+360揭示断层泥,产状明显,岩体极为破碎,出水量不大对施工安全影响极大,施工进度极为缓慢f6YK8+675YK8+770揭示断层
16、泥,产状明显,岩体极为破碎,出水量较大对施工安全影响极大,施工进度极为缓慢第三节 xx隧道水文地质情况一、地下水补、迳、排条件地下水运动主要受地形、地貌的控制。低山丘陵松散岩类孔隙水除接受大气降雨补给外,主要接受基岩裂隙水的侧向和顶托补给,并从高处向低处汇流,排泄于沟口。滨海松散岩类孔隙水主要接受海水侧向补给,流向随海水涨落往复改变。滨海基岩裂隙水既接受低山丘陵基岩裂隙水的侧向补给,也接受海水补给,地下水运动缓慢。海域基岩裂隙水接受海水垂直补给,地下水在自然状态下基本不运动。二、地下水的埋藏深度地下水的埋藏深度受地形控制较明显,从丘顶到海边渐次变浅。在丘陵山坡上,地下水埋深可以几米到十几米;在
17、坡脚、山谷或洼地,埋深常小于1米或接近地表。三、环境水侵蚀性海域及距海较近处的地下水的化学成份与海水相似,对混凝土具中等结晶分解复合类腐蚀和弱结晶类腐蚀,对钢结构具中等腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋有弱腐蚀性;xx岛距海边300米外的丘陵区地下水对混凝土和混凝土中的钢筋无侵蚀性,对钢结构有弱腐蚀性。四、岩土体渗透性基岩弱风化带多为中等透水性、少数弱透水性,微风化破碎岩体和断层(裂)带大部为弱透水性、部分为中等渗透性,绝大多数微风化岩体为微弱透水性、局部为中等渗透性。第四节 xx隧道设计概况一、主要技术指标采用情况 隧道设计车速80km/h。主隧道设平曲线2个,服务隧道设R-80的S曲线一个,
18、平曲线2个;路线主要技术指标采用情况见表1-3。表1-3 主要技术指标采用情况一览表 路 段指 标 名 称单位右线隧道公路等级级城市道路计算车行速度km/h80路基宽度m13.5车行道宽度m10.75平曲线最小半径m1000最大纵坡及坡长%/m3.90/830最短坡长m380二、平面设计根据设计,本合同段主隧道先以直线从分界里程引出,通过一半径为2000m的曲线拐向xx岛方向,在接近xx岛时,通过一半径为4945m的圆曲线上岸,然后以直线段直达xx岛,于xx村和xx湾村之间出洞(YK8+900=ZK8+893.3),另设置斜井411m(含32.5m明槽)与主隧道在YK7+430交汇。三、纵断面
19、设计右线隧道在YK5+600YK6+200段设计坡度为0.3%,在YK6+200YK6+900段设计坡度为2.5%,在YK6+900YK7+745段设计坡度为3.9%,在YK7+745YK8+130段设计坡度为2.605%,在YK8+130YK8+900段设计坡度为3.9%。服务隧道在FK2+900FK3+179.395段设计坡度为0.3%,在FK3+179.395FK3+482.415段设计坡度为0.534%,在FK3+482.415FK3+750段设计坡度为2.589%,在FK3+750FK4+50段设计坡度为2.371%,在FK4+50FK4+300段设计坡度为3.538%,在FK4+3
20、00FK4+540段设计坡度为3.690%,在FK4+540FK4+820段设计坡度为4.064%,在FK4+820FK5+70段设计坡度为3.566%,在FK5+70FK5+310段设计坡度为2.054%,在FK5+310FK5+600段设计坡度为3.864%,在FK5+600FK5+850段设计坡度为3.965%,在FK5+850FK6+150段设计坡度为3.778%。斜井纵坡-11.9%。四、横断面设计海域段主隧道中线与服务隧道中线之间的距离为27.5m,通过行人横洞、行车横洞相连,服务隧道的设计高程与对应主隧道设计高程相同。行车横洞与主隧道及服务隧道交叉角度约为60,行人横洞底面与主隧
21、道检修道平齐,车行横洞底面与车行道平齐。主隧道与服务隧道横断面见图1-3“主隧道与服务隧道横断面示意图”。主隧道车行道宽度为23.5+3.75m,建筑限界如下:限界高度5.0m 车行道宽度23.5+3.7510.75m图1-3 主隧道与服务隧道横断面示意图路缘带宽度0.5+0.75=1.25m检修道宽度(包括安全带宽度)20.75=1.5m总宽13.5m(每个隧道),主隧道建筑限界见图1-4“主隧道建筑限界图”。服务隧道分两层:洞体上层预留检修车辆兼救援小车空间3.0m(宽)2.5m(高),两侧预留隧道照明、供电、监控、通信等设施的预留空间;洞体下方内设置给水和通信管道预留空间和高压电缆预留空
22、间2.03m(宽)2.0m(高)。见图1-5“服务隧道建筑限界图”。服务隧道洞口385m及海域V级围岩段为曲墙衬砌结构,其余地段为直墙衬砌结构。图1-4 主隧道建筑限界图图1-5 服务隧道建筑限界图(曲墙、直墙)斜井根据施工需要,断面采用6.56.5的净空断面,见图1-6“斜井净空断面图”。 图1-6 斜井净空断面图五、隧道衬砌结构参数主隧道衬砌结构参数见表1-4“主隧道衬砌结构参数表”,服务隧道衬砌结构参数见表1-5“服务隧道衬砌结构参数表”。表1-4 主隧道衬砌结构参数表衬砌类型围 岩类 别拱顶水压(MPa)初期支护二次衬砌陆域局部25中空防腐锚杆L=3.0mC35、S8合成纤维湿喷砼厚8
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