厦门翔安海底隧道防排水设计与施工介绍.doc

厦门翔安海底隧道防排水设计与施工介绍 海底隧道防排水设计直接关系到支护结构设计、施工方法及运营期排水能力要求和经济性，如采用全封闭式防水，则必须设计为全水压衬砌。翔安海底隧道由于海底断层破碎地段与海水直接连通，该地段的施工和结构安全是修建翔安海底隧道的关键技术，同时外水压力的设计也引起了广泛关注，使防排水问题更加突出。本文结合我国防排水设计的规范要求，介绍国内第一条海底隧道厦门翔安海底隧道的防排水设计与施工技术． 　　1工程概况 　　厦门翔安海底隧道位于厦门岛东部，连接岛内五通和对岸翔安大陆架，隧道长6．05 km，跨越海域宽约4．2 km。设计采用三孔隧道方式，两侧为行车隧道，各设3车道，中孔为服务隧道。行车隧道建筑内轮廓净宽约14 m，净高约ll m，隧道最大纵坡为3％，最深处位于海平面下约70 m，海域最大水深约30 m。 　　工程场区以燕山早期花岗岩及中粗粒黑云母花岗闪长岩为主，穿插辉绿岩、二长岩、闪长玢岩等喜山期岩脉，隧道海域段需穿越四处全强风化深槽破碎带。场区内地下水可分为陆域地下水和海域地下水．陆域地下水赋存于风化残积土层中，接受大气降水的补给，属于潜水。海域地下水主要受海水垂直入渗补给，水量受构造控制，浅滩段透水砂层和海底段风化槽破碎带与海水有直接水力联系。 　　2 防水体系设计与施工 　　2．1地下水的处治方案 　　隧道工程对地下水的处治有全封堵和排导两种方式。通常情况下，当水头小于60 m时采用全封堵方式；当水头大于60 m时宜采用排导方式，并通过施作注浆圈来达到限量排放的目的。厦门翔安隧道的地下水和海水总水头在50～70 m左右．从对地下水的处治方式看属于临界状态，从技术和经济的合理性出发，采用全封堵和排导两种方式都是可行的。 　　根据涌水量分析．左、右线裸洞全部排导衬砌最大涌水量分别为2 530 m3/d和2 685 m3／d，考虑到注浆加固封闭裂隙和初期支护的封堵作用，隧道建成后稳定涌水量一般仅是正常涌水量的1／10，每条隧道涌水量将很小，因此部分地段采用排导衬砌方案是合理可行的。此方案的最大优点是基本上不考虑（并非完全不考虑）衬砌的水压力荷载，从而可以使衬砌结构更经济合理。 　　因此，主隧道在全、强风化，断层破碎带地段采用全封闭方案；在I、II级围岩地段和横洞等结构交叉地段采用排导方案，允许少量渗水限量排放。服务隧道由于断面较小，且根据布置要求，下部设置水及电通道，上面设置检修通道，采用似圆形断面布置形式．断面利用率较高．且结构受力十分有利，因此服务隧道全部采用全封闭衬砌结构方案。 　　2．2注浆堵水 　　注浆的目的一是保证施工期间的安全；二是确保二次衬砌施工后减轻运营期间的排水压力。翔安海底隧道在超前地质预报分析的基础上。加强对衬砌外的围岩注浆。采用了三重注浆方式： 　　1）在局部破碎地段，通过超前小导管注浆（或全断面帷幕注浆），在隧道洞室四周形成注浆堵水圈，封闭基岩中输水裂隙和涌水空间。 　　2）根据超前注浆后地下水渗透量的大小，通过调整系统注浆锚杆对地层进行注浆堵水．进一步封闭地下水径流通道。减少地下水的渗入量。 　　3）在施作防水板前对初期支护渗漏处进行补充注浆处理，施工期间要求初期支护达到不渗不漏才允许挂设防水板。 　　2．3加强结构的自防水功能 　　1）初期支护防水。初期支护直接与围岩密贴在一起，直接受地下水和海水的压力和腐蚀，因此初期支护采用抗渗等级为P8的喷射混凝土，并及时施作回填注浆。 　　2）防水层。初期支护和二次衬砌之间的防水层采用2 mm厚的：PVC和ECB防水板。防水板主要技术指标要求其拉伸强度大于16．0 MPa，断裂伸长率大于250％．其他指标适当高于有关规范的要求。 　　3）二次衬砌防水。采用抗渗等级为P12的高性能双掺混凝土（掺粉煤灰和矿粉）。 　　4）施工缝及沉降缝（变形缝）的细部防水具体措施为：①施工缝防水：主隧道每10 m一个环向施工缝．服务洞则每12 m设一个环向施工缝。主隧道和服务隧道纵向左右边墙与仰拱衔接处各一条纵向施工缝。施工缝在防水板侧设带注浆管的背贴式止水带与防水板焊接，在二衬混凝土断面中部设带注浆管的遇水膨胀橡胶止水条，在二衬混凝土表面设深3．8 cm、宽2．5 cm的水泥基渗透结晶型防水涂料带。纵向施工缝和环向相交处是容易出现渗漏水的地方，各在四个方向1．2～1．5 m范围内涂设P20l遇水膨胀液型密封剂。②变形缝防水：在土石分界处、结构变化处设置变形缝。除在靠防水板侧设带注浆管的背贴式止水带之外．在二衬混凝土中部设带注浆管的中埋式橡胶止水带，在二衬混凝土表面施作不小于3 cm深的聚氨酯密封胶。 1 / 1 1 / 1