CN109026043A - 一种长距离水下隧道矿山盾构动态自联合敷设型式及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种长距离水下隧道矿山盾构动态自联合敷设型式及方法,两个所述车站之间设有陆域盾构段、岸边施工风井、水域硬岩矿山段、工法对接段、水域土层盾构段;所述陆域盾构段、岸边施工风井、水域硬岩矿山段、工法对接段、水域土层盾构段依次相连;所述陆域盾构段、水域土层盾构段分别与邻近的车站接通;施工两端车站和岸边施工风井,施工斜井的施工,施工正线区间,施工陆域盾构段和水域土层盾构段,水域矿山段和盾构段相向施工。本发明可达到适应复杂地层环境,工艺简单、便于操作、安全可靠的有益效果。
Description
技术领域
本发明属于城市轨道交通工程设计与施工技术领域,涉及一种轨道交通区间隧道在长距离穿越水域或海底时,基于不同地质条件采用矿山法与盾构法动态自联合敷设型式和相应的设计施工方法,特别涉及一种长距离水下隧道矿山盾构动态自联合敷设型式及方法。
背景技术
随着我国经济的发展,需要更多便利的交通设施来适应发展的需要。越来越多地区和城市规划或正在建设穿江越海的交通工程,而安全性能好、对环境影响小的地下隧道型式更多的被采用。目前修建水下隧道常用的施工方法主要有以下几种:矿山法、盾构法、TBM法、沉管法、围堰明挖法等,各种施工方法的选择主要依据工程地质和水文条件、隧道断面尺寸、长度、施工技术水平、两岸建筑物和隧道功能需要等因素综合研究确定,同时要求所选择的施工方法应体现出安全适用、技术先进和经济合理。
沉管法和围堰法属于在水域中的明挖法,施工快速,但明挖法需在水域内进行施工作业,对所述水域或海域的生态环境有一定影响,同时对航线、锚地、港口等都有一定的影响。矿山法和盾构法作为暗挖工法,对周边环境影响小,在城市隧道和地下工程中采用较多,在水下隧道中也都被较多的采用。盾构法在深堆积中等软弱的不透水地层中最为适用,因而在港湾下的浅水区和沿海地带经常采用。盾构水底隧道最为集中的地点在纽约,其在赫德森河、东河、哈莱姆河下采用盾构施工了39座隧道。1989年日本首先采用八台直径为14.14m的超大型泥水平衡盾构施工东京湾公路隧道。我国应用盾构施工技术始于20世纪50年代末,如黄浦江水底隧道(φ10.2m、φ11.32m)、武汉长江隧道(φ11m)、广深港客运专线狮子洋隧道(φ10.8m)等。矿山法是国内外修建隧道和其它工程常用的施工方法。世界上已建最长的矿山法海底隧道是日本的青函海底隧道,全长54km,采用矿山法修建海底隧道最多的国家是挪威,累计总长度超过100km。国内矿山法也成功地修建了多条越江(河)隧道,例如青岛胶州湾隧道、武广客运专线浏阳河隧道、长沙营盘路过江隧道以及厦门翔安隧道等。
根据目前工程实践经验,盾构法特别适合于软土(或软岩)地层,在软弱地层中具有掘进速度快、施工风险小的优势,但对于全断面硬岩、软硬不均地层或断层破碎带,相对于矿山法其掘进速度不占优势,同时,对地质勘察的准确性要求比较高,一旦发生险情或事故,能够采取的措施有限。采用矿山法隧道修建水下隧道,其地层宜位于岩石中,岩石稳定和强度高较好,为尽量避免软弱地层,隧道一般采用深埋方式。矿山法机动灵活,实施组织方便,造价低,但控制地层变形能力稍差,在水下富水软弱地层中施工困难。轨道交通水下隧道根据具体的地质条件,选择盾构法或者矿山法进行施工。
但当穿越水域的轨道交通海底隧道或水下隧道经过的地层条件差别较大时,如受地质构造影响,一边是以硬岩为主的岩石地层,一边是以第四系或全强风化地层为主的软弱透水地层,施工方法的选择就比较困难了。目前解决的方案一般有两种:一是采用围堰明挖或沉管法,明挖的方式回避地质条件的问题,但是此种方法对环境影响大,如存在限制条件将无法实施,同时沉管法投资也更多,经济上不合理;二是采用盾构和矿山两种不同施工方法,在地层变换分界处的水域设置人工岛,在人工岛上修建竖井,通过竖井组织盾构接收,分段实施整个隧道。但是人工岛影响航道通行,投资费用和施工难度都将显著增加,水深较深时无法实现。所以在海底或水下轨道交通隧道采用两种工法时,一般也都是在岸边设置竖井,实现盾构法和矿山法的连接。
从上面的分析可以看出,当海域地层条件差别较大时,采用传统的施工方法和组织方式很难解决,采取的措施都必须对水域进行干扰,施工难度和风险都很大。而且轨道交通水下隧道采用单一盾构法存在施工组织不灵活和效率低明显缺点,盾构一旦出现问题没有好的应对解决方案,影响整个工程进度。基于软硬不同地层条件,为提高施工组织灵活性和效率,减小施工风险,提出一种矿山盾构自联合敷设方式,矿山法施工硬岩地段、盾构法施工软弱围岩地段、两种工法在水底洞内实现自身对接,而且可以动态调节不同工法长度,不影响环境,拓展水下长距离隧道的敷设方式和施工组织方法。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的传统单一工法组织差异很大,在地层水下隧道施工中存在的不足技术问题,提供一种长距离水下隧道矿山盾构动态自联合敷设型式及方法,可达到适应复杂地层环境,工艺简单、便于操作、安全可靠的有益效果。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种长距离水下隧道矿山盾构动态自联合敷设型式,包括车站(1)、陆域盾构段(12)、岸边施工风井(13)、水域硬岩矿山段(14)、工法对接段(15)、水域土层盾构段(16);
两个所述车站(1)之间设有陆域盾构段(12)、岸边施工风井(13)、水域硬岩矿山段(14)、工法对接段(15)、水域土层盾构段(16);所述陆域盾构段(12)、岸边施工风井(13)、水域硬岩矿山段(14)、工法对接段(15)、水域土层盾构段(16)依次相连;所述陆域盾构段(12)、水域土层盾构段(16)分别与邻近的车站(1)接通;
所述陆域盾构段(12)为双线分离设置的两个单线标准盾构区间,采用管片衬砌结构,以一定间隔设置陆域段联络通道(8);
所述岸边施工风井(13)设于水域(101)岸边陆地,采用矩形框架多层结构;
所述水域硬岩矿山段(14)为双线分离设置的两个单线矿山法区间,采用马蹄形断面,复合式衬砌结构;所述水域硬岩矿山段(14)设有水域矿山段隧道(5);所述水域硬岩矿山段(14)的一侧设有施工斜井(3);
所述水域硬岩矿山段(14)与水域土层盾构段(16)之间通过工法对接段(15)连接;
所述水域土层盾构段(16)设有水域盾构段隧道(9);所述水域土层盾构段(16)设有水域盾构段联络通道(10);所述陆域盾构段(12)设有陆域隧道(7);所述水域矿山段隧道(5)靠近施工斜井(3)设有斜井施工通道(4);所述工法对接段(15)设有对接段隧道(11)。
作为优选,所述陆域盾构段的双线线间距为15m;所述陆域段联络通道(8)双洞之间间隔不大于600m;所述陆域盾构段根据地层情况设置,若地质条件基本为中微风化硬岩地层,则采用分离设置的两个单线标准矿山法区间。
作为优选,所述陆域盾构段(12)和水域硬岩矿山段(14)通过岸边施工风井(13)连接;所述岸边施工风井(13)提供盾构组织和矿山法段施工工作面。
作为优选,所述水域硬岩矿山段(14)所处地层为中微风化地层,线间距17m。
作为优选,所述水域硬岩矿山段(14)中的两个单线矿山法区间之间通过多个水域矿山段联络通道(6)连接;所述水域矿山段联络通道(6)间距为300~600m;所述水域矿山段联络通道(6)设有废水泵房排放地下水。
作为优选,所述工法对接段(15)位于较好围岩地段,先采用矿山法施工长20m左右封闭箱体,盾构机掘进进入封闭箱体后分段拆除盾构机各组成部件,盾构机外壳埋于地层中,然后再模筑二次钢筋混凝土衬砌连接水域硬岩矿山段(14)与水域土层盾构段(16)结构。
作为优选,所述水域盾构段隧道(9)所处地层为第四系地层或全强风化软弱地层,为双线分离设置的两个单线盾构区间,线间距17m,采用管片衬砌结构,双洞之间间隔不大于600m,设置海域联络通道。
作为优选,所述施工斜井(3),用于水域矿山段隧道(5)的施工,同时运营阶段可兼做防灾逃生通道;所述施工斜井(3)采用矿山法施工,复合式衬砌。
作为优选,纵断面采用V型坡布置,最大纵坡30%,将隧道设置于分段的均一地层。
一种长距离水下隧道矿山盾构动态自联合敷设方法,包括以下步骤:
(1)采用明挖法施工两端车站和岸边施工风井;
(2)采用矿山法进行施工斜井的施工,施工斜井采用马蹄形断面,施工采用台阶法开挖;
(3)施工斜井施工至水域硬岩矿山段的正线区间后,开挖施工斜井对应的联络通道连接左右线正线区间,然后由四个工作面分别向水域和陆域施工硬岩矿山段的正线区间;采用矿山法施工正线区间时,如局部段落遇到软弱围岩时,可采取超前预注浆堵水加固地层的方式通过;
(4)两端车站和岸边施工风井施工完成后,组织盾构机始发施工陆域盾构段和水域土层盾构段;陆域盾构段采用土压平衡式盾构机,从端头车站始发,到施工风井处接收;水域土层盾构段采用泥水平衡式复合盾构机,刀盘可拆卸、刀具配置具备破岩能力,从端头车站组织始发向水域中部掘进;
(5)水域矿山段和盾构段相向施工,在水域中部施工至工法对接段,工法对接段位置可根据地质情况和矿山段、盾构段的施工情况动态确定;先从水域矿山法段施工好对接封闭箱体,盾构到达预定对接位置,盾构机刀盘破除封闭混凝土箱体结构端墙,掘进至封闭箱体前端端墙位置,拼装盾构管片,拆解盾构机,将盾构机壳钢板留置在洞中,再模筑二次钢筋混凝土衬砌连接矿山段和盾构段管片结构;
(6)采用矿山法施工水域矿山段和盾构段两个隧道之间的联络通道和泵房等设施,即完成水下隧道矿山盾构自联合敷设的施工。
与现有技术相比,本发明所具有的有益效果是:本发明可以避免复杂、投资大的水中筑岛工程,对环境影响小;可以适应复杂地层环境,根据不同地质条件选择适合的施工方法,并在施工过程中实时调节,最大程度降低施工安全风险;工艺简单、便于操作、安全可靠,施工组织更为灵活,适用范围广。
附图说明
图1为本发明的长距离水下隧道平面敷设示意图;
图2为本发明中长距离水下隧道纵断面示意图;
图3为本发明中矿山段横断面示意图;
图4为本发明中盾构段横断面示意图;
图5为本发明中工法对接横断面示意图;
图6为本发明中水下隧道矿山盾构动态自联合施工示意图。
图中1-车站,2-通风竖井,3-施工斜井,4-斜井施工通道,5-水域矿山段隧道,6-水域矿山段联络通道,7-陆域隧道,8-陆域段联络通道,9-水域盾构段隧道,10-水域盾构段联络通道,11-对接段隧道,12-陆域盾构段,13-岸边施工风井,14-水域硬岩矿山段,15-工法对接段,16-水域土层盾构段,101-水域,102-地层分界线,103-硬岩地层,104-软土岩地层。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。
本发明的实施例公开了一种长距离水下隧道矿山盾构动态自联合敷设型式及方法,如图所示,其包括车站1、陆域盾构段12、岸边施工风井13、水域硬岩矿山段14、工法对接段15、水域土层盾构段16;
两个车站1之间设有陆域盾构段12、岸边施工风井13、水域硬岩矿山段14、工法对接段15、水域土层盾构段16;陆域盾构段12、岸边施工风井13、水域硬岩矿山段14、工法对接段15、水域土层盾构段16依次相连;陆域盾构段12、水域土层盾构段16分别与邻近的车站1接通;
陆域盾构段12为双线分离设置的两个单线标准盾构区间,采用管片衬砌结构,以一定间隔设置陆域段联络通道8;
岸边施工风井13设于水域101岸边陆地,采用矩形框架多层结构;
水域硬岩矿山段14为双线分离设置的两个单线矿山法区间,采用马蹄形断面,复合式衬砌结构;水域硬岩矿山段14设有水域矿山段隧道5;水域硬岩矿山段14的一侧设有施工斜井3;
水域硬岩矿山段14与水域土层盾构段16之间通过工法对接段15连接;
水域土层盾构段16设有水域盾构段隧道9;水域土层盾构段16设有水域盾构段联络通道10;陆域盾构段12设有陆域隧道7;水域矿山段隧道5靠近施工斜井3设有斜井施工通道4;工法对接段15设有对接段隧道11。
本实施例中,陆域盾构段的双线线间距为15m;陆域段联络通道8双洞之间间隔不大于600m;陆域盾构段根据地层情况设置,若地质条件基本为中微风化硬岩地层,则采用分离设置的两个单线标准矿山法区间。
本实施例中,陆域盾构段12和水域硬岩矿山段14通过岸边施工风井13连接;岸边施工风井13提供盾构组织和矿山法段施工工作面。
本实施例中,水域硬岩矿山段14所处地层为中微风化地层,线间距17m。
本实施例中,水域硬岩矿山段14中的两个单线矿山法区间之间通过多个水域矿山段联络通道6连接;水域矿山段联络通道6间距为300~600m;水域矿山段联络通道6设有废水泵房排放地下水。
本实施例中,工法对接段15位于较好围岩地段,先采用矿山法施工长20m左右封闭箱体,盾构机掘进进入封闭箱体后分段拆除盾构机各组成部件,盾构机外壳埋于地层中,然后再模筑二次钢筋混凝土衬砌连接水域硬岩矿山段14与水域土层盾构段16结构。
本实施例中,水域盾构段隧道9所处地层为第四系地层或全强风化软弱地层,为双线分离设置的两个单线盾构区间,线间距17m,采用管片衬砌结构,双洞之间间隔不大于600m,设置海域联络通道。
本实施例中,施工斜井3,用于水域矿山段隧道5的施工,同时运营阶段可兼做防灾逃生通道;施工斜井3采用矿山法施工,复合式衬砌。
本实施例中,纵断面采用V型坡布置,最大纵坡30%,将隧道设置于分段的均一地层。
一种长距离水下隧道矿山盾构动态自联合敷设方法,包括以下步骤:
(1)采用明挖法施工两端车站和岸边施工风井;
(2)采用矿山法进行施工斜井的施工,施工斜井采用马蹄形断面,施工采用台阶法开挖;
(3)施工斜井施工至水域硬岩矿山段的正线区间后,开挖施工斜井对应的联络通道连接左右线正线区间,然后由四个工作面分别向水域和陆域施工硬岩矿山段的正线区间;采用矿山法施工正线区间时,如局部段落遇到软弱围岩时,可采取超前预注浆堵水加固地层的方式通过;
(4)两端车站和岸边施工风井施工完成后,组织盾构机始发施工陆域盾构段和水域土层盾构段;陆域盾构段采用土压平衡式盾构机,从端头车站始发,到施工风井处接收;水域土层盾构段采用泥水平衡式复合盾构机,刀盘可拆卸、刀具配置具备破岩能力,从端头车站组织始发向水域中部掘进;
(5)水域矿山段和盾构段相向施工,在水域中部施工至工法对接段,工法对接段位置可根据地质情况和矿山段、盾构段的施工情况动态确定;先从水域矿山法段施工好对接封闭箱体,盾构到达预定对接位置,盾构机刀盘破除封闭混凝土箱体结构端墙,掘进至封闭箱体前端端墙位置,拼装盾构管片,拆解盾构机,将盾构机壳钢板留置在洞中,再模筑二次钢筋混凝土衬砌连接矿山段和盾构段管片结构;
(6)采用矿山法施工水域矿山段和盾构段两个隧道之间的联络通道和泵房等设施,即完成水下隧道矿山盾构自联合敷设的施工。
本实施例中,根据地层条件的不同选择不同的施工工法,矿山和盾构工法通过所述对接段在水域下部地层中联通,水域上部不再设置任何构造设施。所述陆域盾构段、岸边施工风井、水域硬岩矿山段、工法对接段和水域土层盾构段可根据水下隧道的具体地层分布情况分段调整组合,岩质地层采用矿山法、软弱地层采用盾构法,联合敷设形成整个水下隧道。工法对接段的位置可以根据两边的盾构法隧道和矿山法隧道施工情况和地质条件动态调整,根据工程进展实时调节两边隧道长度,以保证工程以最优的状态进展。
本实施例中,岸边施工风井(13)可作为轨道交通区间运营期间的通风竖井(2)。
本实施例中,硬岩和软弱围岩分别采取适应性好的矿山和盾构工法,且盾构法可在水下和矿山法实现自身连接、动态调整,不影响水面环境,拓展了水下隧道敷设方式和组织形式,节省工程造价。
实施例1
以轨道交通穿越水域区间为例,包括按顺序进行的下列步骤:
(1)采用明挖法施工两端车站,车站一般为地下两层车站或地下三层车站,开挖深度14~20m。车站结构采用矩形框架结构,端墙预留盾构始发施工或接收施工条件;
(2)采用明挖法施工岸边通风竖井,风井沿线路方向长度16m、宽度25m,根据深度设置为地下四层或更多,矩形框架结构,风井两侧端墙预留盾构和矿山法开洞施工条件;
(3)采用口部明挖+深部矿山法进行施工斜井的施工。明挖段采用矩形框架结构,暗挖段采用复合式衬砌结构、马蹄形断面,断面宽度6.7m、高度7.5m。施工采用台阶法开挖;
上述车站、风井、斜井可分工区同时组织施工。
(4)施工斜井施工至水域硬岩矿山段的正线区间后,开挖施工斜井对应的施工联络通道连接左右线正线区间,然后由四个工作面分别向水域和陆域施工硬岩矿山段的正线区间隧道;水域矿山法隧道断面宽度8.1m、高度9.5m;采用矿山法施工水域矿山段隧道时,如局部段落遇到软弱围岩时,可采取超前预注浆堵水加固地层的方式通过;
(5)两端车站和岸边通风竖井施工完成后,组织盾构机始发施工陆域盾构段隧道和水域土层盾构段隧道。盾构段隧道结构外径6.7m。陆域隧道施工采用土压平衡式盾构机,从端头车站始发,到施工风井处接收;水域土层盾构段隧道施工采用泥水平衡式复合盾构机,刀盘可拆卸、刀具配置具备破岩能力,从端头车站组织始发向水域中部掘进;
(6)水域矿山段和盾构段相向施工,在水域中部施工至工法对接段,工法对接段位置可根据地质情况和矿山段、盾构段的施工情况动态确定。先从水域矿山法段施工好对接封闭箱体隧道,对接段隧道宽度8.5m、高度8.5m。盾构到达预定对接位置,盾构机刀盘破除封闭混凝土箱体结构端墙,掘进至封闭箱体前端端墙位置,拼装盾构管片,拆解盾构机,将盾构机壳钢板留置在洞中,再模筑二次钢筋混凝土衬砌连接矿山段和盾构段管片结构;
(7)采用矿山法施工不同工法段落两个隧道之间的水域矿山段联络通道、陆域段联络通道和水域盾构段联络通道及泵房等设施,即完成水下隧道矿山盾构动态自联合敷设的施工。
实施例2
如图1-图6所示,以轨道交通穿越水域区间为例,左侧陆域隧道穿越地层为硬岩地层时,采用矿山法施工,包括按顺序进行的下列步骤:
(1)采用明挖法施工两端车站,车站一般为地下两层车站或地下三层车站,开挖深度14~20m。车站结构采用矩形框架结构,左侧车站端墙预留盾构始发施工条件;
(2)采用明挖法或导管井壁法施工岸边通风竖井,风井沿线路方向长度8m、宽度12m,横断面为矩形结构,风井两侧端墙预留矿山法开洞施工条件;
(3)采用口部明挖+深部矿山法进行施工斜井的施工。明挖段采用矩形框架结构,暗挖段采用复合式衬砌结构、马蹄形断面,断面宽度6.7m、高度7.5m。施工采用台阶法开挖;
上述车站、风井、斜井可分工区同时组织施工。
(4)施工斜井施工至水域硬岩矿山段的正线区间后,开挖施工斜井对应的施工联络通道连接左右线正线区间,然后由四个工作面分别向水域和陆域施工硬岩矿山段的正线区间隧道;水域矿山法隧道断面宽度6.2m、高度6.5m;采用矿山法施工水域矿山段隧道时,如局部段落遇到软弱围岩时,可采取超前预注浆堵水加固地层的方式通过;通风竖井施工完成后,组织陆域矿山法隧道施工,陆域隧道断面宽度6.2m、高度6.5m。
(5)右端车站施工完成后,组织盾构机始发水域土层盾构段隧道。盾构段隧道结构外径6.2m。水域土层盾构段隧道施工采用泥水平衡式复合盾构机,刀盘可拆卸、刀具配置具备破岩能力,从右侧端头车站组织始发向水域中部掘进;
(6)水域矿山段和盾构段相向施工,在水域中部施工至工法对接段,工法对接段位置可根据地质情况和矿山段、盾构段的施工情况动态确定。先从水域矿山法段施工好对接封闭箱体隧道,对接段隧道宽度6.5m、高度8.0m。盾构到达预定对接位置,盾构机刀盘破除封闭混凝土箱体结构端墙,掘进至封闭箱体前端端墙位置,拼装盾构管片,拆解盾构机,将盾构机壳钢板留置在洞中,再模筑二次钢筋混凝土衬砌连接矿山段和盾构段管片结构;
(7)采用矿山法施工不同工法段落两个隧道之间的水域矿山段联络通道、陆域段联络通道和水域盾构段联络通道及泵房等设施,即完成水下隧道矿山盾构动态自联合敷设的施工。
以上通过实施例对本发明进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的示例性实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。本发明的保护范围由权利要求书限定。凡利用本发明所述的技术方案,或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下,在本发明的实质和保护范围内,设计出类似的技术方案而达到上述技术效果的,或者对申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖保护范围之内。应当注意,为了清楚的进行表述,本发明的说明中省略了部分与本发明的保护范围无直接明显的关联但本领域技术人员已知的部件和处理的表述。
Claims (10)
1.一种长距离水下隧道矿山盾构动态自联合敷设型式,其特征在于,包括车站(1)、陆域盾构段(12)、岸边施工风井(13)、水域硬岩矿山段(14)、工法对接段(15)、水域土层盾构段(16);
两个所述车站(1)之间设有陆域盾构段(12)、岸边施工风井(13)、水域硬岩矿山段(14)、工法对接段(15)、水域土层盾构段(16);所述陆域盾构段(12)、岸边施工风井(13)、水域硬岩矿山段(14)、工法对接段(15)、水域土层盾构段(16)依次相连;所述陆域盾构段(12)、水域土层盾构段(16)分别与邻近的车站(1)接通;
所述陆域盾构段(12)为双线分离设置的两个单线标准盾构区间,采用管片衬砌结构,以一定间隔设置陆域段联络通道(8);
所述岸边施工风井(13)设于水域(101)岸边陆地,采用矩形框架多层结构;
所述水域硬岩矿山段(14)为双线分离设置的两个单线矿山法区间,采用马蹄形断面,复合式衬砌结构;所述水域硬岩矿山段(14)设有水域矿山段隧道(5);所述水域硬岩矿山段(14)的一侧设有施工斜井(3);
所述水域硬岩矿山段(14)与水域土层盾构段(16)之间通过工法对接段(15)连接;
所述水域土层盾构段(16)设有水域盾构段隧道(9);所述水域土层盾构段(16)设有水域盾构段联络通道(10);所述陆域盾构段(12)设有陆域隧道(7);所述水域矿山段隧道(5)靠近施工斜井(3)设有斜井施工通道(4);所述工法对接段(15)设有对接段隧道(11)。
2.根据权利要求1所述的一种长距离水下隧道矿山盾构动态自联合敷设型式,其特征在于,所述陆域盾构段的双线线间距为15m;所述陆域段联络通道(8)双洞之间间隔不大于600m;所述陆域盾构段根据地层情况设置,若地质条件基本为中微风化硬岩地层,则采用分离设置的两个单线标准矿山法区间。
3.根据权利要求1所述的一种长距离水下隧道矿山盾构动态自联合敷设型式,其特征在于,所述陆域盾构段(12)和水域硬岩矿山段(14)通过岸边施工风井(13)连接;所述岸边施工风井(13)提供盾构组织和矿山法段施工工作面。
4.根据权利要求1所述的一种长距离水下隧道矿山盾构动态自联合敷设型式,其特征在于,所述水域硬岩矿山段(14)所处地层为中微风化地层,线间距17m。
5.根据权利要求1所述的一种长距离水下隧道矿山盾构动态自联合敷设型式,其特征在于,所述水域硬岩矿山段(14)中的两个单线矿山法区间之间通过多个水域矿山段联络通道(6)连接;所述水域矿山段联络通道(6)间距为300~600m;所述水域矿山段联络通道(6)设有废水泵房排放地下水。
6.根据权利要求1所述的一种长距离水下隧道矿山盾构动态自联合敷设型式,其特征在于,所述工法对接段(15)位于较好围岩地段,模筑二次钢筋混凝土衬砌连接水域硬岩矿山段(14)与水域土层盾构段(16)结构。
7.根据权利要求1所述的一种长距离水下隧道矿山盾构动态自联合敷设型式,其特征在于,所述水域盾构段隧道(9)所处地层为第四系地层或全强风化软弱地层,为双线分离设置的两个单线盾构区间,线间距17m,采用管片衬砌结构,双洞之间间隔不大于600m,设置海域联络通道。
8.根据权利要求1所述的一种长距离水下隧道矿山盾构动态自联合敷设型式,其特征在于,所述施工斜井(3),用于水域矿山段隧道(5)的施工,同时运营阶段可兼做防灾逃生通道;所述施工斜井(3)采用矿山法施工,复合式衬砌。
9.根据权利要求1所述的一种长距离水下隧道矿山盾构动态自联合敷设型式,其特征在于,纵断面采用V型坡布置,最大纵坡30%,将隧道设置于分段的均一地层。
10.根据权利要求1所述的一种长距离水下隧道矿山盾构动态自联合敷设方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)采用明挖法施工两端车站和岸边施工风井;
(2)采用矿山法进行施工斜井的施工,施工斜井采用马蹄形断面,施工采用台阶法开挖;
(3)施工斜井施工至水域硬岩矿山段的正线区间后,开挖施工斜井对应的联络通道连接左右线正线区间,然后由四个工作面分别向水域和陆域施工硬岩矿山段的正线区间;采用矿山法施工正线区间时,如局部段落遇到软弱围岩时,可采取超前预注浆堵水加固地层的方式通过;
(4)两端车站和岸边施工风井施工完成后,组织盾构机始发施工陆域盾构段和水域土层盾构段;陆域盾构段采用土压平衡式盾构机,从端头车站始发,到施工风井处接收;水域土层盾构段采用泥水平衡式复合盾构机,刀盘可拆卸、刀具配置具备破岩能力,从端头车站组织始发向水域中部掘进;
(5)水域矿山段和盾构段相向施工,在水域中部施工至工法对接段,工法对接段位置可根据地质情况和矿山段、盾构段的施工情况动态确定;先从水域矿山法段施工好对接封闭箱体,盾构到达预定对接位置,盾构机刀盘破除封闭混凝土箱体结构端墙,掘进至封闭箱体前端端墙位置,拼装盾构管片,拆解盾构机,将盾构机壳钢板留置在洞中,再模筑二次钢筋混凝土衬砌连接矿山段和盾构段管片结构;
(6)采用矿山法施工水域矿山段和盾构段两个隧道之间的联络通道和泵房等设施,即完成水下隧道矿山盾构自联合敷设的施工。
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