狮子洋复合地层盾构掘进姿态控制与对接技术

一、成果简介

广深港客运专线狮子洋隧道位于东涌站——虎门站区间，隧道全长10800m，是目前国内隧道中最长、标准最高的水底隧道，同时也是世界上速度目标值最高的水底隧道，是广深港客运专线的控制性工程。狮子洋隧道为大断面水底隧道，穿越复合地层，岩性变化频繁，物理力学特性差异大，基岩风化界面起伏大，断层破碎带分布密集，含水量差异明显，工程难度大，风险因素多。

本项目针对狮子洋隧道复合地层盾构法施工中的关键技术开展研究，对保障工程顺利实施，实践并掌握水下隧道盾构法修建技术，积累水下隧道盾构设计与施工经验，以及研究复合地层盾构施工技术均有重要意义。

本项目包括6个子课题，其技术突破及技术创新点如下。

（一）复合地层超长距离盾构隧道线性测量控制与管片拼装姿态、盾构掘进姿态的动态管理技术研究

1．超长距离盾构隧道线性控制测量技术。

2．盾构姿态控制技术，管片拼装姿态动态管理技术。

3．注浆对已拼装隧道管片姿态的影响。

（二）狮子洋隧道暴露形式“一”字型地中对接技术研究

1.盾构机在复合地层中相向施工精确定位技术。

2.对接段复合地层的稳定性判定和加固技术。

3.盾构机的解体和盾壳的支撑加固技术。

（三）复合地层中泥水盾构超长距离掘进刀具的保护/更换与刀盘保护技术研究

 1.狮子洋隧道复合地层掘进盾构机刀盘的选型。

 2.刀具更换设计。

 3.刀具保护设计。

 4.盾构机穿越不同地层时，对刀盘刀具的保护技术。

 5.刀盘磨损的预防及修复。

6.刀盘刀具发生偏磨现象的判断及其应对措施。

7.盾构机刀具在超长距离掘进中的换刀技术。

（四）泥水盾构复合地层超长距离掘进盾尾保护技术研究

1.盾尾刷与油脂仓结构、材料研究。

2.油脂和指标比选，并结合现场使用情况分析总结。

3.盾尾风险评估，结合现场施工情况进行分析总结。

（五）复合地层条件下联络通道的施工技术与风险控制技术研究

1．各联络通道的地质、地层条件研究。

2．注浆加固技术、加固效果评价。

3．地下水含盐情况调查：获得地下水的盐分与含盐量。

4．地层改良效果调查：获得改良地层的透水系数，判断加固的均匀性。

5．含盐地层和加固改良地层的冻结温度(结冰温度)。

6．含盐地层和加固改良地层的未冻土和冻土的物理力学性质，主要是无侧限抗压强度、弹性模量和泊淞比等参数。

7．联络通道的开挖方法与施工技术。

（六）水下隧道渗流场分析及涌水预测

1. 收集现场地质和水文地质勘查等资料，通过分析狮子洋隧道区的地理、地质和水文地质条件，建立狮子洋隧道水文地质条件概念模型。

2. 建立隧道可能涌水区段的水文地质条件数学模型，动态模拟隧道开挖后的地下水渗流场，开展水下隧道水文地质条件的定量化评价。

3. 分析隧道采用不同的防排水设计(如疏导或封堵)时，衬砌可能承受的水压力，为隧道的安全施工和优化提供指导。

二、成果鉴定

三、合作单位

中铁十二局集团有限公司、中铁十二局集团第二工程有限公司、西南交通大学、广深港客专公司、铁道第四勘察设计院。

四、获奖

五、典型图片