汕头至汕尾铁路汕头湾海底隧道设计综述

汕头湾海底隧道为设计时速350 km的单洞双线高铁海底隧道,具有高水压(隧底最大水压力达0.97 MPa)、高侵蚀性(海域段落氯盐侵蚀环境等级L3)和高烈度地震区(8度地震区)的特点。隧道施工工法复杂,涉及矿山法(海域矿山法、陆域矿山法)、盾构法、明挖法、矿山法+盾构空推法。为进一步探究海底隧道的设计施工关键技术,对汕头至汕尾铁路汕头湾海底隧道设计及关键技术进行阐述,有效解决了盾构机整体无损拆解、穿活动断层带抗震抗断、阈值泄压限排、盾构接缝防水、穿越复合地层适应性、防灾疏散救援、隧道全生命周期健康监测等关键技术问题。

高压富水岩溶隧道底鼓变形演化机制及防控对策研究

当隧道穿越高压富水岩溶地层时,易发生衬砌开裂、底鼓及渗水等灾害。为探索隧道底鼓变形演化机理,建立高压富水岩溶隧道底鼓变形控制体系,采用现场测试、室内实验、数值模拟相结合的方法,分析了贵州省德江隧道高压富水段底鼓病害成因及孕育过程。研究发现:围岩中大型隐伏溶腔通过地层中复杂的岩溶管道网络与上伏暗河水源连通,导致隧道结构承受高达2.1 MPa外水压力;隧底基岩在水岩作用下劣化严重,饱和状态下基岩抗压强度仅为27.7 MPa,且其强度随浸泡时长增加而显著降低。数值计算揭示了高水压力是诱发隧道底鼓破坏的主要因素;基岩软化对隧底变形存在一定影响,但与高水压叠加效应不明显。基于此,总结提出以“限排、泄压”为主,“主动加固”为辅的高压富水岩溶隧道底鼓防控基本思路,具体为“预留控制砼室+集水管引排+注浆加固基底围岩”的联合控制程序。实现深部溶腔岩溶水的可控排放,消解隧底水压力,辅以注浆重塑隧底基岩,从而改善隧道结构应力环境。长期监测结果表明:隧道衬砌背后水压力较处治前减少了97%,隧道结构稳固。研究结果可为类似岩溶隧道底鼓病害控制提供参考。