国内首座地处8度地震烈度区的
超大直径越海盾构隧道
汕头海湾隧道东线顺利贯通
汕头海湾隧道是汕头市政府和中信集团合作实施的PPP项目,位于海湾大桥和礐石大桥之间,由海底隧道、南滨南路立交及北岸接线
工程组成,全长6680米,双向六车道,盾构施工段长3047.5米。

因其地质复杂、施工难度极大,钱七虎、孙钧、周福霖、王复明、陈湘生等院士多次到现场把脉指导,称之为“世界级超级
工程”。
海湾隧道施工有多难?
盾构机在复合地层掘进时通常遇到孤石或基岩时要进行预爆破处理,处理后盾构机才能通过。海湾隧道基岩凸起段位于主航道下方,如处理,时间长、风险大且影响航运。海湾隧道穿越海底范围内有大量高强度的孤石和三段总长184米基岩凸起段,具有“大、高、硬、浅、险”等特点。

海湾隧道穿越基层岩石横截图。

汕头海湾隧道。
“大”是指采用的盾构机直径达15.03米,属于超大直径;
“高”是指海湾隧道处于高地震烈度区,达到8度;
“硬”是指岸上段孤石和海中基岩段,岩石的强度高;
“浅”是指盾构机上方覆盖层厚度薄,没有达到通常要求的盾构机直径一倍以上;
“险”是指海湾隧道地质复杂,施工难度大,安全风险高,尤其是海湾隧道处于软硬不均地层,特别是三段长达184米基岩凸起段。

东线盾构机。
海湾隧道使用的泥水盾构机采用最先进的常压刀盘技术,做到了可破岩、可稳定开挖面、可监视刀具磨损情况,采用直接通过的方式通过基岩凸起段,东线盾构机已通过,西线正在通过第三段基岩凸起段,开创了复杂环境、复杂地质条件盾构机直接掘进基岩的技术路线。
自2018年4月17日东线盾构正式掘进以来,中铁隧道局建立了钱七虎、孙钧等院士专家团队,在现场设立了周福霖、陈湘生院士工作室,多次邀请行业专家到现场,讨论盾构施工遇到的难题。

东线盾构如何接收?
值得一提的是,由于盾构接收段紧邻汕头海湾,地质条件复杂,接收风险高,此次东线盾构采用水中接收施工工法。
盾构贯通演示动画。
“这是我们项目部先后召开了5次专家论证会,邀请院士、专家对盾构接收方案进行评估,并最终确定采用水中接收施工工法。”海湾隧道南岸工区土木副总工程师周天顺说,盾构到达前需完成接收端头土体加固、接缝止水、井内接收基座、封堵墙浇筑、洞门钢筋剥除、回填砂回灌水等准备工作。盾构接收段掘进依次通过北岸堤坝、接收端头加固体、洞门地连墙、井内回填砂段。
在北岸盾构接收井现场可以观察到,东西两线分别有各自的接收井,一个接收井东西向宽50米,南北向长30米,深33米。周天顺说,这个深度相当于11层楼高。

北岸盾构接收井施工现场。

北岸工区盾构接收井施工现场。
据周天顺介绍,在最后的掘进部分,盾构机将以每分钟20毫米的掘进速度通过端头加固体,最后进行地连墙掘进。当地连墙厚度仅剩余约0.1米时,在盾构机刀具切削挤压的作用,地连墙破碎成块体从上至下掉落在刀盘前方。盾构刀盘破壳而出,整个刀盘全部通过地连墙,即东线隧道贯通。

在盾尾到达地连墙后进行第一次停机,井内二次回填砂,保障注浆填充效果;盾尾离开主体墙0.85米时再次停机,井内分层降水清砂,封堵洞门,两者交替施工,最终完全封闭接收洞门。最后盾构机空推至井内拆机位,在西线盾构机到达后同步拆解转场。

西线隧道预计8月贯通
据悉,东西两线由中铁隧道局采用一台国产盾构、一台进口盾构同向施工、同步掘进。东线隧道贯通后,西线隧道的进展自然成为关注焦点。