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1、四、海峽隧道掘進施工英法海峽隧道工程由三條平行隧道構成,相鄰隧道中心軸線相隔15m。兩條單線鐵路區(qū)間隧道內徑7.6m;中間一條服務隧道內徑4.8m。每條隧道長47km,其中37km建在海底。三條隧道之間由橫向通道連接。這有利于隧道撤空、電器設備安裝、泵站建設和隧道內的氣流循環(huán)。法國一側的英法海峽隧道工程在布欣克地區(qū)開始動工,布欣克地區(qū)距海岸僅3200m。隧道穿越海岸東面的桑加特村莊,計劃在距桑加特隧道工作井15.8km的海底深處,同英國一側的隧道進行對接。(一)盾構初始推進在膨潤土水泥防水墻內,建造一個直徑55m、深65m的工作井。這樣的設計能確保在干燥條
2、件下開始工程建設,也能進行自動化工業(yè)裝卸設備的安裝。盾構掘進機部件從地面吊入工作井進行安裝。起初盾構掘進機長度為190m,然后逐漸增長至240m。這個新建工作井隨后改為施工人員的進人口。1.經由地質情況法國一側海峽隧道都在白堊泥灰?guī)r地層中掘進施工。白堊泥灰?guī)r在多佛和桑加特之間形成一個連續(xù)不斷的均勻厚層,白堊泥灰?guī)r層和下部的白堊紀砂巖層之間被泥灰質粘土層分開。海底隧道線路設置在藍色白堊巖床上,藍色白堊巖床屬塑性地層、中等滲透,粘土約占25%,適合于盾構掘進機開挖地工。這種藍色白堊巖地層在將近法國海岸時,就急劇下降到海岸下面,而隧道則往上穿越上層具有滲透性的灰
3、色和白色的白堊層,一直通至隧道出口處??傮w上講,法國一側的海底地質情況要比英國一側的復雜,而且又擁有多處斷層,海底隧道線路穿越多處含水的藍色白堊地層。該處地層傾角從英吉利海峽北面起開始逐漸增大。2.技術措施在隧道掘進中,采用了能進行閉胸式施工的盾構掘進機,因為這種盾構掘進機能在惡劣地層或含水地層中施工,無需事先實施地基加固處理。在海底復雜地層中施工時,使用混合式盾構掘進機。這種盾構掘進機在良好地層中能轉換成開啟式進行高速施工。當?shù)貙铀畨毫Ω呋驐l件差時,采用閉胸式盾構法施工,用液壓千斤頂推在盾尾已拼裝好的隧道襯砌上,使盾構掘進機向前推進。這些后位推進千斤頂固
4、定在裝有套筒頭的前部盾構上。當?shù)刭|條件良好和水壓降低或無水壓時。采用開啟式盾構法施工。盾構掘進機通過后盾上的側向液壓撐腳向前推進,隧道開挖掘進是套筒式可延伸切削頭沿線向鉆進。每次推進工作結束,側向液壓撐腳就縮回,盾構再推離已拼裝好的襯砌管片,向前移進。這些襯砌管片是在盾構開挖時拼裝的。五臺盾構掘進機在桑加特隧道工作井內安裝。三臺盾構掘進機從桑加特隧道工作井朝海底方向掘進,在15800m處同英國一側的盾構掘進機對接。另兩臺盾構掘進機用于法國一側的陸地隧道,第一臺盾構掘進機為服務隧道掘進3200m才能抵達隧道出口,第二臺盾構掘進機用于兩條鐵路區(qū)間隧道的掘進。3
5、.服務隧道超前探測作用服務隧道在英法海峽隧道工程中起著超前導洞的作用。在盾構掘進機里面,實施掘進鉆探和對地層特性進行量測,并記錄地質條件情況。同時也在盾構掘進機后面進行調查研究,以查明位于上部的藍色白堊地層和位于下部的泥灰質粘土層等地質情況,見圖9。在隧道掘進施工中,遭遇極其惡劣的地層和盾構掘進機發(fā)生問題時,根據(jù)需要對隧道實施全斷面注漿加固。橫向通道施工時,也同樣可在服務隧道里,向鐵路區(qū)間隧道的路線上進行注漿加固。這種施工設備也用于對連接鐵路區(qū)間隧道的橫向通道路線進行注漿加固。隧道襯砌采用預制鋼筋混凝土管片,襯砌周邊上設置氯丁橡膠接頭。盾構向前推進時。對隧
6、道襯砌和地層之間的環(huán)形空間進行注漿,以確保隧道襯砌圓環(huán)在原地牢固地穩(wěn)定住。注漿是通過設在盾尾部位的管道,直接對盾構掘進機后面進行注漿加固。盾構全斷面切削大刀盤在電動馬達的驅動下,進行開挖掘進。旋轉切削大刀盤上配置8條扭臂,上面裝有一些中心切削刀頭。扭臂和中心切削刀頭用于支撐并切削地層斷面。8條扭臂的未端裝有刮鑿,用于刮鑿地層和開挖艙內堆聚泥土。朝陸地方向推進的盾構掘進機配置一個中央螺旋輸送機,有利于在潮濕地層施工時,移去白堊層土塞。在陸地一側的隧道,旋轉切削刀盤由整體盾構帶動,隧道長度在圓體盾尾后面延伸,預制襯管片就在盾尾內拼裝。旋轉切削刀盤、盾構和盾尾在
7、掘進施工時,是通過液壓千斤頂推離已經拼裝好的隧道襯砌,向前移動。在海底一側的隧道,旋轉切削刀盤由盾構前部導向控制的套筒式切削頭帶動,液壓千斤頂對盾構的后面部分施加壓力。后部盾構四置惻向液壓撐腳,在盾尾內進行襯砌管片拼裝,并向前推進。隧道掘進施工表明,白堊地層的狀況有著相當大的差別,差別取決于地層中的粘土和含水量、斷層的地下水狀況。這就德要在盾構切削頭機械工具的定位和掘進方法等方面多加完善。其它的適應改進措施也是必不可少的。特別是碰到相當干旱的地層,需要采取干出土。這種相同情形也可能存在于英國一側的藍色堊地層中。(二)盾構穿越含水斷裂層英法海峽隧道工程施工的
8、全部長度中,除由6臺盾構掘進機施工的隧道工程長度以外,還需要設置一