[00333652]湛江湾跨海供水盾构隧道工程关键技术研究与应用

鉴江供水枢纽工程是向东海岛经济技术开发区钢铁项目、炼化项目以及外围工业及居民提供生产、生活用水的跨流域调水工程。湛江湾跨海管道北接南三岛,南连东海岛,跨海距离长2.75km,位于湛江港出海的咽喉要道,穿越湛江港30万t（远期45万t）龙腾航道,地理位置十分敏感,是目前穿越航道等级最高、亚洲最深人工航道的跨海管道工程。 本项目任务来源依托鉴江供水枢纽工程建设需要,属于2011年度广东省水利科技创新项目（项目编号2011-28）,项目经费自筹。 本项目属于水利工程领域跨海输水隧道盾构新技术的应用,是小直径盾构在高水压复杂软弱地质条件下的长距离掘进技术的突破。依托项目具有以下特点： 1)地理位置特殊,位于湛江港咽喉要道,航道等级高,且靠近锚地; 2)峡口水深大,最大水深近50m,隧道水下埋深60m,外水压力高达0.65MPa; 3)地质条件复杂,隧道穿越强透水砂层、软弱粘土层及粘土夹砂互层等不同类别地层,局部存在致密坚硬钙质铁质结核层; 4)小直径跨海盾构距离长,隧道单端掘进长2.75km; 5)工作井（盾构始发井、接收井）建筑深度大,且底板建筑在软弱地层上,需进行深厚地基加固（旋喷桩最大施工深度为60.5m）; 6)海水环境条件,设备及结构防腐蚀要求高等特点。在沿海软土地区修建高水压跨海输水盾构隧道工程,国内外尚未见有相同的工程案例。 项目依托工程也是我国首条跨海输水的盾构隧道,存在以下技术难点： 1)湛江湾入口航道繁忙,地理位置特殊,峡口水深、风高、浪急,海流条件复杂,跨海方案选择及地质勘察工作难度大; 2)本项目盾构设备要同时适应砂层、粘土层和粘土夹砂互层等多种复杂软弱地层条件,高水压条件下刀具更换困难,长距离掘进刀具耐磨性要求高,刀盘和刀具配置及盾构设备的适应性功能设计难度大;3)小直径盾构长距离掘进施工运输、交通、通风等难度较大,特别是在高水压复杂软弱地质条件下长距离掘进施工风险高,施工难度更大; 4)在海边强透水砂层及软弱地层中修建盾构始发井和接收井并在软弱地层的加固体中进行盾构机始发和接收施工难度大。 结合湛江湾跨海盾构隧道工程建设,课题通过国内外高水压越江（跨海）盾构隧道工程案例调研,开展盾构隧道工程选址选线及跨海方案的论证与优化;针对性开展复杂地质条件下长距离跨海高水压软土隧道的盾构设备选型及适应性设计;优化和完善高水压条件下的软土盾构隧道管片结构以及沿海软土地区深挖圆形竖井围护结构的设计理论和方法;对海边强透水砂层及软弱地层中修建盾构工作井及盾构机始发、接收和小直径盾构在跨海高水压复杂地质条件下长距离掘进等系列施工技术等进行了研究,为所依托工程的设计和施工提供指导,确保工程建设安全,也为今后类似盾构隧道工程的修建提供成套的关键技术。