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复杂条件下地铁跨海隧道土建设计方案研究

朱剑 李兴盛 王建

朱剑, 李兴盛, 王建. 复杂条件下地铁跨海隧道土建设计方案研究[J]. 岩土工程技术, 2021, 35(4): 222-227. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2021.04.003
引用本文: 朱剑, 李兴盛, 王建. 复杂条件下地铁跨海隧道土建设计方案研究[J]. 岩土工程技术, 2021, 35(4): 222-227. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2021.04.003
Zhu Jian, Li Xingsheng, Wang Jian. Civil Design Scheme of Subsea Tunnel Under Complex Conditions[J]. GEOTECHNICAL ENGINEERING TECHNIQUE, 2021, 35(4): 222-227. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2021.04.003
Citation: Zhu Jian, Li Xingsheng, Wang Jian. Civil Design Scheme of Subsea Tunnel Under Complex Conditions[J]. GEOTECHNICAL ENGINEERING TECHNIQUE, 2021, 35(4): 222-227. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2021.04.003

复杂条件下地铁跨海隧道土建设计方案研究

doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2021.04.003
详细信息
    作者简介:

    朱 剑,男,1984年生,江苏如皋人,硕士研究生,高级工程师,从事城市轨道交通建设管理和研究工作。E-mail:695485170@qq.com

  • 中图分类号: U 452

Civil Design Scheme of Subsea Tunnel Under Complex Conditions

  • 摘要: 大连某地铁跨海隧道工程地质条件复杂,临近加油站、大型船舶制造基地等建筑,同时下穿既有地铁、货运铁路、军港及大量建筑物,施工难度大、风险高。针对跨海隧道的特点和难点,从路由方案、工法比选、横断面方案、平面纵断面方案、盾构管片设计等方面进行分析,研究表明:(1)在本工程特定的环境条件下,应采用对环境影响小、施工风险较低的单洞双线大盾构方案跨海隧道施工工法;(2)隧道覆土最深处为管片受力的控制工况,内力最大值位于拱顶;(3)综合考虑机械设备和现场实施条件,2 m的管片环宽使隧道内环缝数量最少,对提高隧道的纵向刚度、加快施工进度、降低造价均有利;(4)采用拼装自动化程度高的通用型管片环方案,节约钢模数量,易于纠偏;(5)跨海隧道穿越地层软硬不均、结构受力较大,同时考虑抗震等要求,管片环、纵向连接接头均采用斜螺栓连接。

     

  • 图  1  跨海段路由方案比选示意图

    图  2  钻爆法横断面方案

    图  3  盾构法横断面方案

    图  4  钻爆单洞单线方案纵断面

    图  5  钻爆单洞双线方案纵断面

    图  6  盾构单洞单线方案纵断面图

    图  7  盾构单洞双线方案纵断面图

    表  1  跨海隧道路由综合比选

    西线方案中线方案东线方案
    方案
    概述
    线路全长12.5 km,经过火车站后向西转入疏港路至香炉礁,沿规划长春路转向北,经香炉礁物流园区后下穿大连造船厂,沿规划路进入梭鱼湾地区 线路全长10.4 km,沿解放路经劳动公园转入友好街,下穿哈大铁路后沿规划友好街跨海通道至北岸梭鱼湾 线路全长11.1 km,由劳动公园向东转入胜利东路,沿延安路向北至中山广场,沿七一街至民主广场,沿规划光明路走廊下穿海湾,在北岸梭鱼湾片区上岸
    方案
    优点
    (1)线路西绕避免穿海,工程实施难度小;
    (2)有利于服务疏港路沿线以及香炉礁物流园区内的客流
    (1)线性顺直,加强青泥洼—梭鱼湾两岸的联系;
    (2)线路长度在三个方案中最短
    线路能够服务于中山广场、民主广场片区
    方案
    缺点
    (1)线路长度较长,投资大;
    (2)线路下穿大连造船厂厂区,厂区内建筑、公建设施分布密集,实施难度大
    (1)由于线路穿海湾,该区间无法设站,客流效益差;
    (2)线路下穿海湾,工程难度较大,投资较大
    (1)线路没有经过青泥洼商圈及梭鱼湾核心区,功能差;
    (2)线路下穿海湾,工程实施难度较大,投资较大
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    表  2  跨海隧道盾构方案综合对比表

    方案优点缺点
    单洞单线方案 (1)本断面方案洞体相对较小,减少了车站埋深,节省车站造价;
    (2)与两端车站及区间能够顺接,车站避免设置喇叭口;
    (3)两端车站均可设置为岛式车站,便于车站客流组织
    (1)两条单洞单线隧道土建成本显著高于单洞双线隧道,两站一区间总造价较单洞双线方案增加约1.5亿元;
    (2)两条单洞单线隧道岩溶处理的长度和宽度均比单洞双线大,施工风险更高;
    (3)盾构设备的通用性差
    单洞双线方案 (1)在区间隧道设置中隔墙,逃生通道便捷;
    (2)可设置单渡线,增加防灾救援的灵活性;
    (3)断面较大对岩溶的适应性相对较好;
    (4)盾构设备的通用性更高
    (1)隧道穿越软硬不均地段更长,对盾构掘进不利;
    (2)车站基坑较深,施工风险更大。同时本站为侧式站,使用功能稍差;
    (3)工期较单洞单线方案长约6个月
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    表  3  盾构管片内力计算结果

    工况位置弯矩
    /(kN·m)
    轴力
    /kN
    工况1拱顶4501560
    拱肩3742110
    工况2拱顶6452960
    拱肩5323790
    工况3拱顶7593250
    拱肩6213900
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  • [1] 王梦恕. 水下交通隧道发展现状与技术难题[J]. 岩石力学与工程学报,2008,279(11):2161-2172. doi: 10.3321/j.issn:1000-6915.2008.11.001
    [2] 肖明清. 广深港客运专线狮子洋水下隧道设计 中的几个关键技术问题[C]. 中国高速铁路隧道国际技术交流会论文集, 2006.
    [3] 殷瑞华,梁 巍. 厦门东通道跨海工程比选[J]. 岩石力学与工程学报,2004,23(S2):4778-4786.
    [4] 孙 钧. 海底隧道工程设计施工若干关键技术的商榷[J]. 岩石力学与工程学报,2006,25(8):1513-1521. doi: 10.3321/j.issn:1000-6915.2006.08.001
    [5] 孙 钧. 论跨江越海建设隧道的技术优势与问题[J]. 隧道建设,2013,33(5):337-342.
    [6] 赵 月. 厦门轨道交通3号线超长跨海地铁隧道土建设计方案比选[J]. 隧道建设,2015,35(6):547-553. doi: 10.3973/j.issn.1672-741X.2015.06.009
    [7] 徐安宁. 深圳妈湾跨海通道总体方案设计关键技术研究[J]. 城市道桥与防洪,2018,(10):5-8.
    [8] 周华贵,王 丽. 汕头市苏埃通道工程海域段平纵横方案研究[J]. 隧道建设,2018,38(7):1189-1195. doi: 10.3973/j.issn.2096-4498.2018.07.015
    [9] 乐贵平,吕卫东. 地铁盾构法隧道管片设计的几个问题[J]. 市政技术,2003,21(5):325-329. doi: 10.3969/j.issn.1009-7767.2003.05.018
    [10] 张金龙,苟长飞,叶 飞. 大断面跨海盾构隧道结构设计与参数分析[J]. 现代隧道技术,2020,57(2):61-67.
    [11] 肖明清,邓朝辉,何 川. 武汉长江隧道管片结构关键技术研究[J]. 铁道工程学报,2011,(10):84-89. doi: 10.3969/j.issn.1006-2106.2011.10.016
    [12] 王翔昊,杨 峥,安 然. 某地铁跨海隧道工程选线研究[J]. 铁道工程学报,2015,(12):1-6. doi: 10.3969/j.issn.1006-2106.2015.12.001
    [13] 建标 104—2008 城市轨道交通工程项目建设标准[S]. 北京: 中国计划出版社, 2008.
    [14] GB 51298—2018 地铁设计防火标准 [S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2013.
    [15] GB 50157—2013 地铁设计规范[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2018.
    [16] 姜 燕,杨光华,陈富强,等. 湛江湾高水头跨海盾构隧道管片结构典型断面受力计算与监测反馈分析[J]. 岩土力学,2018,39(1):275-285.
    [17] 由广明,刘 念. 超大直径盾构隧道标准化设计研究[J]. 城市道桥与防洪,2020,(8):308-313.
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  • 收稿日期:  2020-06-08
  • 刊出日期:  2021-08-25

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