Page 4 - 盾构法水下隧道防水稳定性控制关键技术

国家科技进步奖

高速铁路特长水下盾构隧道工程成套技术及应用
工程概况
采用该技术成果建成的广深港高铁狮子洋隧道是世界首座盾构法高
速铁路水下隧道、国内最长和我国首座铁路水下隧道，工程获国家
优质工程奖和菲迪克2015年优秀工程奖。自2011年12月通车以来，
运营状态良好，被称为“世界高速铁路隧道修建技术的里程碑”。
该成果打破了我国铁路“遇水架桥”的常规思维，突破了高速铁路
水下盾构隧道的技术瓶颈，极大发展了世界高速铁路修建技术和现
代盾构技术，总体达到国际先进水平，多项关键技术达到国际领先
水平，极大推进了本领域的科技进步。成果推广应用于全国各地共
250余公里的复合地层盾构隧道，取得了显著的经济和社会效益。

关键技术1：复合地层高速铁路特长水下隧道的总体设计技术。
1.首次提出了盾构法水下隧道基岩覆盖厚度的选择原则，确保了施工安全和隧道长期稳定，降低了隧道的防水难度，提高了运营舒适性，减少了运营能耗。
2.国内首创盾构地中对接施工技术，取消了隧道洞身2处超深竖井，降低了施工风险与造价，并提高了工期可靠性。
3.首次将高速铁路轨道减振技术应用于饱和粉细砂地层盾构隧道的砂土液化处理，拓展了轨道减振技术的应用范围，优化了隧道断面，缩小了隧道直径，提高
了工程经济性。

关键技术2：复合地层高速铁路水下隧道结构与防水设计技术。
1.首次提出并采用双层衬砌结构加强软弱地层地段盾构隧道的防火减振防撞防水性能，开展了模型试验，提出了相应的计算模式，确保了结构安全。
2.首创“隧底纵梁”的方式加强软弱地层中盾构隧道的纵向刚度，提高了轨道的平顺性、行车安全性和舒适性。
3.首次采用“理论分析、模型试验、原型试验、现场动态测试相结合”的方法对复合地层盾构隧道的结构安全性进行了研究与验证：提出了适合于高水压、
软土-硬岩复合地层的荷载模式；进行了管片结构接头原型力学试验研究，探明了M-N-θ的三维关系，提出了可供实际工程使用的抗弯刚度建议值。
4.首次对砂土地层中的盾构隧道在高速列车振动作用下的结构内力与变形、砂土地基的振动特性与累积变形等进行了系统研究，提出了抗减振措施，确保
了结构和地基的长期稳定性。
5.首次提出并采用钢筋混凝土竖直剪切键的方式处理软弱地层中明挖隧道变形缝处的差异沉降，确保了高速铁路隧道内无砟轨道的平顺性。
6.首创“分区式接缝双道密封垫”的防水方式，加强了盾构隧道接缝防水性能与可靠性。

关键技术3：双孔单线特长高速铁路隧道气动效应缓解技术。
1.首次对双孔单线特长高速铁路隧道进行了系统的气动效应分析，提出了时速350km的双孔单线盾构隧道内径9.8m、有效净空面积不小于65m 的技术标
2
准，与规范要求相比缩小了隧道直径，提高了经济性。
2.首创双孔单线特长高速铁路隧道洞口缓冲结构，采用数值分析和物理模型试验对其设计参数进行了研究与优化，并得到了实车试验验证，极大地降
低了微气压波对洞口周边环境的影响。