厦门海底隧道范文（精选9篇）
厦门海底隧道 第1篇
厦门翔安海底隧道是中国大陆第1条海底隧道,全长8.695 km,设计为双向六车道,兼具公路和城市道路的双重功能。该隧道由两座三车道暗挖公路隧道和中间一座服务隧道组成,采用钻爆暗挖法施工,左右线行车主隧道最大开挖宽度近17.2 m,最大开挖高度为12 m,最大开挖断面达170 m2,是世界上断面最大的海底隧道。隧道所处位置的地质条件非常复杂,开挖隧道的海底存在大规模的软弱围岩、富水砂层、风化槽群(囊)等不良地质段,覆盖层非常浅,最薄处仅5.7 m。工程处地下水位高、地下水丰富,因此该隧道建设难度非常大,特别是整个隧道的防水问题,是一个极为重要的课题。经多方论证,确定采用“以堵为主、限量排放、多道防水、刚柔结合”的技术,从初期支护、防水板铺设、分区防水、注浆系统、细部防水、埋设纵横向盲管到高性能混凝土自防水等方面进行防水设防。图1为主隧道防水设计。
2 防水设计
防水板分区防水系统自初期支护完成,包括:防水板的铺设,背贴式止水带、防渗肋条的铺设,预注浆系统的安装。本工程设计采用防水板分区防水,要求防水板设置防渗肋条,及具有分区配套预注浆功能。防水设计中,用分舱的方法将整个隧道分成相互独立的小区,采用背贴式止水带与防水板热风焊接进行间隔,并在中间设置防渗肋条,将单个防水面积控制在150 m2内。背贴式止水带安装在施工缝(和伸缩缝)的位置上,既可分区防水,又可保护施工缝处的防水板。这样,一旦某个区域防水板破坏发生渗漏,也不会窜水而影响其他区域。同时在每个区域内预先设置注浆管,可针对漏水的区域进行注浆修补。图2为隧道剖面分区防水注浆构造。
1—喷射混凝土初衬;2—PVC防水板;3—仰拱二衬混凝土;4—背贴式止水带注浆管;5—中埋式止水条注浆导管;6—水平施工缝,铺设PVC背贴式止水带;7—预埋注浆嘴和管;8—防渗肋条;9—纵向施工缝;10—注浆管集成盒;11—PVC背贴式分区止水带;12—可注浆式止水条
3 主要防水材料
本工程采用的防水材料及配套材料主要有:PVC防水板、带注浆管的背贴式止水带、防渗肋条、注浆系统(含注浆嘴、注浆管、集成盒)、垫片及射钉等。
3.1 PVC防水板
PVC防水板选用厚度2.0 mm、符合GB 12952—2003《聚氯乙烯防水卷材》中N类Ⅱ型指标要求的产品[1]。由于地下环境条件复杂,要求防水板耐久性好、物理性能高、耐腐蚀性强、承压能力大、与主体工程协同性好、可修复能力强。
3.2 止水带
带注浆管的背贴式止水带和防渗肋条的材质与PVC防水板的材质完全相同,保证了材料间良好的相容性和可靠的联接性。
3.3 注浆系统
注浆系统包括注浆嘴、注浆管、集成盒等。
3.4 垫片
垫片材质与PVC防水板材质相同,保证良好的可焊接性。
4 施工工艺
4.1 施工准备
1)防水板运到现场后,应平放在干燥平整的场地上,远离明火,避免雨水、污水及其他污物的影响。
2)作业区场地必须安全可靠,照明电源稳定,通风正常。
4.2 基层处理
1)基层(初支混凝土)表面应平整,无酥松、空鼓、裂缝,无大量渗透水。在铺设之前,认真清扫基层上的所有杂物。
2)初支喷射混凝土表面平整度应达到规定的要求,即D/L=1/10～1/6(D为初支喷射混凝土表面相邻两凸面间凹进去的深度;L为初支喷射混凝土表面相邻两凸面间的距离)。
3)对穿出基层的金属构件,如钢筋头、锚杆头等,应切除并用砂浆抹平。不能切除的金属构件,如锚索头等,必须采用喷射混凝土或砂浆将其覆盖住,圆弧半径R大于20 cm。
4)阴阳角和棱角部位,须用砂浆抹成或切成圆弧状,圆弧半径20 cm。
5)基层表面允许有潮气、湿气和少量渗水,但仰拱上不允许有积水。为了保证底板上防水板的焊接质量,在仰拱最低处须设置排水沟,并在沟内铺设透水软管,以防止积水现象发生。
6)所有基层符合设计要求,并通过业主、监理验收合格。
4.3 防水板铺设
4.3.1 设置固定垫片
PVC垫片(图3)用射钉固定在基层上,固定间距不大于0.8 m,呈梅花状分布,局部凹凸过大的部位或转弯处,应对垫片进行加密。
4.3.2 铺设工艺
将防水板沿边拱方向(或环向),由一侧向另一侧铺设,搭接边宽度为12 cm,细部处理搭接边的宽度最少为3 cm,用手动焊枪将防水板与PVC垫片一一点焊固定,要求合理布置,尽量减少接头。当与仰拱防水板连接时,接头部位的仰拱和顶拱的焊接缝应错开30 cm以上。
铺设防水板时,应根据基层的凸凹程度来确定PVC防水板的松弛度。如果铺得太紧,浇筑混凝土时防水板易被拉坏;如果铺得太松,则易造成防水板扭曲、折叠。
大面防水板的搭接采用双焊缝自动焊接机焊接;细部或局部修补,采用手动焊枪焊接。
4.3.3 焊接工艺
防水板所有搭接缝全部采用热风焊接,焊接的方式有两种:手动焊接和自动焊接。
1)手动焊接
手动焊接适用于阴阳角、渐变段等复杂细部和损坏部位的处理。在阴阳角及细部处理的部位进行焊接时,使用20 mm宽的小焊嘴;焊接面较大时,可使用40 mm宽的大焊嘴。
焊接工序分为以下3个步骤:(1)点焊:首先预热焊枪,然后沿PVC防水板搭接边里侧点焊固定防水板;(2)预焊:沿搭接边的里侧,从点焊的位置开始预焊2～3 cm宽,目的是防止终焊时热量损失;(3)终焊:沿搭接边外侧,将剩下2～3 cm没有焊接的部分焊接密实,直至搭接边外缘有熔浆均匀溢出。
2)双焊缝自动焊机焊接
自动焊机适用于大面的长焊缝的焊接(图4)。焊接之前,检查焊机的状态是否正常,根据现场具体的温度和湿度等环境条件,调整焊机的温度和行走速度,对样品先试焊,合格后方可进行正式焊接。
3)焊缝搭接宽度
焊接方式及焊嘴的不同,所形成的有效焊缝宽度也不同,一般为1～3 cm,但不能小于1 cm;采用双焊缝自动焊接机时,搭接12 cm;双道焊缝,每道焊缝宽1.5 cm。图5为双焊缝搭接示意图。
4.4 背贴式止水带与防渗肋条的安装
沿施工缝、伸缩缝及设计要求安装背贴式止水带与防渗肋条,使止水带的中心线对正施工缝或伸缩缝的中心线,使用手动热风焊枪将背贴式PVC止水带焊在防水板上,焊缝要密实可靠(图6)。
4.5 注浆系统的安装
将注浆嘴点焊到防水板上,再用胶带将注浆嘴四周封住,以防止浇筑混凝土时砂浆堵塞注浆嘴。每个分区设8～10个注浆嘴,均匀分布在分区内的四周及中间位置。然后将注浆管抽入注浆嘴,将所有的注浆管集中引到两侧二衬混凝土水平施工缝以上50 cm混凝土内侧的注浆管集成盒上,以便以后对渗漏区域进行水泥浆或化学灌浆材料注浆修补。为防止注浆管在浇筑二期支护时折断造成不通,可将注浆管点焊到防水板上,注浆管两端的联接处应保证严密结实,并且注浆管不宜拉得过紧。
4.6 防水板覆盖前的质量验收
由业主或监理等有关人员现场对防水板的质量进行全面检查,经验收合格后,方可进行下一道工序。
5 注意事项与质量检测
5.1 防水板焊接过程的注意事项[2]
1)必须保证电源稳定,经常断电会影响焊接质量。
2)防水板焊接面应保持干净和清洁,焊接面上不允许有积水和脏物。
3)焊接时,要经常用铁刷子将手动焊枪和焊机焊嘴上的焊渣等杂物清理干净。
4)厚度大于1.5 mm的PVC防水板,在所有T型节点(有3层搭接)的部位,都必须使用刮刀处理成缓角后,方可进行焊接,以保证焊接质量。
5.2 防水板焊缝质量检测方法
5.2.1 剥离撕裂检测
1)为保证焊缝质量,焊接前须对焊工和焊机操作员进行技能确认。试焊的焊缝样品冷却后,切成1 cm左右的长条,然后进行撕裂测试,所有断裂应发生在有效焊缝以外;同时检查焊缝有效宽度。
2)对已完成的防水板成品进行随机抽查检测,同样用刀将抽检部位的焊缝切成1 cm左右进行剥离破坏检测,检查完毕后及时修补。
5.2.2 目测和机械检测
1)目测:沿焊缝外边缘观察是否有均匀发亮的熔浆溢出,不能有烧焦现象,否则须及时进行修补。
2)机械检测:用平口螺丝刀或钩刀,沿焊缝外边缘稍用力,检查是否有虚焊、漏焊部位;如果有漏点,应及时做好标记并修补。
5.2.3 气压检测
气压检测用于自动焊机焊接的双焊缝的检测。将焊缝两端用铁夹夹紧,不能漏气,再用检测针头插入焊缝一端的两条焊缝之间的气槽内,用手动气泵打压至0.25 MPa(2.5 bar),观察10～15 min,若压力下降值小于10%为合格。如果压力下降过大、不满足要求,应及时查找漏点,并进行修补。
参考文献
[1]全国轻质与装饰装修建筑材料标准化技术委员会.GB12952—2003聚氯乙烯防水卷材[S].北京:中国标准出版社,2003.
厦门海底世界作文 第2篇
在日常学习、工作和生活中，大家总免不了要接触或使用作文吧，借助作文人们可以反映客观事物、表达思想感情、传递知识信息。相信很多朋友都对写作文感到非常苦恼吧，下面是小编精心整理的厦门海底世界作文，希望对大家有所帮助。
厦门海底世界作文1在十一假期里，我去了很多地方，晋江，龙岩但是在我心中印象最深的还是美丽的厦门。
第一天，我来到了鼓浪屿岛上的海底世界。只见人山人海，费了半天才挤了进去，我兴奋地西看看，东看看，看见了一个透明的玻璃缸，上面写着六角恐龙四个大字。这几个字触发了我的好奇心，啊！这是什么动物怎么名字这么怪？
我来到了玻璃缸旁仔细看介绍，原来六角恐龙是一种洞穴生物而不是恐龙，在一块木头边，我发现了它是黑色的，长着一条胖胖的，长长的大尾巴，有着四条短短的足；它的头可有趣啦！一个小脑袋，长着六条类似触角的小肉条，并且上面有个像手掌的触须。所以叫六角恐龙。我又到了海底隧道，它的周围用玻璃罩住，我刚走进来，一条大鲨鱼游过了我的头顶。妹妹大叫一声：啊！鲨鱼来了。说完，她就拼命向前跑，一下子就跑出隧道。而我在里面慢慢欣赏：一条金枪鱼游了过来，它的尾巴上有一条金色的薄膜，所以才叫金枪鱼。我还见识了鲨鱼的凶猛，孔雀鱼的小巧玲珑；海狮的杂耍技巧
到了出口，我还在留恋刚才那么美好的画面，这么多的海洋生物生活在一起，它们有的凶猛，有的笨重，还有的灵活但是它们从来不捕食对方，因为它们是一个大家庭。因为这里实在太大，有太多奇怪，没见过的动物了，所以我希望下次还能再来。
厦门海底世界作文2今天，我们一家人来到了厦门的海底世界，我们选择了潜艇观光。
我们乘着快艇来到了深海区，上了半潜艇，潜艇的底层是玻璃的，可以看见海底的景色。我们来到了底层，不一会儿，潜艇开始移动，解说员就开始为我们介绍各种各样的珊瑚，有鹿角珊瑚，灵芝珊瑚……我和阳阳弟弟一会儿看鱼，一会儿瞧瞧珊瑚，开心地观赏着美丽奇妙的海底世界。大约看了十几分钟后，我和阳阳又来到甲板上喂鱼，本来想看看鱼吃食的样子，但等了半天，也不见一条鱼到水面，我们只好失望地回到船舱下面，一到下面，就看到一些斑马鱼成群结队地在潜艇周围游来游去，我仔细一看才发现那些小鱼儿正在吃我们刚刚喂的沉下来的鱼食。我迫不急待地想看看海鱼们吃食的样子，但却看不太清楚，只见它们的小嘴巴一张一合的吐着气泡。我专心的看着小鱼和珊瑚，想把这美丽奇妙的海底世界映在我的大脑里，我幻想着自己是海的女儿，在大海里自由自在地游泳，和小鱼小虾们和睦相处，在大海深处听人鱼姥姥讲述人类的故事，在海面上观察人类的生活。在幻想中的我，是开心的，无忧无虑的。
正在这时，讲解员的声音从喇叭里传来：“现在想回去的游客请到甲板上等候！”
“走吗？”阿姨过来问我和阳阳，“随便！”我简单的回答。
“不，不！”阳阳着急了。
“走！”
就这样，我们又乘快艇回到了岸上。
这一天，是我来到厦门最开心的一天。
厦门海底世界作文3上周末，是一个阳光明媚的好日子，我和爸爸妈妈乘船来到世界闻名的鼓浪屿，参观了海底世界。
我们刚下船，就发现前面有座巨大的章鱼雕像，上面刻着这个十一个大字——欢迎来到鼓浪屿与海底世界。我们赶紧走到售票处，准备开始今天的海底世界之游。
我们第一个欣赏的馆是企鹅馆，那里面的企鹅过着无忧无虑的生活，个个都在“忙”着休息。它们有的吃完了早餐，挺着将军肚一摇一摆地散着步；有的母企鹅为了苗条在水下做着企鹅的广播体操；有的小企鹅三五成群，在一起追逐打闹；还有的企鹅正在狼吞虎咽地吃着美味的鲜鱼早餐。
看完了可爱的企鹅们，我们又来到了鲸鱼馆。
“哇——”来到鲸鱼馆，发出了一声赞叹。我虽然以前了解过鲸，知道它们很大，可今天魔眼看到了，还是感到非常震撼。走进馆的出口，我们看到了一具骨头标本，上面写着中国最大的抹香鲸鱼标本。后来听导游哥哥介绍，当时发现这只大鲸的时候，它就有四万公斤重，身长约十四米左右，连一条舌头都有十几头大肥猪那么重。
最好看的还是要数海通道。站轨道上，工作人员开启自动转动按钮，我们随着轨道的转动，头顶、左边、右边都是各种各样的鱼——一只小乌贼游过来，吐了小团墨，又游开了，似乎想和我们玩捉迷藏；一条大鲨鱼和我们擦肩而过；甚至还有美人鱼——专业的工作人员穿上美人鱼的服装，跟我们打招呼；还有很多一些日常生活根本见不到的稀奇古怪的鱼，也畅游在其中……
最后，我们去海底剧场，观看了精彩的海豚表演。
今天的海底世界之旅，真让我大饱眼福。
厦门海底世界作文4暑假，我和媽媽還有姐姐一起去廈門游玩。首先我们去了鼓浪嶼，那有家海底世界，我们興致勃勃的去參觀。
一开始，我们来到表演馆，观看了海豚、海狮表演节目。它们表演了顶球、倒立、中国功夫、唱歌等节目。其中最好玩的节目，是海狮表演喝酒。只看见驯养员给它喂了一口白酒，它就醉了，躺在地上，一动也不动。这时侯，驯养员往它身上浇了一桶水，它一下子就从地上爬起来，我看得哈哈大笑。真有趣！
接着，我去看了一只巨大的抹香鲸标本，它全身都是骨头。听介绍说，它背上的第九根骨头快断了，所以才死在海滩上的。它是目前世界上最大的鱼，有30个我那么大。我还看到一种吃人鱼，也被做成标本，再也吃不到人了。我见到一种鹦鹉螺，它名字叫螺，但实际上不是螺，它和章鱼是兄弟。我看到了胡子鱼，为什么叫胡子鱼呢？因为它长着两根长长的胡子，是用来捕捉食物的。还有两只大海龟，导游说如果有人被它咬了，一定要等到雷电来了，它才会松开嘴巴。我看到一种叫海马的鱼，牌子上介绍说是澳大利亚的国宝，长的真是稀奇古怪。
我们还走到了海底通道。在我们的头顶上，有一个巨大的玻璃水池，里面游着扁扁的比目鱼、凶狠的鲨鱼，但没有我想象中的鲨鱼那么可怕。还有好多好多我叫不出名字的鱼。参观到最后，当我们要离开的时侯，我又来到了表演馆，跟海豚打招呼，跟它们挥手说再见，它们也很友好地道别，好像希望我们下次再来。
厦门鼓浪屿海底世界真的很好玩，有机会我一定会再去的。
厦门海底世界作文5今天早上，妈妈在网上给我拍了一张厦门海底世界的门票。下午，我们来到了海底世界。
海底世界的门口有一只巨大的章鱼，这就是厦门海底世界的标志。海底世界分为鱼馆和企鹅馆。
我们先进入一楼展厅，第一眼看见的是一只锯鳐，顾名思义，这种动物的鼻子上长了许多刺，看上去就像一把锯子。接着又看了一种奇怪的海洋生物，叫六角恐龙，说它恐龙，其实它并不大，也就5、6cm左右，可是它的头部外形很像三角龙。我还看到美丽的水母，它们会根据灯光变换自己的颜色，有时是红色的、有时是绿色的，有时是黄色的，还会变得蓝色等其它各种颜色。我还看到了能直立着游泳的海马，它们背上看上去像只有一个鱼鳍，却凭着尾巴的甩动，在水中自由移动。还有拟绵蟹、护士鲨等我从没看过的海洋生物。
到了二楼展厅，我看见了一副巨大的海洋生物的骨架，原来是抹香鲸的骨骼标本。它可是世界上最大、最完整的抹香鲸骨骼标本。后来我们看到了抹香鲸皮标本，长18.6米，重48吨。据介绍，导致这条抹香鲸死亡的原因可能是它的第九节脊椎骨坏死。科学家们为了把死去的抹香鲸做成标本，可是费劲了周折。
海底世界真是一个奇特而且美丽的地方！
厦门海底世界作文6一年一度的劳动节到了，我们全家一起随团到厦门的海底世界游玩。一路上，我兴奋不已，一心只想早点看到那个大名鼎鼎的水族馆。
一眨眼，我们就来到了海底世界的门前。首先映入眼帘的是个张牙舞爪的章鱼雕，它是海底世界的标志性建筑，也是目前全世界最大的章鱼铜雕。
走进大门，一条巨骨舌鱼从我身旁一闪而过，让我吓了一跳，巨骨舌鱼是生活在别国区域的巨大鱼类。这时，我看到了许多条亲吻鱼，亲吻鱼一条条在水里游来游去，互相亲吻，十分可爱。我还见到了吸盘鱼，吸盘鱼跟别的鱼不一样，它的身子下面有一个椭圆形的吸盘，可以吸附在玻璃缸上，有趣极了！我们跟随导游叔叔来到目前世界上最大的抹香鲸骨骼标本前，它全长18。6米，重46吨，让人看了叹为观止。
我们继续往前走就进入了海底隧道，只见玳瑁、海龟成群结队地从礁石群中穿过，大白鲨那雪白的肚皮上，粘着两条带钱鱼，非常滑稽，让人看了忍不住发笑！各种各样的鱼群穿梭其间，在我们头顶上游来游去，我们仿佛徜徉于海洋之中。
参观完了海底世界，我情不自禁地感叹道：“海底世界真是奇妙啊！”
厦门海底世界作文7今天，我和黄叔叔一起去参观厦门海底世界。
走进大门，两条巨大的鱼从我身边游过，让我吓了一跳，定睛一看，原来是两条巨龙。巨龙也叫巨骨舌鱼，生活在别国的海域。在巨龙旁边的水箱里，还有一条花鳗鲡，它身体长长的，很像海蛇。我一见它们，便认为在这里没有什么可怕的动物了。可这次，我打错了算盘。
不知走了多久。我看见了一种从没有见过的鱼，很像鲳鱼，一看说明牌，天哪，它们竟是食人鱼！我被它们吓破了胆，一步一步地往后退。忽然，一个硬梆梆的东西碰到了我，由于受到惊吓，我缓缓地转过身来，把这个石头般坚硬的东西打量了一番，然后确定它是什么动物。这时，我发现它是一具抹香鲸骨骼，后面是它的皮标本。我情不自禁地说：“它可真大呀！”。
我们继续往前走，进入了海底隧道。只见玳瑁、海龟成群结队地从礁石群中穿过；大白鲨那雪白的肚皮上，粘着两条带钱鱼；珊瑚和海葵伸出美丽而有毒的触手，捕食鱼类。各种各样的海洋生物一群又一群地在珊瑚礁中自由地穿梭。过了隧道，又进入了有危险性的鱼类的区域。从玻璃窗外往里看，只有一只死螃蟹，别的什么也没有。不知是谁叫了一声：“看，‘石头’在动！”大家不约而同地把目光转移到一块“石头”上。忽然，它浮出了水面。原来，这是异常凶猛的石头鱼，外表像石头，用来迷惑猎物和敌人，一些粗心大意的鱼一旦遇上它，绝无幸存，连人也不例外。
出了大门，我又情不自禁地说：“海底世界真是奇妙，我以后一定要揭开海底更多的奥秘！”。
厦门海底世界作文8这次，我们厦门之旅的第一站是享有钢琴之岛、万国建筑、海上花园、音乐之乡、浪漫之都等多种美誉的.鼓浪屿。
爸爸妈妈信步岛屿，观涛听浪，看海鸥飞翔；进幽幽小巷，观赏别墅红瓦，听艺人歌唱。我和表妹——杨乐，一起去了“海底世界”。
刚一进入海底世界的大门，一股寒气扑面而来。再往里走，映入眼帘的是一个长方形水箱。里面有数以百计的企鹅。他们一摇一摆走路的样子把我和表妹逗笑了。再往里走，我们看见了不计其数的水族箱。里面有水母、蜘蛛蟹、海马、章鱼、娃娃鱼……其中，让我兴趣盎然的是：水母。它们晶莹剔透的身体在水中游来游去，像是海中的精灵，伴随着灯光的变化，“精灵们”也随之变幻万千，那种美丽让我瞬间“呆”了；它们的“表演”让我颠倒了幻境与现实，我不由自主的举起摄像机，录下他们梦幻般的身体。“我们去看别的吧，王哥！”表妹的声音把我“拉”回了现实。“嗯。”我答非所愿，其实我还没完全“醒”。我们穿行在黝黑的“海底”隧道：观赏那强健的鲨鱼在我们头顶“穿行”，黑背白肚的魔鬼鱼在“飞翔”……不知不觉就出大门，意犹未尽的我，若非表妹的意思，我一定要区别一下这儿的海豚表演与青岛有何不同。表妹似乎知道我的遗憾，笑嘻嘻的说：“王哥，阿丢和阿勾（闽南语：姑父和姑姑）还要带我们去更好玩的地方呢！”
“闪！”。我宽心的应道。
厦门海底世界作文9来到厦门旅游的第五天上午我和妈妈来到鼓浪屿游玩。最吸引我的是“海底世界”。
我看到了海马、章鱼、水母、乌龟等。海马，他跟我们人不一样，也跟其他鱼类不一样，小海马是在爸爸的育儿袋里长大的！你知道吗？
接着我们又看到了企鹅。企鹅本来生存在南极周围的海洋里，但是现在，我在海洋馆里就能看到它的“风姿”在所有的鸟中，企鹅是最不像鸟的，身体肥胖，走路时非常滑稽，就像一位老年的绅士，迈着小八步。你表面上看着很笨拙，可是在所有的鸟里，企鹅是一名出色的潜水员，他可以在水里一口气待20分钟，下潜到200米深的水里呢！企鹅到了水里，就好似如鱼得水，分外灵活。
当然海豚在水里也是很灵活的。海豚是一种生活在海里的动物。海豚并不是鱼类，而是哺乳动物。海豚惹人喜爱，姿态优雅，身长不超过三米，非常小，它靠吃螃蟹、乌贼等其他鱼为生。
“海底世界”的鱼类真是太有趣了，快要离开了，我特别不想走，因为，我不能和这些有趣的生物每天待在一起，太遗憾了！
厦门海底世界作文10厦门是一个美丽的地方，她风景优美，物产丰富。要数最有趣的地方，那就是鼓浪屿的海底世界了。
我们乘船来到鼓浪屿海底世界，在海底世界的入口处有一只巨大的章鱼，章鱼的触须在空中挥舞，像在向人们打招呼。走进海底世界，我们先观看了海狮表演。当海狮上场时，观众十分兴奋，我也睁大了眼睛，生怕错过了精彩的演出。海狮首先表演的是“套圈”，饲养员丢过去的每一个圈，它都能一一接住，然后它跑到旁边的吧台上，假装喝酒喝醉了，躺在地上，饲养员朝它泼了一桶冷水，它才爬起来。真是有趣极了。接着是“顶球”表演。海狮先潜入水底，突然跃出水面，用头顶到了挂在空中的球。球越挂越高，海狮也越跳越高。观众都热烈地鼓起掌来。
另一个精彩的地方就是海洋馆，最引人注目的是“巨龙”了，它有两台电视机那么大呢！二楼有许多水族箱，其中有一个居然装着食人鱼的标本，它的牙齿又尖又多，看起来真吓人。食人鱼的旁边是一个巨大的抹香鲸标本，大约有30米长呢！接着我们又来到了海底隧道，透过玻璃可以看到各种各样，大小不一的鲨鱼，它们在水里游来游去，似乎在寻找食物。看到这么多的鱼，让人收获真多。
海底世界真是太有趣了！通过参观海底世界，我们可以认识形形色色的鱼，增长了见识。
厦门海底世界作文11今天傍晚我和我的好朋友们一起去海底世界了。
我们来到了鼓浪屿，然后坐上了观光小火车。小火车在景区里面穿梭，明显的感觉就是空气很清新，四周的景色都很漂亮，左边也好看，右边也好看，都不知道看哪里了。
进入了海底世界，迎面就看到了好多美丽的鱼，弹涂鱼、虎捻，非洲刀、水母，鱼都很漂亮，再加上不同的灯光颜色一打，更是光怪陆离。最漂亮的是其中一段海底探险，我们的左边，右边，顶上，都是海水，只有一条前面的通道。不同的海鱼从我们身边游过，一会一条大鲸鱼从我们身边穿过去，一会又一条大鲨鱼从我们顶上游过，有很多小小朋友传来了惊叫声。
接着我们又参观了极地馆，看到了北极狼、企鹅等。又观看了3D电影，最有意思最压轴的是海豚馆的表演，先上场的是海狮贝克汉姆，套圈，顶球，很有意思，非常听话，接着上场的是一对海豚，海豚在水里，然后一跃，跳起了老高，连着跳了好几个，迎来了现场无数的惊呼声，最高潮的是海豚顶着驯兽员在海里冲浪……这一幕迎来了无数的掌声和欢呼声，可惜我没有来得及拍下这震憾的瞬间。
今天是愉快的一天。
厦门海底世界作文12正月初六清晨，我早早地就起了床，因为我要去厦门海底世界一日游。
我和爸爸还有两个舅舅一起出发了。一路上我们有说有笑，不到两个小时我们就到了厦门。我们坐船来到鼓浪屿，一下船，我就直奔我期盼已久的海底世界。刚进入海底世界，我就被这常常听说而不常见的景物吸引了，看，那儿有一些跟水母相似，但又不一样的生物。我看了看介绍牌，这才明白这是伞状体彩色水母，源于印度洋，是沿澳大利亚东海岸最常见的水母。“瞧，这儿有海龟！”爸爸说道。我连忙跑过去，只见它沉在水底下，一动都不动，大概是看到这么多人来看他，害羞了吧。后来，我才知道，它叫鳄龟，原产地在北美洲和中美洲，是龟类中的珍惜极品。我还看到了许许多多的鱼，有石斑鱼、鲨鱼……这些鱼儿姿态不一，颜色各异，有大的、小的、花的、黑的……在那儿还有最大最完整的抹香鲸骨骼，南极的企鹅，可爱的大熊猫以及很多国家一级保护动物，都让我大开眼界。以前我一直认为上海的海底世界里面的鱼很多很多，海底世界很大很大，可这次来了厦门，才发现这里的海底世界比上海大多了，鱼儿更是不可计数了。
下午四点了，我们该回去了，这次来海底世界让我大开眼界，真希望下次还能再来啊！
厦门海底世界作文13今年暑假，爸爸、妈妈带我去厦门旅游。让我印象最深的就是厦门海底世界了，那里有各式各样的海洋生物，有许多是我从来都没见过的。有几种海洋生物特别的有趣，特别的神奇。
你见过吸盘鱼吗？它又叫做：印头鱼、粘船鱼。它的头背上第一个鳍形成了一个小吸盘，可以牢牢地吸咐在任何地方。它虽然游泳能力比较差，但是它靠头背部的吸盘，吸咐在船底，自己不游泳，就可以游到世界各地的海洋，所以，有“最懒的海洋鱼类”和“免费旅行家”之称。当我看到吸盘鱼们一排排地吸咐在玻璃上的时候，感觉就像是看见士兵们正列着队排着整齐的队伍，在等待的上级领导的检阅一样。
还有狗头鱼，它又叫叉鼻豚，种类繁多，五颜六色，很漂亮。它有一个很有趣的特点，在遇到危险时，它就会吞下大量的海水，然后身体就会迅速膨胀呈球状，这样就可以保护自己，防止受到敌人的伤害。当它的身体膨胀起来像一个大皮球一样的时候，我觉得既可爱又滑稽，忍不住哈哈大笑起来。
最有趣的是海苹果了。它的外形长得像一颗手榴弹，头上长满了许多红白相间细小的触手，那是用来捕食的。海苹果是一种古老的海洋生物，它还具有许多稀奇的特性，譬如：变色、夏眠、天气预测、排脏逃生、分身、自溶等等。
听了我的介绍，你是不是迫不及待地想要去游玩一下呢？告诉你，那里不但有许多新奇的海洋生物，而且还有一条百米长的海底隧道和精彩的海豚表演呢！大家快去看看吧！
厦门海底世界作文14海底世界是一个奇妙的地方，不仅能增长知识，还能感受快乐。厦门海底世界就是一个不错的地方。
厦门海底世界的海洋生物多种多样：有胖胖的狗头鱼、机灵的海龙、可爱的海马。其中最有趣的要数令人眼花缭乱的海底隧道、弯弯曲曲的花园鳗和精彩的海狮表演了。
这里的海底隧道让人头晕眼花，大大小小的鱼儿在我们身边游荡，调皮的海水把我们围在中央。在这里，有一种说不出的凉爽；在这里，鱼儿向我们倾吐着烦恼；在这里，我们浸泡在快乐的海洋。这就是美丽神秘的海底隧道，怎么样？动心了吗？下面还有更让你大吃一惊的呢？
看！那个奇怪的小家伙就是花园鳗。它拥有苗条的身材，小小的眼睛，最大的特点就是身体的下半部分可以插在沙子里活动。当它上下摆动身体，就像在对我们点头问好，如果它左右扭动身体，就像跳着欢乐的舞蹈，犹如一只花蝴蝶在翩翩起舞。
海狮表演中的顶球过单杠真是无与伦比，精彩万分。只见海狮机灵地一伸头，球滑过一条优美的弧线，一转眼，海狮轻盈地滑过了单杠，呯！球就像很听话一样，落到了海狮的头上，这立刻引来了一阵欢呼。
厦门海底隧道 第3篇
从20 世纪30 年代起,世界上就开始修建海底隧道,到目前为止已建成海底隧道的国家有日本、挪威、英国、法国等。世界上最早采用钻爆法修建的海底隧道是日本的关门海峡隧道,采用钻爆法修建的最长的海底隧道是日本的青函海底隧道,挪威是世界上采用钻爆法修建海底隧道最多的国家[1,2,3]。厦门翔安海底隧道为我国的第一座跨海隧道,采用六车道高速公路标准,隧道长6 050 m,跨越海域宽度约4 200 m,采用钻爆暗挖法修建,是目前世界上建设规模最大的海底隧道之一。
地质勘察表明,厦门翔安海底隧道场区地层主要为第四系覆盖层及燕山期侵入岩两大类。第四系地层以侵入岩残积土为主,其次为上更新统冲洪积、粘性土和粘土质砂,少量全新世冲坡积或海积砂土、粘性土、淤泥等。残积土一般可分为上、中、下三带,即棕红色粘土带、棕红杂灰白花斑色亚粘土带、灰白色砂质或砾质粘性土带,此类土在丘顶处薄,丘体边缘较厚,厚度一般5 m～15 m。上更新统土层主要分布于丘间洼地,层厚变化大,最厚处可达20 m左右。全新统主要分布于海域及堆积潮滩地带,少量分布于丘间洼地表部。
场区基岩以燕山早期第二次侵入的花岗闪长岩及中粗粒黑云母花岗岩为主,海域及五通岸为花岗闪长岩分布区,同安侧潮滩及其以北地带为黑云母花岗岩分布区,其内穿插二长岩、闪长玢岩、辉绿岩(玢岩)等岩脉,脉岩以辉绿岩最为多见,多沿本场区最为发育的近南北向及北北东向高角度裂隙侵入,脉宽一般不足1 m,个别部位宽达10 m～20 m。基岩按风化程度可分为全、强、弱、微四个风化带。
在隧道勘察设计阶段,对该区域的地质条件进行了详细的探查,通过调整平纵线形对不良地质地段进行了有效的避让,但是不良地质对本隧道的影响仍然非常突出,主要表现在如下两个方面:
1)两岸洞口段合计长约2 000 m的浅埋软弱地层;
2)海域段4处风化深槽。
1两岸洞口浅埋暗挖段
1)根据不同的场地条件灵活选择超前支护方案。
在隧道洞口浅埋段,采用40 m长管棚作为超前支护。长管棚超前支护刚度大,具有棚架、锚固、固结地层的三种功能。它将土压力荷载有效地吸收和传递到已封闭的支护结构上。在软弱松散不良地质地带,通过长管棚注浆固结周边土体,起到了形成承载拱的作用,可增强隧道上方土体的稳定性,为进洞及洞口浅埋段开挖的安全发挥了极大作用。
在地表有重要建筑物需要保护的地段,采用地表钢管桩逐渐加固,以防治隧道开挖引起地表大量沉降及开裂。地表注浆加固后,地层得到了改良,使土体整体性得到加强,增强了覆盖层土体抗剪切破坏的能力,阻止了地表水下渗,对洞室稳定起到了一定作用。
浅埋段隧道开挖后地表沉降主要的影响因素是洞内未闭合的支护结构收敛与支护结构整体沉降变形引起。为防治大面积地表沉降,在洞内设计采用了长短结合的超前小管棚支护。首先在开挖面设置长15 m左右的钢管超前支护,以保证开挖面整体稳定,防止开挖面变形引发前方地层下沉。然后施工长4 m左右的小钢花管,以保护开挖面周边的局部稳定,为初期支护的施工创造安全环境(见图1)。
2)进一步加强隧道初期支护以及二次衬砌。
在浅埋软弱围岩地段,围岩难以有效形成承载拱,且作用在支护结构之上的土压力荷载增长较为迅速,因此必须充分保证初期支护以及二次衬砌的强度,以确保施工过程中的安全与结构的永久安全。
3)结合支护设计与地质条件,推荐采用CRD法开挖(见图2)。
浅埋暗挖法大多用于第四系软弱地层的地下工程,围岩自承能力很差,为控制地表沉降,防止隧道坍塌,隧道施工必须遵守十八字方针[4],开挖采用CRD法可以有效地将大跨度隧道变为小跨度隧道,及时闭合初期支护,确保施工安全。
2含水砂层地质条件及处理
厦门海底隧道翔安岸穿越约600 m富水砂层。富水砂层段位于海域浅滩人工围堰内,原始地貌属于潮间带海滩,为含泥质的沙滩,向海域倾斜。经勘察证实,富水砂层地下水为承压水,与海水连通且受潮汐影响。地层由上向下依次为第四系人工填筑层、海相沉积层淤泥、冲洪积粘土、砂、下伏燕山黑云母花岗岩(如图3所示)。
根据地下水含水层所处位置及其不同的赋存形式,工程范围内地下水分为松散岩内孔隙水、砂层承压水。粗(砾)砂富水性强,渗透性好,为良好的含水层和透水层;全风化基岩孔隙裂隙水总体上富水性弱,渗透性较差,属于弱或微含水层。工程范围内砂层中的孔隙水可视为陆域地下水与海域地下水之间的过渡带,受潮汐的涨落影响,当海水处于高潮时,海水向陆域渗透,补给陆域地下水,反之陆域地下水向海域排泄。下部风化基岩孔隙裂隙水因与上部的松散岩类孔隙水之间无隔水层,可接受上部孔隙水的垂直入渗补给或越流补给,各含水岩层的地下水均具承压性。
在设计初期,根据砂层的分布情况以及与隧道的关系,提出了在地表采用竖直高压旋喷桩固结止水,洞内采用水平高压旋喷桩+注浆小导管处理的方案,以阻止地下水和治理流砂,并要求采用双侧壁导坑法开挖。该方案主要问题是高压水平旋喷桩施工在国内应用较少,其施工的质量难以保证,且施工的时间可能较长,可靠性存在一定问题。通过现场反复试验,发现高压旋喷桩在动水环境下成桩效果较差,渗透系数和抗压强度均达不到设计要求。由于双侧壁中导坑断面呈蘑菇形,最大跨度达12 m,不利于控制初期支护变形,拱部砂层在开挖时极易发生垮塌。另外下部断面窄距离拱顶高也不利于紧急情况下的抢险救援。经过认真讨论分析,最终确定采用以下施工方案:
1)采用地下连续墙和降水井控制地下水;
2)在隧道内采用超前小导管预注浆对砂层进行固结处理;
3)采用CRD(中隔墙加台阶)法开挖。
该地段保障隧道施工安全的关键是有效解决砂层承压水和提高松散砂层的稳定性。为防止砂层透水形成突水、涌砂重大工程灾害,以确保工程施工安全,在地表采取了“防渗地下连续墙+降水井”的封闭、疏干措施。根据地质条件,砂层覆盖影响区长达600 m,为不影响隧道施工及确保止水效果,利用地下连续墙将整个砂层地段分隔成相对独立的隔水仓,分期抽水。纵向连续墙沿左、右线行车隧道外侧15 m进行布置,横向连续墙根据施工实际情况进行布设。本段砂层共设置三道横墙。在地下连续墙内侧,隧道两侧设置ϕ60 cm降水群井,降水井井底标高与邻近连续墙底标高一致,通过降水,使原隧道承压水基本疏干。根据地下连续墙施工进度及降水井施工能力,科学合理地安排降水井及观察井施作时间,确保在地下连续墙封闭时同步完成。在隧道内采用超前小导管预注浆对砂层进行固结处理。根据工程地质条件,本工程注浆主要以加固注浆为主。通过进行超前注浆,固结砂层,提高了砂层的粘结力和内摩擦角,提高了砂层的自稳能力,防止开挖过程中砂层坍塌。在降水效果不理想部分地段,注浆还起到了堵水和加固的双重作用。通过进行超前注浆,挤走砂层中的游离水,降低了砂层的渗透能力,防止开挖过程中发生涌砂灾害;同时,也达到加固砂层作用,防止开挖过程中砂层坍塌。
该方案不仅经济上比原方案更为节约,而且超前处理与隧道施工可以平行作业,大大提高了施工效率。施工实践表明该方案非常成功。
3结语
目前厦门海底隧道已完成通车,为我国在建或待建的几座海底隧道提供了宝贵的经验。
1)在隧道施工中应根据现场施工条件及现场试验及时调整设计方案,以保证施工的安全及经济。
2)隧道浅埋段暗挖施工时必须遵守十八字方针,以尽可能杜绝施工安全事故。
3)渗涌水是海底隧道的最大威胁,施工期应随时了解掌子面前的地质和水文地质条件,超前探孔和预注浆是控制渗流的最佳方法。
4)可采用注浆法辅助冻结法的方案穿越海底断层、风化深槽及溶槽等地段。
5)地层的注浆加固是隧道穿越不良地质体的核心技术,主要包括超前帷幕注浆、正面注浆、背后回填注浆以及必要时的径向注浆,其中帷幕注浆是基础,大断面隧道的注浆加固圈厚度不宜小于3 m;注浆效果主要从渗水量变化、加固体强度及地层稳定性等方面进行评价。
摘要：结合厦门翔安海底隧道设计与施工实际状况,对该隧道建设过程中遇到的几个关键技术问题及其处理措施进行详细的分析与介绍,对国内当前在建和待建的几座海底隧道设计与施工有一定的参考作用。
关键词：海底隧道,浅埋段,富水砂层,风化深槽
参考文献
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[4]王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术概论[M].合肥:安徽教育出版社,2004.
厦门海底世界作文 第4篇
到了那儿，我蹦蹦跳跳地下了车，爸爸买了三张票，我们一家三口就进去了。首先我们去看海豚表演，我快速地找到了三个位置，就马上坐下去观看。表演开始了，只见教练把一个球挂在上面，海豚看到这个球，高兴地一蹦三尺高，它猛地一跃，跳出水面，用嘴巴来顶球，他的动作快速而熟练，大家情不自禁地鼓掌，叫嚎着。接下来，教练站在海豚的身上，海豚就在水里快速地游，教练在它的背上跟观众打招呼。海豚那样子犹如小孩在跟妈妈撒娇一样可爱迷人。
看完这个表演，接着我们就去看海底世界，哇!五颜六色的鱼好像向我游来，我仿佛进入了真的海底世界，我看见好多只鲨鱼，好恐怖呀!它那尖尖的牙齿，凶猛的眼睛好像要把我给吃掉似的。我心惊胆战，连忙后退了几步。我又看见了很小很小的斑马鱼。还有好多好多的鱼，看得我应接不暇呢!
厦门海底隧道 第5篇
1 工程概况
厦门翔安海底隧道位于厦门岛东部,连接岛内五通和对岸翔安大陆架,隧道长6.05 km,跨越海域宽约4.2 km。设计采用三孔隧道方式,两侧为行车隧道,各设3车道,中孔为服务隧道,横断面如图1所示。行车隧道建筑内轮廓净宽约14 m,净高约11 m,隧道最大纵坡为3%,最深处位于海平面下约70 m,海域最大水深约30 m。
工程场区以燕山早期花岗岩及中粗粒黑云母花岗闪长岩为主,穿插辉绿岩、二长岩、闪长玢岩等喜山期岩脉,隧道海域段需穿越四处全强风化深槽破碎带。场区内地下水可分为陆域地下水和海域地下水,陆域地下水赋存于风化残积土层中,接受大气降水的补给,属于潜水。海域地下水主要受海水垂直入渗补给,水量受构造控制,浅滩段透水砂层和海底段风化槽破碎带与海水有直接水力联系。
2 防水体系设计与施工
2.1 地下水的处治方案
隧道工程对地下水的处治有全封堵和排导两种方式。通常情况下,当水头小于60 m时采用全封堵方式;当水头大于60 m时宜采用排导方式,并通过施作注浆圈来达到限量排放的目的。厦门翔安隧道的地下水和海水总水头在50~70 m左右,从对地下水的处治方式看属于临界状态,从技术和经济的合理性出发,采用全封堵和排导两种方式都是可行的。
根据涌水量分析,左、右线裸洞全部排导衬砌最大涌水量分别为2 530 m3/d和2 685 m3/d,考虑到注浆加固封闭裂隙和初期支护的封堵作用,隧道建成后稳定涌水量一般仅是正常涌水量的1/10,每条隧道涌水量将很小,因此部分地段采用排导衬砌方案是合理可行的。此方案的最大优点是基本上不考虑(并非完全不考虑)衬砌的水压力荷载,从而可以使衬砌结构更经济合理。
因此,主隧道在全、强风化,断层破碎带地段采用全封闭方案;在I、II级围岩地段和横洞等结构交叉地段采用排导方案,允许少量渗水限量排放,如图2所示。服务隧道由于断面较小,且根据布置要求,下部设置水及电通道,上面设置检修通道,采用似圆形断面布置形式,断面利用率较高,且结构受力十分有利,因此服务隧道全部采用全封闭衬砌结构方案。
1—初期支护;2—环向排水管;3—400 g/m2无纺土工布;4—2厚PVC防水板;5—二衬混凝土;6—防水板;7—拱腰预埋注浆嘴和管;8—边墙预埋注浆嘴和管;9—10 cm厚沥青面层;10—26 cm水泥混凝土板;11—15 cm厚C15混凝土找平层;12—每5 m设一道横向Φ11HDPE透水管(外裹400 g/m2无纺布);13—纵向Φ11HDPE透水管(外裹400 g/m2无纺布);14—每10 m设一道横向Φ11HDPE透水管;15—凿毛处理
2.2 注浆堵水
注浆的目的一是保证施工期间的安全;二是确保二次衬砌施工后减轻运营期间的排水压力。翔安海底隧道在超前地质预报分析的基础上,加强对衬砌外的围岩注浆,采用了三重注浆方式:
1)在局部破碎地段,通过超前小导管注浆(或全断面帷幕注浆),在隧道洞室四周形成注浆堵水圈,封闭基岩中输水裂隙和涌水空间。
2)根据超前注浆后地下水渗透量的大小,通过调整系统注浆锚杆对地层进行注浆堵水,进一步封闭地下水径流通道,减少地下水的渗入量。
3)在施作防水板前对初期支护渗漏处进行补充注浆处理,施工期间要求初期支护达到不渗不漏才允许挂设防水板。
2.3 加强结构的自防水功能
1)初期支护防水。初期支护直接与围岩密贴在一起,直接受地下水和海水的压力和腐蚀,因此初期支护采用抗渗等级为P8的喷射混凝土,并及时施作回填注浆。
2)防水层。初期支护和二次衬砌之间的防水层采用2 mm厚的PVC和ECB防水板。防水板主要技术指标要求其拉伸强度大于16.0 MPa,断裂伸长率大于250%,其他指标适当高于有关规范的要求。
3)二次衬砌防水。采用抗渗等级为P12的高性能双掺混凝土(掺粉煤灰和矿粉)。
4)施工缝及沉降缝(变形缝)的细部防水见图3和图4。具体措施为:(1)施工缝防水:主隧道每10 m一个环向施工缝,服务洞则每12 m设一个环向施工缝。主隧道和服务隧道纵向左右边墙与仰拱衔接处各一条纵向施工缝。施工缝在防水板侧设带注浆管的背贴式止水带与防水板焊接,在二衬混凝土断面中部设带注浆管的遇水膨胀橡胶止水条,在二衬混凝土表面设深3.8 cm、宽2.5 cm的水泥基渗透结晶型防水涂料带。纵向施工缝和环向相交处是容易出现渗漏水的地方,各在四个方向1.2~1.5 m范围内涂设P201遇水膨胀液型密封剂。(2)变形缝防水:在土石分界处、结构变化处设置变形缝。除在靠防水板侧设带注浆管的背贴式止水带之外,在二衬混凝土中部设带注浆管的中埋式橡胶止水带,在二衬混凝土表面施作不小于3 cm深的聚氨酯密封胶。
2.4 分区防水
为防止防水板被穿破出现渗流和窜流,将防水板与二次衬砌之间进行纵向分段隔离,降低纵向水力联系。分区防水按模板的长度(主洞为10 m,服务洞为12 m)设计,主洞每10 m为一防水分区,在二衬施工缝处设背贴式止水带,将渗流或窜流水隔开,并在10m中间设防渗肋条,如图5和图6所示。背贴式止水带、防渗肋条均焊接在防水板上,每一防水分区在左右边墙下部设注浆管控制盘,每个控制盘带5根注浆管,并连接于注浆盘,要求注浆盘用胶带临时封粘于防水板上,以防浇筑二衬混凝土时砂浆堵塞注浆管。
2.5 防水板铺设
在施作防水板之前对初期支护有开裂渗漏的地方必须进行补充注浆,并做到初支表面平顺,不得有尖锐之物。经过断面净空量测,在无超欠挖、满足净空要求的情况下,再进行无纺布铺设和防水板的铺设。本隧道无纺布规格选用400 g/m2,首先将无纺布用水泥钉和垫圈固定在初支上,按设计和规范要求,纵向固定间距为40~100 cm,环向固定间距为80cm,然后将防水板焊接在垫圈上。防水板搭接长度按规范和设计要求为10~12 cm。在绑扎钢筋和浇注二衬混凝土之前需对防水板施工质量进行检查,防水板在钢筋施工中受到破坏的地方要进行修补,确保防水板铺设平顺、完整,搭接符合要求,并对搭接处进行气密性试验检测,满足要求后才能进行下道工序施工。
3 排水体系
海底隧道与山岭隧道最大的区别之一就是排水问题。由于海底隧道纵向为“V”字型坡度,不论施工期间还是运营期间,水都将沿隧道向洞内最底点汇集,因此需要完善的排水系统。
3.1 施工期排水措施
施工期间,首先应在洞口设置集水池及完善的排水系统,保证雨水不流入隧道内。洞内各工作面尤其是渗水量大的海底风化槽施工地段,都必须配备足够容量的排水设备,且应沿着施工开挖的长度,分级排放。
对于海底风化深槽特殊地段,一旦出现突发大涌水,排水能力不足,后果是不可想像的,因此一方面要有较好的排水措施和充足的抢险物资,另一方面还要有极端情况下的防水闸门(见图7)。防水闸门选择在地质条件较好的地段,采用内置型钢骨架、外贴钢板的可拆卸重复利用结构,可循环使用。一旦掌子面地段发生不可控制涌水、涌泥险情,施工人员应迅速、有序撤离到安全地段,同时迅速清除防水闸门处各种障碍物,关闭防水闸门。施工过程中各开挖掌子面均需保证良好的通讯联络,并有专门的报警设施。在施工中应经常演练疏散逃生过程,避免紧急情况下出现无序状态。施工期间须注意保持防水闸门的灵活性与安全性,并安排专人专班值守。
3.2 排导衬砌的排水系统
排导衬砌排水量的大小直接影响到二次衬砌上水压力的大小,考虑隧道所处水文地质条件的复杂性和随机性,难以建立确定的数学模型进行计算分析,因此,设计阶段有关单位通过模型试验研究了同排导系统相应的阻尼,以及稳定水头排水的情况下衬砌承受水压力的大小及分布规律,最后得出排水量大小与水压的关系曲线[7]。该研究认为采用排导系统能有效卸载,对于围岩渗透系数较小地段,采用Φ10 cm的盲管,出水口两侧分别为Φ10 cm尺寸,环向布置间距小于10 m,基本上可以不计算水压力;采用Φ5 cm盲管排水、环向布置间距10 m,出水口两侧分别为Φ10 cm,水压力折减系数可取0.4。
设计时对于排导衬砌,二次衬砌水压力按折减系数0.4考虑,并要求在防水板后面加铺Φ5 cm软式透水管,环向间距10 m,并将软式透水管与主洞两侧设的Φ11 cm HDPE透水管连接接入路面下的侧排水沟内。
3.3 永久抽水系统布置
1)洞口排水系统
由于隧道纵坡为倒“人”字坡,洞口两端都有较长的引道段路堑,为避免洞外雨水流入洞内,路基设计时根据地形情况尽量将边坡水或路面水截流出洞外,其余的水通过在隧道两端洞口设置截水沟,截流进洞口处集水池,并设泵站将雨水排出隧道。
2)洞内排水系统
在隧道海底最低标高处设一集水通道和排水泵房,其容量按服务隧道所通Φ1 000供水管破裂(2000 m长管中水流出)或检修时需要存储的水容积量考虑,即1 500 m3,该容量也满足隧道渗水、清洁用水、消防流水等其他意外水量。该水量首先抽排到洞口集水池,再由洞口集水池泵排出洞外。
4 结语
翔安海底隧道开工建设已将近2年,隧道开挖工程量已完成约45%,从目前已经实施的工程看,防水效果比较好。已施作的二次衬砌段达到不开裂、拱墙以上没有湿迹、干燥无水、内实外光的要求;海底风化槽破碎地段目前还处在注浆和开挖阶段,这还有待考验(截至撰写本文时)。现场初步施工经验表明,翔安隧道防排水系统的设计和施工效果比较好,可供类似工程参考。
海底隧道防水是一项系统工程,涉及材料、设计、施工、管理等各个方面,需要从事这项工作的有关人员及管理决策部门齐心协力,同时吸收国外先进技术与经验,把海底隧道防排水这一关键工作做好。
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厦门海底隧道 第6篇
厦门翔安隧道全长6 051 m,跨越海域总长4 459 m,隧道采用一次修建双向三车道隧道,并在两隧道中间修建一服务隧道,隧道中心线间距约64 m～66 m(见图1)。按照高等级公路的设计标准,设计行车速度为80 km/h,隧道最大断面尺寸17.04 m×12.56 m(宽×高),建筑限界净宽×净高为13.5 m×5.0 m。隧道连接厦门市本岛和翔安区陆地,具有公路和城市道路双重功能,为厦门市第三条出岛通道。
2 地质条件及水文地质
本标段承建的隧道穿越陆域浅埋段、浅滩段及海域段三种地貌。陆域部分为剥蚀残丘地貌,地下水赋存形式为松散岩类孔隙水,风化基岩孔隙、裂隙水,基岩裂隙水三种,并均为弱富水性层,透水性较差,为弱或微含水层。浅滩段为泥砂堆积人工围海养殖区,根据地下水含水层所处位置及其不同的赋存形式,浅滩段地下水分为松散岩内孔隙水、砂层承压水。粗(砾)砂富水性强,渗透性好,为良好的含水层和透水层,具有承压性;全风化基岩孔隙裂隙水总体上富水性弱,渗透性较差,属于弱或微含水层。海域段围岩以弱～微风化花岗闪长岩和粗颗粒花岗岩为主,整体上岩体较完整,局部段高角度密闭型裂隙发育。地下水分为松散岩类孔隙水,风化基岩孔隙、裂隙水,基岩裂隙水三种,总体上富水性弱,渗透性较差,为弱或微含水层。
3 海底隧道施工特点
本隧道设计为三车道隧道,隧道具有施工断面大、长度较长、地质条件复杂、隐蔽工程多、施工空间狭小等特点,一旦发生安全事故,将可能导致人身伤亡、工期延误,甚至可能造成巨大的经济损失。为确保隧道建设安全,主要从安全风险评估与分析,落实安全监控和管理措施,建立安全预警保障体系等方面来提高应急处置,降低施工安全风险。
4 安全风险评估和分析
1)陆域浅埋富水段施工,陆域浅埋段围岩主要是全风化、强风化,总长度约250 m。该段地下水丰富,特别在雨季,地表水直接沿着风化岩原生、次生节理裂隙渗透补给,导致岩质软化,围岩自稳能力极差,极易发生坍塌、下沉等安全事故。2)海滩透水砂层段施工,隧道有长约600 m砂层,其中侵入隧道开挖断面的有230 m,该砂层段属于海积和冲洪积堆积而成,结构松散,粘聚力差。不但地下水丰富,透水性好,而且与海水相连通,极易发生涌水、涌砂等地质灾害事故。3)海域段风化槽施工,海域段分布有F2,F3风化深槽共两处,长度约152 m,岩性为全风化花岗岩和强风化花岗岩,结构松散,水头压力大于0.7 MPa,极易发生坍塌、突(涌)水灾难性伤害事故。4)初期支护异常变形,在不良地质情况下,采用CRD工法、上下台阶法开挖,控制沉降和水平收敛难度极大,容易发生坍塌事故。
5 安全风险监控和管理措施
1)采取综合超前地质预报,在施工中将超前地质预测预报工作纳入工序管理中,采取长距离探测与短距离探测相结合,多种手段并用(见图2),互相验证,以提高预报的准确度。其手段有四种:a.采用超前水平钻孔探测,根据围岩类别不同,每断面布置3孔～5孔不等进行探测;b.采用超前预报系统TSP203对隧道进行探测;c.采用地质雷达对隧道掌子面及周边围岩进行探测;d.采用红外线扫描及时对隧道前方水系进行探测。通过采用这些先进的技术设备、仪器及时准确地对不良地质地段情况进行了探明,并根据地质超前预报结果,做出了合理预先处置。
2)实施两级监控量测,即第三方监控和单位内部监控量测相结合,建立最大日变形量和累计变形量的风险预警机制。主要通过采用TCRA1201全站仪对地表和洞内初期支护变化进行全程监控量测(见图3),严格按照规范要求布点量测,确保监控量测数据真实、准确、完整,采集拱顶下沉和拱腰收敛原始数据,通过这些数据信息对围岩及支护系统的稳定状态进行判定,为围岩级别变更、初期支护和二次衬砌的参数调整提供依据,做到早发现、早预防、早处置,准确指导施工生产,确保了隧道施工安全。
3)制定专项施工方案,落实安全保证措施。针对陆域富水浅埋段围岩强度低、自稳能力差、断面大的特点,通过数值模拟分析,结合现场试验,通过采用“地下连续墙止水+深井降水+洞内TSS小导管双液注浆固结砂层”的综合施工技术,防止了砂层地下水动态流动,切断了海水对砂层的补给通道,解决了隧道穿越海域浅滩透水砂层的施工突泥、突水坍塌等施工安全难题。同时通过应用综合超前地质预报,确定了F2,F3风化槽的位置及性状,采用“上部周边帷幕注浆、超前长管棚、超前注浆小导管”等方式对F2,F3风化槽围岩进行超前预加固处理,对于破碎和风化严重地段采用“上部周边帷幕注浆+超前长管棚+超前注浆小导管”方式对围岩进行超前预加固处理等施工技术措施(见图4),顺利通过F2,F3风化槽地段。
4)初期支护异常变形监控措施,按照“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的施工原则,首先对隧道的开挖、锚杆施工、钢筋网挂设、钢支撑的安装、喷射混凝土、仰拱全幅施工、二次衬砌、隧道防排水等各分项工程进行了逐级安全技术交底。施工中,严格工序管理,规范作业流程,加强对进入隧道人员的管理,建立出入隧道登记制度。在隧道开挖作业中,严格控制开挖进尺和使用药量。在爆破作业完成后立即对开挖断面进行全面检查,清理轮廓面上不稳定的岩石,及时进行喷锚支护,加固封闭围岩,隧道二衬砌紧跟,保证隧道步长距离符合要求,有效避免了隧道初支护出现异常变形。
6 建立安全预警保障体系
1)远程监控成像系统可以随时掌握隧道里各个作业面的安全状况。2)门禁监控系统可以准确掌握人员、车辆、设备进出隧道情况等,并随时可以通过电脑掌握各类人员、车辆、设备进出隧道的情况。3)安全生产指示预警系统能及时有效地启动应急救援预案,及时通知救援小组人员和设备准时到达事故现场,实施抢险救援。按照隧道内事故等级,用蓝色表示Ⅳ级正常待命,用黄色表示Ⅲ级预警状态,用橙色表示Ⅱ级异常警戒,用红色表示Ⅰ级事故应急警报,根据不同级别警报通知应急相关人员赶到事故现场,投入应急救援和抢救工作。4)隧道通信延伸系统。为了保证事故及时报告,应急迅速,在隧道内安装了移动、联通延伸系统,保证了隧道里每个作业面信号全面覆盖,通信畅通无阻。5)应急保障系统。在隧道内设置了应急逃生通道(竖井旋梯和正洞作为逃生通道),并安装了应急逃生方向指示灯(牌)和照明应急灯,保障在应急情况下人员、车辆、设备有序撤离。6)风化槽防水闸门系统由于海域风化槽段水压在0.5 MPa～0.7 MPa,一旦发生突水,将是灾难性事故,为此在隧道内专门针对穿越风化槽制作了防水闸门,安装在距风化槽施工50 m处的地方,确保万一发生突涌水时进行应急防护。7)开展应急演练,提升处置能力。在海底隧道施工中,为做到预防事故和应急救援相结合,提升现场应急处置能力,根据施工进展情况,结合危险地段的施工,先后组织开展了应急排水、应急电源转换和隧道防坍塌等多项应急演练。通过应急演练提高了作业人员的安全防范意识和应急处置能力。在工程实践中,成功的处置了YK11+856出现涌砂涌水险性事故。
7 结语
厦门海底隧道 第7篇
厦门翔安海底隧道是国内第一座海底隧道, 全长6.05km, 采用设置服务隧道的三孔隧道方式, 设双向六车道[1]。翔安隧道最大的难点是需穿越海底4处风化深槽, 其洞体围岩软弱、破碎, 以强风化花岗岩为主。海底风化槽是本工程的高风险地段, 施工中易发生大变形、坍塌和突涌水等问题。本工程作为国内第一条海底隧道, 地质条件复杂, 工程经验少, 技术难度大, 而风化槽构成复杂, 必需深入研究其物理、力学特性。因此, 开展风化槽围岩渗透破坏评价和流变试验研究对指导设计和施工具有重要意义。
本文在详勘所取得的风化槽岩体物理力学基本指标的基础上, 开展围岩渗透破坏评价, 同时对风化槽强风化花岗岩试样进行流变实验, 建立适合风化槽围岩特点的流变力学模型, 研究成果为风化槽围岩注浆加固和衬砌设计提供可靠依据和技术支撑。
2 风化槽概况
2.1 基岩概况
翔安海底隧道场区基岩以燕山早期第二次侵入的花岗闪长岩及中粗粒黑云母花岗岩为主, 海域及五通岸为花岗闪长岩分布区, 翔安侧潮滩及其以北地带为黑云母花岗岩分布区。基岩按风化程度可分为全、强、弱、微四个风化带 (W4、W3、W2、W1) , 其强风化带概况如下[2]。
强风化带 (W3) :花岗闪长岩 (⑦2) 及黑云母花岗岩 (⑧2) 强风化带呈棕黄~灰黄色, 从上至下一般由砾质粘性土 → 泥质砂砾石土 → 酥脆岩体过渡, 中下部常有大小不等的弱~微风化球状残余体, 辉绿岩、闪长岩、闪长玢岩等脉岩强风化带为棕黄色, 呈坚硬土~极软岩状, 风化差异不及前两者明显。强风化带顶界高程一般低于-10米, 厚度一般小于15米, 构造破碎带内可达30米以上;在个别风化深槽内, 其底界可深至 -100米以下。 (注:以标准贯入击数是否达到50击/30cm作为划分全、强风化带的标准) 。
2.2 风化槽概况
海域段分布4处风化槽 (F1、F2、F3、F4) , 如图1所示, 基本概况如表1所列[2]。风化槽是小断层或构造破碎带发育所致, 三条隧道穿越风化槽的宽度为17~150米。4处风化槽中的F1、F4对隧道影响相对更大, 其洞身受风化槽强风化带控制, 其岩体渗透系数为10-4cm/s级, 渗透性很强。
3 围岩渗透破坏评价
3.1 渗透破坏分析方法
风化槽围岩渗透破坏评价的目的是分析隧道围岩在海水覆盖下是否会产生渗透破坏。
根据渗流基本理论, 本文采用水力坡降理论来评价海底风化槽处围岩渗透稳定性[3]。水力坡降越大, 越容易发生渗透破坏。利用渗透破坏实验确定渗透破坏时的极限水力坡度I破, 考虑工程安全系数后的允许水力坡度为I允, 围岩实际承受的水力坡度为I实, 通过三者比较, 可以判断围岩渗透稳定性。
隧道围岩实际水力坡降计算公式为:
I实undefined (1)
式中:I实为隧道围岩实际水力坡降;H1为海平面至海底的距离;H2为渗径, 与隧道围岩顶板厚度相关;H1+ H2为隧道承受的全水头值;r0为隧道等效半径;如图2所示。
当I实≤I允, 认为不会发生渗透破坏, 反之则认为渗透稳定性差, 会发生渗透破坏。
3.2 风化槽渗透破坏评价
依据上述渗透破坏分析方法, F1、F4风化槽地段全风化花岗岩勘探取芯12组, 渗透破坏试验表明, I破分布范围为9.00~12.00, I允为3.50~4.00。典型位置围岩渗透破坏评价结果见表2。
由此说明, 在全水头作用下, 隧道穿越的F1、F4风化槽强风化带岩体渗透稳定性较好。
需要指出的是, 隧道开挖过程中, 会引起地层变形, 岩体裂隙张开, 渗透性发生变化, 渗透稳定性随之改变。因此, 施工中需对渗透稳定性进行评估监测, 并采取必要的注浆堵水和限制变形工程措施。
4 岩体流变试验
4.1 试验设备及试样制备
风化槽强风化花岗岩三轴试验及流变实验通过双联动软岩渗流-应力耦合三轴流变仪进行。
试验所用试样取自翔安海底隧道风化槽地段。由于强风化花岗岩风化破碎严重, 所取岩芯极易发生破坏, 浸水即成散砂状, 因此采用重塑强风化花岗岩试样进行试验。重塑试样 (图3) 采用原有强风化花岗岩碎料, 无其他配料添加, 按原有密度 (2.08 g/cm3) 和含水量 (13%) 加工制成Φ38×76mm的试样, 重塑试样抗压强度与原状试样接近[4]。
4.2 试验步骤
试验分三步, 具体如下:
(1) 试样饱和
在环境温度 (18~20°C) 下, 饱和所采用的方法是在三轴室内施加一定的围压后, 对试样施加反压, 在保持一定的有效应力下对试样进行饱和。
(2) 三轴试验
以20μm/min的压缩速率对强风化花岗岩试样进行固结排水压缩直至试样破坏, 同时监测试样变形。
(3) 三轴流变试验
采用分级加载的方式进行:流变试样施加荷载顺序为:0.1MPa (偏差应力) 、0.2MPa、0.3MPa、0.4MPa、0.5MPa……。试验过程中对试样变形进行检测。
4.3 试验结果
4.3.1 三轴试验及c、Ф值确定
在20μm/min加载速率下, 重塑强风化花岗岩试样应力随轴向应变、径向应变改变的变化曲线如图4所示。在试验的开始阶段, 试样体积被压缩, 应力随轴向应变、径向应变和体应变线性增长;随着压缩的进行, 岩样内部结构重新调整, 应力随轴向应变、径向应变和体应变的增长逐渐缓慢, 而试样体积的变化逐渐由压缩转变为膨胀, 应力逐渐达到最大值;此后, 试样膨胀越来越迅速, 应力不再继续升高, 而是逐渐降低到一定值后, 发生塑性流动, 试样发生破坏。
(注:σ3为围压, P为反压)
三轴试验结果表明, 强风化花岗岩强度低、变形大、弹性模量低, 在达到峰值后, 有明显的塑性流动。此外, 由于试样的离散性, 随着围压的增大, 重塑强风化花岗岩试样的峰值强度变化规律不明显。
Mohr-Coulomb准则中抗剪强度指标c、Ф反映了土体抗剪切破坏的极限能力, Ф值是由于土颗粒之间滑动摩擦以及凹凸面间镶嵌作用所产生的摩阻力的摩擦角, 其大小取决于土颗粒表面的粗糙度、密实度、土颗粒大小以及颗粒级配等因素;而c值是土颗粒之间胶结作用和静电引力效应等因素引起的。对不同围压下的强风化花岗岩重塑试样进行分析, 利用Mohr-Coulomb准则, 得到强风化花岗岩的摩擦角Ф约为31°, 粘聚力约为0.1MPa, 如图5所示。
4.3.2 流变试验及力学模型
多级荷载作用下强风化花岗岩三轴流变试验曲线及拟合曲线如图6所示。流变试验结果表明: (1) 每级荷载下都有瞬时变形, 其后为蠕变变形;蠕变试验过程中存在一个应力阀值, 当应力值少于该阀值时, 蠕变很快衰减趋于零, 变形趋于一个稳定的极限值, 即只有第一段蠕变;当应力大于该阀值时, 蠕变趋于稳定, 即产生第二阶段蠕变; (2) 随着荷载的增大, 每级荷载下的瞬时变形量呈减少趋势; (3) 随着荷载的增大, 同等荷载增量作用下产生的蠕变变形量逐渐增大; (4) 蠕变变形呈现明显的非线性增长趋势。
由流变试验结果分析可知, 风化槽强风化花岗岩变形具有突出的粘性时效特征[5], 不利于工程的长期稳定, 在设计和施工中应引起注意。
根据风化槽强风化花岗岩三轴流变试验过程中呈现出的非线性特点, 采用非线性蠕变模型进行拟合, 其通用函数形式表达为[5]:
undefined
式中, A, m, n为待定参数, undefined为蠕变应变率, q为等效应力, (q=σ1-σ3) , t为时间。
根据试验数据, 拟合公式为:
undefined
拟合效果良好, 如图6所示。
5 结论
本文开展了海底风化槽围岩渗透破坏评价和流变试验研究, 可为风化槽围岩注浆加固和支护结构设计提供依据, 主要成果如下:
(1) 根据详勘结果分析, 海底风化槽围岩软弱、破碎、渗透性大, 是本工程的高风险地段, 尤其是F1、F4风化槽, 以强风化花岗岩为主, 隧道施工易发生大变形、坍塌和突涌水。
(2) 采用水力坡降理论评价围岩渗透稳定性, 结果表明:在全水头作用下, F1、F4风化槽强风化带岩体渗透稳定性较好;但隧道开挖将引起地层变形, 围岩渗透稳定性改变, 施工中需采取注浆堵水、限制变形等必要措施, 并进行评估监测。
(3) 岩体三轴试验表明, 风化槽强风化花岗岩强度低、变形大、弹性模量低, 在应力达到峰值后, 有明显的塑性流动。利用Mohr-Coulomb准则, 得到C、Ф值分别为0.1MPa、31°。
(4) 岩体三轴流变试验表明, 风化槽强风化花岗岩变形具有明显的粘性时效特征, 对围岩开挖后的掌子面稳定性和长期变形稳定性都不利, 在设计和施工中应引起注意。采用非线性蠕变模型进行拟合, 建立了相应的流变力学模型, 见式 (3) 。
参考文献
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[3]李光耀, 夏支埃.厦门东通道海底隧道风化深槽的岩土工程特征研究[J].资源环境与工程.2006, 20 (1) :23-28.
[4]厦门翔安海底隧道科研总结报告[R].厦门:厦门路桥建设集团有限公司等, 2010.
海底公路隧道火灾数值模拟 第8篇
笔者利用FDS火灾模拟软件,对我国大陆地区第一座海底公路隧道进行火灾数值模拟,重点分析典型火灾条件下隧道烟气扩散和拱顶温度的变化规律,为海底公路隧道的防火救灾提供理论依据。
1 隧道情况概述
隧道全长8.695 km,其中海底隧道长6.05 km,跨越海域宽约4.2 km。隧道采用三孔方案,两侧为行车主洞,各设置3车道,中孔为服务隧道,见图1所示。主洞隧道建筑限界净宽13.5 m,净高5 m。服务隧道建筑限界净宽6.5 m,净高6 m。主洞隧道测设线间距为52 m,服务隧道与主洞隧道净间距为22 m。隧道最深处位于海平面下约70 m,最大纵坡3%。左、右线隧道各设通风竖井1座,隧道全线共设12处行人横通道和5处行车横通道,横通道间距为300 m。
2 计算模型及条件设定
2.1 物理模型
当火灾发生于隧道主洞下坡段时,如图2所示,烟气会因为浮力作用蔓延至隧道上游方向,严重影响车辆与人员疏散,为最不利工况。因此,选取图中虚线框部分为研究坡段,火灾发生点位于远离风机的位置。
利用FDS模拟建立的隧道火灾模型如图3所示。采用网格局部加密方法,取计算网格尺寸为较粗网格0.6 m×0.6 m,火灾附近区域计算网格尺寸加密至0.3 m×0.3 m。火灾发生点位于距离风机约90 m处,火灾面积(长×宽)为3.0 m×3.0 m。关于隧道实体模型中的坡度影响问题,通过改变计算模型中的重力场方向加以考虑,取重力场方向(x,y,z)为(0.294 2,0,-9.805 6)。
2.2 条件设定
考虑火灾发生后10 min内的情况,最大火灾热释放速率为35 MW,在火灾发生后按线性增长型发展并在3 min内从无火达到25 MW,然后在7 min内从25 MW达到35 MW,火灾发展的详细情况如图4所示;隧道内喷淋
系统因各种原因不能动作;火灾初期立即开启隧道内临近火源处的风机系统;风机系统在所需火灾运作模式2 min内完成启动,具体纵向通风边界示意图如图5所示。
3 模拟结果分析
3.1 纵向通风对热烟气逆流距离的影响
图6为热烟气逆流距离随纵向通风的变化。从图中可以看出,120 s时,即隧道风机完成0.25 m/s的启动时,热烟气逆流至车行横洞附近;180 s时,即火源总热释放速率到达预设的25 MW时,热烟气逆流距离进一步增大;360 s时,热烟气逆流距离达到最大值;480 s时,即隧道风机完成3.0 m/s的启动时,热烟气逆流距离开始显著减小;530 s时,热烟气逆流距离降为0 m;600 s时,即火源总热释放速率到达预设的35 MW时,热烟气逆流距离恒定为0 m,表明热烟气逆流现象得到有效控制。
3.2 纵向通风对隧道顶部温度的影响
隧道顶部温度随纵向通风的变化见图7所示。以混凝土拱顶衬砌不超过300 ℃为安全临界温度,从图中可以看出,120 s时,即隧道风机完成0.25 m/s的启动时,火源附近隧道拱顶局部温度开始超过安全临界温度;180 s时,即火源总热释放速率达到预设的25 MW时,火源附近隧道拱顶很大范围温度超过安全临界温度;360 s时,火源临近附近隧道拱顶温度超过安全临界温度的范围达到最大;480 s时,即隧道风机完成3.0 m/s的启动时,火源附近隧道拱顶温度超过安全临界温度的范围迅速缩小;600 s时,火源附近隧道拱顶温度均低于安全临界温度。
3.3 隧道横通道风流变化
当某一侧隧道发生火灾时,火源下游的车辆继续向前方洞口快速疏散,火源下游的横通道仍然关闭;火源上游的车辆和人群向服务隧道疏散,因此需要打开火源上游的横通道。横通道的打开会改变通风网络,导致风流流动发生变化,并对火灾的发展产生影响。
行人横洞和行车横洞的风速-时间变化曲线分别见图8、9所示。从图中可以看出,120 s时,即隧道风机完成0.25 m/s的启动时,行人横洞断面风速将达到1.25 m/s,行车横洞断面风速将达到约0.3 m/s;360 s时,行人横洞断面风速将逐渐下降至0.25 m/s,行车横洞断面风速变化显著,最大可达约0.3 m/s,最小为0.05 m/s,均值
趋于0.15 m/s;480 s时,即隧道风机完成3.0 m/s的启动时,行人横洞断面风速将迅速上升并恒定在4.2 m/s左右,行车横洞断面风速亦呈现显著变化,最大可达0.95 m/s,最小为0.105 m/s,均值趋于0.5 m/s;600 s时,行人横洞断面风速将迅速下降并恒定在1.5 m/s,行车横洞断面风速将逐渐下降至0.2 m/s。
4 结 论
(1)在0.25 m/s的火灾初期通风条件下,热烟气逆流距离主要受火灾规模影响且随着火灾规模增大而增加;火源附近拱顶温度超过安全临界温度(取300 ℃)的范围主要受火灾规模影响且随着火灾规模的增大而增大。
(2)在3 m/s的灭火期通风条件下,热烟气逆流距离主要受纵向通风影响且随着纵向通风由0.25 m/s增至3 m/s而逐渐减小为0 m;火源附近拱顶温度超过安全临界温度的范围主要受纵向通风影响且随着纵向通风由0.25 m/s增至3 m/s而迅速降低至安全临界温度以下。
(3)隧道风机启动至恒定(0.25 m/s或3 m/s)前后,隧道内横通道(包括行人横洞和行车横洞)风速变化均呈现“先增大,后减小”的趋势。
摘要：利用FDS对某海底公路隧道进行研究,分析典型火灾条件下,纵向通风对热烟气逆流距离、隧道顶部温度以及隧道内横通道风流变化的影响。结果表明,在0.25 m/s的火灾初期通风条件下,热烟气逆流距离和火源附近拱顶温度超过安全临界温度的范围随火灾规模增大而增大;在3 m/s的灭火期通风条件下,两者随着纵向通风风速增加而减小;隧道内横通道风速先增大,后减小。
关键词：海底隧道,火灾,数值模拟,烟气控制
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海底隧道稳定性分析 第9篇
目前,世界上已建成很多条海峡海底隧道,泰晤士河底隧道是最早的水下隧道[1],日本关门隧道(1944年底修建)是世界上最早的海峡隧道;比较著名的还有日本青函隧道、英法海峡隧道、丹麦大海峡隧道、日本东京湾渡海公路隧道[2,3,4]等,而隧道的稳定性一直是海底隧道设计的一个需要考虑的难题,本文以某海底隧道为研究背景,在考虑海水沿上覆岩层破碎带入渗流量不大的情况下,采用有限元强度折减法对海底隧道的整体稳定性和具有局部破碎带的隧道稳定性进行了分析[5]。研究对象为一双洞隧道,海水最大深度40m。初步地质勘测显示,大部分围岩情况良好,多为微风化花岗岩和其他火成岩,无大的断层和软弱结构面通过,岩体完整性好,地质条件良好。但是隧道通过线路内局部存在F1、F2、F5和F12等断层破碎带,此区域在施工中与运营中都可能发生严重问题,需要在设计施工中重点考虑。
1 海水渗流压力在海底隧道设计中的考虑
对海底隧道而言,围岩渗水对海底隧道的最大危害就是造成突发的顶板透水以及随之而来的顶板塌落事故,如挪威Oslofjord海底隧道[5]。所以在对海底隧道通过线路地质条件勘测准确以后,如何确定作用在隧道围岩上的海水压力,是海底隧道设计施工中需要重点考虑的问题。
海底隧道设计中,作用在隧道衬砌上的水压力究竟该取多大,工程界的意见尚不统一。笔者认为,隧道衬砌设计中考虑全水头水压力的情况基本上有两种:
(1)土质隧道以及上覆岩层较为破碎且渗透性较强的隧道,使隧道衬砌周边很快达到全水头;
(2)采用盾构法施工的隧道,由于施工工艺的要求,隧道设计为不排水。这些情况下,即使隧道围岩完整性较好,隧道修建初期,地下水沿裂隙渗入的水量很少,但经过若干月甚至若干年以后,作用在隧道衬砌的外水压力也会达到全水头压力,这种状况已被重庆市某长江水下隧道的试验所证实,也就是说假如隧道设计为不排水,那么衬砌上必须考虑全水头压力。
显然,如果隧道上覆岩层完整性非常好,渗透性不大,围岩内裂隙分布范围很小,海水只是沿围岩裂隙少量的流出,按挪威海底隧道规范,允许渗流量为300l/km/min[5]。这种情况下,没有必要进行堵水,隧道的整体稳定性问题不大,计算分析时,基本可以忽略水压力的作用,在此地段围岩构筑薄型衬砌就可满足隧道稳定性要求,甚至只进行混凝土喷面就可以保持隧道稳定,这方面挪威的经验值得借鉴。
事实上,国内外许多工程实例表明,海底隧道开挖后,可采用“排堵结合”的措施来降低水的渗流,漏水是必然的、正常的,没有必要完全堵水,适量的排水对隧道衬砌有卸压的作用,有利于隧道稳定,所以隧道构筑衬砌时都会做相应的排水措施。
如果海底隧道整体地质条件非常良好,岩体内渗流作用非常小,少量渗入隧道的水,可采用排水排出,所以设计中没有必要考虑水头压力,可以采用较薄的衬砌。即使在不良地段区域内,海水渗流主要通过局部破碎带、断层及部分裂隙侵入隧道,因而必需对破碎带进行注浆堵水,降低渗水,加固围岩,也可在不良地段内适当加厚衬砌,或增设钢拱架等设施。
2 考虑局部破碎带渗水条件下海底隧道稳定性分析
2.1 计算模型及计算参数的确定
本文假设隧道开挖后,对局部破碎带涌水处进行及时的封堵,渗入的海水在破碎带内以静水状态存在,堵水圈基本不渗水,因此计算中将隧道围岩破碎带内海水以静水压力直接作用在围岩注浆圈上。隧道的上覆岩层厚25m,高12m,宽15m,双洞间距1.5倍宽度,计算范围侧面取4倍隧道宽度,下面取4倍隧道高度,海水的自重以均布荷载加在模型顶部,作用在堵水圈上的静水压力取全水头即65m海水压力。计算采用莫尔-库仑等面积圆屈服准则[6,7],计算假设围岩破碎带与海底平面成45°和90°两种倾角,图1是倾角为45°破碎带的计算模型,材料参数见表l。由于勘测报告提供的是岩块强度,参考有关资料,计算时实际的岩体强度大约为岩块强度的1/6[9]。
2.2 计算结果分析
采用有限元强度折减法计算隧道整体安全系数,是把围岩视作均匀岩体。不过设计安全系数究竟取何值为好,仍是关注的问题[8],这里暂时取安全系数为2。
破碎带宽度分别为1m、2m和注浆封堵圈厚度为3m、5m条件下,隧道的稳定安全系数见表2。计算结果表明,隧道线路通过的区域内,由于围岩的条件不同,安全系数也有较大变化,完整围岩的稳定系数是5.21,最低的安全系数是模型2,即含2m宽45°破碎带且无堵水条件下,安全系数仅为1.94,小于设计安全系数,但实际工程中破碎带都需要注浆堵水与加固,模型2工况并不实际存在[9]。由表2可以看出,上覆岩层破碎带的存在大大降低了隧道的整体稳定性。上覆岩层破碎带越倾斜(相对于海底基岩法线方向),隧道的安全系数越小;破碎带的宽度越大,安全系数越小;堵水圈的厚度越大,安全系数越大。
如图2所示,完整围岩的塑性应变和塑性区分布在隧道两侧,尤其出现在双洞相邻处。含45°破碎带与含90°破碎带塑性区分布在破碎带的底端与隧洞两侧,见图3、图4。3个模型的最大等效塑性应变值大小相近,但出现部位不同,模型1和模型3的最大等效塑性应变值出现在隧道洞间底角处,而模型2,在45°破碎带底端处等效塑性应变最大,破裂区也在这一部位。堵水以后各个工况的云图分布类似,但如前所说,安全系数不一样。在水压力作用下,破碎带堵水部分最先失稳,如果塌落涌水,会造成海底隧道施工过程中的重大灾难。因而设计中除确保围岩与衬砌整体安全外,还要确保破碎带采取加固措施的局部安全。结果还表明,含倾角90°破碎带的隧道,其堵水部位虽然也是隧道整体稳定性中比较薄弱的环节,但并非是塑性应变最大的地方,较之45°破碎带隧道更安全。也就是破碎带和海底水平面的夹角越大,越不安全。
3 结论
(1)结果表明,所研究的海底隧道的整体安全系数较大,隧道整体是安全的。但是局部破碎带的存在大大降低了隧道的整体稳定性。当隧道通过不良地段时,应该做好超前堵水加固。倾角一定的情况下,破碎带的宽度越大,安全系数越小,堵水圈的厚度越大,安全系数越大。
(2)与完整围岩破裂面存在于两侧相比,含有45°破碎带的隧道围岩破裂面位于破碎带底端承受静水压力处,可见水压力的存在使围岩的破裂面最先发生在水压力作用处,破碎带堵水部分最先失稳,如果塌落涌水,会造成海底隧道施工过程中的重大灾难。围岩含倾角90°的破碎带堵水部分在静水压力的作用下,较之含45°破碎带隧道更安全。
摘要：本文采用有限元极限分析法分析了海底隧道的整体稳定性与存在局部破碎带下的整体稳定性。以某海底隧道为例,计算表明隧道整体是安全的。当存在局部破碎带时,必须做好破碎带的超前注浆堵水加固,以减少其渗水量,并对破碎带进行局部加固;计算还表明,有局部破碎带时,隧道安全度降低,破碎带越宽,堵水圈厚度越小,安全系数越小;隧道倾斜破碎带较垂直破碎带安全系数小。
关键词：有限元极限分析法,海底隧道,稳定性,安全系数
参考文献
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