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1990年 丹麦大海峡铁路双线隧道工程开工

作者:阿樓編譯   阿樓博客裡  2005-1-30 23:00:00   来源:盾構法起源歷史
丹麥大海峽豪登公司(Howden)隧道掘進機
編譯/阿樓
 

    1990年5月,丹麦大海峡(Great Belt)铁路双线隧道工程开工。 
    全长7917m隧道施工中,7412m采用盾构掘进隧道工法建设。隧道外径8.5m,衬砌由40cm厚的B35型钢筋混凝土管片组成。四台隧道掘进机是从英国豪登(Howden)公司订购的。
 

丹麥Storebaelt隧道地質縱剖面

    在高地下水压下严重破碎的石灰岩基床被约45m厚的均质但部分破碎的第三纪泥灰岩覆盖。随后是另一个45m厚的冰碛土,带有砂、砾石和漂石(有时直径为1m以上)的粘土质基岩。在前2km中,隧道穿过冰川泥灰岩,水深达20m。中间段的4km穿过泥灰岩,在大海峡(Great Belt)的最深处水深50m,而在此段隧道中底拱处在海平面下约80m,隧道顶部最小覆盖仅15m。 
    由于与高地下水压相关的极困难的地质状况,考虑了多种掘进隧道的原则。出于经济的考虑,传统掘进隧道的方法及喷射混凝土衬砌,由于预期的附加措施费用很高而被排除了。盾构隧道掘进机在不稳定区域内水压达8bar时仍应保证全断面支撑隧道工作面。最后,选用了土压平衡盾构,以避免在粘土质淤泥冰碛土中用泥浆式盾构时需要的分离设备,且能在无工作面支撑和无须改装机器的条件下就可以掘进长的标段。辐条式切削轮有8只臂、中间压力板和周围的轮缘。在冰碛土段的开挖中用了188只硬面的切割刀。对硬岩和单轴压缩强度达200MN/m2冰碛土中的花岗岩漂石安装了64个辊子刀头。为了保护螺旋输送机,最大开口的宽度不大于400mm。在延误了6个月之后,于1990年秋/冬季四台土压平衡盾构从人工扩大的Sprogφ和Selandia岛开始掘进。 
     开工很短一段时间后,所有机器的螺旋输送机系统就出了问题。其结果使机器Dania和Selandia不得不从1991年3月末停工到1992年2月,向Sprogo机器“Fionia”和“Jutlandia”掘进隧道不到300m时从1991年5月停机到1991年9月。这主要是因为边缘驱动装置和箱式转子的密封系统泄漏而引起的。 
    在掘进不到两个月时,1991年10月14日机器“Jutlandia”中发生了严重的洪水。在几个小时之内,两条管线的Sprogφ机器均被全部淹没。当机器的螺旋输送机维修时发生了涌水。在事故发生前不久,机器在敞开式不承压模式下工作;因泵出开挖舱集水的软管问题压力舱壁的开口被打开了。前螺旋输送机伸出去了,因而不能在紧急情况下关闭压力舱壁。事故发生时,机器位于覆盖下13m明显的于冰碛土中,且距裂隙泥灰岩下方仅3m。恢复和修理工程到1992年6月尚未完成,也就是说在Sprogφ机器遇到洪水和Selandia机器重新掘进隧道之间,整个现场停工了4个月。 
    1992年4月Selandia机器不得不再次停机。冰碛土的高磨耗造成了切削轮外缘在过渡边缘有术预期的磨损。由于机器都处在不稳定的地层,为了修复切削轮不得不采取大量的附加措施,这些措施包括为机器掘进的两个高压灌注体以形成一个半岛,以及人工开挖的修理洞穴,通过两个直径2m的钻孔与地面相连。复杂的附加措施造成了相当长的延误。 
    1993年2月以前,只完成了整个工程长度的20%。当水压为2~3bar时,冰碛土增大的渗水性引起的问题只能用附加措施予以解决。在被称作Moses的工程中,在石灰基床上钻了约43口深井以便将泥灰岩中的孔隙水压从8bar降到3bar。这一措施从1993年3月起大大加快了所有机器的进尺。到1993年8月,已完成了工程的66%(隧道长9783m)。 
    两条隧道预计在1996年完工。最高进尺为8h班掘进10m,日进尺(24h)为24.6m和周进尺为134m。
 
 
 

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