世界首条时速350千米穿海高铁隧道盾构机下线，3月底开始掘进 汕汕高铁穿海过 要克服哪些难题？

汕头湾海底隧道纵断面及工法划分示意图。受访者供图

1月5日，世界首条时速350千米穿海高铁隧道——汕头湾海底隧道建设的盾构机“永平号”顺利下线，预计将于3月底开始隧道盾构段的掘进。待汕汕铁路顺利通车之时，高铁不到1分钟便能横穿汕头湾。

连接汕头与汕尾两座城市的汕汕铁路，是粤东地区城际轨道交通网的重要组成部分，也是支撑“一带一路”国家战略的重要基础设施，对促进粤东加快融入粤港澳大湾区建设、推动汕头加快振兴发展具有重要意义。由中铁十四局承建的汕头湾海底隧道，是汕汕铁路全线的控制性工程。

汕汕铁路站前六标项目部总工程师盛圣胜介绍，跨海隧道全长超9千米，分为海域段和陆域段，由南北岸相向而行施工，从南岸往北采用矿山法，从北岸往南采用盾构法。其中海域矿山法为国内第三次采用，时速350千米的跨海高铁隧道盾构法施工是国内首例。

近日，汕汕铁路站前六标项目部接受南方日报记者专访，解读汕汕铁路汕头湾海底隧道施工面临的技术难点。

南方日报记者余丹实习生刘铭勤通讯员姜雅宁

难点1

地下6.5米超浅埋始发

如何预防地面隆起、开裂渗水？

“形象一点说，就好比一个160米长的电钻在地底下开挖。”汕汕铁路站前六标项目部盾构分部副总工程师刘弈言这样描述盾构法。

用于此次施工的“永平号”属于超大直径混合式盾构机，整机长度160米、刀盘直径14.57米，预计于今年3月底始发掘进施工。

本次盾构法施工的开端面临着超浅埋始发的困难，盾构机始发施工仅位于地下6.5米处，其上方土层的深度还不足刀盘直径的一半。“盾构机上方覆土深度过浅意味着工地附近土层很可能随着盾构机刀盘的旋转搅动不断起伏，如果没有做足防护措施，甚至可能发生地面隆起、开裂渗水或沉降的危险。”刘弈言说。

由于盾构法施工始发段位于闹市区，如果增加地面土层厚度会影响中泰立交桥桥墩，考虑到工程安全需要，汕汕铁路站前六标项目部采取对始发段附近地基进行MJS工法桩（全方位高压喷射工法）的方式，来规避盾构机超浅埋始发会带来的危险。

刘弈言补充道，经过对当地的地质、水文情况勘察，下一步项目部将对施工区域地基进行化学冷冻，通过冻结土层和其中的水分提高其强度，避免盾构机刀盘搅动给附近土层带来的影响。

难点2

距桥墩最小间距仅2.4米

如何加固桥下土体，保建筑安全？

隧道盾构段始发29米后即下穿中泰立交桥，隧道结构外轮廓线距离桥墩最小间距仅2.4米。如何在顺利进行地下大型施工的同时确保地面建筑的安全？

“项目部将对桥墩和桥下土体分别加固。”刘弈言介绍，对于桥墩，项目部将采用对周边环境及地基扰动影响微小的MJS工法桩进行加固；而中泰立交桥桥面到地面高度不到9米，加固桥下土体必须在受限作业空间下进行，经考察，项目部将大型设备旋喷桩施工工艺调整为MJS工法桩加固，满足高铁地基承载力要求同时，也满足桥下受限作业空间要求。

在隧道施工现场附近还铺设有海底光缆。如果没有做好保护措施，地下6.5米处盾构机运行带来的起伏震动，可能会拉断浅埋在地下2米处的光缆。为保护电缆，项目部在施工前用U形钢板将光缆与土层隔开，避免土层震动造成光缆的起伏，同时持续对电缆进行监测，利用专业设备测量电缆有无位置波动情况。

整条跨海隧道还下穿G15沈海高速、220KV高压铁塔、泰兴路，近距离下穿14条重要市政管线，面临着极高的穿越风险。项目部通过前期调研、专家经验借鉴等也做足了方案准备。

难点3

隧道将穿越17条断裂带

如何避免海水倒灌、填满隧道？

汕头湾地处8度地震烈度区，地质情况复杂。盛圣胜介绍，整条海底隧道将穿越17条断裂带，其中以爆破为主的矿山法施工段穿越13条，盾构法施工段穿越4条。在这17条断裂带中共有8条活动断裂带。

“断裂带地层是运动的，把变形量夸大来说，就是要考虑断裂带带来的地层运动有没有可能把隧道切断。”盛圣胜说，如果施工掘进中遇到断层处与海水相连又缺乏提前防范，会出现海水倒灌填满隧道的灾难性后果。为此，项目部多次组织专家组现场会诊，根据围岩的变化情况合理选择开挖工法，优化支护参数，加强工序写实分析，在确保安全质量的同时提高效率。1月10日上午，项目部还邀请在此方面有相关经验的专家学者共同探讨交流，为海底隧道海域矿山法施工做好准备。

除断裂带风险外，盾构法施工段还将穿越不同性质的土层。盾构机自始发井开始，将依次穿越890米软土、430米上软下硬及809米全断面硬岩。软土部分硬度过低土层承载力不足，易变形沉降；上软下硬部分因上下土层性质不同，下部硬度足够的部分打出的碎石易卡入刀叶导致盾构机停转，同时软硬不均的工作面也易导致盾构掘进偏离中心线；全断面硬岩部分则易造成刀具磨损，需要海中频繁常压换刀甚至带压进仓作业。

为保证盾构机正常掘进，项目部针对过软的地层进行打桩加固，过硬的地层爆破注浆，使地层性质达到施工标准。施工方在与盾构机生产方充分沟通的基础上，结合汕头苏埃海湾隧道经验，适当加大刀盘开口率，对常压可更换滚刀安装锁具和固定式刮刀固定螺栓等加强设计。针对长距离全断面花岗岩层掘进，采用正面滚刀刀间距90毫米的常压复合式刀盘设计，并在每个常压可更换滚刀刀筒内装有滚刀旋转监测系统，可监测滚刀的旋转、温度，以便有针对性地对刀具进行检查和更换，减少不必要的停机，提高施工效率。

难点4

大直径盾构机海底拆解

回收后要能重复使用，无先例可供借鉴

根据前期规划，盾构机从北岸往南掘进至2.169千米处，将进入海域段矿山法施工段。

按照规划，此次汕头湾海底隧道的盾构拆解，将是国内首次真正意义上的海底拆解盾构机——此前曾有其他项目尝试在海底进行盾构机拆解，但并未对盾构机进行回收，此次设备拆解回收后经组装还能再次使用。刘弈言坦言，因为没有经验可以借鉴，海底拆解仍面临着许多未知的风险。

盛圣胜介绍，盾构机在盾构法施工段时周围都是岩石，因此需要在矿山法施工段与盾构法施工段汇合前为盾构机制造一个超大的空间供其拆解，“这个洞室长40米、宽23米、高19米，将是世界上最大的海底拆解洞”。

“拆解盾构机不像拆家电一样，用扳手松一松螺丝就能完成。”刘弈言称，为了拆解盾构机，项目部需要将约450吨大型吊装设备通过矿山法施工段隧道运入拆解洞，在狭小的空间内完成组装后，对近4200吨的盾构机进行切割、吊装、装车运输。

笔者获悉，“永平号”盾构机刀盘已于1月10日到达施工现场，随着盾构机其他零部件的陆续到达、组装，盾构法施工段隧道将于3月底试掘进，预计2022年8月至10月完成盾构法施工段隧道掘进工作并于海底拆解盾构机。

尽管隧道项目面临重重困难，但项目部已做足了准备迎接挑战。刘弈言介绍，预计汕头湾海底隧道将在2022年底进行最后的铺轨、电路安装等工作。届时，汕汕铁路通车，“飞越”汕头湾将不再是梦。

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