隧道修建防水设计

1．降低地下水压的考虑 降水平面和纵向剖面布置 　　从隧道工程设计开始起，工程专家就认识到较高的地下水压是斯多贝尔特大海峡隧道的一大难题，因此在早期阶段就已考虑如何降低地下水压问题。斯普罗岛的地面降水效果证明；该区域的降水效果是非常好的。离降水井位3km之外的区域，水位都受到了降水的影响，这就为对水面下方土层进行降水提供了一个依据。但是这个想法一直到1992年中期才在业主和承包商之间取得共识。 值得一提的是，水底降水的首次应用并不是在斯多贝尔特大海峡工程，早在1978年，英国的Edmund Nuttall就在Wevmouth排水隧道中实施了规模比斯多贝尔特大海峡隧道工程要小得多的水底降水。斯多贝尔特大海峡的水底降水主要有两个目的：<修建隧道 我有几句话说> 　　(1）将隧道轴线处的地下水位降至0．3或0．3MPa以下，使得隧道作业人员能在常规气压条件下进入盾构正面维修刀盘； 　　(2）改良土质，并减少旁通道施工中的局部降水需要。 　　已如前述，在整条隧道施工中遇到的泥灰岩是一含水层。泥灰岩是一种软弱、密实的岩层，由于裂隙的存在，使它成为一贮水体。泥灰岩的渗透系数约为10-2～10-4cm/s。斯普罗岛上的匝道降水经验说明，泥灰岩的渗透系数在几公里范围内都是均匀的。泥灰岩上方冰积层的渗透系数较小，一般只有10-5～10-6cm/s，这层土形成了一个隔离海水和泥灰岩地下水的一个很好的隔离层。 　　2．井点布置 西兰岛泥灰岩中的理论降水曲线（抽降） 　　井点共有6组，隧道中点两边各有三组，每组井点由5～8个井点管和1～3个水位测压管组成 　　各井点管之间的间距为125m，正好处于各旁通道之间的中间，井点管在隧道轴线两侧35m呈间隔布置。每组井点和水位测压管的动力和控制系统来自于一个浮动的用锚固的平底船，该平底船上有柴油发电机、柴油贮库、控制和监控系统等。数据通过半导体遥测方法到达陆地上的控制室。由于隧道的中心段（**深处）上方没有隔水层（冰积层）,而该段又恰好位于国际海运航道上，故无法进行降水，这1500m长的隧道中段是隧道施工的难点。三维数值分析表明，除了隧道中间段外，其它隧道段的地下水压能控制到0．3MPa以下。抽水实践也基本证实了理论分析。值得注意的是，降水效应至统计日止尚未完全发挥，以后随着时间的推移，降水效果还会更好一些。当然，实测也发现，个别地方由于冰积层中有裂缝式砂层与海水相通，使得这些地方的降水效果达不到预期的数值。当降水由于设备维修或特殊情况停止时，发现在泥灰岩中的水压恢复0．2MPa仅需1h，而在冰积层中需耗时两天。 　　在1993年1月，一次50年一遇的雷雨损坏了部份锚具，使抽水泵电线也被拉断，此后采取了一些特殊防备措施。 　　**后要提到的是，曾经有过另外两个方案，一个是全断面气压方案，另一个是在隧道的上方进行灌浆的方案，但考虑到费用和技术合理性，还是选择了降水法。1992年12月业主与承包商签订了合同，海面降水总费用为1700万英镑（约合人民币2亿元）。 　　3．井点降水统计