城市核心区复杂地层超大直径盾构隧道.pptx

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1、深深圳香港上海市隧道工程轨道交通设计研究院上海市隧道工程轨道交通设计研究院城市核心区复杂地层超大直径盾构法隧道春风隧道设计综述 圳河春风隧道深河圳深圳香港项目概况深圳市高快速路网北北环环快速路快速路盐坝盐坝高速公路高速公路罗湖区福田区南山区南南环环快速路快速路沿一快速通道沿一快速通道“高快速路网、国省干道网”为骨干的现代路网体系各等级道路网总里程达到约 6000公里，其中高速公路、快速路约 453 公里。上海市隧道工程轨道交通设计研究院1.1 项目背景深圳市晚高峰道路交通拥堵区域分布梅梅观观高速公路高速公路广深高速公路广深高速公路中心城区晚高峰道路交通拥堵程度状况图北北环环快速路快速路南南环环

2、快速路快速路广深高速公路广深高速公路盐田区沿沿河河北北路路泥泥岗岗心心北北环环大大罗湖区福田区南山区南南环环快速路快速路春春风风路高架路高架上步路高架上步路高架东环东环快速路快速路道道滨滨河大道河大道路路布布路路滨滨海大道海大道“南环”滨海大道、滨河大道、上步路高架、春风路高架、沿河南路“北环”北环大道、泥岗路、布心路“东环”沿河北路连接南环、北环快速路上海市隧道工程轨道交通设计研究院1.1 项目背景“内环”快速路系统北北环环快速路快速路上海市隧道工程轨道交通设计研究院1.1 项目背景罗湖是深圳东向发展轴上重要的城市中心组团，同时也是福田、南山、前海与东部联系的必经之地。罗湖区东西方向的交通主

3、要通过布心路、笋岗路、深南路、滨河沿河路四条主通道解决。河河上海市隧道工程轨道交通设计研究院1.1 项目背景沿沿路路春春风风高架高架从福田区到罗湖区往东的过境车辆，因为行驶距离和交通位置的便利，滨河大道-沿河北路-罗沙路一直是很多人的不二选择。罗罗沙路沙路福田区罗湖区滨滨河大道河大道河河上海市隧道工程轨道交通设计研究院春风高架作为滨河大道与沿河路最主要的交通转换道路，断面为双向四车道，最小半径为70m，主线基本车道数不连续，线形指标低，拥堵为常态。罗罗沙路沙路罗湖区滨滨河大道河大道春春风风高架高架1.1 项目背景罗湖区晚高峰道路拥堵路段分布福田区沿沿路路沿沿河河路路1.1 项目背景罗罗沙路沙路

4、春春风风高架高架滨滨河大道河大道为缓解春风高架多年来一直存在的拥堵情况，改善滨河大道罗沙路通道交通状况，规划在春风高架的南侧新建滨河大道至沿河路地下隧道春风隧道，为深圳市“东进战略”三大交通项目之一。上海市隧道工程轨道交通设计研究院上海市隧道工程轨道交通设计研究院设计终点K5+078.202设计起点K0+000春风隧道西起滨河大道上步立交东侧，与滨河大道对接，东至新秀立交西侧，与沿河北路对接，双向四车道，全长约5.08公里。1.2 功能定位上海市隧道工程轨道交通设计研究院 承担深圳东西向宝安至盐田片区南侧的过境交通。兼顾福田、罗湖片区的内部出行及转换交通。有效分担春风高架的交通压力。1.2 功

5、能定位1.2 功能定位大道大道隧道建成后，原有高架和隧道共同构成南部复合性通道，“春风高架+春风隧道”走廊较高架通行能力提升105%，形成滨河大道春风隧道深盐二通道的南部快捷通道，大大改善“南环”快速路系统交通运行状况，有效地缓解项目所在区域的交通拥挤状况。上海市隧道工程轨道交通设计研究院上海市隧道工程轨道交通设计研究院n道路等级p城市快速路nnnnn按服务对象分类小客车专用地下道路p城市地下道路防火设计分类：一类特长隧道p设计速度主线 60km/h，地面辅路 40km/h。p断面布置双向四车道（隧道单洞双层）p车道宽主线3.25m，城市地下道路净高3.5mp连续式紧急停车带宽度：2.0mp路

6、缘带宽度：0.5mp安全带宽度：0.25mp路拱横坡：地面道路1.5%，隧道段1%。p平面最小圆曲线半径：750m；p最小缓和曲线长度：50m；p平曲线最小长度：150m（一般值）p圆曲线最小长度：50mp路拱横坡1%pn纵断面p最大纵坡：4.9%；p最小纵坡：0.3%；1.3 技术标准项目建筑限界参数隧道段备注标准建筑限界面积净宽净高防撞护栏高度33.00m29.5m3.5m81cm建筑限界按隧道内仅通行小客车拟定。上海市隧道工程轨道交通设计研究院建筑限界连续式紧急车带1.3 技术标准建设条件1上海市隧道工程轨道交通设计研究院线路两侧的城市建设用地已基本全部建成，项目沿线以居住、商业、工业及

7、口岸设施用地为主。2.1 用地条件罗罗湖区湖区福田区福田区上海市隧道工程轨道交通设计研究院npppp深圳地区构造较为复杂，以断裂为主。春风隧道工程场区主要受北东向深圳断裂带、北西向罗湖断裂组、蛇口断裂组影响。自西向东先后相交的较大规模断层有：FL4、FL201、FL6、FL203。上述断层均为非活动性。地震安全性评估结果，在采取防治措施的前提下，评估区基本适宜城市交通工程建设。沿线不良地质现象有：风化沟槽、球状风化体及风化岩块。n水文地质沿线地表水体有布吉河、深圳河；地表水体p对临近地下水均有补给关系。p沿线地下水埋深较浅,约为1-3m。隧道线位深圳河布吉河2.2 地质条件地质构造及场地评价F

8、L4FL201FL6FL203上海市隧道工程轨道交通设计研究院工作井春风隧道地下水位线布吉河工作井n 上覆土层为第四系松散层，下伏基岩主要为燕山晚期侵入岩、石炭系测水组变质砂岩、片岩，侏罗系塘下组凝灰质砂岩、以及早期构造胶结形成的碎裂岩。n场区内自西向东分布断裂共11条。断裂对岩性的影响：F201与隧洞K1+100相交，位于花岗岩与碎裂岩（胶结）的分界处，该断裂东侧为碎裂岩，西侧为花岗岩。另外F8断裂位于碎裂岩与凝灰质砂岩分界处，F9位于凝灰质砂岩与片岩分界处。断裂对岩石强度及完整性的影响：A、岩质变软：由于F4、F5、F201等断裂的作用，造成线路范围的花岗岩普遍具有绿泥石化，岩石强度比常规

9、的花岗岩强度要低，岩体较破碎。B、岩石软硬不均：由于断层对岩体的温度、压力的影响，容易对岩屑胶结过程造成影响，形成岩石软硬不均。C、岩质变硬：这主要是由动力热液变质作用带来的矿物质产生矿化引起的，本工程主要表现为硅化。断裂对岩面的影响：岩面起伏较大。2.2 地质条件FL201F8F9F4上海市隧道工程轨道交通设计研究院2.2 地质条件工程方案2春风高架布河吉边上海市隧道工程轨道交通设计研究院深圳河罗 湖深港边界线福 田香港特别行政区香港特别行政区规划地铁17号线渔民村宿舍检区文锦渡口岸滨河大道滨河污水处理厂鹿丹村地域地铁9号线地铁2号线罗湖火车站春风隧道宿舍海关区深港共管沿河路广深铁路香港飞地

10、深南大道沿一线3.1 控制因素地铁1号线新秀立交深港深港边边界界线线春风高架布河吉上海市隧道工程轨道交通设计研究院深圳河新秀立交罗 湖深港边界线福 田香港特别行政区香港特别行政区规划地铁17号线渔民村边检宿舍区文锦渡口岸滨河大道滨河污水处理厂鹿丹村深港共管地域地铁9号线地铁2号线罗湖火车站春风隧道海关宿舍区沿河路广深铁路香港飞地深南大道沿一线3.1 控制因素地铁1号线上海市隧道工程轨道交通设计研究院控制点港逸豪庭（43层）3.1 控制因素罗湖泵站和 和平 区3、4栋平小 小大滩大厦深圳海关员工宿舍楼罗湖火车站大楼深港边界线上海市隧道工程轨道交通设计研究院控制点边检大厦（28层）3.1 控制因素

11、3.1 控制因素控制点边检大厦（28层）边检二大院宿舍楼18栋边检二大院宿舍楼12栋 25上海市隧道工程轨道交通设计研究院边检二大院宿舍楼5栋边检二大院宿舍楼3栋（12层）边检二大院宿舍楼边检二大院宿舍楼（8层）边检二大院宿舍楼5/10栋（8层）控制点边检指挥中心（20层）边检二大院宿舍楼6/7/8栋（8层）3.1 控制因素深圳公安局文锦渡车管所文锦渡交管大楼上海市隧道工程轨道交通设计研究院海关大厦附属楼文锦渡出入境检验检疫局货检一、二科办公楼海关大厦附属楼2栋（3层）文锦渡出入境检验检疫局（砼3/砖1）文锦渡车管所（砼5）文锦渡交管大楼（砼7）417136 边检总站一警酒店30 检干 42边

12、舍纪3层世 8双厦4罗湖都27 2920站住边检6港 城28中 岸21边指 0边中230香格里拉大 宿大2村大怡厦挥心检 2金 二31 宅区总站总检3020海 院岸 大地铁9号线2531汇展阁39 华民大厦28 大院边检大厦27罗湖火车站241香港飞地5比选方案方案1方案2方案3方案4（推荐方案）方案5涉及建筑物下穿香格里拉大酒店（30层）、汇展阁（39层）、华民大厦（28层）以及边检总站一大院、罗湖村、边检总站住宅区等13栋8层以下建筑。下穿边检大厦（27层）、边检干警宿舍楼（24层）、双城世纪大厦（28层）下穿边检大厦（27层）、双城世纪大厦（28层）以及21栋8层以下建筑。下穿10栋边检

13、总站二大院宿舍楼，其中1栋为12层，其余均为8层以下建筑无涉及地铁、高架桥等重要交通设施下穿地铁1号线，沿河高架桥11处桥桩基下穿地铁1号线，沿河高架桥3处桥桩基下穿地铁1号线下穿地铁1号线下穿地铁1号线涉及用地无无无无需两次穿越深港边界线，需与港方协调用地问题主要风险及评价下穿3栋28层以上的高层建筑及11处桥桩，风险较大，同时也需下穿13栋低层建筑，影响面较大。下穿3栋24层以上高层建筑（其中两栋为边检办公宿舍楼）及3处桥桩，风险较大。下穿2栋27层以上高层建筑（其中1栋为边检办公楼）高层建筑，风险较大，同时也需下穿21栋低层建筑，影响面较大。避开了高层建筑及高架桥，风险较小需与香港有关部

14、门协调穿越香港区域问题，难度大方案6下穿6栋其它4层的建筑下穿地铁1号线无线位最小圆曲线半径为300m，只能采用其他施工方法，如钻爆法施工。对控制震动及地面沉降远不如盾构施工，对周边边检宿舍楼等建筑物安全保障更低。上海市隧道工程轨道交通设计研究院香港飞地至沿河高架段线位比选3.2 总体线位广深铁路春风高架河布吉文边上海市隧道工程轨道交通设计研究院新秀立交地铁9号线罗 湖深港边界线福 田香港特别行政区香港特别行政区规划地铁17号线渔民村宿舍检区渡口锦岸滨河大道滨河污水处理厂深圳河鹿丹村地铁2号线地铁1号线罗湖火车站春风隧道宿舍海关区深港共管地域沿河路广深铁路沿一线香港飞地深南大道3.2 总体线位

15、道路西侧隧道进出口位于现状滨河大道内侧车道位置，西往东方向为上层，东往西方向为下层，西往东隧道敞开U槽段离上步南立交匝道有170m，滨河大道主线外偏不影响上步南立交匝道。盾构工作井设置在红岭南立交西侧，现状红岭南人行天桥拆除重建。上海市隧道工程轨道交通设计研究院东往西方向敞开段西往东方向敞开段滨河新村滨河新村盾构工作井上步南立交匝道3.2 总体线位上海市隧道工程轨道交通设计研究院3.2 总体线位红岭立交处盾构井段线位下穿深圳海关部分办公和宿舍楼、大滩大厦（27层），在罗湖火车站东北角下穿罗湖火车站及地铁1号线。上海市隧道工程轨道交通设计研究院罗湖火车站大楼控制点港逸豪庭（43层）地铁号线海关宿

16、舍楼3.2 总体线位控制点渔景大厦（24层）深圳海关多层停车场（6层）大滩大厦（27层）边检二大院宿舍楼5/10栋（8层）边检二大院宿舍楼6/7/8栋（8层）边检二大院宿舍楼3栋（12层）边检二大院宿舍楼（8层）控制点边检大厦（28层）控制点边检指挥中心（20层）线位下穿深圳边检二大院宿舍楼共10栋建筑（大部分为8层以下），避让边检大厦（28层）、边检指挥中心（20层）等高层建筑。上海市隧道工程轨道交通设计研究院3.2 总体线位上海市隧道工程轨道交通设计研究院下穿文锦渡口岸过关停车场，海关大厦附属楼和文锦渡出入境检验检疫局，在北斗路东侧设盾构井。海关大厦附属楼2栋（3层）文锦渡出入境检验检疫局

17、（砼3/砖1）文锦渡车管所（砼5）文锦渡交管大楼（砼7）3.2 总体线位上海市隧道工程轨道交通设计研究院线路出盾构井后，上下层平面逐渐水平分离，然后隧道上下层同时接地与新秀立交衔接。中石化加油站东往西方向敞开段行知职业技术学校宿舍楼地铁2号线三九酒店地下停车场进口道监控中心东侧接地点西往东方向敞开段盾构井北北斗斗路路3.2 总体线位分区西侧敞开段西侧明挖隧道段盾构段东侧明挖隧道段东侧敞开段比例(%)3.96.474.37.97.5设计起点K0+000盾构始发井线路长度(Km)0.190.313.580.380.36监控中心设计终点K5+078.202盾构接收井隧道总长5.08km，封闭段长4.

18、27km，其中盾构段长3.58km。全线设两处盾构工作井、1处监控中心。上海市隧道工程轨道交通设计研究院3.3 设计方案上海市隧道工程轨道交通设计研究院最小覆土7.1m最大覆土46m3.3 设计方案盾构段3583m东段明挖段740m西端明挖段500m全线设置 7 处变坡点，最大纵坡 4.9%，最小纵坡 0.3%。凸形竖曲线最小半径为 2800m，凹形竖曲线最小半径为 7500m，隧道覆土最深为 46m，始发段覆土最小为7.1m。覆土11.5m上海市隧道工程轨道交通设计研究院西盾构井上层隧道光过渡下层隧道光过渡上层雨水泵房盾构井25m下层敞开段190m下层暗埋段42m上层敞开、下层暗埋段106m

19、上下层暗埋段133m上层敞开段122m下层雨水泵房西端明挖段主要布置有上下层雨水泵房、光过渡、盾构井等。西端明挖段布设2处人员疏散楼梯（上下层互为逃生），工作井设1处的人员疏散楼梯（通至地面）。西端明挖段3.3 设计方案上海市隧道工程轨道交通设计研究院西端明挖段布设3处人员疏散楼梯（上下层互为逃生），工作井设1处的人员疏散楼梯（通至地面）。东盾构井上下层隧道光过渡雨水泵房东端明挖段主要布置有盾构井、上下层雨水泵房、光过渡等。暗埋段353m敞开段222m3.3 设计方案 东端明挖段上海市隧道工程轨道交通设计研究院横断面设计n圆隧道横断面ppppp隧道直径：15.2m建筑限界：9500mm（宽）3

20、500mm（高）车道数量：3.25m2+2m（应急停车带）上层往盐田方向车行道；下层往南山方向车行道；右侧设排烟风道，左侧疏散楼梯间及地埋变布置空间车道层下方分三个通道：中间为电缆通道，两侧通道为消防水管等空间。3.3 设计方案上海市隧道工程轨道交通设计研究院管片内径13.9m，外径15.2m，管片厚度0.65m。衬砌环全环由1块封顶块、2块邻接块和7块标准块构成，采用通用衬砌环。通用衬砌环为双面楔形环，采用斜螺栓连接。横断面设计3.3 设计方案上海市隧道工程轨道交通设计研究院n敞开段隧道横断面pU形结构断面形式n暗埋段隧道横断面p上下层隧道结构内净尺寸为10850mm（宽）4600mm（高）

21、。敞开段与暗埋段、盾构段行车道布设一致。横断面设计3.3 设计方案东盾构井n盾构工作井p地下四层建筑，外包尺寸27mx27m，西工作井深约为26.4m，东工作井约为31.6m。西盾构井西端盾构井总平面图东端盾构井总平面图疏散楼梯疏散楼梯西端盾构井横剖面图上海市隧道工程轨道交通设计研究院盾构工作井3.3 设计方案上海市隧道工程轨道交通设计研究院n隧道雨水泵房及废水泵房pp西、东工作井内地下四层设废水泵房及盾构井地下一层外挂空间设消防泵房，隧道最低点设置一座废水泵房。东、西雨水泵房设置在隧道暗埋段洞口处；西雨水泵房最低点废水泵房东雨水泵房雨水、废水泵房3.3 设计方案上海市隧道工程轨道交通设计研究

22、院np采用设空气净化站方案替代常规高风塔方案。p内部布置有空气过滤段、脱硫脱销段。n东雨水泵房平面风机端脱硫脱硝段氧化段静电除尘段出风道进风道主线隧道净化站净化站空气净化站3.3 设计方案空气净化段技术难点上海市隧道工程轨道交通设计研究院4.1复杂地层条件下，超大直径盾构施工难度大(10)3中风化碎裂岩(10)4微风化碎裂岩(11)3中风化碎裂岩3中风化花岗岩2强风化花岗岩1全风化花岗岩6卵石(17)2强风化变质砂岩(17)4微风化变质砂岩2强风化变质片岩3中等风化变质片岩4微风化变质片岩(18)糜棱岩隧道位于深圳断裂带范围，受地质构造影响，场地内基岩节理裂隙发育，岩体较破碎，风化带厚度大，基

23、岩面起伏较大。上海市隧道工程轨道交通设计研究院nnn盾构隧道大部分在中、微风化片岩及变质砂岩中通过，西段有少量花岗岩，整体岩石强度较高，片岩为主要岩层，约占了隧道长度的60%；穿越11条破碎带，破碎带长度约367.4m，RQD为0的总长度约580m；全断面岩层占整个隧道长度的76.4%，复合地层占了21%，全断面土层（强、全风化岩）和断层占了隧道长度的2.5%；4.1复杂地层条件下，超大直径盾构施工难度大6.746.76.68110.0K0+820K0+860-5.4116.3K1+170K1+19015.21085.7111.16K1+330K1+37065.187.16.7149.65、K

24、1+580K1+620K1+680K1+70043.965.12.1109.3、K2+530K3+650K3+70013.71435147、K2+000K2+380K3+400K3+49011.3110.05.9120、K3+760K3+820K3+860、K4+050K4+140K4+190上海市隧道工程轨道交通设计研究院4.1复杂地层条件下，超大直径盾构施工难度大序号地质情况长度（m）1强风化花岗岩2中风化花岗岩3微风化花岗岩43142中风化碎裂岩3微风化碎裂岩45203强风化凝灰质砂岩(11)2中风化凝灰质砂岩(11)3微风化凝灰质砂岩(11)42284微风化片岩(12)48825中风化

25、片岩(12)313306强风化变质砂岩(17)2中风化变质砂岩(17)3微风化变质砂岩(17)4500上海市隧道工程轨道交通设计研究院4.1复杂地层条件下，超大直径盾构施工难度大上海市隧道工程轨道交通设计研究院n根据工程地质条件对盾构机整体性能、刀盘布置形式、刀具类型选择的要求，经过综合比选，采用复合式泥水平衡盾构机复合式泥水平衡盾构机。4.1复杂地层条件下，超大直径盾构施工难度大上海市隧道工程轨道交通设计研究院4.2城市核心区域内，穿越环境安全保障要求高红岭立交雨水箱涵雨水箱涵地铁人行通道宝安立交、污水箱涵、布吉河桥、布吉河、罗雨公寓、和平小区住宅楼船步泵站海关宿舍海关幼儿园广深铁路深圳火车

26、站段广珅大酒店人行通道边检宿舍区港逸豪庭春风高架n 沿线穿越红岭立交、宝安立交、布吉河桥、春风高架四座既有桥梁；n 穿越地铁1号线、9号线、广深铁路，3处人行通道，6处雨、污水箱涵n 穿越罗雨公寓、和平小区建筑、海关宿舍、幼儿园、广珅大酒店、边检宿舍等22栋建筑物，受影响的建筑共105栋；上海市隧道工程轨道交通设计研究院4.2城市核心区域内，穿越环境安全保障要求高 至地铁 9 号线鹿丹村站人行通道结构底 3.10m；至布吉河河床的垂直距离为 25.30m；至布吉河桥桩底的最小垂直距离为 5.00m；与春风高架桥桩底的最小垂直距离为 8.80m；与海关宿舍楼桩底的最小垂直距离为 16.38m；与

27、大滩大厦桩底的最小垂直距离为 15.14m；至广深铁路及罗湖火车站大楼的地面垂直距离为 43.46m；至地铁1号线区间段结构底垂直距离为 27.8m；与边检宿舍楼桩底的最小垂直距离为 20.26m；上海市隧道工程轨道交通设计研究院桥桩的竖向沉降云图（单位：mm）广深铁路加固设计罗雨单身公寓桩基的竖向沉降云图4.2城市核心区域内，穿越环境安全保障要求高上海市隧道工程轨道交通设计研究院4.3现状道路环境下，施工期间交通保障要求高盾构始发井设置在红岭南立交西侧，利用现状滨河污水处理厂和鹿丹村之间的空地作为隧道盾构施工场地，滨河新村滨河新村渣土及材料堆放场地办公生活区隧道敞开段、暗埋段及盾构工作井段施工方案与交通导行方案相结合，采用分段、分幅、分期实施。隧道施工期间产生的废弃泥浆考滤通过水运、管道等综合运输方式外运处理。上海市隧道工程轨道交通设计研究院4.3现状道路环境下，施工期间交通保障要求高保障行车安全通畅，便于应急管理nnnn连续的紧急停车带重点排烟道上下层间疏散楼梯设置通风、消防、电力、照明、综合监控、疏散及防灾系统等重点排烟道疏散楼梯1.2m紧急停车带疏散楼梯1.2m上海市隧道工程轨道交通设计研究院紧急停车带4.4双层行车状况下，运营期间安全管理要求高2m2m上海市隧道工程轨道交通设计研究院汇报完毕敬请指正