獅子洋隧道(中國廣東省境內廣惠城際鐵路的跨海通道)

獅子洋隧道是中國廣東省境內一座高速鐵路海底隧道，連線廣州市與東莞市，為廣惠城際鐵路（佛莞段）組成部分。

獅子洋隧道於2014年啟動項目建設，2019年12月17日完成貫通，於2024年5月26日隨廣惠城際鐵路佛莞城際段開通同步投入運營。

獅子洋隧道全長6476.4米，為單洞雙線鐵路，設計速度200千米/小時。

基本介紹

• 中文名：獅子洋隧道
• 外文名：Shiziyang Tunnel
• 所屬地區：中國廣東省
• 長度：6476.4 m
• 投用時間：2024年5月26日
• 軌道規模：雙線鐵路
• 設計速度：200 km/h
• 途經線路：廣惠城際鐵路

建設歷程

2002年，根據廣東省政府批准的《珠江三角洲經濟區城際快速軌道交通線網規劃》，擬在廣深、廣珠兩條主軸之間，建順德—番禺—東莞聯絡線，途經珠江口。

2009年，珠江三角洲地區城際軌道交通網規劃（2009年修訂）通過批准，規劃2009年至2015年期間佛山~東莞線項目。

2013年，根據佛莞城際廣州南至望洪段進行環境影響評價第三次公示，擬建獅子洋過江通道。

2014年7月29日至30日，獅子洋隧道段初步設計審查會召開。同年，佛莞城際鐵路開工建設。

2015年1月1日，獅子洋隧道開工建設。

2016年9月20日，“獅子洋號”盾構機在廣州市番禺區始發。

2018年11月30日，獅子洋隧道完成1800米中段掘進。

2019年12月17日，獅子洋隧道貫通。

2020年4月29日，獅子洋隧道轉入整體道床施工階段。

2024年5月26日，獅子洋隧道通車。

獅子洋隧道盾構機

交通區位

獅子洋隧道位於中國廣東省珠江三角洲地區獅子洋入海口，下穿廣州新沙港航運的深水航道—獅子洋主航道，西接廣州市番禺區石樓鎮境內的廣州蓮花山站、東接東莞市麻涌鎮境內的麻涌站，南距下游廣深港高速鐵路獅子洋隧道約17千米；全隧道屬於廣惠城際鐵路。

獅子洋地處珠江口上游海域

隧道設計

建築結構

獅子洋隧道是一座單洞雙線電氣化鐵路隧道，工程包括路基、U型槽、明挖暗埋和盾構隧道。盾構橫斷面，軌行區兩側設定疏散通道，軌道板下方設定封閉的縱向救援疏散通道。明挖橫斷面，隧道進出口採用明挖法施工，分明挖U型槽段和明挖段暗埋段兩種結構形式。暗埋段採用單跨矩形結構，局部段落採用側牆外擴的方式設定射流風機。盾構段管片採用單層襯砌結構；採用通用楔形環，雙面楔形；採用分塊模式，錯縫拼裝；採用C50、P12高性能耐腐蝕混凝土；採用在管片內雙摻鋼纖維和聚丙烯纖維的方式進行耐火防爆。管片接縫處設定雙道密封墊，由外向內分別設定海綿橡膠條、三元乙丙彈性密封墊、聚醚型聚氨脂彈性密封墊，對於軌面以上外露的嵌縫採用聚硫密封膠封堵。

獅子洋隧道洞內結構

建築參數

獅子洋隧道總長6476.4米，其中盾構段隧道全長4900米，明挖段隧道全長1250米。隧道內管片外徑13.1米、內徑12米，環寬2米，管片結構厚度550毫米、寬度2000毫米；軌面以上有效淨空面積80.09平方米。隧道最大埋深64米，最大水深達17米，下穿水域寬度1800米。

建築設施

• 軌道設施

獅子洋隧道段鐵路採用雙塊式無砟道床，鋪設無縫鋼軌。

• 電力設施

獅子洋隧道在進、出口設有雙變壓器變電所各一座，在隧道中心裡程的疏散通道內設有一台雙變壓器箱式變電站。隧道照明採用現場控制和遠動控制相結合；設有全隧道緊急照明燈，緊急按鈕布設於軌上區間兩側壁、疏散通道一側壁以及軌道中間疏散口上，間隔500米交錯布置；隧道主洞內設正常固定兼疏散照明的LED燈。

• 疏散設施

獅子洋隧道兩岸盾構工作井在運營期作為疏散井使用。兩側疏散通道各寬1.5米，盾構段軌道層縱向間隔80米設定1處豎向疏散樓梯，利用隧道軌下空間設定縱向疏散通道。

獅子洋隧道高速鐵路軌道與接觸網

運營情況

2024年5月26日，獅子洋隧道隨廣惠城際鐵路佛莞段開通運營。

獅子洋隧道連線珠江口東西兩岸城市群

技術難題

獅子洋隧道工程難點

1.長距離穿越獅子洋、水壓高、局部地層透水性強。隧道所處環境最大水壓達7.8帕，對盾構主軸承密封、尾刷、油脂注入系統、加泥系統要求高。若掘進控制不當，易造成隧道與江水貫通的風險。同時，深埋兼高水壓環境下，盾構帶壓換刀風險大。

2.地質條件複雜，盾構穿越3處破碎帶和2處水下斷層，區間總長度424米，通過軟弱淤泥、砂層、上軟下硬、全斷面硬岩、斷裂破碎帶等不良土岩複合地層有較大施工風險，在掘進過程中極易出現堵艙、滯排等問題。其中，硬岩占隧道總長度的80%，石英含量高、抗壓強度大，軟硬不均地段長。全斷面硬岩地層段總長度達2380米，占隧道總長的48.5%，岩石最大飽和抗壓強度高達75.7兆帕。

3.淺覆土大斷面軟弱地層盾構安全始發、掘進和到達問題。盾構隧道到達端最淺覆土埋深僅約4米，不足1倍洞徑，存在盾構冒頂、上浮風險。

4.軟弱地層大直徑盾構端頭加固、盾構掘進防“栽頭”、地面冒漿、地表沉降超限問題。

5.盾構大件吊裝控制問題：對大直徑盾構分塊組裝施工組織、地表承載力、拼裝精度和過程安全管控等方面要求高。隧道採用一台直徑13.61米具備常壓換刀功能的泥水平衡盾構施工。盾構機總長137米，整機重量約3500噸，單件重量大，盾構機解體、吊出、裝運等轉場風險控制要求極高，需克服解決盾構機在隧道內實現分塊拆解吊出過程中的風險難題。

6.隧道下穿海底，需克服管片上浮、泥漿管路磨損過度、刀具消耗大、艙內滯排、刀盤中心結泥餅、刀筒積渣等難題。

獅子洋隧道穿越海底地層

獅子洋隧道關鍵技術

1.大直徑盾構管片環間抗剪技術。

2.循環荷載下基底軟土地層抗振陷設計方法。

3.高水壓情況下盾構開艙技術。

獅子洋隧道技術創新

1.針對獅子洋隧道穿越水下斷層，埋深大、水壓高，獨頭掘進距離長，設計出盾構管片環向接縫結構。

2.常壓換刀刀盤：經過千餘次換刀實踐，盾構採用常壓換刀刀盤，可在常壓條件下對35把滾刀、48把刮刀進行更換，避免帶壓進艙作業帶來的風險。

3.始發延伸導軌：由於主機質量為2500噸，盾構在空推過程中，最大懸臂長度達2.5米，為防止“栽頭”，在洞門圈內設定5條1米長導軌。導軌由10厘米厚鋼板加工而成，通過8.8級螺栓與主體結構植筋連線。

4.反力架軸力計：將基坑支護用的軸力計運用到盾構始發中，既可以根據監測情況調整推力，保證反力系統穩定，又可以根據受力穩定情況，確定拆除負環管片的時間。

5.泥漿管環縫滾焊機：自行設計的泥漿管環縫滾焊機，既能確保鋼管環縫焊接的速度，又能保證焊縫的焊接質量。

6.雷射顆粒分析儀：引進顆粒分析儀，以顆粒分析為手段，對泥漿分離機和離心機的效果進行評估，有利於指導泥漿管理，提高泥漿的性能，確保盾構高效、順利掘進。

7.同步注漿工藝改進：最佳化傳統注漿工藝，從注漿漿液配比、原材料質量、機具配置、拌制方式、漿液指標的過程管理到最終注入整個工序等方面進行改進，有效保證成型隧道的管片質量。

獅子洋隧道是大直徑水下盾構隧道

價值意義

佛莞城際獅子洋隧道是佛莞城際鐵路項目中的控制性工程，打破了莞穗的天塹阻隔，打通了珠江東西兩岸重要快速直達過江通道，對實現珠三角都市圈“一小時”通達具有重要意義。（中國鐵道建築集團有限公司 評）