摘要：水下大盾构隧道在地震作用下的破坏情况主要由相对位移和变形引起，结构横断面的惯性力影响较小，所以水下大盾构隧道抗震设计可以利用反应位移法进行分析。基于此，以下对复杂地层水下盾构隧道工程难点及关键技术研究与展望进行了探讨，以供参考。
关键词：水下隧道泥水盾构;复杂地质;工程难点;关键技术
引言
在隧道施工过程中，首先要做好安全风险管理工作，只有进一步做好安全管理工作，才能确保隧道工程的顺利进行。在施工过程中，需要施工单位根据施工隧道周边的环境，结合设计方案，相应地完成地质条件等风险评估工作。
1概述
随着社会经济的发展，我国水下隧道数量迅速增长，由于施工周边环境复杂、地质条件差异较大、地下水影响等诸多原因，施工过程面临的不确定性风险也较大。若水下隧道工程建设或维护不当，常有突水涌水和突发性塌方事故发生，甚至诱发泥石流灾害。一旦事故发生，将造成严重的人员伤亡、巨大的经济损失和不良的社会影响。近年来国内外跨江水下隧道建设施工中仍然发生了多起重大安全事故，较为典型的事故主要有:2012年，日本冈山县仓敷市一条海底隧道发生了掌子面失稳塌陷、海水倒灌事故，其中隧道结构和盾构机全部被海水淹没，导致多人遇难;我国常熟电厂输水隧道和松花江隧道发生了掌子面失稳塌方、江水倒灌事故;南京长江隧道、南京长江纬三路过江通道的建设过程中，发生了掌子面失稳冒浆的险情。为了降低盾构隧道施工风险并有效控制风险事故的发展，依托衡阳市合江套湘江隧道工程，对施工过程中存在的重大风险因素进行识别和评估，并采取针对性的控制措施，确保项目建设安全有序进行。
2复杂地层水下盾构隧道工程难点
2.1高黏粒地层盾构隧道施工泥饼淤积问题突出
高黏粒含量粉质粘土地层颗粒粒径小，造浆能力强。隧道施工期间，泥水处理系统通过简单的筛分、过滤和沉淀往往难以彻底实现渣浆分离。高比重的含渣泥浆将通过进浆管再次被运送至掌子面，不仅给泵送系统造成了极大压力，而且使刀盘刀具极易淤积泥饼。随着掘进距离增加，泥浆比重不断增高，环流系统正常携渣能力和刀盘刀具切削效率势必都将受到严重制约。
2.2围岩测量手段落后，执行不规范
为了将施工过程中的安全风险降到最低，还需要进一步确定围岩的测量，围岩测量的精确度直接影响到该隧道施工的安全，如果安全风险防范意识不足，则会对围岩测量的数据造成影响，在施工过程中，还需要及时修复测量点，按照相关规定进行测量，如果点间距不准确，将会直接影响围岩监控量测的数据，在进行风险评估过程中使用不准确的数据，将会对该工程产生极大的影响，因此在施工中还需要及时调整施工方案，减少结构支护参数的错误，规范执行能力，进一步有效监控围岩状态，进而确保工程的顺利进行。
2.3高水压强渗透地层盾构隧道开挖面稳定性差
泥水盾构掘进期间，通过向刀盘的开挖舱和气垫舱内加入膨润土泥浆，在开挖面前方形成一定厚度的高粘致密泥膜，进而在泥膜外侧施加泥浆压力用于平衡泥膜内侧水土压力，以维持开挖面的稳定性。泥浆压力过小，容易引起变形破坏和地表沉降；泥浆压力过大，则会导致泥膜劈裂和地表隆起。上述两种不良工况都极易诱发开挖面失稳破坏。尤其是对于以南京长江隧道为代表，水土压力高达6.5bar，地层渗透性系数超过10-2cm/s的砂卵石地层，采用大直径泥水盾构隧道施工：一方面，高水土压力条件下强渗透性地层中数量众多的局部孔隙极易形成渗流通道，膨润土泥浆往往难以及时进行淤堵形成微透水或不透水的致密泥膜；另一方面，大直径盾构隧道开挖面积巨大，顶部和底部所需支撑压力差距往往超过1.0bar。若不及时采取措施，开挖面极易失稳，造成覆土塌方涌入开挖舱和刀盘抱死无法转动等不良后果。
3复杂地层水下隧道施工关键技术
3.1江底浅埋段掘进风险处治
由于最浅覆土深度仅为9．14m小于盾构1倍洞径，盾构施工对土体扰动较大，为隧道整体上浮创造了条件。为防止上浮现象发生，采用改进的壁后注浆工艺，具体如下:盾构掘进过程中壁后注浆分三步进行，第一步:通过盾尾注浆孔在盾构推进的同时对盾尾中部进行压注砂浆，保证管片中部以下填充密实，以防止管片脱出盾尾后下沉，造成管片破损和渗漏水;第二步:每掘进10环构成封闭环，在每个封闭环的起止环顶部预留注浆孔开孔注双液浆，形成封闭环，以防止补充注浆浆液进入循环泥浆，造成浆液流失;第三步:封闭环形成后，在第五环管片的顶部预留注浆孔进行开孔注砂浆，及时对管片顶部间隙进行填充。以上注浆步骤能保证壁后注浆密实度，有效地控制盾构掘进过程中引起地面沉降、管片上浮和减少渗漏水。
3.2高压水泥饼冲刷刀
泥水盾构在高黏粒含量粉质粘土地层中掘进刀盘极易淤积泥饼，导致刀具贯入困难，开挖效率下降。若不及时清理，泥饼将愈发密实，诱发施工参数异常等不良后果，给盾构设备带来极大威胁。有鉴于此，高压水泥饼冲刷刀被设计用于富含黏粒地层盾构隧道施工。高压水通过管道输送至冲刷刀内部通道，从表面的泥饼冲刷孔喷出。在冲刷力的作用下，淤积在周围刀具及刀盘面板上的高粘性泥饼将被迅速清理。泥水盾构在刀盘刀具无泥饼淤积的良好状态下，工作性能和切削效率得以显著提升。
3.3洞内处理技术
盾构施工完后，利用盾构管片预留的注浆孔，对地面注浆后岩溶物探或补勘，隧道内探测，对不密实状态的溶洞，需要在隧道内二次注浆加强处理。在管片预留孔中安装Φ42t=3.5mm钢花管，长度根据溶洞情况确定。浆液采用水泥浆，注浆压力为0.5MPa~1MPa。注浆施工完后，对注浆孔用微膨胀水泥封堵，防止渗水。
3.4加强对影响隧道施工安全的外界因素监控
为了进一步保证隧道的施工安全，还需要安排专业性较强的安全风险管理人员，减少在施工过程中由于环境因素的变化对施工造成的影响，并实时监控气候环境，了解施工周边的采矿情况及交通流量问题，确定空气中温湿度等情况，针对工程进行动态风险评估。如果在雨量较大的地区进行隧道施工，务必要对该地区的地域水文情况进行调查研究，结合相关文献观察地下水的具体变化情况，加强对施工安全外界因素的监控，可进一步改善隧道施工的外界环境。
3.5网络化管理
公司管理者在做决策时，需要将统计工程的数据作为依据，以确保决策正确。本地化管理盾构施工信息时，指示逐级下传，报告逐级上传，传递过程中信息可能会缩水、失真甚至丢失，而且这种方式也会延误信息传递。网络时代的到来解决了该问题，工地端的各种数据通过互联网传输到远程服务器中，管理者可以借此实时查看数据，并使用数据分析软件对工程状态进行分析。
结束语
当今社会，施工工程还需结合时代的发展提高工程的数量和质量。需要施工单位加强对工程的风险安全管理意识，在进行隧道施工过程中，还需严格管理，进一步把控施工过程中存在的风险问题，进而确保隧道的施工安全及施工人员的安全，努力加强对工程的动态管理，进一步推动隧道施工工程的发展，以此推进经济的发展。
参考文献
[1]宋元平,骆俊晖,黄华康.大直径水下盾构隧道合理埋置深度分析[J].西部交通科技,2019(05):113-117.
[2]薛子斌,朱考飞,张云毅,毛亚军,张可能.盾构隧道下穿河道施工控制技术[J].工程建设与设计,2019(09):192-193+212.
[3]王梦琦,徐志胜,徐燃,王超峰,陈林,李耀庄.水下盾构隧道横通道对人员疏散的影响[J].消防科学与技术,2019,38(02):172-176.
[4]袁邦民.盾构法水下隧道安全风险控制[J].铁道建筑技术,2018(12):106-109.