南水北调穿黄隧道施工关键技术研究

获2013年度中国中铁科学技术一等奖；获2014年度洛阳市科技进步一等奖。

该课题依托南水北调中线穿黄隧道工程开展研究。穿黄工程位于郑州市上游30KM处，穿黄隧道(含过黄河隧洞和邙山隧洞)总长4250m，采用泥水平衡盾构施工，盾构掘进完成后施作预应力混凝土内衬形成过水隧洞。

穿黄工程是南水北调中线的咽喉关键工程，隧道穿越典型游荡性河段。北岸竖井围护结构为国内最深，富水砂层施工技术难度大；泥水平衡盾构机穿越黄河河床覆盖层，地层条件复杂，可能遭遇孤石、古树等障碍物；隧洞内衬偏薄单独受力，需大力提升内衬预应力；穿黄工程技术难度及规模国内外均无先例。本项目属水利工程科学技术领域，课题主要研究内容是：超深竖井围护结构、内衬结构施工技术；长距离泥水盾构掘进施工技术；粘接环锚预应力内衬混凝土施工技术。取得了以下成果：

(1)结合富水细砂层、粘土层地质条件下超深地下连续墙成槽施工、槽孔垂直度、接头处理等开展研究，掌握了连续墙成槽、槽段连接及接头处理、钢筋笼加工及吊装等关键技术，顺利实施了超深灰浆防渗墙、超深地下连续墙施工。

(2)通过理论分析和数学模型计算，确定了深基坑开挖、竖井防水及逆作法施工内衬等技术并得以实施。

(3)结合隧道独头掘进距离长、地质复杂、施工风险高等特点，总结出盾构进出洞、复合地层下的掘进参数、长距离测量等盾构掘进施工技术，2010年6月隧道高精度贯通。

(4)隧道环锚预应力内衬工艺复杂、技术难度大、工期紧，通过现场试验，改进模板台车，总结出隧道内衬施工系列关键技术，优质高效完成了隧道环锚预应力混凝土施工，拓展了双型衬砌下环锚预应力施工技术理论及应用前景。