中山区,甘井子区,大连湾海底隧道与一湾两岸的关系,海底隧道,,,,,,－港口规划,“一岛三湾“(大孤山半岛、 大窑湾、鲇鱼湾、大连湾) 规划示意图,－技术标准,道路等级：城市快速路 设计速度：主线道路及隧道：60km/h匝道道路及隧道：30～40km/h 海底及北岸隧道：双向六车道隧道建筑限界：13.25×5.0m行车道布置：2×3.5+3.75m 南岸隧道：双向四车道隧道建筑限界：9.75×5.0m行车道布置：3.5+3.75m,－技术标准,车辆荷载等级： 城A级 主体结构设计基准期： 100年 地震基本烈度： Ⅶ度 主体结构设计安全等级:一级 隧道结构防水等级: 一级 隧道交通工程等级: A级 设计洪水频率： 1/100,－建设规模,本项目起点为港湾广场东侧老港区搬迁改造西端，终点为中华路南端隧道全长8.45km，其中海域部分3.5km，南岸陆地1.95km，北岸陆地3.0km为了充分发挥海底隧道的交通功能与社会效益，同步建设与之相关的市政配套工程——图中紫红色线条海底隧道工程及市政配套工程示意图,,根据规划，海底隧道在南岸需与疏港路、延安路连通。
根据现场建设条件，在南岸设置南向进出口匝道隧道连通延安路，设置西向出口匝道隧道连通疏港路，达到了规划要求南向进出口匝道隧道,西向出口匝道隧道,延安路,疏港路,根据规划，海底隧道在北岸甘井子城区设置地下互通连通规划东方路根据规划，海底隧道在北岸北向出口设置地面连接线分别连通中华路和光明路中华路,光明路,中华路,北向出口地面接线,－建设规模,,,,,,六、建设条件——本项目与大连湾周边企业的关系,,在南岸，本项目将下穿港湾桥及疏港路高架桥、大连东港及大连热电厂专用铁路以及大连船舶重工集团建设期间存在一定影响，运营期基本无影响六、建设条件——南岸主要影响因素,港湾广场,,六、建设条件——北岸主要影响因素,在北岸，本项目将下穿大连外轮机修厂和散装码头铁路专线，在外轮机修厂附近设置通风竖井建设期间存在一定影响，运营期无影响大连外轮机修厂,大连石化油库,散装码头铁路专线,,地形条件 ——南岸在港湾广场附近，地面标高在4 ～ 6m，海岸边为大连船舶重工集团及东港码头区，地面标高约3 ～ 4m；北岸为大连市甘井子城区，地形上为海边丘陵，中部地面标高约40 ～ 60米，局部山丘顶面海拔高度达100m；海域段靠近两岸附近海床标高约-6～-7m，中部海床高程-10～-11m。
地质构造 ——南岸临海一带隧道起始端，有辉绿岩脉侵入，形成辉绿岩带在海湾中间偏南，因是地层交界处，从目前的物探情况推断，可能存在一条软弱破碎带；在北岸甘井子区发现两处断层和褶皱带水文地质条件 ——拟建隧道场地属于浅海近岸带，高潮海水水面标高为2.49m；低潮海水水面标高为-0.4m，平均海面高程为1.4m隧道中部海水深度为10～12m，南北两岸海水深度为6～7m，海水流速为1～1.5m/s在相对封闭条件下，地下水对钢筋混凝土及钢结构具有弱腐蚀性双洞同时开挖5m时洞周围岩孔隙水压力云图,工程地质条件 ——南岸表层部分地段为人工填筑土，下伏基岩为板岩及辉绿岩，岩体强度相对较弱北岸下伏基岩主要为弱、微风化灰岩、白云质灰岩，岩体强度较高、岩溶较发育；海域部分上层为海积中粗砂或淤泥、层厚1～6m，中间层为1～12米厚亚粘土，下伏基岩南岸为辉绿岩与灰岩结合带，北岸为灰岩，海域地段灰岩岩体强度较高地质纵断面图,,,项目起点,项目终点,隧道起点,隧道终点,板岩,辉绿岩,灰岩,灰岩,灰岩,灰岩,亚粘土,破碎带,地震基本烈度 ——根据国家标准《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），本区域地震基本烈度为Ⅶ度。
预工可阶段地勘完成实物工作量一览表,钻探现场,GZK3,海上钻探现场,,中山区－震旦系五行山群长岭子组板岩,甘井子区－灰岩、夹泥灰岩,南岸侧海域辉绿岩入侵,岩石的物理性质指标试验值,地质遥感,,海域地震反射物探基岩顶面等高程图,,海域地震反射物探覆盖层厚度图,,,7.2.1 海底隧道平面位置的选择,工可路线方案主要针对预可推荐的A轴线方案进行进一步的深化研究和优化，形成了D、E两个路线方案，工可阶段针对这两个线位方案进行了同等深度的比较D轴线（推荐）,E轴线（比较）,原预可A线位,D线方案相对E线方案的优点： ① 线位穿越海底辉绿岩破碎带相对较窄，路线穿越海底板岩、灰岩覆盖层相对较浅，利于暗挖隧道的修建 ② 右线隧道穿越大连船舶重工集团和港务公司2号码头间海域段较窄，利于隧道穿越 ③ 左右隧道顺应地形收缩较快，避免隧道分岔段位于地质相对较差地段，利于南岸地下互通匝道的布设 ④ 左线隧道避开了大连船舶重工集团船体车间，穿越大连造船厂填海造地区范围较小，施工风险较小 D线方案相对E线方案的缺点： ① 左线隧道与疏港路高架桥的交角较小，不利于隧道穿越 ② 路线相对较长。
7.2.2 路线-工可阶段路线平面方案,推荐D线方案,,D线方案,D线位与岩层顶面等值线的关系,7.2.2 路线-工可阶段路线平面方案,大连湾海底隧道路线方案比较表,由于D轴线较E轴线更好地避开了海底不良地质、降低了工程风险，工可阶段经综合比较：推荐采用D轴线方案7.3 钻爆直穿方案,钻爆直穿方案纵断面,隧道起点位于港湾广场东北侧，南段为双洞双向4车道隧道，在下穿港湾桥、大连东港铁路及两次下穿疏港路高架桥后进入大连船舶重工集团厂区，在大连船舶重工集团厂区范围隧道埋置深度约30~40m；穿过船舶重工集团后向北进入大连湾海域后，隧道断面变为双洞双向6车道，并于K4+100左右下探至最低点(-63.3m左右)，之后以0.8％、2.722％纵坡逐渐抬升，相继穿越大连湾海域及甘井子城区，最后以-1.154％的下坡、于中华路南侧出洞，与规划地面道路－光明路相接钻爆直穿方案隧道总长8450m主要建设条件,钻爆直穿方案隧道围岩分级表,南岸：围岩主要为全～弱风化板岩及弱风化辉绿岩，隧道最大埋深45米 海域：围岩主要为弱～微风化灰岩，最大埋深（水面下）约65米，最小岩石顶板厚度约20米，岩溶发育一般 北岸：围岩主要为弱～微风化灰岩，隧道最大埋深约70米。
隧道建筑限界及净空断面,三车道隧道建筑限界及净空,双车道隧道建筑限界及净空,净宽：13.25m,净宽：9.75m,衬砌及防排水方案,南岸陆域及海域段采用全封闭方案,二次衬砌采用不等厚截面型，基础与仰拱接合附近截面加厚海域Ⅲ级围岩地段考虑采用限制排水衬砌北岸陆域地段可采用与山岭隧道类似的排水衬砌方案,受埋深限制明洞段采用矩形衬砌方案,辅助施工措施,① 地下连续墙 ② 钻孔灌注咬合桩 ③ 高压旋喷桩 ④ 超前地质预报 ⑤ 超前管棚 ⑥ 超前钢花管 ⑦ 全断面帷幕超前预注浆,钻爆方案的重点与难点,钻爆方案的重点与难点主要集中在南岸及海域地段，归纳起来主要有如下几个方面： 最小顶板厚度的确定 地质勘察及预测、预报 结构可靠性与耐久性设计 断层、软弱地层及岩溶发育段设计与施工 地面建筑物保护 抗水压衬砌的设计 隧道施工质量与工期的保证措施 控制爆破技术与措施 隧道施工安全保证措施 隧道运营通风与防灾救援,由于展线的需要，本项目隧道多次穿越疏港路高架桥，穿越时埋深约25～35m不等，由于该段高架桥跨径较小，一般为16～20m，桥墩基础均为桩基础，而隧道开挖跨度约10.5～12m，隧道施工时对高架桥基础影响较大。
当隧道轴线与高架桥交角较大、桥梁基桩位于隧道开挖轮廓线以外时，在施工时对桥墩基桩采取适当的加固措施及加强隧道开挖控制爆破技术后，可以安全通过；当隧道轴线以较小角度与高架桥轴线相交，且高架桥桥墩基桩伸入隧道开挖轮廓线以内时，则必须对桥墩基桩采用托换技术进行处理目前对桥梁基础进行托换在国内外实例较多，技术较为成熟疏港路立交桥穿越方案,大连船舶重工集团厂区,大连造船厂地面高程约+4.0～+6.0之间，路线设计标高为-35～-45之间，隧道最小埋深为40米，厂区内下穿段总长约800米 由于隧道从洞口以较大纵坡下行，到达下穿大连造船厂时已获得较大埋深，使隧道具有了较大的安全覆盖厚度 由于隧道埋置深度相对较深，基本避开了厂区所有地下管线隧道展线时已尽量避开了高层建筑、重要厂房及精密仪器车间，选择空地、低矮常规厂房等对地表变形敏感性较低的区域通行 大连造船厂属军工企业，虽然该段隧道埋深较大，但考虑到对地面设施的保护，隧道设计施工期间时仍应采取必要的防范措施7.4 钻爆填海方案,钻爆填海方案纵断面,本方案南岸布置情况与钻爆直穿方案基本一致，采用双洞双向4车道断面形式，在下穿港湾桥、大连东港铁路及疏港路高架桥后进入大连造船厂区。
隧道进入海域，断面变为双洞双向3车道形式隧道纵坡于K3+500左右下探至最低点(-54.5左右)，然后以0.409％、2.367％、3.98％的纵坡逐渐抬升，于K5+200（距北岸1000米左右）进入围堰填海区域，并采用明挖法施工，于大连外轮机修厂附近出洞，最后采用路堑及桥梁等穿越甘井子区至路线终点钻爆填海方案海底隧道总长5307m，南岸陆域段长2107m，海域段长3200m(其中北岸明洞段长800m)钻爆填海方案-围堰工程,建设条件：北岸海域海水深度8～12米左右，海底表层为3～5米厚淤泥，下部为 2～4米厚亚粘土，下伏基岩为灰岩，其表层全～强风化层厚度约2~4米围堰平面布置图,围堰剖面示意图,两侧围堰沿路线长度约1000米，终点与北岸海岸连接，起点设置横向封闭围堰，两侧围堰根据隧道间距及基坑开挖放坡设计，其轴线间距控制在200米左右 在围堰中间设置3~4处分仓围堰，形成4~5段独立的施工区域 良好的稳定性、抗渗性和抗倾覆性围堰堰体采用袋装砂、吹填砂结合防渗墙组成，围堰顶宽10米，底宽60～80米不等，堰高14～16米（不含下部清淤换填砂层厚度），边坡坡率1：2左右 堰体主要由袋装砂（外裹1层无防土工布）及吹填中粗砂组成，堰体周边敷设1～2层无纺土工布，两侧设置1～2级2～5米的平台，顶部设置施工便道。
围堰顶部高程按大于大连湾海域高潮位1.0～1.5米控制，在围堰临海侧底部设置坡脚抛石护底，在围堰临海侧坡面设置抛石护面 止水帷幕一般可采用高压旋喷桩、水泥搅拌桩、垂直布塑、塑性混凝土防渗墙及地下连续墙等，由于地下连续墙具施工简单、施工速度快、可靠度高、易于施工质量控制、造价不高等优点，工可阶段暂推荐采用地下连续墙作为止水帷幕方案，下阶段将根据各方案经济技术特点进一步进行综合分析比选围堰平面布置图,钻爆填海方案主要影响因素之一——最小岩石顶板厚度,海域段顶板岩石厚度对比图,隧道穿过海域中部后以较大纵坡从北岸围堰区露出海面，隧道洞顶岩层顶板厚度如下：南部海域地段洞顶岩层厚度为8～18米，北部海域地段洞顶岩层厚度为6～10米，北岸围堰区暗挖段起点洞顶岩层仅为3米以上顶板厚度均低于国内外已建成的海底隧道最小值，若按如此小的顶板岩石厚度采用钻爆法来建设本工程，其承担的风险将较大钻爆填海方案主要影响因素之二——北岸填海围堰,大连湾港航道规划图,,,围堰填海,隧道线位,围堰施工清淤对海洋水体的污染及对海洋生物食物链的影响极大 近1000米长的围堰将挤占大连湾海域有限的航道空间 ，严重制约城市规划发展目标，影响大连港 “两区一带”多点布局港口体系的规划。
占用规划的香炉礁主航道及现状大化、大连造船新厂航道，若按本方案建设海底隧道工程，必须得到海事部门的慎重批准，这是本方案是否可行的最大决定因素7.5 两方案的综合比选,7.5 海底隧道建设方案的综合选定,1、建设条件,由于钻爆直穿与钻爆填海这两个方案在平面上基本一致，其建设条件特别是南岸及海域段差别不大钻爆填海方案北岸采用明线方案，主要采用路堑及高架等形式穿越甘井子区，占地及拆迁量较钻爆直穿方案增加过多，填海方案房屋总拆迁量为115162m2，北岸甘井子区K6+100～K9+250段拆迁房屋总计：95546m2，占总拆迁量的83％，钻爆直穿方案由于采用隧道下穿甘井子区，总拆迁量较小为23491m2由于钻爆填海方案北岸围堰伸入海域近1000m，围堰总长超过2500m，围堰填海面积超过200000m2，属特大型海洋工程，围堰填海区域水深8～12m，海底表层软弱地层厚度一般为4~8m，潮差近4m，建设环境较为恶劣从建设条件来看，钻爆直穿方案优于钻爆填海方案。