广深港高速铁路狮子洋隧道建于广州市南沙区，左、右线各长10.8公里，时速目标值为350公里，由中铁第四勘察设计院设计，中铁隧道集团和中铁十二局集团承建，于2006年5月开工，2011年3年12日贯通，是国内第一条铁路水下盾构隧道，也是当时我国里程最长、建设标准最高的水下铁路隧道。

广深港高速铁路狮子洋隧道

狮子洋隧道于虎门大桥上游10公里处穿越珠江出海口，穿越小虎沥、沙仔沥和狮子洋三条水道。隧道从两端地面的淤泥质土、粉质粘土、粉细砂、中粗砂等软土地层逐渐进入全弱风化泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩、砂砾岩等基岩地层，其中约72.8%的隧道位于全弱风化的基岩地层中。隧道两端采用20‰的坡度以尽量减少盾构穿越软硬不均地层的掘进长度，在基岩地层以较小坡度顺接，并在江中设置最低点，隧道最低点轨面距百年一遇高潮位约64.7米，隧道承受最大外水压力约0.67兆帕。

工程地质示意图

工程分别在进口（广州端）和出口（东莞端）各设置一工作井，左右线各投入2台盾构，盾构分别从进口工作井和出口工作井的超浅埋段在不冷冻条件下始发，在江底地中对接，洞内解体。盾构段总长9340米，盾构隧道内径9.8米、外径10.8米。4台盾构均为北方重工制造的泥水平衡式盾构，开挖直径11.18米，整机质量约1280吨，整机长度55米，刀盘驱动功率1960千瓦，总推力123220千牛，在1.24转/分转速下达到最大扭矩13650千牛米，推进行程2710毫米。设备厂商针对狮子洋隧道工程对盾构进行了多项技术创新和设计优化：设计出可根据地质条件需要进行刀具优化布置设计及刀具组合配置的刀盘；采用双层独立和可拆解结构式盾体，满足高水压下水中对接的特殊要求；配备了6自由度大吨位真空吸盘式管片拼装机，为国内首创；应用多模式泥水循环系统及压力平衡系统、压力控制精度可达到±0.005兆帕；盾构主轴承使用内外两层各5道组合式密封系统，确保在高水压下具有良好密封性。

此外，施工方加大了对盾构机及后配套的维修、保养，并采购了一批适合不同地层的刀具和刀圈，进一步优化掘进参数，加强环流保证出碴顺畅，提高掘进速度，以减少换刀频次和开仓的风险；同时，通过配制出高性能混凝土，在软弱围岩、软硬不均和破碎带等地段进行超前注浆和加固，彻底解决了该类地质条件下普遍存在的管片上浮难题和错台现象；通过改造盾构部件、优化系统的方法，提高施工效率。据粗略估计，仅中铁隧道集团对盾构大的系统改进方面就多达上百处，尤其是泥浆循环系统被德国知名盾构厂商海瑞克公司所吸取。

广深港铁路客专狮子洋隧道使用的盾构

盾构始发现场

2006年5月进场施工，中铁隧道集团左线隧道盾构于2007年11月始发，中铁十二局集团左线隧道盾构于2008年8月始发；中铁十二局集团右线隧道盾构于2008年2月始发，中铁隧道集团右线隧道盾构于2008年4月始发。施工过程中，穿越狮子洋海底破碎带是狮子洋隧道顺利掘进的关键，而此项难题在国内尚属首例，没有成功经验可以借鉴。施工单位科学制定施工方案，为施工工艺的选择提供了良好依据。工程采用泥膜护壁工艺，在保证地层的自稳和气密性后，进行气压开仓换刀、更换尾刷，避免了刀盘上方坍塌；通过不断摸索，大胆尝试在盾构掘进中添加高分子聚合物、膨润土和对管片进行二次注浆封堵隧道后方来水等方法，止住了喷涌；采用TRT6000、相邻隧道钻孔取芯等超前地质预报，对破碎带地质进行分析、总结，并及时调整掘进参数，为盾构顺利掘进提供了详细的地质资料；采用激光自动导向系统，配合人工测量，保持盾构机姿态和隧道线型控制，确保了软硬不均地层条件下掘进的顺利推进；通过加强同步注浆、二次补充注浆施工研究，研制并实施了抗水分散型同步注浆浆液，有效填充了管片背后的空隙，大大减少了二次注浆量，使左右线盾构掘进安全通过了江底破碎带。2010年12月8日，随着隧道左线的两台盾构相继掘进到对接里程，高精度的实现了“相向掘进、地中对接”，狮子洋隧道左线胜利贯通；2011年3月11日隧道右线两台盾构相继掘进到对接里程，也高精度的实现了“相向掘进、地中对接”，至此，备受各界瞩目、长愈万米的我国首座铁路水下盾构隧道——广深港高速铁路狮子洋隧道胜利贯通。2011年12月26日上午10时40分，广深港高速铁路首发列车缓缓驶出深圳北站，以时速300公里速度疾驰，穿越了著名的狮子洋隧道，于11时08分安全快捷抵达广州南站，向世人充分展示了中国的隧道建设水平、见证了中国高速铁路的快速发展。

狮子洋隧道是国内第一条铁路水下盾构隧道，具有鲜明的特点，具体主要为：

1.行车速度高：隧道设计行车速度350公里/小时，是当时世界上行车速度目标值最高的隧道。

2.水下盾构隧道长度大：每孔隧道长度10800米，其中盾构段长度达9340米，是国内最长的水下盾构隧道。

3.水压力高：隧道承受最大水压达0.67兆帕，是国内目前水压最高的盾构隧道；

4.地质条件复杂多变：隧道通过地层主要为素填土、淤泥质土、粉质粘土、粉细砂、中粗砂、全风化-弱风化泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩、砂砾岩。盾构隧道大部分处于强～弱风化砂岩和砂砾岩中，部分地段位于淤泥质土、粉质粘土及粉细砂中，盾构隧道所穿越的基岩的最大单轴抗压强度为82.8兆帕，基岩层的渗透系数达6.4×10^-4米/秒，基岩的石英含量最高达55.2%，岩石地层的粘粉粒（≤75微米）含量为26.1～55.3%。盾构穿越基岩（W2）、半岩半土、第四系覆盖物地层的长度分别占掘进长度的72.8%、13.2%、14.0%。每台盾构均需穿越软土、粉细砂、半岩半土、全断面基岩和基岩风化槽，穿越地层变化大，是国内地层强度差别最大的大直径盾构隧道。从大直径泥水平衡盾构穿越全断面基岩看，国内以往没有，国外也仅有马来西亚的Smart隧道（12.8米，穿越石灰岩地层，2000年建成）。

5.施工技术复杂，在国内首次采用了盾构相向施工、地中对接、洞内解体施工技术。以往国内没有地中对接的工程实例，国外也仅日本有少数几例，但其地质条件与本隧道差别大，如何确保地中对接的施工安全、施工精度以及对接段的结构与防水处理是工程的重难点。

6.环境保护要求严：隧道进出口位于规划城市区域，对洞口微气压波峰值控制严格。隧道洞口位于规划的城区，工程需缓解隧道的气动效应，提高乘车舒适度，降低微气压波对洞口周边环境的影响。

7.防灾救援技术新：在隧道最低点前后设置了国内第一个水下防灾救援定点，对于两端处于软弱地层中的盾构隧道段在国内首次采用了双层衬砌结构，可满足“抗震、抗火、抗暴、抗洪”要求：可抗7级强震、抵御5公斤炸药、抵抗300年一遇洪水水位下河道的冲刷变形对隧道的影响；防水采用了双道密封条，可以防渗防漏，满足100年的耐久性要求。此外，隧道内设计的19条逃生横通道，可以有效应对火灾、火车意外撞击等事故发生时人员的安全撤离，万一出现事故，也可以迅速进行双向疏散。

广深港高速铁路狮子洋隧道左线盾构地中对接成功

狮子洋隧道是我国第一条铁路水下隧道，也是国内第一条长大水下盾构隧道和国内第一条铁路客运专线盾构隧道。隧道的建成，树立起我国铁路长大水下隧道建设新的里程碑，打破了数百年来遇水架桥的思维，从大江大河乃至海底下穿越已成为建筑业新的发展领域，这也为类似的更长、更高水压、长大海底隧道建设奠定了坚实的技术和管理基础。同时，狮子洋隧道的建设及其项目科研的成功，引领了水下盾构隧道建设的高速发展，实现了水下盾构隧道施工技术的突破，为当时处于规划中的渤海湾跨海通道、琼州海峡跨海通道、台湾海峡跨海通道等提供有力的技术支持，成为我国隧道建设从“过江”到“跨海”的转折点。

一列高铁列车驶出广深港高速铁路狮子洋隧道口

 

CCTV13世界行速最快水下铁路隧道贯通

 

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