1  试验段项目介绍

1.1  试验段项目由来及必要性

珠江三角洲水资源配置工程线路总长113.1km，其中盾构隧洞长84.9km，占比75%。目前国内外双层衬砌模型及理论的研究尚不成熟，内、外衬之间的传力机理以及对结构受力的影响还有不少争议，广东省水利厅组织编制了《珠江三角洲水资源配置工程科研规划纲要》，包括张楚汉、何满潮两位院士在内的业内研究、设计、施工、材料等方面的专家评审认为：亟需开展科研技术攻关研究。水利部水规总院和发改委中咨公司的专家们对结构问题非常关注，因此，特别提出需要进行现场原型试验，为初步设计提供直接技术支撑。 

1.2  试验段项目主要内容和选址

选择深圳分干线公明水库入库段作为试验段，主要基于以下几点考虑：1）可利用深圳水库的水利用地，简化征地环节，从而节约宝贵时间有条件及早进行生产性试验；2）进库闸可在深圳水库全面蓄水之前施工，从而减少进库闸围堰工程量，节约工程投资； 3）试验段与工程段相结合，试验样品即为工程主体，节约大量试验费用；4）隧洞埋深及内压条件、工程地质和水文地质条件、施工工艺、隧洞结构型式及尺寸大小与实际工程完全一致，满足探索高内水压盾构隧洞结构型式及验证设计方法的边界条件要求。

深圳分干线从罗田水库取水后，经泵站加压后以输水隧洞和盾构隧洞型式向东南布置，穿过公山、大牛牯山、过新陂头河北支后进入拟建的中山大学深圳校区范围，结合中山大学深圳校区规划，沿规划的光侨北路下铺设，正交穿越公常路在光侨路和凤新路下穿行，在光侨路与深圳地铁六号线支线相交，然后并行，并与深圳地铁六号线支线新民医院站相交，之后转东北向下穿公明水库4#主坝左坝肩进入水库，在库内设进库闸。

深圳分干线起点为罗田水库南侧新建的罗田加压泵站，终点为公明水库，线路线路全长11.9km，设计输水流量为30m³/s，盾构隧洞外径6.0m，内径为4.8m，流速为1.66m/s。前段5.8km采用钻爆法施工；后段6.1km采用盾构法施工，共布置4个工作井分3段进行盾构施工。

本次选择最后一段1.667km（桩号GM10+200~ GM11+867）作为试验段，分施工工艺试验段和结构性试验段，主要工程内容包括：盾构隧洞1.664km（桩号GM10+200.672~ GM11+866.505）、公明水库进库闸和2座施工工作井。其中桩号GM10+200.672~ GM11+527.505段共长1327m，为施工工艺试验段，目的主要为积累双层衬砌盾构隧洞施工以及洞内钢管运输、焊接、自密实砼浇筑等方面的施工工艺经验，以及为加快推进珠江三角洲水资源配置工程建设奠定坚实基础，本章不予赘述；桩号GM11+527.505~GM11+866.505段共长339m，为结构性试验段，原型试验方案内容详见第7章。

1.3 试验段布置

深圳分干线从罗田水库取水后，经泵站加压后以输水隧洞和盾构隧洞型式向东南布置，穿过公山、大牛牯山、过新陂头河北支后进入拟建的中山大学深圳校区范围，结合中山大学深圳校区规划，沿规划的光侨北路下铺设，正交穿越公常路在光侨路和凤新路下穿行，在光侨路与深圳地铁六号线支线相交，然后并行，并与深圳地铁六号线支线新民医院站相交，之后转东北向进入公明水库，线路全长11.9km，桩号为GM0+000~GM11+866.505。

试验段位于深圳分干线尾段，桩号为GM10+200.672~GM11+866.505，长1.67km。桩号GM10+200.672处布设了盾构施工井SY接收井1^#，管线从该盾构井向东北在农田下穿行至公明水库坝脚桩号GM11+527.505处，在此桩号布设一座盾构施工井SY 出发井1^#，管线出该盾构井后从公明水库3#和4#坝之间小山包下穿过，进入公明水库。管线出口设公明水库进库闸，施工期盾构施工井SY接收井2^#兼做该闸的支护结构。进库闸为2孔，一孔为罗田水库~公明水库正向供水的出口事故检修防洪闸，另外一孔为公明水库~罗田水库反向供水的进水闸，两孔闸共用一条输水管道。

省发改委批复项目概算投资为37590万元。

1.4 原型试验内容

原型试验段分成4个试验区间：1）单层衬砌结构原型试验区间；2）管片-钢筋砼内衬联合受力结构原型试验区间；3）管片-钢内衬分开受力结构原型试验区间；4）管片-钢内衬联合受力结构原型试验区间。每个试验区间长15m，共10环，每环宽1.5m，试验区间间隔3m。

1.5 施工总进度

本工程施工总工期为25个月，其中施工准备工期3个月(2017年10月～12月、与主体工程平行2个月)，主体工程施工期为23个月(2017年11月～2019年9月)，工程完建收尾工期为2个月(2019年9月～10月、与主体工程平行1个月)。

本工程分为结构性试验段和施工工艺性试验段。

结构性试验段主体工程施工总工期为15个月。其控制性施工进度为：施工平台填筑(2017年11月)——盾构工作井施工(2017年12月~2018年2月)——盾构隧洞掘进339m(2018年3~4月)——内衬施工(2018年5~7月)——进库闸、试验工作(2018年8月~2019年1月)——下闸挡水。

施工工艺性试验段主体工程施工总工期为17个月。其控制性施工进度为：盾构隧洞掘进1327m(2018年5月~2019年2月)——钢管铺装(2019年3~9月)。

本工程各类生产、生活临时房屋建筑总面积4400m²，其中仓库900m²、生活福利建筑3500m²。总占地面积35500m²。

1.6 实物指标

试验段范围内建设永久征收土地面积5.13亩(均占用国有土地5.13亩)，建设临时占用土地面积130亩 (临时占用国有土地104.87亩，临时征用集体土地25.13亩)。

1.7 地质条件

桩号GM10+200～GM10+380、GM10+510～GM10+570、GM10+840～GM11+867段隧洞洞身主要位于全风化片麻岩内，以砂质黏土、砂土为主，为硬塑～坚硬，遇水易崩解，局部有较厚的强风化夹层，特别在线路穿越公明水库3#及4#大坝之间的残丘处，强风化夹层较普遍，局部有球状弱风化体，呈土夹石状，软硬差易较大，地下水较丰富，围岩分类为Ⅴ。在桩号GM10+370～GM10+510和GM10+570～GM10+840段，盾构洞身位于强风化带或强风化与全风化分界附近，一半强风化，一半全风化，半岩半土，全风化以砂质黏土、砂土为主，为硬塑～坚硬，遇水易崩解，强风化岩体破碎，裂隙发育，完整性差，地下水较丰富，透水性较强，局部夹全风化，强度低，较软，围岩分类为Ⅴ～Ⅳ类。

总之，试验段位于公明水库下游山前盆地，地形较平坦，现为菜地，地下水富集，地下水位较高。盾构隧洞穿过的围岩软硬变化较大，施工难度大，应特别注意在全风化带存在的球状风化现象，施工时应采取超前钻探等措施，探明风化夹层及球状风化情况。