布萊頓
布萊頓位於(yu) 白堊石山嶺之中的幹燥穀底，在其東(dong) 邊形成令人驚訝的海邊懸崖。
在1700年布萊頓是一個(ge) 位於(yu) 英格蘭(lan) 南海岸不為(wei) 人知的小村落，但到了1800年，他是英國最大和最受歡迎的海邊勝地。海潮起落凶猛是由於(yu) 2個(ge) 原因：
1752年，理查德·魯塞爾出版了《腺體(ti) 疾病》，或者稱為(wei) 使用海水來治療腺體(ti) 感染的方法，很快變成暢銷書(shu) 。他主張水療和飲用海水作為(wei) 多種疾病和肌痛的治療，而且還反映出了他實踐的地點，魯塞爾醫生具體(ti) 介紹了布萊頓的海水。
1783年，威爾斯親(qin) 王（後來的喬(qiao) 治四世國王）訪問了布萊頓。他喜歡這裏的所見所聞並買(mai) 下了一座房屋，這個(ge) 他後來轉換成布萊頓行宮，並在每年在他的行宮廷度過大半時間。
布萊頓的下水係統趕不上人口的快速成長速度，在1800年，那時還有排放到海灘的糞坑和粗糙的係統，假如考慮到這個(ge) 小鎮受歡迎程度是基於(yu) 喝海水的話，這不是一個(ge) 好主意。
布萊頓隧道掘進
這件事由維多利亞(ya) 時代的著名工程師約翰霍克曉勳爵落實，相當於(yu) 現代的Brunel、Bazelgette和Stephensen 於(yu) 1869年建議沿海岸建造一條截流下水道到Portobello排放，那時位於(yu) 城鎮東(dong) 麵大約6.4km。該計劃將要建造大約11.5km隧道，其直徑1.53m～2.14m.不等，都要穿過白堊石挖掘。
1871年，簽訂了一個(ge) 施工合同，但是工作進行了隻有5個(ge) 月，承包商那時毀約，因為(wei) 不能對付地下水入侵水量。該合同在3個(ge) 月之後再發標，總額為(wei) 571160美元(按照當時的匯率)，計劃最後在1874年完工。承包商報告損失了216800美元，因為(wei) 挖掘困難，地下水達到68Ml (百萬(wan) 升)/天（或者800l/s）。建成的磚砌下水道質量傑出，而且到今天還在很好地服務那裏的居民。
隧道掘進是到了1970年代才開始的，那時建成了一條長距離海邊排放口頂替Portobello短程的海邊排放口。調查研究表明地層中有堅硬的白堊石，並選擇了一台敞開式盾構機，推進長1.8km、直徑2.14m的隧道。大量的進水造成了施工的困難，在多個(ge) 場合下要求在工作麵前方構建一個(ge) 臨(lin) 時堵牆進行預注漿。該項目再次發生了困難，於(yu) 是項目交付使用也推遲了，並且超出了預算。
挖掘困難集中在隧道初步的三分之一的長度上（那裏的進水情況是嚴(yan) 重的，並且幾乎是連續不斷的）而最後三分之一（那裏，但是個(ge) 別的現象進水更嚴(yan) 重），那麽(me) 現在還可以為(wei) 隧道下降並跨越各種白堊石層位時認出不同的節理圖式。
維多利亞(ya) 時代截流管道係統在暴雨時，有一些溢流暴雨進入到海灘。1976年歐洲海浴場水質指示要求這些管道拆除，並在1990年代，布萊頓和候夫暴雨隧道建成，這是直徑6m的隧道，在海灘底下大概鋪設了 4.7km。連接溢流到新隧道的渦流跌水井，如果流量減少，泵送暴雨水回到截流下水道，隧道當做蓄水庫。
大量地層調查給了人們(men) 信心，在挖掘過程中將遇到堅硬的白堊石，為(wei) 此選擇了一台土壓平衡盾構，這就是老的英法海峽隧道陸上段的TBM，經過擴展尺寸和改裝，放進一台螺旋輸送機。可是，再一次大量進水可能造成巨大困難，最明顯地處在白堊石層位改變後，隧道的後一半路段。廣泛的橫臥板狀燧石也會(hui) 對刀齒和大刀盤造成巨大磨損，而因為(wei) 進水，人工進去往往辦不到，從(cong) 而使大刀盤和輻條多次受損。因此，該項目又一次推遲完工並且超支。
該項目小組研究布萊頓隧道掘進曆史，其詳細程度遠遠超過在這裏能描述的，並找出一些從(cong) 過去能學到的教訓，並簡述如下。
地層調查
1990年代研究白堊石，揭示不同層位之間有重大變異，也就是造成隧道掘進條件的不同。因此本項目的地層調查包括詳細的不連續性的記錄、岩石分層測量、地質構造測繪、白堊石沉降測繪和解決(jue) 方法的特征、危險分析等等，使得人們(men) 高程度了解可能的條件。
圖1 布萊頓汙水隧道曆經風霜
隧道走線
早期隧道所遇到的問題到大多數與(yu) 地下水進水有關(guan) ，因而該項目小組力圖使走線位於(yu) 地下水位以上，而且要盡量做得符合實際。這個(ge) ，他們(men) 已經通過引入中間泵站和建立一種垂直“鋸齒牙”剖麵辦到了。具體(ti) 參見圖2。
圖2 塞克斯讓海水更清隧道垂直走線
讓色塞克斯海水更清
塞克斯讓海水更清項目包括在Peacehaven北麵的農(nong) 田裏新建一家廢水處理廠，現在大部分廠房已在地下建成而且蓋上了英國迄今最大的綠化屋頂，並且把已處理的水排出到新建2.5km長近海排放口，這樣需要大約長11km新建隧道見圖3。
圖3 色塞克斯讓海水更清項目的各條隧道
新計劃連接到位於(yu) 布萊頓海邊新建閘門房的既有維多利亞(ya) 下水道。流量通過臨(lin) 時管橋（施工期內(nei) 一直由此支撐著）在既有下水道內(nei) 保持著。
一條長700m、直徑頂管連接著1.8m閘門房和位於(yu) Marine Drive海邊機動道路泵站。這分2次推進完成，海邊門戶(Marine Gate)從(cong) 一個(ge) 中間通風站到出入井，使用的是Costain隊伍的洛瓦特M86土壓平衡盾構。
隧道大部分是直徑2.44m，並用2台洛瓦特經改裝的土壓平衡盾構挖掘，分4次推進。Ovingdean 和Peacehaven 工作井分別推進2次。Ovingdean 井的Alice（取名自愛麗(li) 絲(si) 夢遊記），還有Peacehaven 井的Hollyblue(根據在白堊山區找到的蝴蝶而命名的)。
愛麗(li) 絲(si) （Alice）盾構在2010年7月份始發，完成1.8km 推進，西去海邊門戶(Marine Gate)，采用敞開式模式然後再改裝成封閉模式，用Portobello推進3.6km,同時Hollyblue盾構暗挖2.7km，西至Portobello，再有1km 到 Friars 海灣端頭井，用的都是封閉式，因為(wei) Peacehaven可能存在有地下水。推進率有時很可觀，愛麗(li) 絲(si) 每12小時每班最高達32環（每環長1m），而Hollyblue超過37環這個(ge) 數字，被本項目小組認為(wei) 是螺栓連接和注漿襯砌環可能達到的最高記錄。
最後0.9km隧道構築時，由Joseph Gallagher公司采用新的伊勢機泥水盾構進行直徑1.8m頂管作業(ye) 。盾構從(cong) 一條長288m按照1：10坡度下降，再後克服600m半徑垂直曲線，並進入位於(yu) 懸崖腳下漫步道的臨(lin) 時井。在盾構抵達水下回收地區的疏浚溝，並擬連接混凝土管道至直徑1.4m重型塑料管（這在事先已經鋪設在疏浚溝內(nei) ，再覆上回填土）之前，還要進一步挖掘660 m抵達海邊，由此再有2km至位於(yu) 放置海底的擴散管管段。
工作井注漿
延伸到地下水位以下的一些井，其中大部分均經過分階段用超細水泥處理的井都是非常成功的，比1990年代計劃所使用困難的水泥注漿要遠遠好得多。有2個(ge) 例外，它們(men) 是Portobello井和Peacehaven井中施工決(jue) 定不用注漿的那個(ge) 。沉井時的進度明顯地放慢，所花費的代價(jia) 比不過所取得的節省。每個(ge) 井的基底段采用順序混凝土襯砌，取得了簡便構築隧道眼細部的全部優(you) 勢。
額外的工作井
泵站地點所建額外的井為(wei) 計劃帶來很大節省，可以讓泵站施工繼續進行不必等待TBM拆卸。短程的連接隧道的施工則用敞開工作麵頂管法，用順序混凝土襯砌法，或者有一個(ge) 場合采用坑木支撐的導坑。
切割刀齒設計和磨損
結核狀和平片狀燧石一般發生在帶狀地層，位於(yu) 挖掘經過的白堊層位所有地方，大約相隔1～1.5m。大塊燧石的衝(chong) 擊可能造成脆性刀具斷裂而粉碎的燧石變成及其有效的磨料漿，致使未受保護的鋼製材料快速磨損。從(cong) 1990年代挖掘暴雨隧道的TBM鑿子設計中學習(xi) 到，所建議的刀齒裝上了較軟級別的碳化鎢而且頑強地保護其防止磨耗。大刀盤也用硬質表麵全部防護。很少有刀齒在挖掘時受損，這也是1990年代那時候急迫的向往，那時刀齒每隔200m挖掘就需調換。
圖4 當愛麗(li) 絲(si) 盾構在額外的接受井內(nei) 回收時，Portobello泵站所處境況
合約的形式
《南方水務》本來根據締約形式 IChemE 綠皮書(shu) （可補償(chang) ）招標，但是該行業(ye) 對條件不滿意，沒有收到投標書(shu) 。因為(wei) 聽到了風險分擔的恐懼，業(ye) 主轉移到IchemE酒紅皮書(shu) （目標成本）形式的締約。這樣確保了各方協作並履約良好。
利益攸關(guan) 人管理
本項目一直在本地居民中造成強烈反應，在規劃階段時就遭受到堅決(jue) 反對。因此，團隊盡了全力與(yu) 當地社區保持接觸並投身於(yu) 此項目。這是整個(ge) 項目隊伍努力和技巧的見證，在施工期間使得許多反對者轉變成擁護者。
提問回答專(zhuan) 題
Neville Harrison：（Mott MacDonald公司）
有關(guan) 管片類型和沉井方法。報告人回答2.44m直徑管片環長1m，並由6塊錐形梯形管片組成，管片用鋼纖維加強（除去有一短程路段位於(yu) 幹穀地下方）。所有工作井的上半部分用預製環構成，而下半部一般用順序混凝土襯砌法構成，並且用現澆混凝土襯砌。
Bob Ibell：（英國隧道工程學會(hui) 主席）關(guan) 於(yu) IchemE酒紅皮書(shu) 的使用是否達成了原本擬定去做的事情。Craig Reade 回答說，目標成本是因為(wei) 合同本來沒有被以前合同中布萊頓所遭遇到的問題所困擾，虧(kui) /贏合同並沒有“做得太難”，但是合作倫(lun) 理的成功卻是明顯的。他又補充說，南方水務花去了大部分時間規劃這個(ge) 工程，隻在施工期間才有些修改。
David Percival：( Atkins)關(guan) 於(yu) 既有流量的分流以及該係統是否照應到所有一切的暴風雨流量。報告人回答說，1990年代暴雨隧道擬想去匯集和存儲(chu) 暴雨流量，而新係統裝有溢流裝置可回到維多利亞(ya) 時代的截流汙水道（在海邊）並進入位於(yu) Portobello的既有排放口。
David Court：（BAM Nuttall）說明他以前有過白堊石地層的經驗並問及到該團隊是否經曆過棄土處置的困難，Craig Reade回答說，大約有181000m3的白堊石從(cong) 隧道和工作井內(nei) 產(chan) 生了，最後百分百又用於(yu) 有益處的再利用，其中結合了綠化景色、蓋頂水泥廠和農(nong) 地土壤pH值控製。可是TBM所造成的棄土，一種非常稀薄的土漿，而其定期處理要加入生石灰或者Dry-Add 才可以確保在運輸過程中不會(hui) 因棄土掉到路上發生飛濺。
Jean-Marc Barsam：（Halcrow公司）描述承包商和設計人Halcrow協同工作，而且報告人也同意這點。他也指明一條太小的隧道內(nei) 挖掘的困難處境，這樣小的隧道違反了HSE/BTS/PJA向設計師頒發的最小隧道直徑和最大推進距離的指南。報告人描述，為(wei) 了保持所需最小逃逸通道尺寸和為(wei) 此要改裝愛麗(li) 絲(si) 盾構後掛台車所遇到的困難。他們(men) 也指出隧道直徑不是Halcrow公司的設計，而是南方水務的規劃要求。
Phillip Wall：（Capita Symond公司）問及為(wei) 什麽(me) 在Ovingdean的TBM使用始發巷道，而在Peacehaven的TBM不是這樣。Craig Reade 回答說，Peacehaven 的地下水情況如果構建巷道的話，太有風險，而且，因為(wei) 完工後對建造始發巷道所取得的益處是否真能勝過其所花去的代價(jia) ，這樣的分析還是不能確定的。
Beata Bonin：(Halcrow公司)—提及到泵站工作井的施工分成預製環和SCL（順序混凝土襯砌法），這是因為(wei) 作業(ye) 時井內(nei) 還有水位，因此需要二次現澆襯砌。她建議還要對泵站施工做進一步的介紹。
Peter Murphy：（谘詢師）傍晚時分，在結束本次提問專(zhuan) 題之際，祝賀該團隊能夠在布萊頓進行四次隧道掘進，並且問到是否能立即擬定一種方法，以便能夠容易地吸取教訓。 Craig Reade 回答說通過發表論文和介紹報告，正如擬向ICE土木工程師學會(hui) 論文集投搞的本文，使合適的信息傳(chuan) 布開來。
2012年3月