沉管隧道管段浮运中的水流阻力性能及其在回旋区转体的流速流场模拟分析

南昌红谷隧道沉管浮运过程存在2个关键的风险控制点,分别为浮运过南昌大桥及回旋区转体,在这2处水流流向及流速复杂,浮运施工风险非常高。为校核浮运方案的合理性,需对管段浮运过程中水流阻力性能进行分析,以保证浮运安全。基于Fluent和MIKE流体计算软件,通过数值模拟的方法对沉管管段在2个关键风险控制点中所受水流阻力进行分析。对于管段浮运过南昌大桥过程,得到了管段所受水流阻力大小及其变化情况; 对于回旋区转体过程,先对水阻力系数Cw进行率定使其适用于本工程,再通过数值模拟得到不同水文条件下的回旋区流场,两者结合得到管段所受水流阻力大小。以期为复杂边界条件下管段水流阻力计算提供一套方法,计算结果为隧道管段浮运方案的制定提供参考。     

南昌红谷隧道管段浮运过程风险节点数值模拟及分析

红谷隧道是目前国内第一座在流速大、水位落差大的江河中部用沉管法修建的隧道,浮运施工难度大。为确保管段及邻近建筑物在浮运过程中的安全,需要对管段浮运过程中的风险节点进行分析。采用数值模拟的方法对管段浮运过程中各风险节点的管段所受水流力进行分析,计算软件采用Fluent,计算模型基于RNG κ-ε紊流模型,管段上的水流阻力可通过计算软件直接提取。根据数值模拟结果,结合浮运施工方案中设备拖航能力,对浮运施工方案提出建议,其中管段浮运出坞流速要求低于0.6 m/s,管段浮运出坞后转体流速要求低于0.8 m/s,管段浮运过南昌大桥流速要求低于1.0 m/s;而原施工方案中回旋区转体存在风险,经优化方案后,新回旋区流速能满足管段转体与系泊要求。     

汾江路南延线沉管隧道浮运沉放施工技术研究

汾江路南延线沉管隧道位于佛山市南部,是国内第一条建于内河中上游的沉管隧道,管段浮运沉放等施工工艺与传统海上或者江河沉管隧道有较大差异。为此,在介绍管段浮运沉放基础资料的收集整理、坞内准备、安装临时支承垫块、安装锚缆和锚块等准备工作的基础上,以E1管段为例,研究管段浮运沉放等关键施工技术和压砂法在管段基础处理的具体应用。     

仑头-生物岛沉管隧道管段浮运方案探讨

随着沉管技术的发展，干坞形式的多样化，突显出了干坞与隧道的距离不再是沉管隧道干坞方案比选的决定性因素。但新的问题是如何长距离运输管段并达到经济、合理的效果。通过仑头—生物岛沉管隧道的管段浮运，探讨移动干坞法预制管段前提下，管段长距离浮运方案比选和具体实施细则，为今后大型沉管隧道设计和施工提供参考。     

内河中游沉管隧道管节浮运沉放水文窗口选择研究

沉管隧道工程管节浮运沉放对浮运水位和流速的要求高。南昌红谷隧道为国内首座内河中游沉管隧道,受季节降水影响,水位和流速变化幅度大,满足浮运条件的水文窗口较少。通过对管节受到的水流力和拖轮拖力计算,确定水文边界条件。采用声学多普勒流速剖面仪（ADCP）对浮运航道内关键点和控制断面流速、水位进行监测作为水文预报的基础。采用相应水位（流量）法和合成流量法相结合的方法预测隧址位置水位、流量,将预测的水位、流量结果导入数值计算模型计算浮运航道内的流场分布。现场实测表明,水位和流速预测误差为±30 cm、±0.15 m/s,满足管节浮运水文预报精度的要求,并有效指导浮运沉放水文窗口的选择,保障红谷隧道管节浮运沉放施工的安全。     

沈家门港海底沉管隧道浮运、沉放施工控制技术

沈家门港隧道工程为我国大陆首次采用沉管法修建的海底行人交通隧道。为解决海浪、潮汐等对沉管隧道施工的影响问题,通过力学计算分析和管段浮运、沉放方法的选择,施工窗口时间的确定,针对管段浮运、沉放、水力压接、回填等关键问题进行重点分析和阐述。得出:通过合理的施工窗口时间确定、施工方法的选择、具体施工参数的确定、适当的安全系数放大等施工控制技术,能实现海底隧道管段的浮运和沉放。     

沉管隧道变截面管段若干关键设计技术分析

以国内首条变截面沉管隧道工程-广州洲头咀沉管隧道工程为依托,总结了变截面管段成型预制技术难点及对策;分析了管段起浮及浮运过程中干舷及稳定性机理,并提出了相应控制措施;建立了二维和三维数值模型,揭示其结构空间受力特性。分析表明,管段预制时在内部模板台车上设置连续桁架作为补偿可较好满足截面渐变段成型预制的要求;对道路线形进行小幅度调整使结构横向对称、在渐变端增加压载及合理布置压载水箱可有效解决管段起浮及浮运阶段管段横、纵向倾侧的问题;变截面沉管隧道的三维空间受力特性较为明显,设计过程宜建立三维空间模型进行受力分析,以更准确地分析不同断面处的内力并进行结构配筋。     

我国内河最大沉管隧道最后一节沉管系泊成功

正目前我国内河在建的最大、最长城市道路沉管隧道——南昌红谷隧道,近日在赣江浮运最后一节沉管,提前实现12节沉管预制、浮运的目标。南昌红谷隧道主线全长约2 650 m,沉管段长1 329 m,共12节管段,分2个批次在异地巨型干坞内预制。E11管节作为红谷隧道浮运的最后一节管节,长111 m,宽30 m,高8.3 m,重达2.5万t,历经5个     

沉管隧道主体结构设计关键技术分析研究

从管段分节、起浮与干舷、抗浮、结构强度及连接技术方面对沉管隧道主体结构设计进行了论述,提出了各部分的设计思路、影响因素和计算方法,总结了在沉管隧道主体结构设计时认识到的关键技术,可为今后的沉管隧道主体结构设计提供参考。     

钢围堰浮运阻力计算方法探讨

钢围堰在岸上拼接完成后需浮运至墩位,为了保证浮运安全,配备足够的拖轮船队,需要准确计算出围堰浮运过程中所受的阻力.文中采用规范公式和计算流体软件分别对某钢围堰浮运时受到的水阻力进行了计算,对比了不同计算方法得到的结果之间的差异.从对比结果来看,流体计算软件得到的阻力值均大于规范公式计算的结果,其主要原因是规范公式中只定义了围堰外壁为挡水面积,而实际浮运和流体计算软件的计算过程中,围堰内壁及内部的结构也受到了较大的水流力.     

南昌红谷隧道提前完成今年沉管浮运重大节点

<正>2015年8月12日,由中国中铁隧道集团施工的南昌红谷隧道E6管段历经9 h出坞、浮运,于当日13:30顺利抵达回旋区临时系泊,这标志着国内内河规模最大最长的城市道路沉管隧道提前2个月实现了2015年第1批次6节沉管预制、浮运的目标。南昌红谷隧道江中段采用"沉管法"施工,长1 329 m,共12节管段,分2个批次在目前亚洲最大的异地巨型干坞内预制,每个     

南昌红谷隧道管节浮运监控技术研究

南昌红谷隧道是我国目前内河最大的隧道工程,浮运过程要经过3座大桥,且航道宽度只有70 m,水流情况复杂,这些都对浮运作业增加了难度。本文在计算沉管浮运中所受水流力的基础上,针对出坞、顺河流浮运和回旋区调头3种不同情况,制定了2种编队方案。根据工程实际需要,设计了浮运监控系统软件结构,采用C#和WFP技术实现了系统。在管节和拖轮上配置了RTK GPS、DGPS和惯导等导航设备,将浮运编队的实时位置信息显示给指挥人员,对管节出坞、过桥和回旋区调头等监控方法进行了详细描述,并实现了远程终端同步实时显示。目前已经完成了南昌红谷隧道多节沉管的浮运,实践表明系统稳定可靠,形象直观,今后可以应用到同类工程中。     

我国内河最长沉管隧道——红谷隧道即将迎来首次沉放

<正>2015年4月7日,由中国中铁隧道集团承建的南昌红谷隧道首批沉管管段正在进行试浮检漏试验。预计5月首节管段浮运沉放。南昌市红谷隧道位于南昌大桥与八一大桥之间,隧道穿越赣江,连接新老城区。隧道总长9 288 m,其中江中段为直线沉管隧道,长1 329 m,为目前国内内河规模最大、最长的城市道路双向六车道沉管隧道。     

广州国际创新城金光东隧道首节万t沉管绞拉浮运到位,刷新国内隧道沉管长距离绞拉纪录

正2020年1月9日14时,在珠江新造水道大学城水域,广州国际创新城金光东隧道首节沉管顺利抵达沉放区,刷新国内隧道沉管长距离绞拉纪录。金光东隧道全长2 710 m,双向4车道,采用沉管法施工。该隧道沉管段总长460 m,宽22. 1 m,高8. 55 m。广州打捞局承担金光东隧道管段的运输浮运、沉放安装等工作。金光东隧道首节沉管(编号E6)全长77 m,质量达14 000多t,自2019年5月5日浮运至大学城寄放区以来,先后完成了基槽     

天津海河沉管隧道管段分节方案比选研究

天津中央大道海河隧道为北方地区首座沉管法施工的隧道。该文分别从管段平面形态、河床形态与航道要求、干舷高度、拖运沉放、干坞规模及管段接头位置等多方面比较了不同管段分节方案的优缺点。分析表明,两节管段方案在接头数量和干舷高度等方面有优势,而三节管段方案在沉管管段浮运和干坞选址方面具有明显优势。最后通过综合比较,推荐采用三节管段方案作为工程实施方案。     

简讯

江苏宁淮高速公路原生态老山特长隧道近日已贯通,我国城市轨道交通处于高速发展时期,广州仑头-生物岛珠江隧道工程首节世界最重的沉管段浮运到位,深圳南坪快速路上雅宝宽体隧道已建通车,广州市将建第二条过江隧道[编者按]     

长距离复杂水域环境中内河沉管隧道管节浮运风险分析及应对措施

内河沉管隧道管节在长距离复杂水域环境中浮运时,浮运线路构筑物和风险源多,水上交通和水情复杂,浮运风险较高。以南昌红谷隧道工程管节浮运为例,比较海口区域与内河沉管隧道管节浮运风险差异,采用风险矩阵法对管节浮运过程中出坞接拖、航道存在浅点、通过小跨径桥梁、急流区回旋、高流速区浮运等5种风险工况进行评估分级,预测红谷隧道管节首次浮运可能发生的高风险工况,总结红谷隧道管节首次浮运出现的风险和采取的应对措施,实现首节管节安全浮运,并为后续管节浮运提供借鉴。     

外环沉管隧道管段结构监测

通过阐述沉管隧道特有的监测实践经验，以及沉管结构变动对隧道管段连接的影响，综合分析隧道结构监测的必要性。论述了沉管隧道的变动特点，根据隧道变动特点，测量了两管段接头问的距离变化量Q，Ω止水带与GINA橡胶止水带之间空腔的压力变化。计算得到GINA橡胶止水带压缩量和GINA橡胶止水带密封状况。经过两年多测量及对数据的跟踪与分析，较完整地掌握了沉管隧道管段变动的规律。两年内两次测出管段之间的GINA橡胶止水带有压缩量超过极限的数椐，为防止GINA橡胶止水带进一步压缩受损起到了指导性作用。     

复合地基在沉管隧道基础设计中的应用探讨

在对沉管隧道地基处理中两端陆域边界条件、纵横向荷载分布、地层受力特点、差异沉降控制及施工偏差等主要影响因素分析的基础上,对散体材料桩复合地基、柔性桩复合地基、刚性桩复合地基在沉管隧道地基处理中的适用性进行了多项目对比分析;总结给出了各种复合地基处理方法的适用条件,并提出了沉管隧道采用复合地基方案时,设计计算中应引起高度重视的几个关键问题;最后引用国内外已建或在建的沉管隧道工程复合地基应用的典型实例,进一步说明复合地基在沉管隧道地基处理中将会有较为广阔的应用前景。     

沉管隧道工程技术的发展

沉管隧道工法为水下隧道建设的主要工法之一,其关键工序包括管节预制、浮运、沉放对接和基础处理等。近几十年来建成的大型混凝土沉管隧道工程,进一步发展并突破高水压、复杂水流和复杂地质条件的工程技术,能够跨越更深和更宽阔的河口、海峡水道。结合具代表性沉管隧道工程,包括Maas隧道、香港地铁过海隧道、Tuas电缆隧道、Oresund海峡隧道、Busan隧道和Bosphorus海峡隧道,着重讨论管节预制、管节防水、干坞系统和基础处理等方面的技术发展。