港珠澳大桥岛隧工程设计施工关键技术

港珠澳大桥岛隧工程是连接香港、珠海及澳门的大型跨海通道。主要介绍了:1)人工岛的设计方案、钢圆筒制作运输及振沉技术;2)沉管隧道设计施工关键技术,如沉管隧道基础、深埋大回淤节段式沉管、沉管管节预制、沉管浮运及安装、曲线段管节等;3)各施工阶段的主要专用设备,如8锤联动大型圆筒同步振沉系统、定深平挖抓斗船(精挖)、耙头定压专用清淤船和全断面预制液压模板系统等。解决了工程中遇到的众多问题,克服了重重困难,取得了一定进展。     

港珠澳大桥沉管安装潜水作业应用

沉管安装涵盖基础、舾装、浮运、安装等施工,潜水作业作为一种特殊的技术,在沉管安装施工中有着非常重要的作用,从基槽清淤、回淤监测、二次舾装、沉放对接到安装完成后舾装件拆除等都需要潜水员协助完成。结合港珠澳大桥岛隧工程沉管安装施工实例,浅谈沉管安装施工中的潜水应用。     

海底沉管隧道基础处理及沉降控制技术的新进展

文中在对沉管隧道基础处理形式及境内外沉管隧道病害调研数据分析的基础上,指出不利荷载与不良地质作用是引发沉管隧道沉降及病害的主要原因。在对境外典型海底沉管隧道基础处理创新技术评述的基础上,重点介绍了港珠澳大桥沉管隧道基础处理技术的创新与提升,主要包括刚柔并济的双层垫层技术、挤密砂桩加堆载预压地基处理技术、基于CPTu的回弹再压缩沉降计算方法以及沉降控制标准的确定等,分析了深中通道沉管隧道基础处理面临的超宽变宽管节、采砂坑软土地基、风化岩遇水软化、砂土液化、回淤强度大等建设条件,并给出了相应的基础处理对策。在此基础上,结合国家重点研发计划,指出应在充分考虑结构与基础相互作用基础上,开展不良地质条件下海底沉管隧道病害诱发机理与主动防控技术的研究,提出了技术路线和主要研究内容,可供行业相关专业技术人员参考。     

沉管隧道纵向计算原则与软件研发

介绍了港珠澳大桥沉管隧道的工程概况和建设条件,港珠澳大桥沉管隧道为深埋、大回淤节段式沉管隧道,其受力变形特点不同于常规的浅埋沉管。港珠澳大桥设计和研究组确定了沉管隧道纵向计算原则,并研发了适用于超长沉管隧道的设计分析软件"沉管隧道结构-基础设计集成系统",该软件已成功应用于港珠澳大桥施工图设计和大连湾沉管隧道初步设计当中。     

深中通道沉管隧道钢壳设计及制造关键技术

深中通道沉管隧道具有高水压、大回淤、结构超大跨和建设要求高等特点,为保证沉管隧道结构在建设与运营期内的安全和耐久性,深中通道沉管隧道在世界上首次大规模采用钢壳混凝土组合结构。为推动钢壳混凝土组合结构沉管隧道在我国的发展,介绍深中通道钢壳混凝土沉管隧道结构选型、横断面设计、纵向管节划分、特殊结构构造和钢壳详细构造等技术,管节钢壳制造、拼装和运输的创新工艺,自密实混凝土浇筑技术和钢壳混凝土脱空检测方法,总结深中通道钢壳混凝土组合结构沉管隧道设计、智能制造以及施工关键技术。另外,结合深中通道沉管隧道钢壳混凝土组合结构的特点,对钢壳混凝土抗剪连接件设计、钢板件连接构造和混凝土脱空检测方法提出优化建议。     

沉管隧道技术应用及发展趋势

随着我国城市化进程快速推进,很多大城市集中在江河两岸或江河入海口附近,沉管隧道具有埋深浅、通行能力大、线路短、横断面形状选择灵活、管节预制质量易于控制和防水效果好等优点,使得沉管隧道技术得到广泛应用和迅速发展。1)归纳沉管隧道的主要技术,有隧道位置的选择原则与建设条件调查、几何设计、结构与防水设计、接头处理、基础处理、管节浮运沉放等;2)从隧道的精细化地质勘察、基础处理、基础垫层处理和消防技术等方面,介绍目前世界上建造规模最大的沉管隧道——港珠澳大桥沉管隧道施工关键技术,其建设标志着我国沉管隧道技术已达到国际先进水平;3)结合国内外沉管隧道修建情况,总结沉管隧道工程技术的发展趋势:规模不断增大、环境适应性越来越强、施工装备水平不断提升、最终接头技术不断进步;4)随着沉管隧道理论设计、施工工艺和配套工程的不断发展,关键技术的不断完善,新工程的不断建设,以及新技术、新工艺和新设备的不断涌现,将推进沉管法隧道技术再上新台阶。     

深水基槽高精度清淤施工技术研究

依托港珠澳大桥岛隧工程沉管隧道基槽清淤施工实践,通过深水清淤关键技术与装备研发,在深水基床面上首次实现了高精度定点清淤,有效解决了槽底变坡度清淤及已安放好钢端门前高精度清淤的施工难题。     

港珠澳大桥止水带研发填补国内空白

近日，国家科技支撑计划“港珠澳大桥跨海集群工程建设关键技术研究与示范”项目领导小组主持召开了课题“外海厚软基大回淤超长沉管隧道设计与施工关键技术”第一阶段研究成果专家咨询会。     

港珠澳大桥沉管隧道暗埋段施工重难点管控剖析

港珠澳大桥沉管隧道暗埋段通过预制沉管海底对接,实现桥隧转换功能,亦是岛隧工程施工控制性节点。沉管隧道暗埋段位于伶仃洋海域,外海高盐高湿高腐蚀环境、人工岛内深基坑施工、结构耐久性河抗渗标准高,对工程施工和管理都是极大的挑战。文章主要从技术角度剖析暗埋段施工时,节段差异沉降控制、大体积混凝土裂缝控制、结构和节段防渗3个方面阐述沉管隧道暗埋段施工中重难点的管控,为后续类似工程提供借鉴。     

外海沉管隧道浮运安装施工的风险管理研究

沉管隧道基础铺设、浮运系泊、沉放对接、锁固回填等施工技术及工艺复杂,施工风险管理难度大。目前,有关外海沉管隧道浮运安装施工的风险管理文献资料很少,沉管隧道项目组织施工可借鉴的风险管理经验紧缺。为解决上述难题,首先调研了国内国外沉管隧道安装施工风险案例,结合港珠澳大桥岛隧工程项目,总结了项目施工内容和施工特点;其次,根据项目特点比选风险评估方法,首次提出应用风险矩阵法对外海沉管隧道浮运安装施工的风险因素进行评价、管理分析,并将该法应用于正在施工的港珠澳大桥岛隧工程项目的风险管理中,在该项目风险管理过程中辨识出施工风险点主要集中的工序,有效地预防了重大风险事件的发生,以期为类似工程项目的施工管理提供可借鉴的风险管理方法和经验。     

大型内河沉管隧道基础灌砂模型试验及效果检测技术研究

对某大型内河沉管隧道基础灌砂足尺模型试验进行详细阐述,应用冲击映像法、全波场无损检测法相结合的方式对试验模型中不同工况下灌砂前、灌砂过程中以及灌砂后的效果进行测试,对模型试验中不同工况下各项测试数据及结果进行系统分析,对沉管隧道基础灌砂工艺与灌砂效果进行评价。此外,介绍该大型内河沉管隧道基础灌砂效果现场监测内容及具体实施方法,基于先期施工各管段基础灌砂现场监测、潜水探摸及管段后续沉降监测结果,对大型内河沉管隧道基础灌砂效果现场检测及处理技术进行系统的研究。主要研究结论如下： 1）冲击映像法可以监测砂积盘的生成及发展过程,可以较准确地判断灌砂填充状况和快速检测混凝土底板下部灌砂填充状态,是沉管隧道基础灌砂效果评价的有力手段,是动态把握灌砂过程、实时追踪施工过程的砂液变化的有力手段。2）已施工管段现场沉降量观测结果显示,沉管隧道E1-E6各管段已灌砂基础的承载力均满足设计要求,证明冲击映像法可以作为沉管隧道基础灌砂检测评定方法。     

上海市外环沉管隧道基础处理技术研究

该文主要介绍了沉管隧道基础处理的方法,包括先铺法（刮铺法、桩基法）和后铺法（灌砂法、喷砂法、砂流法、注浆法、灌囊法）,着重讲述了压砂法原理及在上海市外环沉管隧道基础处理中的试验内容。以广州珠江沉管隧道基础处理为例,确定沉管隧道基础压砂材料配合比中水泥熟料的掺量,并提出以抗液化安全系数指标为灌砂施工的质量检测的评定依据。     

沉管碎石桩在叶信高速公路软基处理中的应用

分析了沉管碎石桩处治软土地基的作用机理;以叶信（叶集—信阳）高速公路为工程背景,说明了沉管碎石桩的设计、施工及主要质量问题的处理方法;通过沉管碎石桩处理后地基承载力的检测,验证了沉管碎石桩处理软土地基的效果。     

疏桩路基中基底垫层设置效应分析

针对疏桩路基结构特点,对路基基底垫层作用效应进行了辨析,指出传统碎石垫层塑性流动特征不再适用于路基基础,提出灰土垫层应用于疏桩路基中的设想.采用路基-垫层双层体系模型,给出了考虑基底垫层作用效应的桩土荷载效应的计算方法,并对垫层的加筋兜提效应进行了分析.通过计算结果与工程实测结果的对比分析,验证了该方法的合理性;进而对碎石垫层、灰土垫层、加筋碎石垫层的作用效应进行了分析.结果表明,灰土垫层在桩体应力集中和抑制基底差异变形等方面都优于碎石垫层和加筋碎石垫层.同时,相比(加筋)碎石垫层,灰土垫层具有现场施工的便利性和经济的节约性,相对柔性路基基础的工程实践中可用灰土垫层取代传统碎石垫层或单层加筋碎石垫层.     

外海深水高精度碎石基床铺设整平船建造与应用

深水碎石铺设整平船关键技术及装备采用世界领先技术,自动化程度高、施工管理系统先进、抗风浪能力强,不但能够满足港珠澳大桥沉管隧道基础施工要求,而且对促进我国交通建设技术进步、提升我国跨海通道建设综合实力具有十分重要的意义。     

GNSS与超级终端在碎石基础铺设中的应用

首先介绍了港珠澳大桥沉管隧道碎石基础铺设高程精度的重要性。使用GPS-configurator软件设置GNSS输出数据格式为GGA,利用超级终端软件将GNSS数据实时输出并进行分析处理,剔除差分信号不能固定的时间段,避免失锁条件下的施工,确保了基床铺设期间的GNSS高程精度,最终实现最大水深50m的高精度碎石基础铺设。     

广州珠江隧道沉管隧道灌砂基础处理

广州珠江隧道工程的主要特点是江中段水下部分采用了"沉管法"进行施工.主体沉管段箱体准确沉放于预先开挖的基槽内,再利用灌砂法对沉管段的基础加固.本文针对珠江隧道采用的沉管灌砂法.介绍了珠江隧道底部基础处理有关施工技术问题,从而为同类沉管隧道工程提供了可供参考的工程经验.     

沉管隧道半刚性管节

港珠澳大桥沉管隧道上覆回淤厚度21 m,导致原先的节段式管节结构的失效概率大。为了降低风险,作者提出“半刚性管节结构”概念。通过不剪断原先节段式管节方案的临时预应力,来确保节段接头端面的摩擦力,从而用摩擦力与剪力键一同抵抗剪力,同时维持节段之间的相对转动能力;即令管节结构的健壮性得到提高。结合足尺物模试验对这个新结构优势进行了论证。对其中的关键问题预应力体系的设置进行了详述。并且报告了港珠澳大桥沉管隧道半刚性管节的应用案例。半刚性管节,相比节段式管节,在一些情况下,只是将临时预应力转变为永久预应力,施工费用未增加很多,但是管节的整体性与健壮性显著提高,因此半刚性管节是一种性价比较高的结构形式;特别对于水下基础施工质量控制困难、基础差异沉降不确定性大的工程,半刚性管节是值得考虑的一种管节纵向结构形式。     

振动沉管碎石桩在软基处理工程中的应用

结合宁(远)-道(县)高速公路碎石桩加固处理软基路段的工程实例,对振动沉管碎石桩处理软基的施工工艺及施工过程中应注意的一些问题进行了分析、归纳、总结,并针对这些问题提出了解决的方法,可供同类工程施工参考。     

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。