中国沉管法隧道典型工程实例及技术创新与展望

结合中国几例典型沉管法隧道工程,详细介绍中国沉管法隧道在基槽开挖与航道疏浚、干坞建设、管节预制、管节浮运、管节系泊、管节沉放、接头处理和基础处理等关键技术的应用现状。以在内河中游径流河道中修建的南昌红谷隧道和在外海修建的港珠澳大桥岛隧工程海底隧道为例,对在江河和海洋中修建沉管隧道的关键技术创新进行总结,包括:南昌红谷隧道管节浮运与沉放、管节沉放基础差异沉降控制、水下立交接线实现过江通道与沿线路网全互通快速衔接、水下空间开发与修建避难疏散大厅等关键修建技术创新,港珠澳大桥岛隧工程沉管法隧道干坞建设、管节预制、管节沉放和基础处理等关键修建技术创新。结合目前中国修建沉管法隧道涌现出的新技术、新工艺和新设备,从沉管隧道的拓展形式、行业领域突破、助推城市建设和江河湖海沿线城市交通需求的增加等方面展望未来沉管法隧道的发展趋势。     

内河中游南昌红谷沉管隧道施工关键技术

南昌红谷隧道过江段采用沉管法施工,隧址位于赣江中游,流速和水位落差大。为解决两岸大型围堰填筑、异地双干坞管节预制、复杂河道水文条件下管节浮运、对接以及管节基础处理效果检测等方面存在的施工难题,采用“充砂长管袋+塑性混凝土墙+钢筋混凝土墙”的组合结构与堰内基坑钢管堵头桩“干割除”方法,实现围堰快速施工和防渗抗洪的要求;通过混凝土配合比设计、浇筑、养护、温控技术以及管节预制关键设备选型和大型钢模整体转场的施工方法确保管节制作的质量和速度;采用江河中大流速下管节浮运的专用装置、合理的管节拖轮浮运船舶编队方法和多功能GPS-RTK综合监测系统,确保超长距离管节浮运安全;采用可视化监测、水下探摸和管节接头水密控制技术,实现高水差下管节准确对接;采用冲击映像法和潜水员探摸相结合的方法,对沉管基础灌砂效果进行实时监测与综合评价。实践表明,红谷隧道施工形成的一系列新工艺与新技术,能有效解决施工中的难题、降低安全质量风险、缩短工期、节约成本,并对今后的沉管隧道工程具有借鉴意义和推动作用。     

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。     

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     

南昌红谷隧道顺利贯通

正2017年1月9日,历时10年论证3年多建设,由南昌市政公用集团融资代建、中国中铁隧道集团施工的国内江河规模最大、最长的过江沉管隧道工程——南昌红谷隧道顺利贯通,填补了在江河中游建造沉管隧道的世界空白。红谷隧道穿越赣江,连接南昌红谷滩新区与赣江东岸老城区,位于南昌大桥与八一大桥之间。隧道主线全长2 650 m,沉管长1 329 m,共12节管节,采用双向6车道,是在江河中游修建的世界首座沉管隧道。红谷隧道采用"快速过江、水下立交、多点疏散、东西贯通"设计,采用沉管法隧道施工工艺。隧道埋深小,能迅速进入周边路     

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。     

南昌红谷沉管隧道预制关键设备选型及配套技术

南昌红谷隧道沉管长1 329 m,共12节管节,标准管节长114.85 m,高8.3 m,质量达2.6万t,沉管需在丰水季节浮运、沉放。为了解决沉管预制工期紧张、独立干坞设备配套需最大程度共享使用设备的问题,通过对混凝土拌合、运输、浇筑、温控技术以及沉管预制所涉及的模板体系、起吊设备等关键技术进行介绍,以解决主要工序工效控制及关键部位质量控制技术。工程实践表明,红谷隧道沉管预制设备选型及配套关键技术不仅加快了施工进度,解决了工序衔接问题,满足施工进度要求,而且沉管质量、结构尺寸也得到了有效保证。     

南昌红谷隧道管节安装纠偏施工技术

针对红谷隧道一期管节沉放安装施工中产生的轴线偏差问题,介绍管节沉放安装工艺,总结管节沉放安装轴线偏差的影响因素和常用的纠偏方法,分析红谷隧道一期管节沉放安装施工产生轴线偏差的原因,采用横向错位法和摆尾法对一期沉放出现的轴线偏差进行纠偏,一期管节最终的轴线偏差控制在设计允许范围内。从钢端壳制作精度、横向水流和沉放测量精度等方面对二期管节沉放轴线控制提出建议,以期为今后的沉管隧道管节沉放施工提供借鉴。     

特高特大型充砂长管袋围堰在红谷沉管隧道工程中的应用

为了实现江中沉管与岸上匝道水下互通立交,在岸边施工高度为20 m、方量达80万m3的充砂长管袋围堰,围堰采用两侧为充砂长管袋、中间为砂芯的堰体结构,并在砂芯范围设塑性混凝土防渗墙隔断赣江水,施工围堰内明挖结构。以南昌红谷隧道为背景,介绍了国内内河沉管隧道规模最大的充砂长管袋围堰施工技术,施工过程中克服了赣江水位落差大、航道范围水流速度大和水位高等复杂的水文条件,利用7个月完成了充砂长管袋堰体的填筑和塑性混凝土防渗体系的施工。工程实施结果表明： 充砂长管袋围堰及其塑性混凝土防渗墙在内河沉管隧道领域是一种工艺新颖、技术先进、安全可靠的防护体系,且对江河环境影响受控,是值得进一步推广应用的施工工法。     

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。     

海上导航系统在管节浮运、沉放、对接中的应用

为解决内河沉管隧道水下施工时浮运、沉放、对接等的精确控制问题,引进海上导航系统并将其成功应用于红谷隧道工程中的沉管施工阶段。通过剖析海上导航系统的工作原理和测量方法,得出该系统能够在测量定位精度上满足本工程管节浮运、沉放、对接施工的要求,并结合实时监控系统,形成对内河沉管隧道浮运、沉放、对接工序的精确控制体系。通过工程实例展示该系统的控制作业流程,可为同类沉管隧道工程等提供宝贵经验和实施手段。     

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。     

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     

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。     

“一江两岸”将再添新纽带 南昌红谷隧道首节沉管成功浮运

<正>2015年6月10日晚7:06,由中铁隧道集团承建的国内内河规模最大的沉管隧道——江西南昌市红谷隧道的首节沉管浮运完成,系泊在隧址。此前,南昌"一江两岸"的第6次"握手"——朝阳大桥已顺利通车。整个红谷隧道工程预计将于2017年6月建成通车。工程竣工后,市民驱车最快3 min能穿越赣江。该隧道也将成为南昌"一江两岸"紧密联动的新纽带。首节沉管顺利完成浮运干坞—生米大桥—朝阳大桥—南昌大桥—隧址系泊点。自6月10日5:20开始出坞,南昌红谷隧道首节沉管历经约16 h行程8 650 m,终于完成浮运。     

港珠澳大桥海底沉管隧道首次对接

近日,经过中国交通建设股份有限公司岛隧工程项目部的精密筹备,港珠澳大桥工程顺利完成第二节沉管(E2管节)的海上浮运、沉放和对接,实现了E2管节与E1管节的海底对接。E2管节长112.5 m,宽37.95 m,高11.4 m,吃水深度约为11.1 m,总重量达4.4万t,总排水量为4.7     

南昌红谷隧道临江富水砂层干坞基坑防渗墙施工技术

南昌红谷隧道干坞基坑深16 m,临赣江最近距离仅15 m,水位变化幅度达3~13 m,砂层渗透系数达120 m/d,防渗体系施工处于工期关键线路,防渗体系施工质量是实现基坑开挖、沉管预制、浮运、沉放等工期目标的重要保证。文章通过对塑性混凝土配合比、槽壁加固、成槽工艺、泥浆性能指标、清孔换浆、混凝土浇筑及墙体检测等的思考,提出了临江富水砂层干坞基坑防渗墙施工中三轴搅拌桩槽壁加固、配合比试配验证、"两钻两抓"成槽工艺、超声波仪成槽检验、高密度电法墙体检测以及膨润土泥浆性能指标、加强混凝土过程控制等主要施工方法和技术措施。通过在南昌红谷隧道临江富水砂层干坞基坑中的应用,证明塑性混凝土防渗墙止水防水效果非常好,为基底处理及沉管预制施工创造了良好的条件。     

南昌红谷隧道E4管节轴线纠偏案例的分析与应用

南昌市红谷隧道沉管段全长1 329 m,分为12节管节,是目前国内内河最长的沉管隧道工程,其管节安装的轴线精度控制是工程施工的重点及难点。为保证管节安装精度,同时兼顾经济性、便捷性和可行性,以本工程管节安装为例,对管节安装的主要影响因素进行计算,提出利用现有横调系统对管节安装轴线进行纠偏的方案。理论计算与实测数据对比表明,提出的方案可对管节安装轴线进行有效的纠偏,对其他沉管隧道工程也可起到一定的借鉴作用。     

港珠澳大桥工程沉管隧道建设采用航天科技

<正>港珠澳大桥工程中6 km的沉管隧道由33节沉管在海底次第对接而成,是整个工程的核心。其沉管隧道为世界首次在槽深30m左右位置安装长度超过3 km的沉管。在第10节沉管隧道安装时,水下40 m处的流速远远大于水下10 m处。这个深槽中的海流不符合一般规律,其现象叫紊流。     

大型沉管隧道管节工厂化预制关键技术

基于大型沉管隧道的节段式管节设计施工理念,以厄勒海峡沉管隧道管节的工厂化制作为工程背景,对沉管隧道管节预制的一种新技术--工厂化预制技术的基本原理、场地布置、工艺流程以及工厂化预制所涉及的模板工艺、混凝土浇筑及管节顶推等关键技术点进行介绍。工程实践表明该方法具有占地少、经济环保、施工周期短、质量可靠性高、全天候施工等优点, 能大大提高管节的制作速度与质量,降低工程成本。