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。     

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。     

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。     

大流速高位差过江沉管隧道典型工程——南昌红谷隧道

南昌红谷隧道是世界上首座江河中游沉管越江隧道,主线全长2 650 m,江中段为直线沉管隧道,长1 329 m。 工程重难点：1）百万m3巨型围堰; 2）水下立交深大基坑群; 3）40万m3水下岩石炸礁; 4）异地干坞和8.51 km航道开挖与管节浮运; 5）6条生产线平行预制6节管节; 6）12套4 000 t超大模板台车多次转场; 7）超大体量管节预制混凝土防渗抗裂; 8）管节浮运穿越小净跨桥梁; 9）急流回旋区管节调头; 10）江河中游和水位落差10 m条件下水力压接管节; 11）12节管节沉放对接轴线精度控制; 12）时隔半年沉放管节的接头差异沉降等。形成以下技术体系：1）特大特高型充砂长管袋围堰防渗稳定技术;2）大体积混凝土防渗抗裂技术;3）沉管隧道管节沉放对接施工技术;4）沉管隧道基础灌砂效果检测及处理技术;5）超长距离管节浮运及穿越小净距桥梁的管节姿态控制和桥墩保护技术;6）江河沉管隧道水下立交深基坑关键技术。红谷隧道自2014年4月开工,于2017年5月31日竣工,仅用38个月即建成通车。     

襄阳东西轴线项目沉管预制局部块体试验研究

襄阳市东西轴线项目沉管预制采用节段整体式全断面顺浇法，具有高强度、大断面、大体积的特点，管节控裂难度较大。为验证混凝土配合比、施工工艺以及裂缝控制措施的可行性及可靠性，采用Midas FEA软件，进行沉管管节在设计工况下的水化热温度应力数值仿真模拟计算，分析管节浇筑过程中混凝土内部温度及应力变化情况。数值仿真结果表明，管节连接处抗裂安全系数较低。进而选取理论开裂风险最高的边墙倒角位置和施工难度最高的中隔墙倒角位置进行模型试验，实际模拟钢筋及预埋件施工工序，全面检验原材料、配合比和混凝土施工性能的可靠性，并布设智能温度监测系统。通过局部块体试验，合理优化钢筋及预埋件的结构形式和安装工序，验证混凝土性能并优选施工配合比；同时，通过提出的原材料温控标准对模型试验进行温度智能监测数据分析。     

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。     

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。     

深中通道超宽钢壳混凝土沉管管节浇筑变形控制

深中通道沉管隧道是目前世界上单节管节最宽同时也是单个行车道孔最宽的公路沉管隧道，建设标准为双向八车道高速公路，部分超宽段甚至超过双向十车道，标准管节宽度为46 m，最宽管节的最大宽度达55.467 m。管节结构采用了在内外双层钢壳内填充高流动自密实混凝土的“三明治”复合结构形式，为此结构形式在中国的首次大规模应用。其管节预制精度要求高，在混凝土浇筑阶段的变形控制要求达毫米级。在混凝土浇筑过程中，为将管节内净空变形控制在10 mm以内，原设计要求在顶板浇筑过程中在管内行车道孔增设临时支撑杆措施。为此，应用精细三维有限元模拟管节的浇筑过程，考虑其三维力学效应及混凝土逐渐凝固后的承载能力，并结合混凝土浇筑布料设备的特点，寻求出满足变形验收条件和兼顾施工效率的最优浇筑顺序，并以此取消管内临时支撑杆措施的制约。最后，该浇筑顺序在首节管节E32(同时也是最宽管节)的浇筑预制中成功应用，实测结果与计算结果吻合，满足验收要求。该技术精准控制了管节浇筑阶段的变形，优化了管节预制和舾装的施工方案，取消了顶板浇筑过程的管内临时支撑杆措施，使每节管节内的一次舾装作业得以提前约1个月启动，并可与墙体和顶板浇筑作业并行，从而缩短了管节预制坞期，保障了总体工期。     

考虑运输台车不利失效工况的长大沉管管节力学响应分析方法研究

近年来沉管管节呈现出向大体积、大质量发展的趋势，而随着沉管管节规模的增大，管节数值模型的计算资源消耗量随之增加。针对前述问题，提出一种使用壳单元对沉管内钢筋进行等效的有限元建模方法，同时与传统的桁架钢筋模型进行对比研究，研究表明等效建模方法在计算中具有较高的精度，可以大大提高数值分析效率，便于工程方案的快速迭代。基于建立的简化模型，进行了沉管管节在多种台车脱空失效工况下的计算校核，并从中分析得到了最不利工况以及管节在脱空状态下的薄弱位置。     

纤维光学提高了建模精度

新开发的安装在海底的永久性纤维光学地震监控系统,大大提高了近海石油行业海底建模精度,并加快了石油开采速度。     

沉管隧道钢端壳安装精度控制

为了采集到最接近钢端壳面板与翼板真实姿态的数据,保证钢端壳翼板与面板平面上的任意一点能够满足设计精度,结合广州生物岛-大学城隧道管段钢端壳施工实例,对钢端壳安装焊接施工工艺的经验与教训进行总结。通过采用精密的测量,恰当的焊接安装工艺,配以足够频率的测量监测,可实现在现场进行大型钢构件mm级精度的精密焊接安装。     

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     

港珠澳大桥岛隧工程E4沉管圆满安装成功

2013年9月13日,港珠澳大桥岛隧工程E4沉管顺利与沉管隧道对接,阿次精确完成了深水外海无掩护条件下大型沉管安装。E4沉管浮运、沉放安装、水力压接等全程施工时间仅16h,创造了世界大型沉管安装作业的最快速度。     

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。     

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。     

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。     

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。     

沉管隧道钢筋混凝土管节预制及下水工艺比选研究

对现有的沉管隧道管节预制方法进行分析，研究固定干坞法、移动干坞法和工厂法的通用工艺流程，分析各个工艺的建设条件、工艺特点及施工难点，提出钢筋混凝土管节预制方法选用表。通过对3种管节预制方法的深入研究，剖析各方法的差异性，得出管节预制方法的3类区别。利用工艺组合的方法，构建了6种工艺，从创新性、效益、可行性等多角度综合分析，剔除成熟工艺和成本投入较大的工艺，提出管节平地流水线预制动态入水新工艺，并就其应用进行深入研究，同时将其与现有工艺在工期、造价等方面进行定量对比分析，分析结果显示，该工艺具有一定的优势。     

马鞍山长江公路大桥左叉悬索桥中塔设计及施工

马鞍山长江公路大桥左汉主桥为2×1 080 m的三塔两跨悬索桥,中塔为钢-混叠合塔.通过对纵向为A形、人字形、I形3种结构形式进行研究分析,确定中塔采用I形钢-混叠合塔.中塔高为175.8 m,其中钢上塔柱高127.8 m,塔柱断面为单箱多室构成,钢-混接头采用无粘结预应力钢绞线进行锚固.钢塔架设中采用世界最大塔吊D5200K-240,通过厂内钢塔制造精度控制、现场跟踪测量、主动横撑线形调整,结合厂内预拼数据判断接头调整量等措施,保证钢塔安装精度,加快钢塔安装速度,创造了钢塔安装精度、安装速度的新记录.