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。     

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。     

沉管隧道变截面管段浮运水流力及系缆桩可靠性分析

为探索沉管隧道变截面管段浮运过程的水流力与系缆桩可靠性,以广州洲头咀沉管隧道为依托,借助CFD软件建立流体动力学模型,计算管段横向浮运所受的水流力并探讨规范水流力公式的适用性;以此为基础,利用ANSYS开展管段浮运系缆桩可靠性分析。研究表明： 1) 规范水流力公式具备一定的适用性,采用结构形式为矩形梁时对应的水流阻力系数会导致与数值计算结果存在不容忽视的差别,通过CFD计算结果修正后两者吻合较好; 2) 系缆桩处于弹性受力状态,刚度与强度均未被削弱,设计方案可满足浮运安全要求; 3) 钢丝绳拉力作用下管段结构混凝土处于带裂缝工作状态,需基于计算结果对系缆桩预埋件锚固区做局部加强以抑制裂缝发展。     

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。     

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     

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。     

南昌红谷沉管隧道干坞坞底施工技术

结合南昌红谷沉管隧道干坞坞底施工,对干坞坞底处理重难点进行分析,通过采取坞底合理优化分区促成管段预制流水化施工、基底软层分区换填、预制基座格梗枕梁采用角钢超平、起浮层采用"混凝土+滤水导流槽"、合理优化排水系统等技术措施,顺利完成干坞坞底施工,满足了管段荷载、快速预制和起浮等各方面要求。     

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。     

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。     

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。     

沪通长江大桥28号墩钢沉井浮运阻力分析

沪通长江大桥主航道桥为(142+462+1 092+462+142)m钢桁梁斜拉桥,桥塔墩基础采用沉井基础,其中28号墩钢沉井顶平面尺寸为86.9m×58.7m,高44m。28号墩钢沉井在船坞内制造完后整体浮运至桥址处,浮运总重达14 500t。为合理地配置浮运拖轮,确保浮运顺利,采用理论方法、数值模拟方法和物模试验方法对钢沉井浮运阻力进行计算。经过对比分析,经首尾形状修正的《海上拖航指南》方法计算结果与数值模拟和物模试验结果相近似,适用28号墩钢沉井浮运阻力计算。通过计算,在钢沉井吃水8m、风速6级、对水速度2.5m/s时,钢沉井纵向拖航的总阻力为2 167kN;采用"7+1"8艘(1艘备用)拖轮的配置模式进行拖航作业,有效输出拖力(3 060kN)拖航最大总阻力(2 326.74kN),满足钢沉井浮运要求。     

哑铃形超大钢吊箱浮运及吊装关键技术

九江长江公路大桥主桥为双塔混合梁斜拉桥,22号墩哑铃形承台临时挡水结构采用84.9 m×32.9m×16.0m双壁钢吊箱.该钢吊箱下水浮运距离约166 km,浮运风险大,吊装重量达1761 t,吊装难度大.通过计算钢吊箱在浮运过程中因水流流速、风力等造成的各种不利工况的浮运阻力,并结合现场实际情况,配备3艘推轮以顶推及帮拖的编队形式进行拖带浮运,并备用1艘拖轮随航,保证钢吊箱安全、及时地浮运至施工现场;根据国内大型起重船资源的实际情况,选用3艘起重船对钢吊箱进行抬吊安装,通过控制3艘起重船操作的同步性,使钢吊箱顺利吊装到位.     

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     

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。     

黄土连拱隧道施工技术研究

黄土连拱隧道断面大、技术要求高、施工难度大,确定合理的施工方案和开挖方法,是确保隧道施工顺利实施的关键。结合我国第一座黄土连拱隧道——离石隧道,采用数值模拟分析,确定合理的施工方案,文中介绍施工过程及其重点难点问题,并根据全程监测结果,进行了分析,最后总结黄土连拱隧道施工的一些经验。     

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。     

爆破开挖路堑对罗依溪隧道安全影响的数值分析

以永吉(永顺—吉首)高速公路上跨焦柳铁路罗依溪隧道路堑的爆破开挖为研究对象,对爆破荷载对隧道主体结构安全的影响进行数值模拟。结果表明,所使用的爆破方案对隧道和边坡位移及整体稳定性的影响不大;爆破振动在岩层中50m传播范围内迅速衰减,振速衰减至约为10cm/s,可认为该爆破振动影响的安全最小深度为50m。考虑到岩土计算参数的离散性,建议在开挖深度达到距离路基面10m后采用液压炮头机钻裂施工,以上部分可采取爆破施工。     

地铁隧道下穿既有建筑物锚杆基础影响分析

地铁隧道下穿大量建筑物,评估隧道施工引起的影响是控制工程风险的关键课题。结合厦门市轨道交通1号线一期工程,中山路西站—中山路站区间隧道下穿既有建筑物抗浮锚杆基础,采用三维数值模拟的研究方法,分析区间隧道开挖对既有建筑物抗浮锚杆的影响,对工程可实施性进行研究,提出相应工程辅助措施。实践结果表明:区间隧道开挖引起的变形满足控制要求。     

高地温区隧道排水管结晶生长室内试验研究

在隧道运营甚至施工过程中常出现排水管结晶堵塞的现象,而我国西藏、云南等地区建设的高地温隧道越来越多,因此需要探究高地温对隧道排水管结晶的影响规律。依据隧道地下水和结晶物的现场取样分析,在实验室配制试验溶液以综合考虑地下水和隧道初支混凝土的相互作用;通过自制水循环和加温试验装置,进行5组水流温度区间的隧道排水管结晶56d生长模拟试验,分析水流温度对宏观结晶体生长规律和微观电镜扫描(SEM)晶体形貌的影响。研究表明:随着水流温度升高,试验管段内的结晶量呈先升高后降低的趋势;当水流温度在40～50℃范围时,试验管段内结晶生成量最多(4.11g)。水流温度高低会对结晶体晶型形貌和晶体间堆积方式产生明显差异,且与温度无明显规律;其中水流温度在40～50℃时,结晶体形态多为规则的块状晶体且晶体尺寸最大,其长边约为7μm。