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。     

南昌红谷隧道沉管灌砂基础施工技术

以南昌红谷沉管隧道为例,建立物模灌砂试验,实践表明砂水比1∶8～1∶12、水泥熟料掺量6%、灌砂压力控制在0.1～0.15 MPa,砂积盘半径能达到7.5～8 m。综合灌砂量、压力监测、水下探摸、管内测量4种监测方式,并利用全波场无损检测法和冲击映像法相结合的方式进行灌砂过程监测及其充填效果综合评价,得出结论： 中孔以扩散半径达到7.5～8 m及充盈度≥65%为终孔指标,边孔以扩散半径达到7.5～8 m及溢砂与前一孔溢砂融合为终孔指标,进而指导砂泵压力及停泵时间;通过合理配置灌砂设备及选择优质灌砂料,并分析灌砂施工中出现的问题及解决对策,E1-E6管段基础灌砂完成后,管段沉降值均在可控范围内,表明沉管管段灌砂基础质量可靠。     

冲击映像法在沉管隧道基础灌砂监测中的应用

在沉管隧道工程中,采用无损检测技术对基础灌砂施工效果实施实时、经济、有效的监测,是施工监测必须要解决的难题。本文结合南昌红谷隧道监测实例,系统地介绍了冲击映像法在基础灌砂施工中的应用情况,包括测线布设、数据采集、分析与评定方法、监测结果以及相关的结论与施工建议。监测结果表明： 冲击映像法能够对基础灌砂效果进行实时有效地评判,是一种新的基础灌砂施工监测与灌砂效果评价方法。     

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。     

生物岛-大学城沉管隧道灌砂试验及结果分析

 基础灌砂是沉管隧道施工中的重要环节,通过试验模拟灌砂过程,寻找各参数之间的相互关系,对原设计灌砂配合比进行验证分析。单孔灌砂时,除4个角外,管节模型底部砂盘溢出,砂盘表面平坦密实;双孔灌砂时,先灌砂孔部位发展相对较好,砂盘扩展充分。不同配合比砂盘的发展有所不同,同等灌砂压力下含砂量越高,扩散半径越小。砂基础承载力和密实度完全满足设计要求,但砂盘密实度由于不同的配合比有所差别,砂盘边缘处与冲击坑边缘处密实度相对较低。     

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.     

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。     

超宽沉管隧道横向地基刚度数值模拟研究

以深中通道沉管隧道工程为背景,对不同地层条件下的横向地基刚度的分布模式进行了研究。选取了典型的3个横断面,利用Plaxis2d有限元分析软件建立了地基—沉管隧道—回填荷载的二维数值模型,研究了软弱地基、硬岩及软硬不均匀地基条件下沉管隧道沉降规律及横向地基刚度分布模式。分析结果表明,管底地基刚度分布与两侧回填大小、施工工序密切相关,基底的软硬程度对沉降特征、管底接触应力及横向地基刚度分布模式影响很大,并且在沉管下沉、两侧锁定的工况条件下,基底的软硬程度对结构脱空位置有很大地影响。     

沉管隧道底钢板空鼓的原因及对策

以广州生物岛—大学城沉管隧道工程为例,分析底板采用底钢板为外包防水的沉管管段在施工中出现钢板与结构混凝土局部脱空形成空鼓的原因及对结构产生的危害,并结合施工工艺优化阐述如何防止空鼓产生及出现空鼓后的后期治理措施。通过加强过程控制和必要的后期补救措施,有效改善底钢板空鼓这一施工缺陷的产生,降低渗漏水隐患,保证管段预制质量。     

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。     

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。     

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。     

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。     

钢管桩在模袋砂围堰加固施工中的应用

沈家门港海底沉管隧道工程北岸出入口原设计采用模袋砂围堰作为主体结构施工平台,由于在施工过程中受到地质情况、海水涨落潮水流、模袋砂刚性等因素影响,模袋砂局部产生沉降、位移。为保证沉管隧道出入口的顺利修建,通过对模袋砂围堰沉降变形原因进行分析,并对各种加固施工方案进行比选,最终采用钢管桩加固模袋砂。并对钢管桩加固模袋砂的工艺、过程及施工效果进行了介绍。采用钢管桩加固既可以发挥模袋砂施工工艺成熟、机械化程度高,又可以发挥双排钢管桩的整体性好、刚度大、抗变形能力强等优点,是柔性与刚性体的很好结合,取得了较好的经济效益和社会效益。     

港珠澳大桥岛隧工程路面深化设计方案简介

港珠澳大桥沉管隧道是中国第一条外海深埋沉管隧道,拥有其他隧道中不一样的特点及施工难点,在路面设计过程中,应从众多的因素中找到制约路面的边界条件进行针对设计。文中主要基于港珠澳大桥沉管隧道路面方案设计过程中所经历的初步设计、深化设计等阶段,通过持续对沉管隧道运行机理的认知和理解,参考国外类似的工程及行业内的发展状况,综合比选采用了适合于该工程的路面设计方案。     

浅埋暗挖隧道地表沉陷规律分析及控制措施研究

青岛市城阳区某隧道为交叉中隔墙法开挖的浅埋暗挖隧道,隧道周边环境复杂。为了研究浅埋暗挖隧道地表沉陷规律,保证施工过程中既有桥梁、给水管和通讯管线的正常运营和使用。对隧道地表、拱顶、围岩压力等参数进行了实时监测,得到了支护和围岩的动态信息。并基于监测数据利用MIDAS软件建立了有限元模型,研究了隧道性状和土体变形特征在不同施工参数下的变化规律。将现场监测数据与数值模拟计算值进行对比,两种方式得到的数据吻合度高。隧道的平移近、拱顶下沉、地表沉降、拱腰压力、拱底压力和拱顶压力等参数临近控制值。针对上述结果,提出了优化开挖顺序、控制进尺长度和加强超前支护等施工控制措施,据后期的监测数据反馈情况证明了施工措施的有效性。     

沉管隧道常见病害及检查维护思考

为解决沉管隧道养护规范缺乏、巡检养护盲区多等问题，在隧道养护规范的基础上，对现有相关文献进行总结。以钢筋混凝土结构沉管隧道为例，首先，将沉管隧道常见病害分为主体结构病害、接头部位病害和附属结构病害3大类，并详述不同病害的成因及外观表现； 然后，从预防性维护角度出发，提出沉管隧道巡检检查体系，巡检检查工作除日常巡查、经常检查、定期检查、应急检查和专项检查外，还应开展初始检查，并在运营期间采用健康监测系统对结构安全进行实时监测； 最后，根据沉管隧道检查维护的可能发展趋势，对标准化养护体系建设、遮挡隐蔽病害检测监测技术和少干扰快速检测技术等进行探讨。     

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。     

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。     

组合式测控技术在外海超长沉管隧道安装中的应用

沉管隧道的施工环境越来越复杂,沉管管节的规模越来越大,仅应用一种沉管测控方法很难满足沉管管节水下精确定位的要求。针对外海超长沉管隧道安装水深大、安装过程实时轴线控制要求高、现场条件复杂等特点,为了提高沉管安装定位精度,研发了首端相对定位系统和尾端绝对定位组合式测控系统,在工程中取得了良好效果。重点介绍该组合式定位系统的原理、技术、应用等,以便为今后类似工程提供借鉴和参考。