沉管隧道基槽爆破开挖作用下邻近地铁隧道力学响应

为确保邻近地铁隧道在沉管隧道基槽爆破开挖过程的安全性,通过现场实测评价地铁隧道运营现状,借助数值分析法探索地铁隧道对沉管基槽爆破开挖的力学响应特征,并制定既有隧道结构的安全判据和沉管基槽爆破振动安全距离。研究表明： 既有地铁区间隧道现状累计最大沉降为1.89 mm,近半年最大沉降速率为0.01 mm/d,均小于规范规定的控制值,隧道结构现状处于稳定状态;沉管隧道基槽爆破振动引起的地铁隧道结构最大振速为0.359 cm/s,远小于振速安全阈值（2.0 cm/s）,说明地铁结构受爆破振动影响较小,且爆破振动的安全距离为25 m; 基槽开挖应力扰动后引起的地铁隧道累计最大沉降为3.16 mm,小于位移预警值,隧道结构处于稳定状态。     

港珠澳大桥沉管隧道工程

港珠澳大桥东接香港,西接珠海、澳门,全长约55 km,沉管隧道是大桥的控制性工程。隧道全长6 704 m,是世界最长的公路沉管工程,沉管段长5 664 m,共33节,每节近8万t。主要工程难点：1）为“一国两制”条件下大型跨界工程,需同时满足三地要求。2）世界上最长的公路沉管隧道,标准高,规模大,为全桥控制性工程。3）沿线基底软土厚度0~30 m,纵向管底地质复杂且不均匀;埋深大,管顶回淤荷载大。4）沉管管顶埋于海床面以下23 m的长度达3 km,是目前世界唯一深埋沉管,节段接头受力及防水风险高。5）工程地处外海,气象水文条件复杂,工程区日均船舶超过4 000艘,航线复杂,海上安全管理难度大。6）珠江口巨型沉管安装需面临深水深槽、基槽回淤、大径流等世界级难题,风险高。7）设计使用寿命为120年。8）工程穿越中华白海豚核心保护区,环保要求高。工程主要技术创新：1）精细化海上原位勘察及分析技术;2）复合地基+组合基床沉管基础技术;3）半刚性沉管结构体系技术;4）工厂化管节预制技术;5）外海巨型沉管安装技术;6）主动压接整体安装最终接头技术;7）专用装备研发制造技术。     

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。     

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。     

基坑开挖对邻近建筑及既有地铁的影响分析

合理评估基坑开挖对邻近结构安全性尤为重要。以某基坑开挖为例，运用有限元分析软件GTS-NX模拟基坑开挖施工中地连墙、邻近建筑物及地铁结构的变形情况，研究相应的变形规律，评判结构变形是否满足规范的要求。结果表明:地连墙、桩基往基坑内倾斜，建筑物沉降，桩基侧移及隧道衬砌沉降均满足规范要求。     

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.     

创新型注浆囊袋在沉管隧道不规则抗剪支撑体系中的应用

近年来,随着我国跨江跨海隧道工程的不断增加,沉管法施工得到越来越多的应用。管节接头是沉管隧道中很薄弱但非常关键的环节,管节的不均匀沉降会导致接头的错位与张开,对接头位置抗剪结构的施工造成了极大的不便,也对整个沉管隧道结构受力的安全产生巨大的威胁。一方面,沉管隧道内狭窄的作业空间限制了抗剪结构的施工方法;另一方面,不均匀沉降带来不规则位移,令抗剪结构难以完成刚性连接,抗剪性能面临失效风险。本文依托港珠澳大桥岛隧工程,介绍了创新型注浆囊袋在沉管隧道不规则抗剪支撑体系中的应用,有效解决了施工空间不足及抗剪结构失效的问题,为沉管隧道接头抗剪结构施工积累了宝贵经验。此外,本文为创新型注浆囊袋广泛应用于各类不规则支撑体系设计、施工提供了思路。     

浅谈航道整治工程中的横断面及护岸结构型式

介绍江苏省航道整治工程中经常采用的3种航道横断面形式及4种斜坡式护岸结构,以及5种岸壁式护岸结构型式及特点。     

某护岸工程整体稳定性验算分析

护岸工程的整体稳定性对护岸工程质量起决定性作用.文中对某护岸工程的稳定性进行验算分析,得出该护岸的整体稳定性满足要求,但其安全系数,使用工况大于地震工况,地震工况大于施工工况.施工过程中需格外注意并加强护岸构筑物的抗滑能力,同时加强临河护岸的防冲刷性能,增强护岸的稳定性.     

不等跨双向10车道四连拱隧道设计及施工方法

针对软弱围岩条件下大跨度多连拱隧道施工过程中荷载转换和施工工序复杂，施工风险高等问题，介绍观音岩四连拱隧道设计施工方法，提出“先主后辅”的施工工序，并应用数值模拟及现场监测手段，分析四连拱隧道多洞施工、主辅洞开挖相互扰动下，围岩与结构的反应、现场施工工序的可行性以及支护结构的安全性。结果表明： 1）采用先开挖主洞后开挖辅洞的施工工序是安全可行的； 2）多连拱隧道施工，洞室受到的开挖扰动次数越多，结构受力越复杂，建设过程需重点关注先行洞室受到后行洞室施工扰动带来的安全风险； 3）相邻洞室间的施工扰动影响要远大于不相邻洞室。现场实施效果表明，隧道施工过程中围岩变形稳定、支护结构安全，不等跨双向10车道四连拱隧道设计及施工方法可行。     

基坑分区开挖对邻近大直径越江隧道影响的数值模拟与现场实测分析

为研究基坑分区开挖对邻近越江隧道保护的有效性,以上海市西藏南路双线越江隧道附近绿谷一期基坑工程为依托,首先采用有限元法建立数值模型,分析基坑分区与不分区开挖对地下连续墙位移和既有越江隧道收敛变形的影响。然后根据现场监测数据,研究基坑分区开挖下既有越江隧道和地下连续墙的变形规律。结果表明： 1）采用分区开挖的方式,地下连续墙最大位移减小23.9%,邻近越江隧道最大竖向位移减小35.4%,分区开挖施工对距离较近隧道的保护效果更好; 2）对于面积较大的分区,其开挖导致的地下连续墙变形更大; 3）既有越江隧道在基坑施工过程中发生了斜向压扁的不规则收敛变形,地下连续墙最大水平位移对邻近隧道的收敛变形具有一定的预测作用。     

预留地铁盾构超近距离大角度穿越条件的隧道深基坑设计

城市基础设施建设中越来越多市政隧道与轨道交通工程在空间和时间上产生交叉,隧道建设中需为远期规划轨道交通预留建设条件。本文以某隧道工程为例,研究隧道基坑设计中采用短地墙+长工法桩的围护结构及相关加固和构造措施,确保隧道深基坑开挖及结构回筑的安全和稳定,并为规划地铁盾构超小净距大角度穿越施工预留条件。根据计算分析及实际监测数据验证,该方案施工过程中隧道围护结构变形、地表沉降及整体稳定性均符合设计工况及规范要求,且后期地铁盾构亦实现顺利穿越,并未对隧道结构产生不利影响。总体基坑设计方案经济可行,可为日后类似相关工程提供一定参考。     

基于动态递归神经网络的地连墙安全预测

对于深基坑开挖时地连墙的安全状态做到及时掌控和预测,是基坑工程的重要内容。通过对深基坑测斜数据的地连墙弯矩反分析,得出地连墙的内力发展状况;基于动态递归神经网络基本原理,预测地连墙水平位移和内力的下一步发展趋势。据此,提出了一套掌握深基坑地连墙变形和内力安全状况,并预测以后安全走势的实用方法。研究发现,该预测方法能够在施工时,从变形和内力两个方面及时了解深基坑地连墙的安全状态,在一定程度上节省基坑监测开支。     

邻近基坑卸荷-加载对既有软土盾构隧道影响分析

为了减少和避免地铁盾构隧道发生运营中断事故,提升地铁盾构隧道的防灾减灾能力,应用数值模拟的方法,以上海某典型工程为例,研究了软土地层中,邻近基坑卸荷-加载作用下,盾构隧道位于基坑拐角特殊位置的变形机制,并对地下连续墙支护方案的隔离效果和盾构隧道与基坑边缘净距l的影响进行了分析。研究结果表明： 1）当基坑位于盾构隧道侧方浅部时,基坑卸荷-加载诱发盾构隧道产生朝向基坑方向的位移,随着基坑加载的进行,竖向位移可得到适量恢复,水平位移恢复较少; 2）当盾构隧道位于基坑拐角特殊位置时,受基坑临空面范围和卸荷-加载作用共同影响,最大竖向位移出现在基坑拐角位置附近,最大水平位移出现在隧道轴线距离基坑边缘约1.5h（h为基坑深度）位置; 3）近地铁区域采用地下连续墙加固方案,可使盾构隧道水平位移减小50%,加固效果明显; 4）当盾构隧道与基坑边缘净距l大于1.5h时,邻近基坑卸荷-加载对既有盾构隧道影响较小。     

共用地下连续墙深基坑影响下地铁车站与隧道节点变形分析

为了分析深基坑与地铁车站共用地下连续墙影响下车站和隧道连接节点的变形特性,保护地铁线路运营的整体安全,通过现场测试和数值模拟展开研究。根据上海地区深基坑与地铁车站共用地下连续墙工程实例的现场测试数据,分析了开挖施工过程中车站与地铁盾构隧道的竖向位移分布特征,并采用三维数值模型研究了共用地下连续墙深基坑开挖深度、相对位置对车站与隧道节点变形的影响,探讨了车站与隧道节点的曲率半径、相对弯曲的发展变化规律,并判断其安全状态。测试结果与数值分析均表明,车站与隧道节点变形比隧道最大沉降处更加不利;节点的曲率半径随基坑开挖深度的增加而减小,相对弯曲随基坑开挖深度的增加而增加;基坑与车站完全共用地下连续墙或远离隧道时,节点处的曲率半径相对较大。     

圆形深基坑围护结构优化设计研究

为深入研究圆筒状地下连续墙的内力和变形特征,建立实际风井工程的三维有限元力学模型,重点分析不同地下连续墙接头刚度、分幅形式以及坑底加固混凝土标号等因素对施工期整个围护结构内力和变形的影响。研究成果表明:1)地下连续墙接头刚度的变化对圆形围护结构的受力和变形的影响不甚明显,接头刚度越小,地下连续墙位移稍许增大,内力变化很小;2)地下连续墙分幅数的影响较为明显,槽段设置24幅与15幅相比,围护结构产生的变形和内力较小;3)工作井底板下部混凝土标号越高,墙体所受的内力和变形越小,并由此提出合理的支护技术参数和措施。所得结论表明,风井基坑在土体开挖及盾构破井过程中的稳定性符合安全要求。     

沉管隧道干坞基坑格形连续墙支护方案评价及其影响因素

为明确沉管隧道干坞深大基坑开挖格形连续墙的力学响应特征，以典型工程实例为依托，借助有限元软件建立基坑开挖支护的三维计算模型，揭示格形连续墙的力学特性，开展方案评价及优化，探索格形连续墙变形对不同影响因素的敏感性。研究结果表明： 1）实例基坑2种支护形式衔接处位移存在明显的突变，有必要对原有支护方案衔接位置局部加强； 2）格形连续墙阳角两侧均向坑内移动，导致盖板阳角处出现了明显应力集中，诱发结构局部开裂且发展，存在渐进破坏的趋势； 3）对应力集中的局部区域，增加预埋受拉钢筋，以抑制裂缝的形成与扩展； 4）格形连续墙变形受盖板厚度的影响较为明显，但受墙内搅拌桩加固范围的影响很细微； 5）随墙间连接接头刚度的折减，格形连续墙围护结构整体空间刚度减小，位移逐渐增大，当刚度减小到一定程度时趋于稳定。     

基于突变理论的深中通道水下隧道施工安全隐患评价研究

为对深中通道水下隧道施工安全隐患进行评估，建立基于突变理论的水下隧道安全隐患评价模型。为降低主观因素影响，结合因子分析法改进评价指标体系的构建方法。对深中通道进行实例研究，结合专家意见梳理相关安全隐患指标17条，通过因子分析提炼出5个一级指标，分别为沉管管节浮运安装隐患、深基坑开挖隐患、沉管结构预制隐患、环境气候隐患及海上辅助施工隐患，构建具有递阶层次结构的安全隐患指标体系。通过突变级数法计算各指标对水下隧道施工安全的重要性程度并对结果排序，发现环境气候隐患、岛隧结合部施工隐患对深中通道隧道施工安全的影响性最大，结合施工环境提出对策建议。项目施工企业通过制定相应安全管控措施，有效预防了安全事故的发生。     

运营期沉管隧道沉降变形分析

本文针对沉管隧道在设计和建造过程中往往注重抗浮而忽略运营期的沉降,以某沉管隧道16年的长期沉降监测数据为范本,对隧道沉降的纵向分布规律,沉降稳定性分析,隧道差异沉降以及各个管节自身的竖向弯曲变形姿态进行系统分析。分析结果显示沉管隧道的沉降受到地基刚度分布、覆土厚度以及周边环境的影响具有很大的不确定性,隧道姿态的变化会导致沉管隧道各管节出在不同形态的自身竖向弯曲状态,进一步加剧管节受力的复杂性。综合分析显示该隧道整体趋于稳定状态,相关分析成果也可以作为同类沉管隧道结构安全分析的技术参考。