沉管法隧道结构大修判别指标、标准的研究

根据沉管法隧道结构、构造及工法特点,结合已有工程设计、运营期间的专项维修整治经验,进行了沉管法隧道结构大修判别指标、标准的专题研究。介绍了结构总体变形、防水性能;管节结构的裂缝开展、渗漏水、极限承载力;分析了管节接头的张合、错台、渗漏、连接承载力等各项大修的判别指标与标准,希望能有助于沉管法隧道结构大修的科学决策和大修时机的合理把握,有利于大修工作的顺利进行。     

“工厂法”沉管隧道早期性能的分析模型

受材料、结构设计和施工工艺等方面的影响,沉管隧道在预制阶段易出现早期裂缝,进而影响其正常使用和耐久性能。文章以在建港珠澳大桥沉管隧道工程为背景,建立了"工厂法"沉管隧道早期性能的分析模型,通过全尺寸试验进行了模型验证。基于标准工艺流程下结构性能的分析,明确了沉管隧道节段早期性能的发展规律,并指出了将开裂风险指数作为结构早期裂缝控制指标的合理性。该研究对"工厂法"沉管隧道早期裂缝的控制具有指导意义。     

超长沉管隧道大型模型试验设计与应用

文章结合港珠澳大桥沉管隧道工程实例,采用局部相似装配式剪力键方案,对超长海底沉管隧道在不均匀沉降及不均匀荷载作用下的节段接头作用机理进行了研究。经材料配比与模型制作,进行了1:4.69的大型沉管节段模型试验;沉降模型试验平台经技术改造,能够满足试验过程中的模型搬运、对接、加载、复位等功能;控制试验平台底部千斤顶的差异沉降,可以模拟沉管节段接头纵向与横向的不均匀变位;采用钢筋计及压力盒对沉管结构钢筋应力、沉管结构与土体的接触压力进行测试,采用电阻应变花和光纤光栅应变花对剪力键表面及内部的应变进行测试。通过对所得试验数据的初步分析,得到了节段接头剪力键剪应力随差异沉降及剪应力沿沉管横截面的分布规律。     

沈家门港海底沉管隧道设计介绍

沉管法是修建水下隧道的一种先进施工方法,其设计需考虑结构、施工工艺、水文地质条件、运营等众多因素的影响。针对隧道工程和水文地质、沉管结构、管段沉放水流阻力等条件,以及系缆柱、接头防水、最终接头、工程耐久性等措施,对沈家门港海底沉管隧道工程的设计进行了分析。分析结果表明:沉管管段既要满足结构力学要求,又要满足施工中起浮运输及运营期抗浮、稳定性、耐久性要求,综合考虑各种因素才能设计出符合要求的沉管隧道结构。     

天津海河沉管隧道岸壁保护方案研究

沉管隧道沉放前所进行的基槽浚挖往往会对护岸结构、防汛设施及临近建(构)筑物的安全构成影响。因此,岸壁保护已成为沉管隧道设计关键技术之一。介绍了沉管隧道岸壁保护结构常用的结构形式以及国内外典型岸壁保护结构的设计经验。根据天津滨海新区海河沉管隧道的地质及场地特点,通过比较分析,建议采用格构式地下连续墙和搅拌桩重力式挡墙相结合的岸壁保护方案。     

沉管隧道节段接头剪力键受力阶段与沉降控制标准研究

当沉管隧道节段下部的地基由于荷载或地层因素产生差异沉降时,剪力键是抵制节段接头张开与扭转的主要受力构件,也是接头防水的重要结构保证。文章在1∶4.69大比尺模型试验和有限元三维数值模拟中,将差异沉降作为可变荷载,对地基差异沉降下的沉管隧道节段接头剪力键受力规律进行了研究。试验及分析结果表明:在纵向与横向差异沉降下,沉管隧道节段接头剪力键的受力过程可以分为三个阶段。第一阶段为剪力键榫与剪力键槽间的缝隙及橡胶垫初步压缩阶段,应力增长速率较低;第二阶段为剪力键充分受力阶段,应力增长速率较高,当差异沉降达到一定量值后,节段接头会通过局部挤压或摩擦的方式帮助剪力键受力;第三阶段,剪力键进入屈服状态,此时剪力键仍能够继续受力,但已有微裂纹产生。根据剪力键在正常使用极限状态下的剪力值,所确定的沉管隧道节段允许纵向与横向差异沉降值分别为11.5 mm和11.1 mm。建议在沉管隧道沉放完成后,保留部分顶、底板位置的拉索,以提高节段接头剪力键的结构安全。     

上海地铁隧道某区段不均匀沉降的成功治理

由于施工扰动和列车的运营震陷影响，当前运营隧道线路上一些地段存在程度不同的隧道不均匀沉降，从而引起道床与管片脱开、隧道纵缝张开、隧道渗漏水等情况。运营隧道的过大不均匀沉降如不及时控制，任其发展，将严重影响地铁结构及运营安全。通过上海地铁某区段双圆隧道不均匀沉降注浆治理工程实践，探讨了软土地区地铁隧道结构不均匀沉降的控制措施，对其注浆工艺和方案的进一步总结，可以为今后其他线路区间隧道结构整治提供参考。     

上海外环沉管隧道管段基础压砂法施工技术

管段基础处理是沉管法隧道施工中的重要环节,文章以上海外环沉管隧道管段基础处理为工程背景,对压砂法的机理及其试验进行说明,对压砂施工的流程及工艺、安全与质量的控制方法进行了介绍,并对管段的沉降进行了分析.     

考虑地基刚度不均匀影响的沉管隧道接头变形分析

沉管隧道接头是整个结构中最薄弱的环节,其刚度及变形特征对结构安全至关重要。当隧道下卧地层刚度不均匀时,接头变形将更加复杂,因此有必要对沉管隧道在不均匀地层条件下的接头特性进行深入分析。文章基于某沉管隧道工程,建立了三维精细化有限元模型,进行沉管隧道接头部件分析计算,对钢剪切键及混凝土剪切键的力学特性进行了深入研究,得到其剪切刚度取值。之后利用上述研究成果,建立三维壳-弹簧沉管管节模型,对隧道整体变形情况进行分析。考虑地基的不均匀性,进行多工况计算,分析沉管隧道接缝变形情况,验证接头结构的可靠性。     

LED光带照明在城市隧道引道段的应用

城市道路隧道的引道照明设置原则一般要求与隧道接线段道路杆灯相一致,而当引道段不宜设置道路杆灯方案时,通常采用引道壁灯方案来代替。结合上海延安东路隧道大修工程,介绍和分析了在城市隧道引道段采用LED光带照明的应用案例,可供类似工程参考和借鉴。     

襄阳汉江沉管隧道设计关键技术北大核心CSCD

基于襄阳汉江沉管隧道的工程设计实践,针对该隧道强冲刷、强透水地层深厚、防洪要求高等特点,对隧道平纵布置、管节及接头止水结构、干坞选型及结构、沉管基础及回填、沉管最终接头及对接端止水结构等进行了研究。结果表明:(1)内河沉管隧道采用长距离双轴线干坞布置方式,通过格形地下连续墙、超深落底式帷幕、地下连续墙预应力锚索垂直支护和混凝土封底组合技术解决了强透水地层深基坑支护及隔水难题;(2)采用全断面顺浇技术进行整体式管节预制,实现了管节接头止水设施的全国产化;(3)在内河沉管隧道采用高精度浮式整平先铺卵石基础,并提出了强冲刷区管顶防冲保护解决方案;(4)采用了不设独立止推构造的陆域最终接头,并针对工程需求设置了大直径锁口钢管桩配合外侧止水墙的对接端支护结构及分片整体吊装双壁钢围堰二次止水结构。     

沉管隧道地震响应分析

文章采用田村重四郎和冈本舜三提出的沉埋隧道地震响应分析的数学模型,对南京长江越江隧道(沉管段)方案进行了地震响应的纵向受力分析。分析中采用了隧址处100年超越概率为2%的人工合成地震加速度,考虑了不同管段的联结方式和不同的计算参数,对初步设计中沉管段结构的安全性进行了论证,所提供的数据曾为设计单位所采纳[1]。     

港珠澳大桥岛隧工程沉管隧道施工新技术介绍

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.主要介绍了其中沉管隧道工程的施工难点及所应用的新技术,如沉管隧道管节工厂化生产;粗挖、精挖及清淤的基槽开挖方法及设备;碎石刮铺处理基础的方法及设备;体外定位系统及管节浮运与沉放等.     

高烈度地震区山岭隧道模型试验研究

以雅泸高速公路高烈度地震区某山岭隧道为背景,对山岭隧道结构地震动力响应进行了大型振动台模型试验研究。试验表明,在隧道洞口段模型土表层裂缝均先从隧道拱顶偏向两侧45°角位置出现,然后斜向向上扩展;在隧道洞身段进出口纵向及斜向裂缝数量较多,大部分裂缝延伸至环向裂缝后终止。在隧道洞身段试验中,拱顶内缘和两侧边墙中部衬砌外缘出现拉裂性裂缝;在仰拱部位出现剪裂性裂缝或压裂性裂缝,并有不同程度的错动,是受地震影响最大的部位。     

沉管隧道二次围堰施工技术

沉管隧道二次围堰施工效果的好坏将直接影响到岸上主体结构施工时基坑的安全,关系到沉管隧道施工的工期、成本.文章简要介绍了沉管隧道二次围堰水下不分散混凝土施工技术.     

静力作用下沉管隧道三维数值模拟

沉管隧道纵断面结构计算常采用弹性地基梁或弹性地基板法,但这些方法较难真实模拟沉管隧道的受力情况,特别是接头的受力情况。文章以三维实体单元出发,引入适当的假设,对沉管隧道静力作用下的受力、位移,特别是接头受力情况进行了详细的模拟分析,对沉管隧道结构纵向计算做了有益的探索,对类似工程有较强的指导意义。     

从河床冲淤分析沉管法修建长江水下隧道问题

文章从三峡水库泥沙入库量的减少以及三峡水库对泥沙的拦截作用两个方面分析了三峡水库对长江中下游河床冲刷的影响,具体剖析了现有冲刷数值模拟的最大冲刷量远较实际冲刷量为小的原因,因此得出了在三峡以下长江中下游不宜采用沉管法修建长江水下隧道的结论。对于重庆地区朝天门两江隧道的修建方案问题,文章在分析了决定修建沉管隧道方案可行性的两个关键参数,即河床水深和水流流速后,指出只要采取相应工程措施,采用沉管法修建两江隧道是可行的。     

沉管隧道技术的应用与现状分析

文章回顾了沉管隧道技术的发展历程和国内外的应用概况;并对越江隧道工程中采用的不同施工方法、隧道与桥梁方案的比较以及沉管隧道设计和施工过程中的地基处理、管段浮运与沉放和管段防水等关键技术进行了分析和论述;最后,介绍了沉管技术在国内的应用情况,分析了沉管隧道的应用前景,并指出随着地下空间的开发利用,沉管隧道因其独特的优越性必将会越来越受到青睐。     

公路隧道二次衬砌纵向裂缝非线性数值模拟研究

已建隧道普遍存在衬砌开裂现象,裂缝的存在会降低隧道衬砌的承载能力.文章为研究带裂缝隧道衬砌的力学性能,提出了塑性地压、松弛土压、偏压等三种受力裂缝数值模拟的荷载施加模式;分析了几种常见裂缝模型的原理及适用性,并且基于钢筋混凝土有限元非线性分析理论,利用分布裂缝模型进行不同荷载模式下隧道二次衬砌开裂至破坏的全过程分析;通过计算得出了不同加载方式下裂缝的发展及分布规律.研究结果可为隧道衬砌裂缝成因判断及二次衬砌加固改造提供理论支撑.