沉管密闭腔抬升方法的构想与实践

在港珠澳岛隧工程沉管隧道E32-E31管节接头发生异常沉降以后,笔者提出了沉管密闭腔压浆预压基床、抬升管节的构想。实施结果与构想基本符合,起到了协调差异沉降、预压密实基床、调控沉降形态的目的。文章总结了该构想的形成、实施的过程与结果。该构想的成功实施创造了一种调控沉管沉降的新方法。     

港珠澳大桥沉管隧道运行情况

通过监测数据分析论述港珠澳大桥岛隧工程沉管隧道自2013年5月—2017年10月整个施工期的运行状况,监测内容包括沉降、差异沉降、管节纵向结构挠度、管节接头张合量、节段接头张合量、节段接头水压以及隧道整体情况。结果表明,沉管管节实际差异沉降得到较好的控制,复合地基+组合基床使得沉降得到改善,隧道整体运行情况与结构反应良好,整体与接头基本没有渗漏水情况。     

沉管隧道垄沟碎石基床工程特性试验研究

通过室内大型载荷模型试验研究沉管隧道带垄沟碎石基床的力学特性。试验碎石基床的加载方法包括满铺碎石、压拢顶、压垄沟3种,模型宽1. 2 m,高0. 8 m,长2. 0 m。试验过程中测量竖向荷载、表面沉降和位移、垄沟空间变化、混凝土加载梁的钢筋应力发展以及试验槽侧移。结果表明:直至750 kPa的荷载压力下,3种碎石基床试验中沉降和荷载呈线性变化,说明碎石基床处于压密的弹性阶段;加载过程中,垄沟空间随荷载增加呈线性减小,并被逐渐压平;带垄沟碎石基床与满铺碎石基床的荷载沉降曲线基本一致,最终沉降基本一致,可以认为垄沟对基床力学性质无显著影响,但在工程中应计入由于垄沟存在导致接触面积差异,试验还发现带垄沟碎石基床的混凝土加载梁钢筋应力较满铺碎石基层情况下增加20%～30%;建立了带垄沟碎石基床数值模拟方法,模拟结果表明:满铺、压垄沟碎石基床的荷载沉降曲线基本一致,也证明2种基床的变形和承载力一致。     

港珠澳大桥沉管隧道最终接头测控技术

最终接头是沉管隧道施工的关键工序,而最终接头测控技术是最终接头精确对接和沉管隧道顺利贯通的保障。文章以港珠澳大桥沉管隧道为例,通过对龙口姿态测量、最终接头浮态标定及安装测控技术的研究及应用,实现了港珠澳大桥沉管隧道最终接头毫米级对接精度。     

日本沉管隧道最终接头施工新工法

沉管隧道最终接头施工是沉管隧道建设的难点,从大约20年前开始,随着日本国内大量沉管隧道的建设,沉管隧道最终接头施工相关技术得到了丰富和发展。通过在日本的调研,系统介绍了日本沉管隧道最终接头施工的新工法以及相关技术,可为类似工程提供经验和借鉴。     

复合地基及组合基床在港珠澳大桥沉管隧道中的应用

针对港珠澳大桥岛隧工程在外海、深水、厚软基地质条件下沉管隧道基础沉降及差异沉降控制技术问题,对传统桩基与复合地基方案进行对比,提出港珠澳沉管隧道采用PHC刚性桩、高喷柔性桩、挤密砂桩散体桩复合地基逐步过渡到天然地基的地基及抛石+碎石垄的组合基床方案。复合地基沉降计算分析及观测数据证明提出的新型复合地基及组合基床方案控制沉降及差异沉降的效果显著。提出沉管隧道基础沉降主要组成及复合地基建议的沉降计算方法,可为类似工程提供参考。     

沉管隧道剪力键应力分析及设计参数研究

沉管隧道接头的剪力键是沉管隧道接头中的重要构件，分析剪力键的受力及影响参数对沉管隧道的安全具有重要意义。以广州如意坊沉管隧道工程为例，采用Mazars损伤模型描述混凝土的损伤和刚度衰减，建立考虑剪力键材料损伤的沉管隧道三维精细化数值模型，研究差异沉降情况下沉管隧道接头剪力键的受力性能。同时，以剪力键的应力分布作为剪力键受力和安全性的评价指标，讨论剪力键的长度、端角形式和高度等设计参数变化对剪力键应力分布的影响，给出考虑剪力键损伤情况下相关设计参数的建议值，为沉管隧道工程接头剪力键的设计及优化提供理论支持与参考。     

港珠澳大桥沉管隧道最终接头完成试吊

正4月24日,经过12 h的持续奋战,中国交建岛隧建设者使用12 000 t起重船"振华30",顺利完成港珠澳大桥沉管隧道最终接头试吊。港珠澳大桥沉管隧道最终接头位于E29和E30沉管之间,采用"三明治"钢壳混凝土结构。最终接     

记忆支座——沉管隧道管节接头差异沉降问题解决方案

港珠澳大桥沉管隧道的顶部覆土厚度高达21 m,作者发明了记忆支座来保护沉管管节接头结构,避免其因差异沉降而受损。记忆支座置于竖向剪力键之间,用最合理的方式分配差异沉降引起的结构内力与地基反力,起到既保护结构,又发挥结构最大能力的作用。港珠澳大桥沉管隧道33节管节的接头部位已经全部装上了记忆支座。文中详述记忆支座概念的产生、试验与设计、港珠澳隧道应用案例,并讨论其未来的发展与研究方向。     

港珠澳大桥岛隧工程沉管隧道基床载荷板试验完成

<正>5月15日,港珠澳大桥岛隧工程项目总经理部顺利完成对E15管节位置基床载荷板试验。现场试验人员克服多日连续阴雨天气,严格执行数据收集方法,相关监测数据采集记录完毕。该试验系统由荷载块、承压板、基准板、基准板吊架、测量系统,以及荷载块与承压板之间的吊具组成,采用大型起重船进行水下吊装测试。项目总经理部进行了为期半个月的沉管隧道基床载荷板试验,     

沉管法隧道最终接头施工浅谈

沉管法隧道的管段安装中为使最后一节管段的沉放顺利必须留有长于该管段的距离空间即为最终接头,最终接头工程是沉管法隧道施工工艺中的关键节点工程,也是施工工艺技术中的难点,本文以洲头咀沉管法隧道为例,对最终接头施工工艺进行介绍。     

港珠澳大桥沉管隧道最终接头开始浇注

正3月13日,港珠澳大桥沉管隧道最终接头底板混凝土开始浇注,最终接头"三明治沉管结构"混凝土浇注开始施工。这是国内首次采用高流动性混凝土工法。该"三明治沉管结构"是通过向钢壳内灌注高流动性混凝土形成的组合结构。最终接头钢壳是封闭的,内部极为复杂,混凝土浇注过程中无法进行振捣,为确保钢壳内混凝土的充填度,采用高流动、免振捣、易填充、自密实的高流动性混凝土这一工法成为必选之路。     

波浪作用下沉管隧道管段沉放过程的频域响应(英文)

大型沉管隧道管段的沉放是沉管隧道施工中的关键环节之一.为了解沉管隧道管段沉放过程中的运动特性,对双驳船施工沉放的沉管隧道管段进行了频域计算分析.基于线性波理论和三维分布源法,计算得到波浪作用下沉管管段沉放过程中的波浪荷载及频域运动响应.计算中假定驳船本身的运动较小,忽略了驳船的运动对管段运动响应的影响,缆绳作用力由静力学方法计算.计算结果表明,沉管受到的波浪荷载在靠近水面的位置较大,并随着沉管沉放深度的增加而减小;随着波浪周期的增大,沉管受到的波浪荷载先增大而后减小;沉管的运动响应一般在离水面近的位置较大,并随着沉放深度的增加而减小.     

基于CEL法的沉管挤淤残余厚度数值分析

沉管隧道施工过程中基槽内容易产生回淤,当回淤超过一定厚度时沉管隧道将无法正常对接,此时需要提前清淤。针对目前沉管隧道施工中清淤标准不统一的问题,文章通过黏度计研究了淤泥的流变特性,采用Herschel-Bulkley流变模型描述其剪切流变特性。在此基础上建立了采用CEL有限元法模拟沉管挤淤过程的数值分析方法,并通过对比数值计算结果和沉管挤淤小比尺室内模型试验结果验证了该CEL数值方法的可靠性。利用该数值分析方法研究了某实际工程在不同淤泥容重下初始回淤厚度与最终夹泥厚度关系,建立了最终夹泥厚度小于0.5 mm时淤泥容重与其对应初始回淤厚度之间的关系曲线,根据该曲线为沉管隧道施工中不同隧道底部压强作用下的清淤标准提出参考。     

世界最大起重船将吊装港珠澳大桥岛隧接头

正4月4日,世界最大起重船"振华30"在海事巡逻艇的护航下,由外海锚地移泊进入港珠澳大桥施工现场附近的大屿山锚地。港珠澳大桥全长50 km,桥梁长度和沉管隧道规模及难度均居世界第一。港珠澳大桥沉管隧道最终接头为"三明治沉管结构",施工工艺和难度将打破传统施工观念,将中国桥梁隧道建设推向新的高度。最终接头重达6 000吨级,唯有"振华30"所独具的7 000 t 360°全回旋起重能力才能担当重任。"振华30"是上海振华重工设计建造并自营的世界最大起重船,被誉为"大国重器":一是具备     

大型充砂围堰在内河沉管隧道中的应用

南昌红谷隧道为国内目前内河规模最大的沉管隧道工程,地处赣江中游,年度水位差超过9m,沉管与岸上暗埋段的接头在赣江大堤防汛体系以外,施工难度大。为此,岸上暗埋段基坑外设置分离式充砂长管袋临时围堰,解决了高水位差下暗埋段接头的施工难题。目前红谷隧道两岸的对接管节已施工完成,围堰基本拆除完成,经实践证明充砂围堰在内河沉管隧道是值得推广的。     

港珠澳大桥沉管隧道最终接头吊装解析

港珠澳大桥沉管隧道最终接头重量超过6 000 t,采用12 000 t浮吊安装,是国内最大的一次吊装作业。其安装作业的一个关键问题是了解最终接头进入龙口后沿隧道轴向的运动幅度,进而判断碰撞的可能性。基于对工程海况、施工工艺方案的认知,通过单摆公式与船舶动力学公式的结合,推导了吊装过程最终接头的动位移幅值的理论解。计算结果与实际作业观测结果较符合。     

深中通道首节标准钢壳沉管完成浇筑

4月6日,深中通道项目完成E2管节钢壳沉管浇筑施工,这也是深中通道完成浇筑的首节标准钢壳沉管。深中通道主体工程全长约24 km,双向8车道设计,设计时速为100 km。其中,沉管隧道段全长6845 m,预制沉管段长5035 m,由32节管节和1个最终接头组成。     

沉管隧道深水基槽边坡稳定性分析研究

沉管隧道深水基槽边坡的稳定性是决定沉管隧道方案能否可行的关键技术之一。采用单一方法分析沉管隧道深水基槽边坡稳定性有局限性。文章结合港珠澳大桥沉管隧道深水基槽边坡稳定性研究过程,提出通过建立基槽边坡与土体指标关系、边坡稳定性理论计算、实测调研对比分析、类似工程经验借鉴等多种方式进行综合研究,分析和评价深水基槽边坡的稳定性并合理确定深水基槽开挖边坡坡度。目前正在实施的港珠澳大桥工程采用了研究结论所推荐的自上而下1:7、1:3两级变边坡型式。     

沉管法在电厂取排水工程中的应用

本文对电厂取排水工程的沉管法主要计算内容进行总结,列举沉管常见连接型式,并简介公(铁)路工程中沉管隧道接头型式为取排水工程沉管的密封性优化提供借鉴参考。