沉管隧道端钢壳制造及安装精度控制研究

本文结合深中通道项目经验,介绍了沉管隧道管节端钢壳的结构,阐述了不同类型端钢壳的施工工艺流程,提出了端钢壳制造和安装的精度控制方法,为沉管隧道制造企业提供借鉴和参考。     

深中通道首节沉管成功沉放海底

<正>本刊从交通运输部获悉,2020年6月17日,世界首例双向八车道钢壳沉管隧道——广东深中通道首节沉管成功沉放海底,与西人工岛隧道暗埋段实现对接。此次安装采用世界首创的自航式沉管运输安装一体船作业方式,极大提高了施工精度和效率。深中通道全长约24 km,沉管隧道长6. 8 km,由32节沉管组成,沉管浮运安装是项目建设过程中技术难度最大的控制性环节。本次对接的首节沉管长123. 5 m、宽46 m、高10. 6 m,重约6万t。     

钢壳混凝土沉管组合结构徐变和收缩性能研究

以深圳到中山预投标的钢壳混凝土沉管隧道工程为例,针对钢壳混凝土沉管的组成形式,借鉴已有的钢-混凝土组合结构在收缩和徐变作用下的变形研究成果,对钢壳混凝土结构在长期作用下的受力和变形情况进行研究,采用一种简捷的计算方法对沉管横向结构在长期作用下的受力和变形情况进行计算.结果表明:由于徐变和收缩的影响,混凝土最终将近退去一半的应力值;钢壳的受力随着徐变和收缩的发展趋于均匀;随着收缩徐变的发生钢壳所承担的弯矩逐渐减小;由于徐变和收缩导致挠度增量的影响并不大.     

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。     

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。     

最终接头钢壳“三明治”高流动性混凝土浇筑施工技术

基于大量国内外调研和国内现有相关设计标准、规范、研究理论成果,总结国内外三明治沉管结构设计施工的实践经验,通过大量国外设计施工查询、工艺试验方法参数论证、可行性检测类型的成套技术咨询,依托港珠澳岛隧工程最终接头施工条件,结合"引进、吸收、转化、创新"的思想制订了一套适合最终接头施工的技术方法。钢壳混凝土三明治组合的沉管结构,其应用领域、施工工艺较特殊,工程案例很少,目前仅在日本有类似的应用案例。所以在港珠澳大桥方案比选阶段前往日本进行了大量的咨询调研考察,对沉管隧道钢壳混凝土三明治工法形成初步了解;对钢壳混凝土三明治沉管的起源、应用性、功能及成套施工工艺等方面进行了综合论述,实现了钢壳混凝土三明治沉管结构成套技术的开发与应用。     

沉管压舱水箱防水密封技术研究与应用

沉管压舱水箱主要通过铺设PVC防水布进行防水密封,具体密封型式以及防水布结构尺寸受沉管及压舱水箱结构影响。深中通道工程沉管为国内首次采用钢壳混凝土组合结构,因此需要研究一种针对钢壳混凝土组合结构沉管的压舱水箱防水密封技术。本文结合深中通道沉管压舱水箱防水密封技术及实际应用对适用于钢壳混凝土组合结构沉管的压舱水箱防水密封型式进行研究说明,其优异的防水效果值得向类似工程推广。     

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     

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。     

外海超长沉管隧道精密贯通测量设计与实践

通过港珠澳大桥沉管隧道贯通测量的工程实践,探析了保证沉管隧道横向精密贯通而进行的控制网设计、精度估算及提高贯通精度的测量技术。经工程实践验证,该方法科学可靠,满足外海超长沉管隧道精密贯通测量的需要。     

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。     

沉管隧道碎石基础整平监测技术研究

沉管隧道基础处理是沉管隧道施工的关键技术之一,是隧道安全运营的重要保证。文章首先介绍沉管隧道基础处理的主要方法,对先铺法和后填法的优缺点进行了简单介绍。针对广州打捞局在香港沙中线海底沉管隧道基础整平中采用的水下整平架,提出了GPS RTK+倾斜仪和压力传感器两种高程监测的方法。在监测设备安装和初值标定完成后,进行水下碎石整平实验。文章对实验结果进行了详细的分析,从GPS RTK与压力传感器的内符合精度、高度计与测量杆两种外符合精度等方面进行比较,验证了高程监测方法的可行性。     

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。     

大体积钢混凝土组合箱型浮坞门的应用

以港珠澳大桥岛隧工程沉管隧道管节的工厂化制作为工程背景,对用于隔离深坞区与外海的大体积钢混凝土组合式浮坞门启闭施工工艺进行介绍,阐述可以实现浮坞门排水起浮、灌水坐底和蓄水横移后深坞排水的压载系统以及坞口止水系统。实际工程中,该工艺在"陆上沉管→漂浮沉管"的转换过程中以及坞内防台应急中已成功运用几十次,安全可靠,具有广阔的推广应用前景。     

港珠澳大桥海底沉管隧道基础垫层选型与总体设计

对港珠澳大桥海底沉管隧道可选的基础垫层进行多方面比选分析,提出了采用先铺碎石垫层作为隧道结构与地基之间的过渡构造。通过与国外类似工程设计进行比对,结合垫层受力作用机理,从横向、纵向及竖向3个维度对垄沟相间碎石垫层的几何参数进行设计,并通过物理模型试验确定了碎石垫层的物理力学指标。工程实践检测表明,先铺碎石垫层各项指标均能满足设计要求,施工工序衔接合理,是一种可检、可达、可修的沉管隧道垫层,可在类似工程中推广应用。     

港珠澳大桥沉管隧道管节压舱水系统

港珠澳大桥沉管隧道压舱水系统是设计与施工的关键技术之一。基于在建的港珠澳大桥沉管隧道项目的工程实践,结合方案制定阶段国内的调研成果,对压舱水系统的总体布置、结构设计、设备选型、制作、安装以及操作等进行综合论述。工程已进行了成功的应用。     

沉管隧道的发展与展望

文章主要结合国内外沉管隧道的典型工程实例，论述了沉管隧道的发展历史和设计方法的新发展，以及施工技术的进步演变。并籍此指出沉管隧道在21世纪跨江跨海工程中的应用前景。     

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。     

异形结构抽真空罩在沉管焊缝密性检测中的应用

为了利用抽真空方式检测非平直板面结构的焊缝,则需设计制作异形结构抽真空罩。在深中通道沉管舾装工程中,为使沉管像海中行驶的船舶一样滴水不漏,其密封钢板焊缝密性检测率必须达到100%,但是因沉管钢壳结构设计原因,密封安装后存在各种异形结构,因此制作与其相匹配的异形结构抽真空罩才能达到100%全覆盖。本文结合深中通道沉管密封钢板的焊缝密性检测详细介绍了异形结构抽真空罩的设计与应用,为同类型工程提供借鉴及参考。     

沉管工厂化预制技术在港珠澳大桥工程中的应用

港珠澳大桥遂道工程是目前世界上外海条件下埋深最深的沉管隧道工程,该沉管隧道断面大、管节质量大、混凝土抗裂要求高,在国内首次采用了工厂化预制工艺进行沉管管节的预制。由于预制工艺复杂,项目前期进行了深入的研究,并进行了众多工艺的改进和创新。介绍了工厂法预制的工艺及关键技术和应用情况。