内河沉管隧道干坞选择形式的探讨

内河相比于海洋环境,河道窄、水深浅,流速大、航运密集、水位落差大,同时城市中心地带建筑物密集,河道上的桥梁限制了大型水上作业设备的使用,给沉管隧道建设带来许多难题。该文结合建设环境、沉管隧道规模、管段结构类型等,分析了轴线、旁建、分离、移动和工厂化干坞的适应性,并给出相应工程案例,建立了基于内河复杂环境条件下的沉管隧道干坞选择方法。     

一种跨海地铁隧道盾构始发端头加固方法

海滨地区的地下水贮藏丰富,且常常同海水存在水力联系。为了降低跨海地铁隧道的盾构始发风险,以厦门地铁3号线跨海区间工程为例,遵循"先封闭降水,后土体加固"的技术思路,提出了一种素混凝土地下连续墙与高压旋喷桩相结合的盾构始发端头加固方法,并针对该加固方法给出了配套的施工降水及洞门防水设计方案。实践表明:该方法在海滨富水砂层可以有效阻断地下承压水,保障土体加固效果,降低盾构始发风险。此外,为防止素混凝土地下连续墙在盾构推力作用下发生脆性破裂,影响施工安全,利用FLAC3D数值模拟软件对不同盾构推力作用下的墙体应力状态进行分析,得出保证素混凝土地下连续墙完整性的盾构有效推力控制范围值。     

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。     

水下长大隧道排水系统设计问题探讨

为了使水下长大隧道排水系统设计更加合理可靠,以目前国内已建成且最为典型的水下长大隧道青岛胶州湾隧道和厦门翔安隧道为例,采用理论分析和数值计算等方法对水下长大隧道排水系统存在的问题进行梳理,并对隧道防水、水泵选型、管道系统设置、水锤防护、集水池容积确定等关键排水系统设计提出以下建议： 水下长大隧道应严格控制结构渗漏水量,充分考虑盾构法全包防水在后期运营排水上的优势; 废水泵宜选择便于检修、更换的耐腐蚀下进水式多级潜水泵; 排水系统泵管匹配宜按一拖二模式设置,至多不宜超过一拖三; 除设置水锤消除器外,还应采取废水泵缓起缓停等水锤防护措施; 废水泵房集水池的有效容积应根据风险分析确定。     

深江铁路珠江口隧道工程线路方案研究

珠江口隧道为深江铁路控制性工程,沿线众多控制因素如港口及码头密集,穿越多条高等级航道,河床水深变化大,地质条件复杂,工程规模大、风险高等, 制约着本工程的实施。为确定深江铁路珠江口隧道的线路方案,首先,对珠江口两岸城市规划、航道、环境敏感点、地质等选线控制因素进行分析,选择合适的越江点位置; 然后,结合越江点位置,提出在虎门太平水道入海口越江的“深圳—虎门—南沙”北线方案和在深圳宝安机场跑道以北500 m越江的“深圳—南沙”南线方案; 最后,考虑串联经济据点、线型条件、海底隧道修建难度、运营条件、对城市规划和环境的影响、工期及工程投资等因素,对线路方案进行综合比选,发现北线方案更具优势并确定其为推荐方案。     

巨跨洞室二次衬砌结构设计方法研究

针对现有荷载-结构法得出的巨跨洞室二次衬砌结构厚度大、经济性和施工可操作性差等问题,基于某跨度超50 m的巨跨洞室的整体和局部稳定特点,提出巨跨洞室二次衬砌结构承担洞室剩余变形和块体不稳定荷载的作用机制,并论述二次衬砌结构设计的计算过程。得出结果如下： 1）巨跨二次衬砌结构承担洞室剩余变形和不稳定块体荷载这一力学模型符合巨跨洞室整体和局部稳定机制; 2）洞室剩余变形为极限沉降与既有沉降的差值,采用此方法得出的剩余变形值与二次衬砌和喷射混凝土接触压力实测值具有较高的一致性; 3）所提出的不稳定块体荷载是针对洞室薄弱部位重点设计,安全性高; 4）采用本文的设计方法得出的拱部及边墙二次衬砌厚度分别为0.8、1.4 m,相较于常规设计方法,厚度减少了27％~53％。     

复合式衬砌置换缺陷盾构隧道管片技术在实际工程中的应用

为解决由于施工原因导致的区间右线盾构隧道严重上浮事故,文章依托长沙地铁4号线长沙火车南站-光达站区间工程,根据事故隧道所处环境及地质条件,提出在软岩地层中利用复合式衬砌置换缺陷盾构隧道管片的处理方法,主要内容： 1）根据实测数据对线路进行拟合,确定缺陷盾构隧道的长度约为40 m,需处理管片为223～247环,共计25环管片; 2）采用模糊综合评价法对缺陷盾构隧道处置方案进行比选,结果表明在软岩地层中采用复合式衬砌全断面置换缺陷盾构隧道管片方案为最优方案; 3）采用有限元法分别研究单次拆除1环、2环、3环、4环管片时地层及管片的位移及应力变化,结果显示随着一次拆除管片环数的增加,围岩拱顶竖向位移逐渐增大并出现连通的塑性区,邻近第1环管片向隧道内竖向位移及向隧道外水平位移逐渐增大,管片逐渐被压扁,其弯矩、轴力值也逐渐增加,围岩及拆除区域附近管片结构体系越来越不安全,因此施工时需控制一次拆除管片的数量; 4）为确保管片置换时原盾构隧道结构体系的稳定,确保安全,做到快速施工,开发了一种新型台车及其施工方法,将其应用于实际工程。     

隧道初期支护模袋混凝土抗压强度试验研究

为研究隧道新型支护模袋混凝土的抗压强度,设计了高流态混凝土配合比,对4个不同试验工况的混凝土试件,以3,7,28 d抗压强度为考察指标,分析在相同排水条件下模袋以及在相同模袋条件下有压排水对于混凝土抗压强度的影响。对比分析养护龄期对不同试验工况混凝土抗压强度的影响,揭示了不同试验工况混凝土破坏形态。结果表明：模袋对混凝土抗压强度影响不大,但可以提高其整体变形能力;有压排水可大幅度提升混凝土抗压强度,且提升随养护龄期增长呈现先增加后减少的规律;不排水混凝土抗压强度前期增长较慢后期较快,而有压排水混凝土恰好相反;无模袋混凝土破坏时形成两个对顶的角锥形破坏面,有模袋混凝土破坏时裂缝沿着平行于力的作用方向产生,但两者边缘都有贯穿裂缝。研究成果可为探究模袋混凝土力学性能及强度试验方法提供一定参考。     

固定支承式悬浮隧道在列车荷载下的竖向动力响应研究

为了研究列车荷载下固定支撑式悬浮隧道的动力响应问题,以一拟建铁路隧道工程为背景,将水中隧道简化为两端简支的欧拉-伯努利梁,列车荷载简化为一系列移动集中力,建立列车荷载下隧道管体振动微分方程,并通过振型叠加法和隐式数值积分方法求解。以模态分析和时程分析为基础,探讨荷载列速度、水体对动力响应的影响。研究结果表明:移动荷载列通过悬浮隧道时,管体跨中位移放大系数在共振速度处出现了极大值。数据对比表明,水体惯性力相当于增加了隧道管体的附加质量,使其自振频率有所减小,进而减小了荷载列的共振速度,但水体会放大隧道管体共振时的位移响应。     

严重液化地层沉管隧道抗震计算

结合工程实例,主要对地层液化等级判别、隧道地震作用计算方法等进行探讨研究。研究结果表明：对于埋深大的隧道工程,可以采用有限元法进行地层液化判别;不同的地层液化情况对地震作用计算结果,特别是对于接头处的内力影响很大,同时应充分考虑接头间止水带的影响。