内河沉管隧道岸上接口段设计与施工

为解决南昌红谷隧道高水位差条件下岸上暗埋段与沉管段连接处(接口段)挡水,顺利完成前期接口段的施工以及后续沉管浮运前接口段的拆除问题,综合考虑工程施工的安全性、可靠性及经济性,选用大型充砂长管袋围堰及防渗墙作为岸壁保护结构,钢管桩、旋喷桩和搅拌桩的组合形式作为围护结构。对常规水上拆除接口段方案进行优化,研究出干拆除堰内基坑堵头钢管桩、陆上进行管节基槽开挖以及对接范围内围堰陆上同步拆除等关键施工技术。施工效果表明:充砂长管袋围堰及防渗墙的组合止水效果好,陆上拆除接口段钢管桩、管节基槽及长管袋围堰质量有保证,作业安全可靠,接口段拆除工期缩短约31%,拆除成本降低约26%,取得了较好的应用效果,可为类似沉管隧道工程提供参考。     

南昌红谷沉管隧道江中模袋砂围堰冬汛灾后土石围堰重建施工技术

为快速恢复南昌红谷隧道冬汛灾后被冲毁的模袋砂堰体,给围堰内剩余工程提供无水作业条件,选用“土石围堰+塑性混凝土钻孔咬合桩和高压旋喷桩防渗体系”新型堰体恢复方案： 水中利用抓斗船沿围堰轴线抛填石块,陆上利用自卸汽车外运黏土从堰体两端逐步抛填直至堰体合拢,采用成孔过程中对周边地层扰动较小的反循环钻机施工塑性混凝土钻孔咬合桩,并在新做塑性混凝土咬合桩与原围堰塑性混凝土防渗墙接茬处施工高压旋喷桩加强止水。实践证明： 重建土石围堰具有施工速度快、成本相对较低、作业区域小、稳定性好、抗渗能力强等优点,适用于沉管隧道江中围堰的新建和重建等临时性水利工程。     

内河中游南昌红谷沉管隧道施工关键技术

南昌红谷隧道过江段采用沉管法施工,隧址位于赣江中游,流速和水位落差大。为解决两岸大型围堰填筑、异地双干坞管节预制、复杂河道水文条件下管节浮运、对接以及管节基础处理效果检测等方面存在的施工难题,采用“充砂长管袋+塑性混凝土墙+钢筋混凝土墙”的组合结构与堰内基坑钢管堵头桩“干割除”方法,实现围堰快速施工和防渗抗洪的要求;通过混凝土配合比设计、浇筑、养护、温控技术以及管节预制关键设备选型和大型钢模整体转场的施工方法确保管节制作的质量和速度;采用江河中大流速下管节浮运的专用装置、合理的管节拖轮浮运船舶编队方法和多功能GPS-RTK综合监测系统,确保超长距离管节浮运安全;采用可视化监测、水下探摸和管节接头水密控制技术,实现高水差下管节准确对接;采用冲击映像法和潜水员探摸相结合的方法,对沉管基础灌砂效果进行实时监测与综合评价。实践表明,红谷隧道施工形成的一系列新工艺与新技术,能有效解决施工中的难题、降低安全质量风险、缩短工期、节约成本,并对今后的沉管隧道工程具有借鉴意义和推动作用。     

南昌红谷隧道临江富水砂层干坞基坑防渗墙施工技术

南昌红谷隧道干坞基坑深16 m,临赣江最近距离仅15 m,水位变化幅度达3~13 m,砂层渗透系数达120 m/d,防渗体系施工处于工期关键线路,防渗体系施工质量是实现基坑开挖、沉管预制、浮运、沉放等工期目标的重要保证。文章通过对塑性混凝土配合比、槽壁加固、成槽工艺、泥浆性能指标、清孔换浆、混凝土浇筑及墙体检测等的思考,提出了临江富水砂层干坞基坑防渗墙施工中三轴搅拌桩槽壁加固、配合比试配验证、"两钻两抓"成槽工艺、超声波仪成槽检验、高密度电法墙体检测以及膨润土泥浆性能指标、加强混凝土过程控制等主要施工方法和技术措施。通过在南昌红谷隧道临江富水砂层干坞基坑中的应用,证明塑性混凝土防渗墙止水防水效果非常好,为基底处理及沉管预制施工创造了良好的条件。     

大流速高位差过江沉管隧道典型工程——南昌红谷隧道

南昌红谷隧道是世界上首座江河中游沉管越江隧道,主线全长2 650 m,江中段为直线沉管隧道,长1 329 m。 工程重难点：1）百万m3巨型围堰; 2）水下立交深大基坑群; 3）40万m3水下岩石炸礁; 4）异地干坞和8.51 km航道开挖与管节浮运; 5）6条生产线平行预制6节管节; 6）12套4 000 t超大模板台车多次转场; 7）超大体量管节预制混凝土防渗抗裂; 8）管节浮运穿越小净跨桥梁; 9）急流回旋区管节调头; 10）江河中游和水位落差10 m条件下水力压接管节; 11）12节管节沉放对接轴线精度控制; 12）时隔半年沉放管节的接头差异沉降等。形成以下技术体系：1）特大特高型充砂长管袋围堰防渗稳定技术;2）大体积混凝土防渗抗裂技术;3）沉管隧道管节沉放对接施工技术;4）沉管隧道基础灌砂效果检测及处理技术;5）超长距离管节浮运及穿越小净距桥梁的管节姿态控制和桥墩保护技术;6）江河沉管隧道水下立交深基坑关键技术。红谷隧道自2014年4月开工,于2017年5月31日竣工,仅用38个月即建成通车。     

我国内河最大沉管隧道最后一节沉管系泊成功

正目前我国内河在建的最大、最长城市道路沉管隧道——南昌红谷隧道,近日在赣江浮运最后一节沉管,提前实现12节沉管预制、浮运的目标。南昌红谷隧道主线全长约2 650 m,沉管段长1 329 m,共12节管段,分2个批次在异地巨型干坞内预制。E11管节作为红谷隧道浮运的最后一节管节,长111 m,宽30 m,高8.3 m,重达2.5万t,历经5个     

高水位环境下沉管隧道模袋砂围堰破坏模式研究

为研究高水位环境下沉管隧道模袋砂围堰的破坏形态与破坏机制,依托广州市洲头咀沉管隧道,通过室内试验和理论分析,探讨高水位环境下沉管隧道高坡率模袋砂围堰失稳破坏形态,提出相应的破坏控制指标与评价方法,并通过数值计算验证。研究结果表明： 1) 硬质地基中,模袋砂围堰在竖向荷载作用下会出现边角处应力集中张拉破坏与砂袋界面处应变局部化破坏,水平荷载作用下表现为内部或整体滑动; 2) 软弱地基中,由于地基承载力不足,会引起围堰局部脱离或底层模袋张拉破坏; 3) 实际工程中,模袋砂围堰中的模袋难以被贯穿撕裂,无法形成围堰内部整体弧形滑动; 4) 模袋砂围堰存在明显的包裹增强效应,能有效提高整体稳定性,高水位环境中模袋砂围堰设计坡率显著大于常规土石坝围堰设计坡率。     

我国内河最长沉管隧道——红谷隧道即将迎来首次沉放

<正>2015年4月7日,由中国中铁隧道集团承建的南昌红谷隧道首批沉管管段正在进行试浮检漏试验。预计5月首节管段浮运沉放。南昌市红谷隧道位于南昌大桥与八一大桥之间,隧道穿越赣江,连接新老城区。隧道总长9 288 m,其中江中段为直线沉管隧道,长1 329 m,为目前国内内河规模最大、最长的城市道路双向六车道沉管隧道。     

北方首条沉管隧道沉管预制全面完工

<正>近日,北方首条沉管隧道——天津市重点工程海河隧道沉管预制全面完工。天津海河隧道线路全长3 648.5 m,隧道总长1 306 m,封闭段长378 m,沉管段长255 m,水下分3节沉管施工,沉管断面为36.6 m×9.65 m,基坑最大深度为26 m,总投资达23亿     

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。     

基于FAHP-云模型的钢壳混凝土沉管隧道施工风险分析

为补充我国钢壳混凝土沉管隧道施工风险评估体系,运用基于优化LEC法的FAHP-云模型风险评估方法,辨识分析钢壳混凝土沉管隧道施工风险。通过运用AHP法建立钢壳混凝土沉管隧道施工结构模型,采用模糊层次分析法确定各指标权重,使用MATLAB云模型检验权重值的有效性并计算期望值。通过优化的LEC法计算指标层的风险源风险等级,运用MATLAB云模型确定风险等级的指标期望值。基于模糊层次分析法确定钢壳混凝土沉管隧道总体风险等级。将评估模型应用于深中通道沉管隧道实例分析,验证该方法的可行性。     

内河中游沉管隧道管节浮运沉放水文窗口选择研究

沉管隧道工程管节浮运沉放对浮运水位和流速的要求高。南昌红谷隧道为国内首座内河中游沉管隧道,受季节降水影响,水位和流速变化幅度大,满足浮运条件的水文窗口较少。通过对管节受到的水流力和拖轮拖力计算,确定水文边界条件。采用声学多普勒流速剖面仪（ADCP）对浮运航道内关键点和控制断面流速、水位进行监测作为水文预报的基础。采用相应水位（流量）法和合成流量法相结合的方法预测隧址位置水位、流量,将预测的水位、流量结果导入数值计算模型计算浮运航道内的流场分布。现场实测表明,水位和流速预测误差为±30 cm、±0.15 m/s,满足管节浮运水文预报精度的要求,并有效指导浮运沉放水文窗口的选择,保障红谷隧道管节浮运沉放施工的安全。     

红谷隧道围堰塑性混凝土防渗墙抗渗性能分析

为探讨运行环境下塑性混凝土防渗墙工作性能,获取合理的设计参数取值,以红谷隧道围堰工程为背景,结合典型断面建立渗流数值模型,分析塑性混凝土防渗墙渗透系数k和厚度d以及围堰水头hr变化下共11种工况的围堰渗流性状。结果表明： 随着渗透系数k的减小,围堰内单宽渗流量Q随之减小,且变化速率逐渐降低,而防渗墙内水力坡降峰值Js基本保持不变;随着防渗墙厚度d的增大,围堰内Q值和Js值均随之减小,且变化速率逐渐降低;随着围堰水头hr的下降,围堰内Q值和Js值均随之线性降低。分析得到兼具良好防渗能力和经济效益的渗透系数k和厚度d的设计取值,并提出满足设计要求的塑性混凝土施工配合比。最后,通过高密度电法和围堰内外水位动态监测对塑性混凝土防渗墙的防渗效果进行检测和评价,验证设计和施工参数的合理性。     

钢管桩在模袋砂围堰加固施工中的应用

沈家门港海底沉管隧道工程北岸出入口原设计采用模袋砂围堰作为主体结构施工平台,由于在施工过程中受到地质情况、海水涨落潮水流、模袋砂刚性等因素影响,模袋砂局部产生沉降、位移。为保证沉管隧道出入口的顺利修建,通过对模袋砂围堰沉降变形原因进行分析,并对各种加固施工方案进行比选,最终采用钢管桩加固模袋砂。并对钢管桩加固模袋砂的工艺、过程及施工效果进行了介绍。采用钢管桩加固既可以发挥模袋砂施工工艺成熟、机械化程度高,又可以发挥双排钢管桩的整体性好、刚度大、抗变形能力强等优点,是柔性与刚性体的很好结合,取得了较好的经济效益和社会效益。     

大型内河沉管隧道基础灌砂模型试验及效果检测技术研究

对某大型内河沉管隧道基础灌砂足尺模型试验进行详细阐述,应用冲击映像法、全波场无损检测法相结合的方式对试验模型中不同工况下灌砂前、灌砂过程中以及灌砂后的效果进行测试,对模型试验中不同工况下各项测试数据及结果进行系统分析,对沉管隧道基础灌砂工艺与灌砂效果进行评价。此外,介绍该大型内河沉管隧道基础灌砂效果现场监测内容及具体实施方法,基于先期施工各管段基础灌砂现场监测、潜水探摸及管段后续沉降监测结果,对大型内河沉管隧道基础灌砂效果现场检测及处理技术进行系统的研究。主要研究结论如下： 1）冲击映像法可以监测砂积盘的生成及发展过程,可以较准确地判断灌砂填充状况和快速检测混凝土底板下部灌砂填充状态,是沉管隧道基础灌砂效果评价的有力手段,是动态把握灌砂过程、实时追踪施工过程的砂液变化的有力手段。2）已施工管段现场沉降量观测结果显示,沉管隧道E1-E6各管段已灌砂基础的承载力均满足设计要求,证明冲击映像法可以作为沉管隧道基础灌砂检测评定方法。     

深中通道沉管隧道钢壳设计及制造关键技术

深中通道沉管隧道具有高水压、大回淤、结构超大跨和建设要求高等特点,为保证沉管隧道结构在建设与运营期内的安全和耐久性,深中通道沉管隧道在世界上首次大规模采用钢壳混凝土组合结构。为推动钢壳混凝土组合结构沉管隧道在我国的发展,介绍深中通道钢壳混凝土沉管隧道结构选型、横断面设计、纵向管节划分、特殊结构构造和钢壳详细构造等技术,管节钢壳制造、拼装和运输的创新工艺,自密实混凝土浇筑技术和钢壳混凝土脱空检测方法,总结深中通道钢壳混凝土组合结构沉管隧道设计、智能制造以及施工关键技术。另外,结合深中通道沉管隧道钢壳混凝土组合结构的特点,对钢壳混凝土抗剪连接件设计、钢板件连接构造和混凝土脱空检测方法提出优化建议。     

南昌红谷沉管隧道预制关键设备选型及配套技术

南昌红谷隧道沉管长1 329 m,共12节管节,标准管节长114.85 m,高8.3 m,质量达2.6万t,沉管需在丰水季节浮运、沉放。为了解决沉管预制工期紧张、独立干坞设备配套需最大程度共享使用设备的问题,通过对混凝土拌合、运输、浇筑、温控技术以及沉管预制所涉及的模板体系、起吊设备等关键技术进行介绍,以解决主要工序工效控制及关键部位质量控制技术。工程实践表明,红谷隧道沉管预制设备选型及配套关键技术不仅加快了施工进度,解决了工序衔接问题,满足施工进度要求,而且沉管质量、结构尺寸也得到了有效保证。     

氯蚀环境下钢混沉管隧道结构时变性态研究

作为重大公共交通基础设施,跨海沉管隧道需具备良好的耐久性能,但在海洋氯蚀环境下隧道结构寿命预测及结构服役时变演化特性方面的研究尚存不足。为此,根据氯离子在混凝土中的扩散规律及钢筋混凝土的氯蚀机理,推导了基于正常使用极限状态的沉管隧道钢筋混凝土衬砌在氯蚀环境下的寿命预测计算模型,并根据相关规范细化了该预测模型的主要参数。在此基础上进一步推导建立了隧道结构钢筋锈蚀率和混凝土弹性模量衰减的时变模型,用于计算不同服役时长下隧道结构钢筋和混凝土的材料参数并作为有限元模型的输入参数。最后,将隧道寿命预测模型及结构时变模型应用于大连某钢混沉管隧道工程,预测该隧道的服役寿命,并分析隧道衬砌材料及结构力学性态随服役时长的时变特性。研究结果表明：(1)隧道钢筋锈蚀率和混凝土弹性模量衰减率随腐蚀时长均呈现三折线加速上升;(2)随着服役(氯蚀劣化)时长增加,沉管隧道拱顶跨中位置的内力(弯矩、轴力)逐渐减小,而沉降变形逐步增加;(3)沉管结构塑性区先出现在结构受拉部位,且在混凝土表面锈蚀胀裂前塑性区基本未发生扩大,而在混凝土表面被钢筋锈蚀胀裂后开始逐步扩大,并在结构受压部位出现塑性区;(4)在沉管结构受压部位出...     

海上导航系统在管节浮运、沉放、对接中的应用

为解决内河沉管隧道水下施工时浮运、沉放、对接等的精确控制问题,引进海上导航系统并将其成功应用于红谷隧道工程中的沉管施工阶段。通过剖析海上导航系统的工作原理和测量方法,得出该系统能够在测量定位精度上满足本工程管节浮运、沉放、对接施工的要求,并结合实时监控系统,形成对内河沉管隧道浮运、沉放、对接工序的精确控制体系。通过工程实例展示该系统的控制作业流程,可为同类沉管隧道工程等提供宝贵经验和实施手段。     

韩国釜山修建长4km的沉管隧道

最近韩国正在釜山修建一座长约4km的沉管隧道，沉管长度为3384m，高8m，宽29m。据有关资料，这也是当今世界最长的沉管隧道之一。