港珠澳大桥沉管隧道基槽泥沙回淤研究总述及创新实践

港珠澳大桥海底隧道施工采用沉管工法,在E15节沉管施放中发生了基槽异常回淤,迫使沉管返航,造成了巨大的工程损失。明确异常回淤机理,实现基槽泥沙回淤的精确预报具有重大的工程意义。通过开展大量自主创新性研究工作,揭示了基槽异常回淤的原因,开发了沉管基槽多因素、复合型基槽回淤预报模型系统,实现了沉管基床上泥沙回淤的精细化预报,保障了E15~E33节沉管的顺利安放。研究成果从基础理论、模拟技术、预警预报模式等多个方面均取得了开创性突破,对我国工程建设和泥沙研究的理论具有极大的提升和促进意义。     

港珠澳大桥岛隧工程沉管基槽开挖回淤强度研究

通过分析港珠澳大桥沉管隧道附近水沙条件及沉管开挖位置试挖槽回淤特征及影响因素,利用二维潮流及泥沙扩散数学模型模拟了沉管开挖前后水流变化及疏浚船舶施工溢流泥沙扩散淤积分布,综合考虑疏浚溢流因素及自然泥沙回淤因素,结合回淤公式对沉管基槽开挖回淤进行了分析研究和估算,结果显示挖槽后沉管基槽开挖位置流速减小40%～60%,流向更偏向垂直于挖槽基线;疏浚溢流泥沙扩散呈"窄条"型分布,泥沙扩散0.005 g/L浓度线最远范围不超过2 km,溢流泥沙主要沉淤至槽底内,两侧边坡也有所淤积,淤强低于挖槽底部。通过计算,基槽开挖后年淤积强度1.3～2.8 m/a。     

深中通道启动首节沉管隧道基槽精挖施工

3月27日,随着广州航道局30 m^3抓斗船“金雄”轮完成第一斗泥的开挖,深中通道正式开启首节沉管隧道基槽开挖精挖施工。首节沉管基槽精挖是深中通道E1沉管浮运安装的关键工序之一。精挖是指在完成上层粗挖任务后,在粗挖作业面基础上二次施工。由广航局自主研发的国内首艘具备定深平挖功能的抓斗式挖泥船“金雄”轮克服水下施工作业面狭窄、交叉施工频繁、施工干扰大等不利因素,挑战0.5 m误差范围的隧道沉管基槽开挖施工难题,为E1沉管安装开挖出一条长123.8 m、宽50 m的基槽。     

沉管碎石基床清淤新方法

结合现有的清淤设备和方法,利用漂浮式母船与水下清淤系统相结合的方式,根据沉管基床垄顶和垄沟回淤情况,采用环保疏浚中成熟应用的螺旋刀头将沉积淤泥扰动为泥水混合物,冲刷系统再次冲刷垄顶和垄沟残余淤泥扰动为泥水混合物。清淤泵提供动力,通过已成熟应用在港珠澳沉管碎石基床面的清淤系统吸头将泥水混合物吸走,实现基床垄顶和垄沟清淤,达到预期的清淤效果,实现对沉管基床的清淤施工。该方法可进一步为构筑物水下基床的清淤施工提供借鉴。     

多波束测深系统在沉管隧道基槽回淤监测及边坡稳定性分析中的应用

以深圳至中山跨江通道工程(以下简称"深中通道工程")海底隧道基槽开挖试验项目为依托,介绍多波束测深系统在沉管安装基槽回淤监测及边坡稳定性分析中的应用.利用回淤量计算法、差值色块图比对法对基槽回淤变化情况进行监测分析,利用断面图分析法、三维图比对法分析边坡稳定性变化情况,实现了对该项目隧道基槽回淤及边坡稳定性的合理分析,...     

深中通道工程沉管隧道基槽大风过程回淤研究

以深圳至中山通道沉管隧道基槽工程为背景,建立二维水动力泥沙数学模型,采用现场实测资料进行验证,预测了大风过程基槽内的回淤分布.结果表明,基槽开挖后,最大下挖深度约30 m,大风过程引起的基槽淤积明显,回淤分布特征为中间大、两头小,最大淤厚为0.78 m.     

某跨海通道工程隧道试挖槽回淤盒现场观测试验方案

在潮流作用下,负地形的水下基槽内容易产生泥沙沉积现象,为掌握回淤强度,通常采取多波束扫测、回淤盒观测、含沙量监测等现场回淤观测手段;为更直观地判断基槽的回淤强度,了解淤积物的密度及颗粒组成等数据,我们通过在基槽底部放臵回淤盒进行回淤观测,采集不同区域、不同时段的淤积物,并进行相关的试验分析,以便于掌握工程附近水域水文泥沙的运动规律,为回淤数学模型提供可选的、合理的参数,构造半经验的回淤预报公式,为工程设计方案的优化选择提供数据支撑,最终为现场施工提供指导性意见,实现更小偏差的基槽施工精准度。     

抛石挤淤施工

深圳孖洲岛友联修船扯地陆侧配套设施中的抛石堤原设计方案为基槽挖泥后陆上抛石形成大堤,施工中整为抛石挤淤施工方案。本文主要论述抛石挤淤施工过程中工序控制、抛石后着底情况检测以及陆域形成过程中的堤身稳定性监测。     

澳门国际机场跑道人工岛填筑工程设计简介

简要介绍澳门国际机场跑道人工岛填筑工程设计中涉及到的基槽清淤、泥土处理砂料场选择、跑道滑行道、安全区填砂、基槽施工加淤分析清肖淤砂施工工艺、主要施工设备、工程量及工期确定等问题。     

世界最大抛石整平船完成港珠澳大桥全部沉管碎石基床整平任务

正3月4日,世界最大抛石整平船"津平1"圆满完成了世界首条深埋式沉管隧道——港珠澳大桥沉管隧道全部33节沉管的碎石基床铺设重任,创造了±4 cm高程误差、合格率100%的世界奇迹。秉持"追求极致、精益求精"的态度,施工团队在3年多的施工周期里,攻克了深水深槽、软硬夹层复杂地质、强回淤,以及船行波等多重技术难题,创造了最高精度垄间高差2 mm的世界纪录,刷新了世界行业关于深海碎石作业精度难以精确控制的传统观念。面对基槽强回淤难题挑战,施工团队     

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。     

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。     

抛石挤淤工艺的应用

深圳行洲岛友联修船基地陆侧配套设施中的抛石堤原设计方案为基槽挖泥后陆上抛石形成大堤,施工中根据现场的实际情况并经设计同意调整为抛石挤淤施工方案.对抛石挤淤施工过程中主要工序控制、抛石后着底情况检测以及陆域形成过程中的堤身稳定性监测等技术措施进行论述,旨在为以后类似工程的施工提供经验.     

在线实时含沙量观测系统构建及其应用

基于某海洋工程岛隧桥梁施工项目建设,需对沉管基槽范围内水体含沙量在线实时观测。为满足海洋工程施工不受水体含沙量影响,研究设计出在线实时含沙量观测系统,实现动静态监测、数据实时上报等。文中介绍了在线实时含沙量观测系统的基本原理及构建,并结合实例分析了在线实时含沙量观测系统在不同水域水体含沙量观测中的应用和优势,可为水域泥沙观测提供数据参考。     

灌河口疏浚工程沉管方案比选及敷设浅析

文章以灌河口5万t级航道整治工程施工项目为实例，针对沉管穿越航道的两种敷设方案，通过综合分析进行优化比选，并对沉管敷设中涉及的沉管槽开挖以及沉管沉放工艺进行分析，提出沉管敷设施工工艺的要点。结果表明：优化比选后的沉管敷设方案在施工安全、技术难点、施工效率、通航影响等方面更适用于该工程；文章采用的沉管槽开挖尺寸简易计算公式计算出的沉管槽开挖宽度满足工程实际需求。文章旨在为类似工程中沉管敷设方案的优化确选以及沉管敷设施工技术提供参考经验。     

九龙江出海口浅水深用码头基床清淤对策

重力式码头基槽开挖和基床施工过程中存在泥沙回淤现象。特别是在河流的出海口,由于河流泥沙运动以及潮汐、潮流、波浪的作用,回淤情况更加严重,对施工过程造成极大影响。本文以厦门港海沧港区21#泊位为工程实例,对该工程基础施工中出现的回淤情况进行简要的分析,并总结了清淤所采取的技术对策及措施,对类似工程施工具有一定的借鉴。     

沉管隧道先铺碎石基床清淤系统设计思路

文章介绍了在不扰动已经铺设完成的碎石基床条件下,实现水下高精度清除回淤物的装备及方法的设计思路,得出了在风、浪、流条件下,清淤系统运行稳定可靠,并结合工程情况找出了影响基床面清淤施工的关键参数。在外海深水条件下风、浪、流作用下,不扰动已铺设沉管碎石基床面的条件下,进行了基床面水下高精度快速清淤施工。为大型沉管碎石基床清淤施工提供了理论分析依据。     

隧道深基槽回淤预警预报系统研究

港珠澳大桥是一条具有国家战略意义的跨海通道,其中的沉管隧道段也是当今世界上最难的海底隧道工程。面对厘米级预报精度的苛刻要求,隧道深基槽回淤预警预报系统针对工程附近海域的水动力和泥沙环境,提出了"等效潮差"理论,极大程度地简化了计算过程,达到了能够快速反应的目的。采用本研究创立的公式,利用逐日动力参数,达到了计算时间精确到天、基槽泥沙淤积厚度预报精度到厘米级的要求,成功进行了港珠澳大桥沉管隧道E15~E33管节的基槽泥沙淤积预警预报。     

水下基槽回淤沉积物厚度检测方法探讨

水下基槽回淤沉积物厚度过大时会增大沉降,甚至可能导致地基失稳事故。相关规范对水下基槽回淤沉积物厚度检测没有规定具体检测方法,工程实践中采用的回淤沉积物厚度检测方法五花八门,有些检测方法存在较多偏差甚至是错误方法。在分析浮泥和回淤沉积物差别的基础上,对回淤沉积物泥厚度检测方法进行分类、介绍和评价,最后通过一个工程实例说明区分浮泥与回淤沉积物、合理选择回淤沉积物厚度检测方法的重要性。     

水上沉管法碎石桩软基加固在港口工程中的应用

根据温州港状元岙港区围垦(第三施工段促淤堤)工程的水文、地质及施工环境等因素,工程堤基采用水上振动沉管法沉设碎石桩进行软基加固,通过先进的施工方法和严格的质量控制,达到了阶段性的处理效果。该施工工艺在我国尚首例,通过该工程的顺利实施,施工工艺已趋成熟,为今后水上软基加固处理开辟了一条新途径和类似工程施工提供参考。