离岸人工岛岛隧结合部沉管隧道基础沉降控制研究

为防止深中通道岛隧结合部暗埋段、E1管节、E2管节差异沉降过大,进而导致管节接头剪力键剪力及管节内力过大,通过对岛隧结合部沉管基础采取预加固措施,研究不同段落地基与基础参数,分析计算出E1管节预抬量合理值。通过室内试验及现场试验获取关键参数并开展大型三维有限元分析,研究管节应力及沉降特性。根据室内试验确定考虑预压30k Pa的1.0m厚碎石垫层变形模量取值为:0～30k Pa段为25.4MPa,30～110k Pa段为8.9MPa。根据现场试验确定块石垫层变形模量取值为50MPa。依据上述参数开展有限元分析,最终确定岛隧结合部沉管基础加固措施及管节的预抬量值为70mm。     

港珠澳大桥海底沉管隧道首次对接

近日,经过中国交通建设股份有限公司岛隧工程项目部的精密筹备,港珠澳大桥工程顺利完成第二节沉管(E2管节)的海上浮运、沉放和对接,实现了E2管节与E1管节的海底对接。E2管节长112.5 m,宽37.95 m,高11.4 m,吃水深度约为11.1 m,总重量达4.4万t,总排水量为4.7     

沉管隧道半刚性管节

港珠澳大桥沉管隧道上覆回淤厚度21 m,导致原先的节段式管节结构的失效概率大。为了降低风险,作者提出“半刚性管节结构”概念。通过不剪断原先节段式管节方案的临时预应力,来确保节段接头端面的摩擦力,从而用摩擦力与剪力键一同抵抗剪力,同时维持节段之间的相对转动能力;即令管节结构的健壮性得到提高。结合足尺物模试验对这个新结构优势进行了论证。对其中的关键问题预应力体系的设置进行了详述。并且报告了港珠澳大桥沉管隧道半刚性管节的应用案例。半刚性管节,相比节段式管节,在一些情况下,只是将临时预应力转变为永久预应力,施工费用未增加很多,但是管节的整体性与健壮性显著提高,因此半刚性管节是一种性价比较高的结构形式;特别对于水下基础施工质量控制困难、基础差异沉降不确定性大的工程,半刚性管节是值得考虑的一种管节纵向结构形式。     

南昌红谷隧道E4管节轴线纠偏案例的分析与应用

南昌市红谷隧道沉管段全长1 329 m,分为12节管节,是目前国内内河最长的沉管隧道工程,其管节安装的轴线精度控制是工程施工的重点及难点。为保证管节安装精度,同时兼顾经济性、便捷性和可行性,以本工程管节安装为例,对管节安装的主要影响因素进行计算,提出利用现有横调系统对管节安装轴线进行纠偏的方案。理论计算与实测数据对比表明,提出的方案可对管节安装轴线进行有效的纠偏,对其他沉管隧道工程也可起到一定的借鉴作用。     

沉管隧道管节结构选型

通过分析近年来国内外沉管隧道工程的发展现状,以在建的港珠澳大桥海底沉管隧道为研究对象,对整体式管节与节段式管节开展了管节结构内力、管节及节段接头的受力与变形特性的计算分析,结果表明相比于整体式管节,节段式管节的结构内力降低显著,且管节接头的张开量有所减小,而管节接头的竖向剪力键受力基本相当,局部荷载段的节段接头剪力则较大。综合分析后,认为港珠澳大桥沉管隧道采用180m长的节段式管节结构形式是可接受的,研究结论可为其他同类工程提供参考。     

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     

中国沉管法隧道典型工程实例及技术创新与展望

结合中国几例典型沉管法隧道工程,详细介绍中国沉管法隧道在基槽开挖与航道疏浚、干坞建设、管节预制、管节浮运、管节系泊、管节沉放、接头处理和基础处理等关键技术的应用现状。以在内河中游径流河道中修建的南昌红谷隧道和在外海修建的港珠澳大桥岛隧工程海底隧道为例,对在江河和海洋中修建沉管隧道的关键技术创新进行总结,包括:南昌红谷隧道管节浮运与沉放、管节沉放基础差异沉降控制、水下立交接线实现过江通道与沿线路网全互通快速衔接、水下空间开发与修建避难疏散大厅等关键修建技术创新,港珠澳大桥岛隧工程沉管法隧道干坞建设、管节预制、管节沉放和基础处理等关键修建技术创新。结合目前中国修建沉管法隧道涌现出的新技术、新工艺和新设备,从沉管隧道的拓展形式、行业领域突破、助推城市建设和江河湖海沿线城市交通需求的增加等方面展望未来沉管法隧道的发展趋势。     

港珠澳大桥岛隧工程顺利完成止水带安装工作

日前,港珠澳大桥岛隧工程Ⅲ工区二分区项目部顺利完成隧道沉管E1管节首件GINA止水带的安装工作,安装过程仅用10h,安装时间大大少于预定计划。为确保港珠澳大桥6.7km海底隧道实现120年高品质使用,工程建设者们采用工厂法预制隧道沉管,整个隧道将由33段沉管管节拼装而成,GINA橡胶止水带安装是管节间止水的重要工序。为保证所有的管     

运营期沉管隧道沉降变形分析

本文针对沉管隧道在设计和建造过程中往往注重抗浮而忽略运营期的沉降,以某沉管隧道16年的长期沉降监测数据为范本,对隧道沉降的纵向分布规律,沉降稳定性分析,隧道差异沉降以及各个管节自身的竖向弯曲变形姿态进行系统分析。分析结果显示沉管隧道的沉降受到地基刚度分布、覆土厚度以及周边环境的影响具有很大的不确定性,隧道姿态的变化会导致沉管隧道各管节出在不同形态的自身竖向弯曲状态,进一步加剧管节受力的复杂性。综合分析显示该隧道整体趋于稳定状态,相关分析成果也可以作为同类沉管隧道结构安全分析的技术参考。     

大型沉管隧道管节工厂化预制关键技术

基于大型沉管隧道的节段式管节设计施工理念,以厄勒海峡沉管隧道管节的工厂化制作为工程背景,对沉管隧道管节预制的一种新技术--工厂化预制技术的基本原理、场地布置、工艺流程以及工厂化预制所涉及的模板工艺、混凝土浇筑及管节顶推等关键技术点进行介绍。工程实践表明该方法具有占地少、经济环保、施工周期短、质量可靠性高、全天候施工等优点, 能大大提高管节的制作速度与质量,降低工程成本。     

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。     

深中通道超宽钢壳混凝土沉管管节浇筑变形控制

深中通道沉管隧道是目前世界上单节管节最宽同时也是单个行车道孔最宽的公路沉管隧道,建设标准为双向八车道高速公路,部分超宽段甚至超过双向十车道,标准管节宽度为46 m,最宽管节的最大宽度达55.467 m。管节结构采用了在内外双层钢壳内填充高流动自密实混凝土的“三明治”复合结构形式,为此结构形式在中国的首次大规模应用。其管节预制精度要求高,在混凝土浇筑阶段的变形控制要求达毫米级。在混凝土浇筑过程中,为将管节内净空变形控制在10 mm以内,原设计要求在顶板浇筑过程中在管内行车道孔增设临时支撑杆措施。为此,应用精细三维有限元模拟管节的浇筑过程,考虑其三维力学效应及混凝土逐渐凝固后的承载能力,并结合混凝土浇筑布料设备的特点,寻求出满足变形验收条件和兼顾施工效率的最优浇筑顺序,并以此取消管内临时支撑杆措施的制约。最后,该浇筑顺序在首节管节E32(同时也是最宽管节)的浇筑预制中成功应用,实测结果与计算结果吻合,满足验收要求。该技术精准控制了管节浇筑阶段的变形,优化了管节预制和舾装的施工方案,取消了顶板浇筑过程的管内临时支撑杆措施,使每节管节内的一次舾装作业得以提前约1个月启动,并可与墙体和顶板浇筑作...     

长距离复杂水域环境中内河沉管隧道管节浮运风险分析及应对措施

内河沉管隧道管节在长距离复杂水域环境中浮运时,浮运线路构筑物和风险源多,水上交通和水情复杂,浮运风险较高。以南昌红谷隧道工程管节浮运为例,比较海口区域与内河沉管隧道管节浮运风险差异,采用风险矩阵法对管节浮运过程中出坞接拖、航道存在浅点、通过小跨径桥梁、急流区回旋、高流速区浮运等5种风险工况进行评估分级,预测红谷隧道管节首次浮运可能发生的高风险工况,总结红谷隧道管节首次浮运出现的风险和采取的应对措施,实现首节管节安全浮运,并为后续管节浮运提供借鉴。     

沉管隧道管节接头数值模拟方法

通过对沉管接头构件包括GINA止水带、钢剪切键、混凝土剪切键建立精细化模型进行多工况数值模拟,得到相应构件的应力和变形结果,给出对应的管节接头构件刚度参数,为复杂三维模型中的沉管隧道管节接头简化模拟提供依据。根据构件精细化数值分析的结果,得到管节接头变形控制指标。在三维地层结构模型中,采用实体单元模拟土体,壳单元模拟管节,采用精细化构件模型得到的刚度作为壳铰接单元的参数模拟管节接头,所提出的模拟方法可为类似工程的设计施工提供参考。     

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。     

深中通道隧道工程首个钢壳沉管顺利完成下水作业

正2020年4月12日,粤港澳大湾区"硬"联通重大战略项目——深中通道隧道工程首个钢壳沉管,从浅坞区缓缓横移至深坞区,顺利完成下水作业,为接下来的沉管隧道安装打下了坚实基础,也标志着深中通道项目建设迈上一个新台阶。深中通道是集"桥、岛、隧、水下互通"为一体的超大型跨海交通基础设施,沉管隧道全长达到6. 8 km,由32个管节加1个最终接头"搭积木"连接而成,为世界首例双向8车道海底沉管隧道,其标准管节长165 m、宽46 m、高10. 6 m。首个浇筑完成的E1管节为非标准管节,长123. 8 m,质量达6万t。     

海底沉管隧道基础处理及沉降控制技术的新进展

文中在对沉管隧道基础处理形式及境内外沉管隧道病害调研数据分析的基础上,指出不利荷载与不良地质作用是引发沉管隧道沉降及病害的主要原因。在对境外典型海底沉管隧道基础处理创新技术评述的基础上,重点介绍了港珠澳大桥沉管隧道基础处理技术的创新与提升,主要包括刚柔并济的双层垫层技术、挤密砂桩加堆载预压地基处理技术、基于CPTu的回弹再压缩沉降计算方法以及沉降控制标准的确定等,分析了深中通道沉管隧道基础处理面临的超宽变宽管节、采砂坑软土地基、风化岩遇水软化、砂土液化、回淤强度大等建设条件,并给出了相应的基础处理对策。在此基础上,结合国家重点研发计划,指出应在充分考虑结构与基础相互作用基础上,开展不良地质条件下海底沉管隧道病害诱发机理与主动防控技术的研究,提出了技术路线和主要研究内容,可供行业相关专业技术人员参考。     

超长沉管隧道地震响应快速分析方法研究

在分析一般隧道结构与沉管隧道的不同点及动力响应差异基础上,明确了沉管隧道地震响应能否准确模拟主要取决于管节接头和节段接头的非线性、地基刚度计算及边界条件处理等;在此基础上建立了超长沉管隧道地震响应快速分析方法,关键点包括基于地震水准的地基刚度计算方法、管节接头剪力键及止水带受力及变形特性计算方法、节段接头剪力键及止水带受力及变形特性计算方法、初始水压力及止水带橡胶松弛影响考虑方法等;然后,基于超长沉管隧道地震响应快速分析方法,对港珠澳大桥超长沉管隧道进行了升温及降温工况下沉管隧道地震响应分析,明确了最不利位置为隧道斜坡段,指出了两侧GINA止水带地震变形量和剪力键剪力为抗震薄弱位置,揭示了节段式沉管隧道温度敏感性。课题研究建立的超长沉管隧道地震响应快速分析方法,能够实现沉管隧道设计与计算的互动,便于工程应用。     

沉管隧道工程技术的发展

沉管隧道工法为水下隧道建设的主要工法之一,其关键工序包括管节预制、浮运、沉放对接和基础处理等。近几十年来建成的大型混凝土沉管隧道工程,进一步发展并突破高水压、复杂水流和复杂地质条件的工程技术,能够跨越更深和更宽阔的河口、海峡水道。结合具代表性沉管隧道工程,包括Maas隧道、香港地铁过海隧道、Tuas电缆隧道、Oresund海峡隧道、Busan隧道和Bosphorus海峡隧道,着重讨论管节预制、管节防水、干坞系统和基础处理等方面的技术发展。     

岛隧工程应对突淤实现“海底绣花”

<正>2014年12月28日,长131.3 m的大型万方耙吸挖泥船"浚海6"进驻位于伶仃洋上的港珠澳大桥海底隧道施工现场。这是我国最先进的耙吸挖泥船,其先进的疏浚集成控制系统和DPDT(动力定位和动态航迹)系统,在数10 m深的海底清淤可以"无人驾驶"实现"海底绣花"。"浚海6"的进场,将助力建设者攻破管节基槽突淤的世界级难题。港珠澳大桥岛隧工程已安装14节巨型沉管管节,总长度累计达2 385 m。在2014年11月中旬,第15节管节E15安装时,遭遇