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。     

深中通道海底隧道排烟系统总体方案

为解决超大断面海底沉管隧道火灾排烟及防灾救援难题，依托深中通道沉管隧道工程，在传统全侧壁排烟方式不能满足火灾排烟的情况下，提出利用顶部横向排烟联络道结合侧壁排烟孔的新型排烟体系，解决超长、超宽沉管隧道火灾排烟难题。与传统全侧壁排烟方式相比较，新型排烟系统可充分利用烟气流动特点，排烟效率明显升高，可用疏散时间得到较大幅度增加，进一步提升了超大断面海底沉管隧道防火安全性。针对水下枢纽互通结构形式及通风流场特点，提出水下枢纽互通区的排烟和疏散方案。入口合流匝道段采用纵向通风+吊顶排烟道方案，并在分岔及合流位置重点排烟或设置竖井排烟，可有效控制火灾烟气。在设置防灾设施的条件下，结合周边路网交通特点、救援力量分布情况等，建立深中通道沉管隧道防灾救援技术体系。     

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。     

城市水下道路隧道驾驶安全影响因素分析和改善思路

总结城市水下道路隧道事故分布规律，从驾驶人、隧道光环境及道路条件3方面分析隧道驾驶安全影响因素，对现有安全改善措施及其优缺点进行剖析，并指出城市水下道路隧道驾驶安全优化研究趋势： 应以提升隧道光环境质量为主，考虑交通事故形态、事故致因及影响因素，在确保交通安全的基础上，考虑不同隧道路段驾驶人差异化视觉需求。驾驶人视觉需求可以分为功能性、安全性与舒适性需求，对应的隧道行车环境可分为基本型、安全型与舒适型视觉参照系。提出以构建城市水下道路隧道舒适型视觉参照系为目标，通过隧道照明与隧道视线诱导技术相结合，缓解隧道出入口参照系的剧烈过渡，加强中间段弱视觉参照的城市水下道路隧道驾驶安全优化方法。构建基于空间路权、人因与驾驶任务、差异性与韵律性的隧道驾驶安全优化评价指标体系，为城市水下道路隧道驾驶安全优化提供新思路。     

水下隧道工程实践面临的挑战、对策及思考

首先介绍钻爆法、TBM/盾构法以及沉管法3种主要水下隧道建设方法的优点及不足,进而从地质条件、水流速度、水面交通、隧道埋深、通行车道数量、渗漏情况、工程总量、施工工期、施工安全、工程造价等方面对3种修建方法进行对比分析。最后重点分析当前水下隧道工程建设过程中存在的主要挑战与相应对策,主要包括:沉管法施工中河床冲刷、管段局部高出河床、埋深增大的挑战及对策,盾构穿越浅覆土层、刀盘刀具磨损、埋深提高、轴承损坏及盾构通过断层和破碎地层施工中的挑战与对策。     

城市下穿通道结构健康监测及安全评价

城市隧道长时间的运营使用过程中,由于隧道自身施工缺陷或养护不到位等问题,容易引发隧道结构变形、病害等,对隧道结构安全造成隐患.因此必须准确掌握隧道结构安全状态,进而采取结构安全控制措施,以确保城市隧道运营安全.城市下穿通道作为城市快速路的重要组成部分,其重要性不言而喻,以扬州市润扬北路、泰州路下穿通道为依托,开展隧道结构变形监测和病害调研,评价隧道结构安全状态,并提出相应的养护措施.希望能为类似城市下穿通道的结构安全监测和评价提供一定的借鉴和参考.     

深中通道沉管隧道预制推出式最终接头缩尺模型试验研究

沉管隧道最终接头施工工艺作为深中通道工程建设重难点之一，“预制推出式”最终接头方案以其潜水作业的依赖性较小、施工难度低、施工速度较快等特点拟在实际工程中得到应用。依托深中通道沉管隧道最终接头实际项目，设计了缩尺模型试验，模拟最终接头推出段推出过程，对顶推系统进行工程可行性验证。试验结果表明：通过缩尺模型试验，验证了千斤顶推出、横向纠偏工艺的可行性，为施工图设计参数提供了有力支撑。     

水下公路(道路)隧道交通工程设施设计研究

交通工程设施是水下公路(道路)隧道的重要配套工程,对保障其安全、高效、节能运行起着至关重要的作用。针对水下公路(道路)隧道交通工程设施设计这一热点问题,分析水下公路(道路)隧道和山岭公路隧道的差异,结合国内外工程建设经验,对水下公路(道路)隧道交通工程设施(通风设施、照明设施、综合监控设施、紧急呼叫设施、火灾探测报警设施、消防设施、逃生通道、排水设施、结构健康监测设施、供配电设施、交通安全设施)的设置要求进行梳理,并总结归纳了4种不同施工工法类型(钻爆法、盾构法、沉管法、堰筑法)水下公路(道路)隧道交通工程设施的设计要点。     

基于性能化分析的港珠澳大桥沉管隧道通风系统设计

港珠澳大桥沉管隧道为适应苛刻的环境要求和安全要求,构建了包括正常运营通风系统、集中排烟系统、安全通道通风系统等子系统在内的复杂隧道通风系统。基于水下隧道缺少相应的规范支撑的现状,采用性能化的手段对港珠澳大桥沉管隧道正常运营通风和火灾工况下紧急通风进行了定量的分析,并以此来支撑设计方案的制订。本文有助于指导复杂隧道通风的设计方案的制订,提高隧道运营安全性和运营节能效果。     

运营盾构隧道结构安全评估方法研究

随着隧道运营时间的增加,隧道的结构安全问题日益突出,合理评价运营盾构隧道结构安全对保障隧道安全运营和科学养护具有重要意义。针对这一问题,根据隧道结构特点确定盾构隧道结构安全评价指标,通过理论分析确定评价指标的分级标准;确立运营盾构隧道结构安全评价指标体系;以模糊综合评价法、层次分析法为基础,综合考虑指标之间相关性和不可逆特性,建立修正的模糊综合评价法;利用该方法并结合现场检测数据,对实际隧道结构安全进行评价。修正后的模糊综合评价法,不仅能体现单一因素指标对评价结果影响的敏感性而且使综合评价结果更合理,能更科学地指导盾构隧道结构养护工作。     

基于组合模型的公路隧道交通安全评价

为找出公路隧道交通安全的关键因素,确定公路隧道交通安全状态,从定性和定量的视角构建公路隧道交通安全评价指标体系。以公路隧道交通安全为顶层目标,提出一种基于AHP-DEMATEL和云模型的公路隧道交通安全的组合评价方法。从交通流、交通工程设施、隧道条件、气候环境4方面构建公路隧道交通安全评价的初始指标体系,通过德尔菲法和敏感性分析筛选公路隧道交通安全评价指标,在明确定性指标和定量指标的内容后,建立各指标的综合评价等级标准。利用层次分析法(AHP)计算各个安全评价指标的初始权重;考虑到各个安全评价指标间的影响,利用决策与试验评价实验室法(DEMATEL)分析各指标的影响度、被影响度以及中心度,并联合AHP-DEMATEL确定各个安全评价指标的综合影响度;最后采用云模型量化公路隧道交通安全评价指标的随机性和模糊性,生成各个安全评价指标的评价等级云图,得到各个安全评价指标的隶属度及公路隧道交通安全评价的最终结果。结果表明:车辆密度、行驶车速、大型车占比、曲线段长度占比、最大纵坡值、路面抗滑性是影响公路隧道交通安全的关键因素;以四川省二峨山隧道进行实例分析,结果显示,其公路隧道交通安全评价最大隶属度为0.595,隧道交通安全评价等级为II级,符合现场调研结果。     

内梅罗指数法在隧道施工对景区环境影响评价中的修正与应用

为掌握旅游景区隧道施工对周围环境的扰动程度,确定隧道工程的环境可行性,选取噪声污染、粉尘污染、固体废物污染、废 水污染和人文景观建筑变形5 项指标,建立旅游景区环境评价指标体系。运用博弈论组合赋权法将指标的主客观权重相融合,并 对传统内梅罗指数法在景区环境评价中存在的不足加以修正,构建旅游景区隧道施工对周围环境影响评价模型。基于河北省秦皇 岛市老龙头景区隧道K1+500~+930 区间实测数据,应用该模型评价隧道施工对老龙头景区环境影响程度。结果表明,评价等级为 Ⅱ级,即老龙头隧道施工对景区环境影响程度有限,该工程的环境可行性良好。     

深中通道工程关键技术及挑战

深中通道工程是我国继港珠澳大桥之后又一个世界级集桥、岛、隧、水下互通立交为一体的跨海交通集群工程。工程面临着建设条件复杂、超宽钢壳混凝土沉管隧道设计与建造、超宽变宽隧道运营安全、离岸海中悬索桥设计与施工、堰筑段深基坑及东人工岛近接影响等多种挑战。本文在对深中通道工程面临的建设挑战进行详细梳理的基础上,按照问题导向、需求引领、吸收借鉴、创新提升、资源整合、高效组织的原则,对深中通道主要工程单元面临的关键科学问题与关键技术问题进行提炼与归纳,针对海洋环境超宽特长钢壳混凝土沉管隧道建设关键技术、饱和交通下钢壳沉管和互通隧道火灾防控及智能交通管控关键技术、离岸海域大型桥梁多灾害极端作用及安全性能控制研究、跨海集群工程全寿命管理及耐久性保障关键技术、跨海集群工程智能建造关键技术、起伏风化岩人工岛成岛及海域互通立交建设关键技术6大课题分别开展研究及创新规划,给出主要研究内容及创新点,形成详细的创新规划实施方案。     

公路水下隧道地质勘察技术分析

通过总结我国公路水下隧道地质勘察设计经验,结合钻爆隧道、盾构隧道、沉管隧道及堰筑隧道4种水下隧道建设工法的设计与施工特点,提出水下隧道地质勘察成果不仅应满足各设计阶段的要求,而且还应满足工法的需要。强调地质勘察质量取决于勘察方案的合理性、勘察手段的针对性以及勘察成果的完整性。制订切合实际的地质勘察方案,投入与各阶段设计深度相适应的地质勘探工作量,对提升地质勘察工作的质量和保证工程安全至关重要。通过综合分析,给出了不同地质条件下各类水下隧道的合理勘探方法与应达到的勘察深度,对提高水下隧道工程质量与安全具有参考价值。     

复杂环境下沉管隧道接头渐进破坏模式探析

海底沉管隧道所处海床的地质与水力条件恶劣、受力情况复杂,接头部位易发生病害.复杂环境下不良地质与不利荷载共同作用下海底沉管隧道接头渐进破坏模式的研究目前处于起步阶段,通过广泛调研将沉管隧道接头病害分为接头错位、止水带破损、剪力键破坏、接头渗漏水等类型,并系统分析了具体成因,结合深中通道沉管隧道工程地质、水文、气象条件等...     

深中通道首节约6万t钢壳沉管完成浇筑并纵移成功

<正>2019年12月10日,粤港澳大湾区重大战略项目深中通道隧道工程首节钢壳沉管完成浇筑,并顺利攻克沉管纵移难题,将沉管移至浅坞区进行下一步作业,为海底沉管隧道安装打下了坚实基础。深中通道沉管隧道首节沉管浇筑后总质量约6万t。首节沉管混凝土浇筑及纵移成功,攻克了该项目钢壳沉管混凝土施工关键技术难题,标志着深中通道隧道工程钢壳混凝土沉管正式进入流水线生产。同时,E1作为连接人工岛和海底隧道的首节沉管,也为跨海通道海底安装开启了重要一步。按     

深中通道钢壳沉管管节自密实混凝土智能化浇筑工艺

为解决深中通道钢壳混凝土沉管管节预制过程中混凝土性能控制难度大及管节浇筑参数控制严格等难题，节约人工成本和提高施工效率，针对深中通道沉管管节特定的结构型式，结合预制场选址条件，因地制宜地提出钢壳沉管自密实混凝土智能化浇筑工艺。该工艺在研制智能浇筑台车和折臂布料机的基础上联合“BIM+物联网+智能传感”的信息化和自动化技术，实施效果表明，钢壳沉管自密实混凝土智能化浇筑工艺减少了浇筑过程中人为因素引起的质量风险及机械伤害，有利于提高管节预制质量及降低施工安全风险。     

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。     

海底隧道联络通道冻结法施工健康监测技术研究

使用冻结法修筑联络通道时,施工结束后联络通道结构稳定需要的时间长,对结构进行健康监测是保障联络通道安全的重要手段。为研究海底隧道联络通道健康监测技术,以厦门海底隧道联络通道工程为依托,利用光纤光栅传感技术,提出海底隧道联络通道施工过程中冻土、联络通道结构与盾构隧道结构的实时监测方法,研究联络通道冻结法施工过程中不同阶段的结构与冻土的相互作用,根据联络通道结构的受力特点,分别提出冻结法施工阶段和正常使用阶段的健康监测指标及监测方法,建立联络通道结构的健康监测及评价体系。研究结果表明： 针对施工和使用2个不同阶段,该健康监测技术采取不同的监测指标和方法,可以有效地评价结构的安全性能,保证联络通道结构的安全。     

钢壳沉管自密实混凝土浇筑质量控制

针对钢壳沉管自密实混凝土技术,从混凝土的质量控制指标、配合比设计及施工质量控制要点等进行探讨,以达到自密实混凝土浇筑质量控制的目的,确保深中通道钢壳沉管隧道管节预制质量,同时对钢壳沉管脱空检测及缺陷修补进行了探讨,为国内同类工程建设提供实践经验.