通航隧洞船舶航行阻力试验研究

为进一步了解船舶在通航隧洞中航行阻力的变化规律，针对大型船舶提出航行阻力估算公式，建立物理模型开展船模试验对公式进行验证与分析。结果表明：阻力实测值与公式拟合程度较高，验证效果良好；隧洞水域横截面积的变化对航行阻力扰动更大，航行阻力对隧洞水域横截面积的敏感性高于航速；航行阻力与航速的二次方成正比，随着通航断面系数的增大而减小。     

新建钻爆法隧道穿越既有输水隧洞实施方案

以某钻爆法市政隧道项目穿越既有输水隧洞为例，阐述了市政隧道实施方案中关于设计、施工、监测等方面的应对措施。市政隧道采用全包防水+CD法分部开挖，可有效减少隧道施工期及运营期对输水隧洞的变形影响，通过三维数值模拟，输水隧洞在隧道施工期最大隆起量为3.57 mm，在隧道运营期基本无变形；隧道施工过程中对洞室内坚硬岩体采用“水磨钻取芯+静态破碎”的施工方式，避免了爆破振动对输水隧洞结构的损伤；除加强隧道施工期的监控量测外，在隧道内布设了健康监测点，为隧道及输水隧洞的健康状态评估提供了可靠依据。     

各向异性渗流深埋隧洞衬砌外水压力解析研究

基于渗流力学基本理论，进行各向异性深埋隧洞渗流场解析研究。由稳定渗流场基本微分方程结合深埋隧道渗流场边界条件，利用坐标变换法将地层从各向异性转换为等效各向同性，运用保角变换将渗流方程转化为Laplace方程；将围岩渗流区域进行分区计算，得到围岩的渗流量计算公式；考虑衬砌为各向同性渗流，根据围岩与衬砌分界面上的渗流量相等得到衬砌外水压力的解析表达式，在此基础上考虑注浆圈及其对衬砌外水压分布的作用，得到了带注浆圈隧道衬砌水头和渗流量的解析解；通过与各向同性解析解和数值算例的计算结果对比，验证了公式的正确性。分析围岩水平与竖向渗透系数、注浆圈参数、衬砌参数、作用水头高度和隧道半径等因素对衬砌外水压力的影响，并考虑了各向异性渗流情况下衬砌外水压力与隧道渗流量的关系曲线。     

构皮滩通航设施第一级中间渠道水力学观测与实船试验

依托乌江构皮滩通航工程，开展了含长距离通航隧洞中间渠道的水力学观测与实船试验，揭示了中间渠道波动传播时空变化规律及船舶航行特性。观测表明：中间渠道波动传播速度约5.0～6.8 m/s,波幅与水面宽度呈反比，中间渠道两端的水面波动最大，通航隧洞内次之，大型渡槽交汇区波动最小；在中间渠道船厢卧倒门启闭产生的波幅在2 cm内，船舶正常航行产生的最大波幅约10 cm以内，主要波动周期为120～160 s,水面波动对船舶航行富余水深影响不大；船舶在中间渠道正常航行速度达到了设计指标，最大下沉量发生于船舶出厢连续加速阶段，实测上行和下行最大下沉量分别约25和13 cm,船舶在中间渠道内航行下沉量约10 cm以内，富余水深较大，通航隧洞断面设计总体合理。     

通航隧洞内消波设施试验研究

通航隧洞是一种常见的浅水航道，属于典型的狭窄形航道，船舶在此类受限航道中航行，船舶两侧的不对称水域、船行波以及充泄水振荡波的反射叠加，将对船体产生不对称的侧向力，增加船体控制难度。针对船舶在隧洞航行时的波动问题，本文提出了一种具有立柱和横板的消波设施，采用物理模型开展船舶试验，分析设施的消能效果，经验证该设施可有效减小波动。