港珠澳大桥沉管隧道试挖槽回淤特征分析

在研究伶仃洋水沙运动规律的基础上,依据港珠澳大桥沉管隧道试挖槽现场实测的17组水下地形资料,并结合γ-射线密度仪在试挖槽基槽及边坡进行的浮、淤泥重度探测结果,对试挖槽的泥沙回淤特征进行分析,获得了试挖槽回淤的速率变化及分布特征,明确了稳定边坡的坡比,区分出槽内浮泥层和淤泥层的厚度及其变化趋势.本文还分析了洪水和台风对挖槽回淤的不同影响,指出由枯转洪的首场洪水会明显增加淤积.另外,还对3种不同频率超声测深的对应数据进行了统计分析,发现多波束与低频测深仪所测数据之间存在0.30 m的水深差值,与现场实测的浮泥厚度基本吻合.     

长江口深水航道(一、二期工程)回淤变化

利用长江口深水航道回淤资料,研究了北槽航道回淤的时空变化特征及其对流域来水来沙、河槽地形的关系.长江口深水航道治理一、二期工程实施后,北槽航道年淤积强度明显下降,工程治理效果得以显现.从空间上看,一、二期工程航道回淤的峰值位置和重心位置经历了下移和上提的过程.从时间上看,一、二期工程后北槽航道回淤年内呈现洪季多淤、枯季少淤;洪季淤积位置下移,枯季淤积位置上提的变化特点,季节性上、下移动约7～11km.深水航道淤积的泥沙来源有多种,仅流域悬沙输沙量减小并不能明显降低深水航道的回淤量.     

用γ—射线回淤仪定点观测镇江港港池淤积变化过程

本文简要叙述了γ-透射法回淤仪的结构,测量原理,室内外试验情况,并概括地介绍用γ-回淤仪在镇江港港池进行定点回淤观测中所取得的资料和港池淤积与含沙量、潮位、流速的初步关系.本次测量仪器测淤厚度为45cm,测量精度为0.32mm.试验结果表明,该项测试技术是研究港口、航道泥沙淤积规律的一种有效的测量手段.     

强潮河口拦门沙航道回淤及治理措施

针对瓯江口边界地形复杂、岛屿众多、口门以上河段存在高含沙量浑浊带以及底沙级配分布宽的特点，分析了强潮河口拦门沙演变规律及成因，应用波浪与潮流共同作用下的二维泥沙数学模型，研究拦门沙航道开挖后的回淤及治理措施。数学模型中引进前期含沙量的概念，得到了潮流挟沙能力公式，给出了波浪作用下浮泥引起航槽回淤的模拟方法。在瓯江口潮流与含沙量验证基础上，进行了拦门沙航槽开挖后悬沙、底沙与浮泥引起航槽回淤的验证计算，计算的淤积厚度及沿航线分布趋势与实测值比较接近。在此基础上，研究了瓯江口拦门沙航道治理原则、措施及工程对水动力泥沙环境的影响。     

淤泥质海岸挖槽回淤预测的沉积动力学途径：以杭州湾试挖槽为例

在淤泥质河口、海岸地区，港池和航道开挖后，挖槽内外经历着冲淤交替过程，在挖槽中由于水流作用的弱化，使得槽内淤积增加而冲刷减少，并随槽内深度增加而产生净淤积（即回淤）。挖槽回淤的沉积动力学途径，是建立在对冲淤机理分析和冲淤过程的合理概化基础上，可以构造半经验的回淤预报公式，也可为冲淤数学模型提供合理的结构和参数，关键是采用水动力强度指标，即水流及波浪引起的底部切应力τ（或摩阻流速Ｕ）来界定冲淤发生的条件和衡量冲淤发生的规模；此外还必需分析和表达挖槽工程区域水体含沙量的时空分布；工程区沉积物的平面及柱状分布及其物理力学指标、沉速、淤积切力、冲刷切力、固结过程、流变参数等的实验测定。本文以杭州湾试挖槽工程为实例，通过沉积动力学各项参数的取得，进行东槽、西槽两个试挖槽回淤预报的数值计算，取得了与实际观测相一致的结果，从而论证了挖槽回淤预报过程中进行沉积动力学途径研究的重要性和必要性。     

河道疏浚回淤过程数值模拟

以平面二维水流泥沙数学模型为基础，对河道挖槽疏浚回淤过程的一般规律进行了模拟。模型考虑了河道的横向展宽，先模拟出一条概化的稳定平衡河槽，再模拟开挖后的回淤过程，因而挖槽回淤模拟排除了挖槽外的其它因素影响。对于本文中的概化河道，得出了开挖后的回淤量与淤积分布规律。挖槽河段在很长一段时间内保持比原平衡河道较窄深的断面形态，说明挖槽疏浚对河道输沙和洪水灾害防治是有利的。     

河道疏浚回淤过程数值模拟

以平面二维水流泥沙数学模型为基础，对河道挖槽疏浚加淤的一般规律进行了模拟。模型考虑了河道的横向展宽，先模拟出一条概化的稳定平衡河槽，再模拟开挖后的回淤过程，因而挖槽回淤模拟排除了挖槽外的其它因素影响。对于本文中的概化河道，得出了开挖后的回淤量与淤积分布规律。挖槽河在很长一段时间内保持比原平衡河道较窄深的断面形态，说明挖槽疏浚对河道输沙和洪水灾害防治是有利的。     

河口高浑浊带航道回淤影响因子分析方法研究

针对河口高浑浊带区域的航道回淤影响因子分析问题,研究提出了一套合理的分析方法。采用了理论模型计算、实测资料分析和相关性分析等技术手段,以长江口深水航道为例,计算比较了冲刷动力、淤积动力以及满足淤积条件的近底层含沙量等因子对航道回淤量的影响,并提出了满足淤积条件的小流速时近底层高含沙量是直接影响长江口高浑浊带区域航道回淤量的主要因子。这一结论通过洪枯季对应数据的差异比较得到了验证,也表明了所提分析方法的合理性。     

珠江口伶仃洋深水航道开发方案的回淤研究

根据伶仃洋的潮流、含沙量及水下地形的变化特点，对黄埔出海航道在伶仃洋的选线方案作了分析计算。选用泥沙回淤计算公式预报了各航道开挖后的回淤量。用伶仃西航道和蛇口五湾航道开挖后的实测结果进行淤积验证，计算值与实测值符合较好。伶仃东航道泥沙的回淤量少于伶仃西航道；铜鼓东航道也少于铜鼓西航道。无论开发伶仃东航道或是在伶仃西航道原来的基础上加深，均为可行。     

长江口北槽深水航道回淤泥沙来源分析

针对长江口北槽深水航道工程后,航道泥沙年回淤量逐年增加且分布集中在北槽中段的现象,系统分析了北槽回淤泥沙的主要来源,指出在河流来沙锐减情况下,流域来沙的直接落淤已经不再是航道泥沙回淤的主要来源;北槽内部滩槽泥沙交换及北槽与两侧浅滩(横沙浅滩与九段沙)的水沙交换对北槽泥沙回淤的贡献明显;南槽口门附近泥质区对航槽回淤影响的权重将增加,需要予以重视。今后应加强对水下三角洲前缘冲淤、浅滩的风浪掀沙以及丁坝坝田落淤泥沙的再悬浮和输移过程的系统观测和研究。     

外海大回淤沉管隧道沉降影响因素敏感性分析

深海沉管隧道的地基沉降受到多种因素影响,地基沉降过大会直接影响沉管隧道的安全,因此对影响地基沉降的各类施工偏差进行敏感性分析是十分有必要的。以港珠澳沉管隧道地基为研究对象,采用离心模型试验和有限元软件模拟的方法,揭示了天然地基回填再压缩量变化及地基刚度变化的特点,确定了影响港珠澳沉管隧道天然地基纵向沉降的单因素敏感性大小。结果表明：对沉管隧道沉降影响最大的施工偏差因素为基槽超挖与欠挖偏差,影响最小的因素为基槽单边宽度偏差;有基槽超挖与欠挖偏差存在时,组合工况对地基刚度的影响程度达到近50%,且当基槽超挖与欠挖偏差达到极限值时,该因素无论与其他何种敏感因素组合,对沉管隧道沉降特性的影响程度至少为20%;通过对敏感性因素的合理组合,发现纵向区段内最不利工况的分布形式是断面两侧取恒定极值,即非线性变化分布。研究成果可为其他类似工程提供借鉴和参考。     

南水北调西线一期工程引水隧洞冲淤机理研究

研究了南水北调西线一期工程隧洞运行后的淤积机理及其影响,结果表明,由于水体泥沙以悬移质超细泥沙为主、水土泥沙含量小及隧洞温度等对隧洞影响很大,会加速隧洞的淤积,只有当水的流速达到泥沙启动速度时,泥沙会启动而被水流带走,引水隧洞不会淤积。研究结果对引水隧洞工程实践具有很好的参考价值。     

边坡软式透水管在不同淤塞度下的排水效应数值模拟

通过结合实际室内边坡试验成果,借助ＰＬＡＸＩＳ３Ｄ有限元软件建立边坡三维渗流模型,对软式透水管在不同淤塞程度的工况下的排水效应及其对边坡渗流场的影响展开研究。研究结果表明:边坡位移量从坡体内部逐渐向坡面发展演化,在透水管上方的坡面处位移变形量最大;渗流量随着软式透水管累积透水面积的增长而逐渐增加,透水管出水口处的流量最大,随透水管淤塞程度的增加,透水管的导水能力逐渐降低,即边坡坡体与透水管的总渗流量逐渐减少;透水管在较小程度的淤塞情况下仍可发挥部分排水功能,边坡渗流场的地下水位与孔隙水压力值有效降低,不会使坡体产生较大变形量。     

港珠澳大桥隧道人工岛暗埋段基坑防渗方案研究

拟建的港珠澳大桥,为实现桥隧平顺过渡,设置了东、西两座海中隧道人工岛.人工岛地基土上部为深厚淤泥及粉质黏土夹砂层,下部为承压水中砂层,基坑最大开挖深度达15.5 m.为达到基坑干地安全施工目的,综合考虑人工岛支护结构、地基处理方案等因素,对西人工岛暗埋段基坑防渗降水的保留粉质黏土防渗层方案和设置升浆混凝土封底方案进行了...     

Numerical calculation of hydrodynamic characteristics of tidal currents for submarine excavation engineering in coastal area

In coastal areas with complicated flow movement, deposition and scour readily occur in submarine excavation projects. In this study, a smallscale model, with a high resolution in the vertical direction, was used to simulate the tidal current around a submarine excavation project. The finite volume method was used to solve Navier-Stokes equations and the Reynolds stress transport equation, and the entire process of the tidal current was simulated with unstructured meshes, generated in the irregular shape area, and structured meshes, generated in other water areas.The meshes near the bottom and free surface were densified with a minimum layer thickness of 0.05 m. The volume of fluid method was used to track the free surface, the volume fraction of cells on the upstream boundary was obtained from the volume fraction of adjacent cells, and that on the downstream boundary was determined by the water level process. The numerical results agree with the observed data, and some conclusions can be drawn: after the foundation trench excavation, the flow velocity decreases quite a bit through the foundation trench, with reverse flow occurring on the lee slope in the foundation trench; the swirling flow impedes inflow, leading to the occurrence of dammed water above the foundation trench; the turbulent motion is stronger during ebbing than in other tidal stages, the range with the maximum value of turbulent viscosity, occurring on the south side of the foundation trench at maximum ebbing, is greater than those in other tidal stages in a tidal cycle, and the maximum value of Reynolds shear stress occurs on the south side of the foundation trench at maximum ebbing in a tidal cycle. The numerical calculation method shows a strong performance in simulation of the hydrodynamic characteristics of tidal currents in the foundation trench, providing a basis for submarine engineering construction in coastal areas.     

后方土体淤积下高桩码头桩基变形规律分析

针对高桩码头结构受后方岸坡不断淤积影响下的变形破坏问题,采用有限差分法分别建立高桩码头与岸坡土体耦合的整体结构段模型和单排架模型,研究了码头桩基随土体淤积进程的位移变化规律。结果表明：码头结构整体以竖向位移为主,并向后方岸侧倾斜,桩基顶部水平位移明显小于桩身下部水平位移,由于桩身弯曲,桩顶处受力最为不利;单排架模型与整体结构段模型中间排架各桩基的位移计算结果更为接近,最大偏差为5.46%,且采用单排架模型可显著提高计算效率,但不能反映出不同位置排架的变形差异。     

松散回填层及深厚淤泥地基联合灌浆加固技术研究

江苏某风电场升压站电缆沟地基为厚约３ｍ的土夹石回填层和１５ｍ的淤泥层,因施工时回填层未分层碾压,淤泥层也未作处理,工程运行后出现了明显下沉,局部下沉量超过了３０ｃｍ,严重影响到电缆及设备的正常运行,亟需进行加固处理。针对该电缆沟回填层孔隙大、淤泥层深厚、地下管线复杂、施工空间受限、工期短,以及减沉加固效果要求高等工程特点,研究采用了“水泥膏浆＋稳定性浆液”、 “压力－流量双限控制”、“深－浅孔布孔”相结合的联合灌浆加固处理方法,以工后沉降为控制目标,对孔排距、灌浆压力和灌浆量进行了设计,对水泥膏浆和稳定性浆液进行了现场配比试验和灌浆施工,并对加固处理效果进行了分析评价。工后沉降监测表明,联合灌浆对于松散回填层及深厚淤泥地基加固处理效果较好,可为类似工程提供参考。     

中小洪水引洪淤滩技术试验研究

黄河下游滩区引洪淤滩改土，是滩区治理的重要内容之一。自从滩区立项治理以来，针对中低滩区开展了引洪淤临，淤滩改土和村塘放淤的试验研究工作。本文根据试验和部分滩区引洪放淤经验，提出了在黄河下游利用中小洪水有控制地进行各类引洪放淤规划设计原则和技术措施，以及加快滩区引洪放淤技术的建议。     

自排沙廊道排沙技术及其应用

介绍了为解决东雷抽黄灌区排沙存在难题而研制的自排沙廊道排沙技术，包括自排沙廊道的主要设施、设计原则、设计程序、结构要求、工作过程等。通过2004—2006年冬、春、夏8个灌季，在东雷抽黄总干渠上段运用测试，验证了自排沙廊道具有以下特点：可小落差、“间歇”排沙；适应水流、泥沙、地形条件变化范围大；不消耗主体工程的水头能量；对主体水流的水深、流量、流速、流向等没有特殊要求；排沙、节水效果显著等。可广泛应用于各类渠道、河道、沉沙池、水库及其电站、引航道等工程的排沙。