天津海河沉管隧道工程水中管段对接的检测研究

管段的水中对接是沉管隧道施工的重要环节,对其进行实时检测显得尤为重要。通过应用水面GPS技术、水下声纳技术、潜水员水下探摸、水下电视摄像及其综合分析,对天津海河沉管隧道工程的管段在沉放对接前、对接后及锁定回填后的施工状况进行了质量检测,及时展示了工程施工现况并做出相应施工效果评价。     

上海外环隧道沉管管段制作混凝土裂缝的控制

上海外环隧道工程采用沉管法施工，江中沉管段分为7节管段，管段为现浇钢筋混凝土结构。本文叙述了管段制作中，防止大体积混凝土裂缝的主要控制措施，经施工实践证明是成功的。     

沉管隧道振动台模型地震反应试验研究

为研究沉管隧道在饱和砂土场地中的地震反应规律,以某超长沉管隧道为研究对象,设计了装配式柔性橡胶接头,开展了饱和砂土中的多段式沉管隧道振动台模型试验。沉管隧道模型由3节微粒混凝土管段和两节装配式柔性橡胶接头构成。试验通过孔隙水压力计、加速度计和应变片监测了地基的孔压、结构及其周围土层加速度和结构应变。试验结果表明:中小震时地基土并未液化,大震时模型表层地基土发生液化。地基土液化后,低频地震波对结构影响更大。结构与周围土体的加速度及其傅里叶谱形状吻合较好,结构加速度小于土体加速度,沉管隧道结构的地震反应受地基土的影响较大。靠近接头监测点的加速度反应更大,管段之间出现相对运动,接头是沉管隧道抗震设计的关键部位,模型结构的中墙、侧墙与结构顶板节点为此类型隧道的不利位置。试验研究成果为隧道抗震研究提供参考。     

浮运沉放式倒虹吸结构受力分析

采用有限元计算软件对大冲倒虹吸结构进行了受力分析,得到了运行过程中倒虹吸管上的应力、变形分布规律,分析结果表明,大冲倒虹吸结构合理,满足设计要求。     

国内首条高震区河底隧道沉管“航母”成功“起浮”

日前,在滨海新区海河畔,国内首条高震区沉管法施工河底隧道——天津海河隧道三节重达9万吨的沉管如三艘"航母",整齐地漂浮在体积近40万立方米如"大泳池"干坞水面上,顺利完成"起浮"。     

沉管隧道管节沉放测量

在我国采用沉管法建造水下隧道是工程测量领域相对较新的技术,以港珠澳大桥岛隧工程为实例介绍了沉管隧道管节沉放测量的过程、方法及关键技术。研究结果对于制定沉管隧道工程测量技术方案和实施沉管隧道工程测量有一定的参考价值。     

某沉管工程水下基槽开挖施工方案比选探讨

某沉管隧道基槽设计断面复杂、工期紧、验评标准高,微风化岩质上开挖施工难度大。根据沉管工程规模、基槽地质特点及周边环境,进行优缺点分析和主要指标比较,提出可行的水下基槽施工方法及应用注意事项,可为同类工程提供借鉴。     

高水差条件下内河沉管隧道健康监测系统研究

以建设中的国内最大内河沉管隧道——南昌红谷隧道为工程依托,针对其高水差、长大管节、地层条件复杂、隧道纵坡变化大等特点,设计了针对该沉管隧道的结构健康监测方案,并构建了一套健康监测评估系统。重点论述了管段接头张开和错位、管段不均匀沉降、剪切键受力的监测方法以及健康评估指标体系的构建过程。该监测系统可实现对隧道多项位移、内力等健康指标数据的实时全自动测取与传输,并可自动进行隧道健康状态评估,给出预警、报警、管理、养护建议。     

沉管隧道接头竖向钢剪力键剪切荷载分配分析

为研究沉管隧道接头各组剪力键在竖向剪切过程中的剪力分配及随外荷载的变化规律,展开了沉管隧道管节接头的竖向剪切试验。试验根据之前沉管隧道试验经验、场地条件、加载能力以及测量手段,设计试验沉管管节接头模型,其中包括管节尺寸及配筋、竖向剪力键构造及GINA橡胶止水带等等。针对此试验的加载情况,自主研发了一种多维多向自平衡式加载反力装置。该装置不受场地限制,可多方向进行加载,也不需要地锚、剪力墙等限位装置便可自平衡。试验时首先在管节轴向施加正常运营时的最低轴压荷载,然后在接头位置垂直管节轴向逐级施加竖向剪切荷载,以测试每级竖向荷载下接头竖向相对位移、钢剪力键齿应变。试验结果表明:管节接头各组剪力键竖向位移不相同,右侧竖向位移大于左侧;同组剪力键相对键齿上的剪切应力分布不对称,键齿间接触面发生了6 mm水平向偏移。各组剪力键分担的剪切荷载与其钢键齿和齿间橡胶支座的刚度有关,并非设计时预想的平均分配。     

深海沉管隧道基础水下沉降监测技术

为消除管节间差异沉降,港珠澳大桥岛—隧过渡段沉管基础采用挤密砂桩+堆载预压的地基处理方式。详细介绍了采用液体压差式沉降仪监测沉管隧道基础沉降的应用技术,并获得了较好的复合地基沉降数据。采用多种技术手段保证仪器埋设成功率,包括作业时机选择、导线接头及导线保护等。对试验结果进行分析,结果表明该技术运行稳定性高、数据误码率低、不易受风浪及施工干扰,可实现对沉管基础的连续稳定无线监测。     

沉管隧道周围砂质海床波致液化进程研究

考虑土骨架－孔隙流体两相介质动力耦合效应,采用由Ｍａｓｉｎｇ法则构造的Ｄａｖｉｄｅｎｋｏｖ本构模型描述土骨架的非线性滞回特性;在ＦＬＡＣ３Ｄ中将Ｂｙｒｎｅ提出的循环荷载作用下土体塑性体积应变增量公式引入到Ｂｉｏｔ动力固结方程中用以描述海床累积孔压的增长和液化进程。建立可液化海床－沉管非线性动力相互作用二维分析模型,分析结果表明:土的非线性对波浪作用下沉管－海床系统的动力响应有重要影响。沉管周围海床的渐进液化特征不同于远场,远场海床液化仅沿深度发展,呈一维特征。近场海床的液化首先发生在沉管的顶部和底部,随后液化区域沿沉管周边发展,呈明显的二维特征;埋置于海床中的沉管结构改变了海床内的初始应力状态,波浪作用下沉管和海床之间的相互作用导致近场海床产生复杂的应力路径。因此沉管周围海床的循环剪应力比Ｃｃｓｓｒ明显大于远场海床,较好地解释了沉管周围海床不同于远场的渐进液化特征。     

内河交汇处沉管隧道基槽回淤厚度研究

基槽回淤对沉管隧道平顺度影响较大,对其防水性能产生威胁。为研究两河交汇处沉管隧道基槽的回淤特性,依托如意坊沉管隧道,构建数值计算模型,对比实际监测值以验证模型的适用性,进而揭示内河交汇处沉管隧道基槽回淤规律。研究结果表明:模型中河流流速与实际监测数据误差较小,验证了模型的适用性;内河交汇处基槽淤积厚度整体呈中间大两端小、上游大下游小的规律;回淤分布受空间影响较大,基槽底脚淤积显著,且坡顶淤积厚度显著小于坡底;回淤量随时间的延长其敏感性逐渐下降;基槽开挖后,回淤均值为10 cm,将影响沉管隧道的施作,现场须采取清淤措施进行处置。研究成果为两河交汇处沉管隧道基槽回淤分析与治理提供了指导。     

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。