江蘇順龍水下工程有限公司
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沉管隧道技術現狀分析
沉管隧道主要分為鋼結構和混凝土結構沉管隧道,其中混凝土沉管隧道縱向結構可分為整體式和節段式兩種基本形式。節段式沉管隧道管節的長度一般為100m~200m之間,一個管節由若干個節段組成,每個節段長度約20~30m,節段與節段之間斷開,通過柔性止水帶相連,這種型式在歐洲采用廣泛;整體式沉管隧道管節的長度一般在80m~120m,一個管節以若干施工縫劃分并分批澆筑,較后形成混凝土結構整體,相鄰施工縫之間的長度約20~30m,這種型式在亞洲采用較多。
沉管隧道工法從上個世紀末開始逐步在國內應用,近10年得到較快發展,其中主要以整體式混凝土沉管為主,國內倉頭沉管隧道、官洲沉管隧道、南昌紅谷沉管隧道均采用了整體式混凝土結構形式,而港珠澳大橋沉管隧道是國內首先個采用節段式混凝土沉管隧道的項目。
基礎處理
沉管隧道的基礎處理主要是為了解決開挖引起的地基土軟硬不均、流砂管涌、槽底不平整、基槽回淤等問題。目前,國內外常用的沉管隧道基礎處理方法大致可分為先鋪法、后填法和樁基法。其中我國普遍采用后填法中的流砂法灌砂,包括高雄跨港隧道、香港東區隧道、珠江隧道、上海市外環線隧道、倉頭沉管隧道等,該方法的施工難點在于灌砂基礎的充滿度和密實度難以控制,致使管段后期有不同程度的下沉,有待進一步開展研究。
干塢設計
干塢是管段的臨時預制場所,一般在陸地上開挖后形成,稱為固定干塢,也有在半潛駁上行管段預制,稱為移動干塢。我國大多沉管隧道都是采用的固定干塢,廣州侖頭生物島隧道在建的廣州金光東隧道由于附近無合適的干塢場地,采用移動干塢方案。我國沉管隧道技術發展與創新近年來,隨著我國沉管隧道建設事業的快速發展,沉管隧道修建技術水平有了明的提高,特別是應用領域全部拓展,建設方法及手段也是“不拘形式、實效為主”。
隧道管節生產和安裝的新型設備
圍堰防滲穩定技術
工程師們通過建立充砂長管袋圍堰穩定分析簡化模型,提出圍堰穩定計算公式,進行圍堰內外部穩定分析,并建立圍堰三維數值模型,分析多種工況下圍堰受力及變形情況。從塑性混凝土防滲性能、充砂長管袋受力與變形以及充砂長管袋圍堰穩定性3方面對紅谷隧道圍堰工程進行理論分析,并結合工程實際,指導膜袋材料選取、接縫縫紉、管袋沉放定位、塑性混凝土配合比設計、防滲墻施工等圍堰關鍵技術,形成了由充砂長管袋+塑性混凝土
墻+鋼筋混凝土墻組成的大型臨時圍堰施工技術。
1.管節浮運創新
中國工程師通過建立內河流域管節浮運過程風險節點分析體系,探索了管節在浮運過程中的水流阻力性能,深入研究了內河沉管法隧道管節浮運水文窗口選擇,提出了管節浮運流速限值,發明了綁拖工裝架,實現了“拖輪綁拖與吊拖相結合、岸上地錨與水中錨塊相結合及設置工程船輔助”的管節浮運方式,解決了大流速條件下管節浮運姿態控制問題。
結語
雖然我國沉管隧道的應用與研究起步較晚,但是隨著南昌紅谷沉管隧道、港珠澳大橋沉管隧道等一系列沉管隧道工程的順利建成通車,我國已掌握其中的關鍵技術并實現了創新發展,標志著我國沉管隧道建造技術已經步入 。相信在地下空間開發的新高潮中,我國會開展更大規模的沉管隧道建設,突破更多的核心技術,實現沉管隧道行業發展的目標。
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