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沉管施工
苏州沉管施工项目公司沉管隧道技术发展现状与分析
江苏顺龙水下工程有限公司

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沉管隧道技术现状分析

沉管隧道主要分为钢结构和混凝土结构沉管隧道,其中混凝土沉管隧道纵向结构可分为整体式和节段式两种基本形式。节段式沉管隧道管节的长度一般为100m200m之间,一个管节由若干个节段组成,每个节段长度约2030m,节段与节段之间断开,通过柔性止水带相连,这种型式在欧洲采用广泛;整体式沉管隧道管节的长度一般在80m120m,一个管节以若干施工缝划分并分批浇筑,后形成混凝土结构整体,相邻施工缝之间的长度约2030m,这种型式在亚洲采用较多。

沉管隧道工法从上个世纪末开始逐步在国内应用,近10年得到较快发展,其中主要以整体式混凝土沉管为主,国内仓头沉管隧道、官洲沉管隧道、南昌红谷沉管隧道均采用了整体式混凝土结构形式,而港珠澳大桥沉管隧道是国内首先个采用节段式混凝土沉管隧道的项目。

基础处理

沉管隧道的基础处理主要是为了解决开挖引起的地基土软硬不均、流砂管涌、槽底不平整、基槽回淤等问题。目前,国内外常用的沉管隧道基础处理方法大致可分为先铺法、后填法和桩基法。其中我国普遍采用后填法中的流砂法灌砂,包括高雄跨港隧道、香港东区隧道、珠江隧道、上海市外环线隧道、仓头沉管隧道等,该方法的施工难点在于灌砂基础的充满度和密实度难以控制,致使管段后期有不同程度的下沉,有待进一步开展研究。

干坞设计

干坞是管段的临时预制场所,一般在陆地上开挖后形成,称为固定干坞,也有在半潜驳上行管段预制,称为移动干坞。我国大多沉管隧道都是采用的固定干坞,广州仑头生物岛隧道在建的广州金光东隧道由于附近无合适的干坞场地,采用移动干坞方案。我国沉管隧道技术发展与创新近年来,随着我国沉管隧道建设事业的快速发展,沉管隧道修建技术水平有了明的提高,特别是应用领域全部拓展,建设方法及手段也是“不拘形式、实效为主”。

隧道管节生产和安装的新型设备

围堰防渗稳定技术

工程师们通过建立充砂长管袋围堰稳定分析简化模型,提出围堰稳定计算公式,进行围堰内外部稳定分析,并建立围堰三维数值模型,分析多种工况下围堰受力及变形情况。从塑性混凝土防渗性能、充砂长管袋受力与变形以及充砂长管袋围堰稳定性3方面对红谷隧道围堰工程进行理论分析,并结合工程实际,指导膜袋材料选取、接缝缝纫、管袋沉放定位、塑性混凝土配合比设计、防渗墙施工等围堰关键技术,形成了由充砂长管袋+塑性混凝土

+钢筋混凝土墙组成的大型临时围堰施工技术。

1.管节浮运创新

中国工程师通过建立内河流域管节浮运过程风险节点分析体系,探索了管节在浮运过程中的水流阻力性能,深入研究了内河沉管法隧道管节浮运水文窗口选择,提出了管节浮运流速限值,发明了绑拖工装架,实现了“拖轮绑拖与吊拖相结合、岸上地锚与水中锚块相结合及设置工程船辅助”的管节浮运方式,解决了大流速条件下管节浮运姿态控制问题。

结语

虽然我国沉管隧道的应用与研究起步较晚,但是随着南昌红谷沉管隧道、港珠澳大桥沉管隧道等一系列沉管隧道工程的顺利建成通车,我国已掌握其中的关键技术并实现了创新发展,标志着我国沉管隧道建造技术已经步入 。相信在地下空间开发的新高潮中,我国会开展更大规模的沉管隧道建设,突破更多的核心技术,实现沉管隧道行业发展的目标。

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