港珠澳大桥岛隧工程建造技术

港珠澳大桥是世界最长的跨海大桥,主通航孔临近中国香港机场,为了不影响中国香港机场,采用了6.7km沉管隧道方案,在隧道两端各修建了一个人工岛实现桥隧转换,港珠澳大桥沉管隧道是我国第一次建设的大型跨海沉管隧道.岛隧工程是港珠澳大桥的控制性工程,工程位于开散海域,水文气象地质条件复杂;珠江口是世界最繁忙的通航海域之一,安全风险很大.同时,工程需要穿越中华白海豚核心保护区,在生态环境保护方面具有很大挑战性,对港珠澳大桥采用设计施工总承包模式进行建设,并研发了快速筑岛和跨海沉管隧道成套技术.结果表明,在岛隧工程7a的大规模海上工程建设中,实现了安全零伤亡,珠江口白海豚保护区的生物种群和生态环境得到了良好的保护.

桥岛隧跨海集群工程健康监测系统设计

深中通道工程是大型桥岛隧集群工程,投资规模、经济价值及社会价值巨大。为保障其长期稳定运行、实时掌控结构的安全使用状态和损伤发展趋势、对全寿命期辅助深中通道的数字化和信息化管养和维护,结合深中通道所处的运营环境和自身的结构特性,利用扁平化和数据化设计理念,融合人工检测和智能监测多种评价方法,采用C/S和B/S相结合的数据库处理系统设计了一套桥岛隧跨海集群工程健康监测系统。通过对系数数据分析,该系统可长期、有效地跟踪桥岛隧跨海集群工程全生命周期状态,评估工程结构的健康状况并推演其性能发展趋势。

港珠澳大桥东人工岛岛隧结合部沉管安放区导流堤掩护效果水动力精细模拟

港珠澳大桥东人工岛所在海域受水下地形和近岸边界影响呈“涨潮NE向、落潮SW向”的往复流特点,东人工岛岛隧结合部沉管基槽水域在岛头挑流作用下涨潮流呈N向流动。根据岛隧结合部区域的水流运动特征,制订了基槽掩护区南北两侧“非对称”型的双导流堤掩护措施。建立基槽局部水域的三维水流数学模型,模拟岛隧结合部水流运动的三维特征,对导流堤实施后的掩护效果进行水动力仿真模拟。研究结果表明:基槽掩护区内流速大幅减弱,E33管节基槽的人工整平段最大流速在0.5m/s以内,整平船施工段最大流速不超过0.8m/s,E33管节各区流速均能满足沉管安装的水流条件。为安全起见,E33管节沉放安装时机适合选在潮流动力较弱的小潮期。

海域岛隧结合区水流结构和沉管沉放过程水流力试验研究

港珠澳跨海通道由东、西人工岛实现桥隧过渡,海中隧道采用沉管法,沉管段总长5664 m,从西人工岛开始布置E1—E33管节,标准管节长180 m,宽37.95 m,高11.4 m,重约8万t。岛隧结合区受到人工岛挑流和基槽开挖水深突变的影响,水流结构复杂,沉管沉放时也会引起水流变化。沉管安全沉放和精准对接安装需掌握受到的水流力大小。利用宽水槽几何比尺为100的正态模型,开展岛隧结合区水流分布和沉管沉放过程水流力试验研究。结果表明:岛头无掩护措施时,岛壁挑流影响到E1管节中部附近,表、底层流速大于中层;E1管节沉放过程中纵向水流力最大可达4601 kN,E2管节纵向水流力平均5149 kN;掩护E1管节后,E1管节处流速大幅减小,E2管节中部受掩护体挑流影响最大,流速最大增加40%,中层流速大于表、底层;E2管节纵向水流力平均5240 kN。当沉管完全入水后,基槽内流速较小,沉放过程中受到的水流力逐渐减小。岛隧结合区水流垂线分布并不是指数分布,受到岛头壁挑流的影响沿管节长度方向流速分布也不均匀,管段浮运水流力公式并不适用计算沉管沉放过程受到水流力的大小。

离岸人工岛岛隧结合部沉管隧道基础沉降控制研究

为防止深中通道岛隧结合部暗埋段、E1管节、E2管节差异沉降过大,进而导致管节接头剪力键剪力及管节内力过大,通过对岛隧结合部沉管基础采取预加固措施,研究不同段落地基与基础参数,分析计算出E1管节预抬量合理值。通过室内试验及现场试验获取关键参数并开展大型三维有限元分析,研究管节应力及沉降特性。根据室内试验确定考虑预压30k Pa的1.0m厚碎石垫层变形模量取值为:0~30k Pa段为25.4MPa,30~110k Pa段为8.9MPa。根据现场试验确定块石垫层变形模量取值为50MPa。依据上述参数开展有限元分析,最终确定岛隧结合部沉管基础加固措施及管节的预抬量值为70mm。

重大工程团队动态创新能力演化动力模型研究——以港珠澳大桥岛隧项目为例

重大工程是我国强国战略的根基所在,其关键核心技术攻关的重点在于形成和发展项目团队的动态创新能力。基于港珠澳大桥岛隧工程项目的单案例研究,通过扎根理论研究方法提炼出重大工程团队动态创新能力演化动力要素,对行动学习、自组织和适应性领导力影响机制进行了梳理,构建重大工程团队动态创新能力演化动力模型。在研究过程中发现行动学习、自组织和适应性领导力从驱动力、创造力、影响力等方面揭示了重大工程团队动态创新能力演化动力的关键影响因素,进一步丰富和深化了动态创新能力的理论研究,也为重大工程团队进行动态创新实践提供理论参考。

港珠澳大桥岛隧工程建设的科技创新和运营后应关注的若干问题

针对当年为何在港珠澳大桥东侧主航道海域选用海底巨型沉管隧道,而摒弃不用桥梁或盾构隧道方案进行了阐释。总结了港珠澳大桥岛隧工程建设中几项位居国内外领先水平的创新科技,包括构筑人工岛时采用自稳式的巨型钢质圆筒作为施作基坑围护结构,大面积、超深度"挤密砂桩复合地基"加固处理技术,采用"半刚性管段接头","三明治"式钢-钢筋混凝土组合结构倒梯型最终接头,钢筋混凝土沉管结构的控裂和防腐耐久性设计,中国智慧、中国速度的建造技术,等等不一而足。指出了大桥沉管隧道在运营期间应关注的若干技术问题:1)大桥通车后,沉管隧道后续的工后沉降和差异沉降量是否会进一步发展?最终的收敛值又将有多大?如果超限,又应作何种管控对策? 2)如果发现有大/小管节/管段的接头张开,又该怎样应对处理?如何确保设计预期的沉管各节段间大小接头都要求做到"滴水不漏"?并提出了一些建议及管控对策:1)如果大接头工后沉降(尤其是差异沉降)超限,建议采用深水下的"微扰动注浆"进行后处理; 2)如果接头在底板处有因正弯矩值过大而张开的不测情况,认为只需截断管段顶板内的部分预应力筋,而使截面正弯矩值降低,即可将接头处已张开的底板接缝重新闭合,达到整治的效果。

港珠澳大桥岛隧工程精细化地质勘察管理

由于港珠澳大桥岛隧工程设计的精益求精要求,该项目地质勘察严格采用国际标准实施精细化地质勘察,以真实客观准确地反映项目所在区域的岩土物理力学特性。借鉴港珠澳大桥岛隧工程精细化地质勘察成功经验探讨如何进行高素质管理人员全员管理、全过程控制管理及全方位协调保障的精细化地质勘察管理,以满足高标准项目的进度及质量要求,为类似项目提供参考。

港珠澳大桥岛隧工程精细化勘察组织与实施

港珠澳大桥岛隧工程,勘察过程中建立组织机构使设计与勘察紧密结合,国内设计单位会同国外有经验设计咨询公司对勘察进行管理,确保勘察工作满足设计需求;勘察过程全面执行国际标准,采用具有国际先进水平大型勘察设备(如海上液压升降钻探平台、具有波浪补偿功能的钻探设备及海床式CPTU设备),按国际标准进行勘察作业及试验,尽量减少对原状样的扰动;结合设计所需参数按照国际标准开展有针对性试验,对勘察结果采用三维地质模型进行数据处理;勘察成果优于常规勘察并已在岛隧工程实施中得到检验。总结本次勘察的组织与实施经验,希望为今后国内大型项目的地质勘察提供参考,有助于推动我国精细化地质勘察的推广。

港珠澳大桥岛隧工程精细化勘察组织与实施

港珠澳大桥岛隧工程,勘察过程中建立组织机构使设计与勘察紧密结合,国内设计单位会同国外有经验设计咨询公司对勘察进行管理,确保勘察工作满足设计需求;勘察过程全面执行国际标准,采用具有国际先进水平大型勘察设备(如海上液压升降钻探平台、具有波浪补偿功能的钻探设备及海床式CPTU设备),按国际标准进行勘察作业及试验,尽量减少对原状样的扰动;结合设计所需参数按照国际标准开展有针对性试验,对勘察结果采用三维地质模型进行数据处理;勘察成果优于常规勘察并已在岛隧工程实施中得到检验。总结本次勘察的组织与实施经验,希望为今后国内大型项目的地质勘察提供参考,有助于推动我国精细化地质勘察的推广。

智能化工程管理技术改变工程项目管理精度——港珠澳大桥岛隧工程智能化管理技术应用与启示

基于港珠澳大桥岛隧工程管理实践,结合系统工程理论探析了岛隧工程在特殊的自然环境、作业条件及特有的管理要求下,运用现代信息技术,建立由智能化工程环境、过程、现场管理技术组成的岛隧工程智能化管理技术体系,使得管理视域更宽、管理末节更细、管理层次更深、管理效能更高,实现更高精度的工程项目管理。为大型复杂巨系统工程的高质量建设提供支撑。

重大工程团队创造力的协同影响机理研究——以港珠澳大桥岛隧工程项目为例

以港珠澳大桥岛隧工程项目为例,论证了创新领导者风格、组织支持氛围和公共服务动机对团队创造力的协同影响机理,为提升重大工程团队创造力提供实证方法和理论参考。

港珠澳大桥岛隧工程施工海域潮汐调和分析与预报

对港珠澳大桥岛隧工程施工海域2013年的潮汐观测资料进行调和分析,发现该海域潮汐特征为不正规半日潮,以M2分潮为主,其次为K1、O1、S2和P1等分潮;利用调和常数做预报时,分潮个数的选择会在一定程度上影响预报精度。结果表明:分潮由5个增加至25个可以明显改进预报效果,再增加几乎没有改进。选用25个分潮建立调和预报模型预报2014—2016年的潮位,同时对2012年的潮位做了回报,并与实测潮位进行对比。检验结果表明预报潮位与实测潮位趋势一致,大小基本吻合,3a平均的均方根误差为0.16m,可以作为施工潮位窗口的选择依据。对调和预报误差的进一步分析表明,误差主要来源于径流和风的影响,台风带来的风暴增水可以达到1.33m。

港珠澳大桥岛隧工程GPS控制点稳定性研究

在工程建筑物的变形监测中,基准点的稳定性极为重要。本文针对港珠澳大桥岛隧工程建设期的实际情况,根据多期复测数据,利用三倍中误差法对其岛隧工程GPS控制点的稳定性以及位移趋势进行分析判断,据此为实际施工及测量监控提供技术保障。

论本质管理思想——基于港珠澳大桥岛隧工程管理实践

新时代促使工程师思考工程建设行业当下的困境和未来的发展趋势,立足实践高屋建瓴地创新管理思想。本文基于港珠澳大桥岛隧工程实践,提出"本质管理"理论构念,从实践和词源两个角度诠释"本质管理"的定义,提出本质管理的三个要素和四个内涵,构建了"本质管理"的思维模型,并以港珠澳大桥岛隧工程为例阐述本质管理的过程及方法体系。本质管理是新时代中国工程管理实践的产物,它以中国管理哲学为本,融合古今中外的先进管理思想,重视"人"的主体地位,强调以辩证和积极的观点看待问题,并充分发挥人的主观能动性和创造力,是一种应对严峻工程挑战的、面向工程实践的、具有创新意义的工程管理方法论,其方法体系具有前瞻性和动态适应性。本质管理体现了"本立道生"的朴素哲学思想,对我国大规模工程建设和工程管理具有十分重要的意义和价值。

港珠澳大桥岛隧工程隧道基础沉降计算及参数选取

港珠澳大桥岛隧工程隧道基础采用了多种基础形式,包括PHC刚性桩复合地基、高压旋喷半刚性桩复合地基、挤密砂桩柔性桩复合地基及天然地基基础。结合《建筑地基基础设计规范》、《建筑地基处理技术规范》以及《Technicalstandards and commentaries for port and harbor facilities in Japan》对上述复合地基及天然地基的沉降计算方法和参数选取进行分析,比较得出挤密砂桩复合地基沉降计算应符合《Technical standards and commentaries for port and harbor facilities inJapan》,PHC刚性桩复合地基沉降计算应符合GB50007—2012《建筑地基基础设计规范》,高喷桩复合地基沉降计算宜符合《建筑地基处理技术规范》水泥土搅拌桩的规定,天然地基沉降应考虑应力历史的e-lgp沉降计算方法以及次固结沉降计算应选取与实际应力相符试验条件下的次固结系数。概述岛隧工程隧道不同基础加固形式的沉降计算方法及沉降计算参数选取原则,为类似工程沉降计算提供参考。

港珠澳大桥岛隧工程大圆筒结构边坡稳定分析

港珠澳大桥岛隧工程人工岛工程采用带副格的插入式大圆筒作为岸壁围护结构,同时外侧辅以抛石斜坡堤进行防护。针对岸壁结构整体稳定,进行了从施工期到使用期的全寿命分析。对于施工期,结合施工工序确定对结构稳定最不利的四种工况;对于使用期,考虑了大圆筒腐蚀对结构稳定的影响,并分别采用港口工程地基计算系统和Geo Studio-Slope/W两种软件进行对比计算。经稳定性验算,岸壁结构的圆弧滑动稳定性符合相关规范要求且有较大富余,满足了使用要求,同时也为类似工程提供借鉴。

港珠澳大桥岛隧工程施工中的中华白海豚保护措施

中华白海豚是国家一级重点保护的野生动物,我国80%的白海豚生活在珠江口水域。港珠澳大桥岛隧工程处于中华白海豚保护区核心区和缓冲区,白海豚保护任务十分艰巨。为此,认真分析工程施工对中华白海豚的影响,从加强组织管理,设计方案优化,施工措施优化等多方面来减少对白海豚的干扰,确保白海豚在保护区内正常生活、繁衍。

港珠澳大桥岛隧工程龙鼓西水道临时航路航标设计

海上工程跨越航道,施工时需要占用航道。为了尽量减少施工对船舶通航的影响,需要设置临时航道,但是目前尚无针对临时航道的设计规范。针对临时航道的设计船型、宽度、选线、底高程、助航标志、施工区警示标志等问题进行探讨。港珠澳大桥岛隧工程龙鼓西水道临时航路经历4次转换,通过专题论证和专家研讨确定不同施工阶段的临时水道关键技术参数和航标布置方案,在实际应用中证明是可行的。表明不能完全按正常航道的通航要求来设计临时航道,需要与施工计划、船舶调度、现场管理相结合。

港珠澳大桥岛隧工程沉管安装期激流观测与特征分析

在沉管安装船南北两侧分别布置了海流观测设备,通过数据实时传输,获取沉管南北两侧垂直方向上每米和每分钟的海流变化。E31管节沉放对接期间,在沉管周围观测到了明显大于正常流速的激流,这种激流具有突发性、瞬时性、随机性特征。激流的这种随机性使E31管节产生了异常晃动,给沉管施工带来一定风险。对外海深槽沉管沉放对接期间激流的观测和分析有助于获取外海深槽沉管期间激流特征,给外海深槽沉管施工提供有益的参考。