沉管基槽开挖对周边桥梁位移影响及保护分析

沉管邻近既有桥梁施工时,沉管基槽开挖引起的应力释放可能会使周边既有桥梁的上、下部结构产生附加位移和附加内力,进而影响桥梁的受力和使用安全。因此,以深圳市前海湾隧道设计方案为背景,研究了沉管基槽开挖对既有桥梁的影响和不同保护措施的效果。正交试验结果表明,基槽开挖对既有桥梁桩顶位移影响的诸多因素中,淤泥层厚度影响最显著,其次为桩基与基槽坡顶净距,最后为桩基刚度。当基槽开挖引起的桩顶位移较大时,对既有桥梁周围土体加固、桥梁施加钢板桩隔离或改变开挖方式均可以减小桩顶位移。其中,土体加固对桩基的保护效果受加固范围影响较大,同时基槽开挖引起的桩顶位移基本与加固土的泊松比成正比,与加固土的弹性模量成反比;钢板桩自身施工对桩基影响较小,钢板桩嵌固地层条件对桩顶位移有很大影响,其次为钢板桩嵌固深度,钢板桩型号以及内支撑的层数对桩顶位移影响不大;改变开挖方式可实施性和可靠性较高,清淤深度以及横向清淤范围与桩顶水平位移近似呈指数关系,但纵向清淤高差的控制值会受到淤泥层厚度的影响。

河流挟沙浓度对沉管基槽内回淤厚度的影响

在内河中修建沉管基槽后,水流经过基槽时,泥沙会在基槽内部形成淤积。为研究基槽内回淤厚度分布规律,依托襄阳沉管隧道项目,采用观测分析与数值模拟相结合的方法,得到短期沉管基槽内不同位置回淤厚度,探析沉管下放前后对回淤厚度的影响。研究表明:在基槽垂线方向上,泥沙浓度随着水深增加而增加;水流经过基槽时,流速减弱造成挟沙能力下降,回淤主要集中在基槽前坡和基槽内,在基槽后坡回淤厚度较小。在安装沉管后,基槽过流面积减小,在沉管底部回淤厚度比顶部回淤厚度要大。研究成果揭示了河流中挟沙水流在基槽内回淤厚度分布规律,可为相似工程提供借鉴。

港珠澳大桥岛隧工程沉管基槽开挖回淤强度研究

通过分析港珠澳大桥沉管隧道附近水沙条件及沉管开挖位置试挖槽回淤特征及影响因素,利用二维潮流及泥沙扩散数学模型模拟了沉管开挖前后水流变化及疏浚船舶施工溢流泥沙扩散淤积分布,综合考虑疏浚溢流因素及自然泥沙回淤因素,结合回淤公式对沉管基槽开挖回淤进行了分析研究和估算,结果显示挖槽后沉管基槽开挖位置流速减小40%～60%,流向更偏向垂直于挖槽基线;疏浚溢流泥沙扩散呈"窄条"型分布,泥沙扩散0.005 g/L浓度线最远范围不超过2 km,溢流泥沙主要沉淤至槽底内,两侧边坡也有所淤积,淤强低于挖槽底部。通过计算,基槽开挖后年淤积强度1.3～2.8 m/a。

深中通道沉管基槽深水装配式挡泥结构

水工工程基槽开挖后容易出现回淤,影响预制构件的安装质量。深中通道西人工岛附近原泥面表层存在流淤,沉管基槽两侧需考虑设置临时挡泥结构。通过分析比较圆筒+挡泥板+软插板装配式挡泥结构方案与钢板桩挡泥结构方案的优、缺点,认为装配式挡泥结构方案在施工难易、工期等方面具有明显优势,并介绍装配式挡泥结构方案结构设计与施工工艺情况。装配式挡泥结构稳定性好、工艺简单、装配化程度高,满足沉管基槽挡泥功能要求,可为深水基槽挡泥施工方案提供借鉴。

港珠澳大桥沉管隧道基槽异常回淤分析与数值模拟

港珠澳大桥沉管隧道E15管节基槽发生异常回淤,海底隧道沉管安装被迫中止。为查明E15管节基槽发生异常回淤的原因,先后开展了现场水文泥沙观测、遥感影像资料分析和数值模拟等多种技术手段。采用水沙数学模型反演了内伶仃岛上游采砂活动形成的浑水团在潮流作用下的扩散输移过程,沙源在数学模型中以面源形式模拟。模拟结果表明,采砂活动形成的浑水团在一个大潮期间的落潮过程中可输移扩散至基槽水域,其中E15—E27管节基槽日淤厚在采砂活动影响下将增加43.8%。数值模拟结果为查明E15管节基槽异常回淤的泥沙来源提供了佐证。E15管节以东基槽水域水沙环境复杂,天然淤积已经接近临界回淤允许值,基槽上游水域的采砂活动对沉管基槽回淤将带来不可控因素,采砂活动对周边水域产生的泥沙回淤影响应引起足够重视。