湛江湾高水头跨海盾构隧道管片结构典型断面受力计算与监测反馈分析

湛江湾隧道是目前国内最深的跨海盾构隧道,其管片采用斜螺栓连接,错缝拼装,分别采用修正惯用法及梁-弹簧法计算最大覆土断面与最大水深断面管片的受力,并将实测管片受力、水-土压力值与理论计算结果进行比较,分析水-土压力分布模式,结果表明,修正惯用法与梁-弹簧法均可以较好地模拟隧道管片的受力形态,而梁-弹簧法比修正惯用法更接近实测结果;管片呈压扁状态,梁-弹簧法结果受封顶块的位置影响较大;太沙基松弛土压力及水-土压力线性分布模式对深埋海底隧道是适用和安全的;对于本工程来说,管片外荷载以径向水压力为主,是影响管片轴力的主要因素。以上成果可为今后跨海高水头盾构隧道管片的设计及施工提供参考。

湛江湾跨海盾构隧道管片变形与受力分析

以湛江湾跨海盾构隧道工程为背景,应用数值分析方法,建立了单环衬砌结构的三维有限元精细模型,研究了在不同水头作用下单环管片结构以及接缝部位的变形情况。采用修正惯用法得出在最大水头作用下管片结构的内力分布,由此推算出管片内、外侧的环向钢筋应力,并与现场的应力监测数据进行对比。研究表明:1)高水压作用下,单环管片衬砌的变形呈现"横鸭蛋形",且管片结构变形和接缝张开量均与外水压力变化呈线性关系;2)作用水头每增加10 m,衬砌结构中各接缝张开量绝对值约增加0.5mm;3)采用修正惯用法计算得到的钢筋应力与实测结果较为吻合,较好地反映了隧道管片的实际受力状态。

地震反射波法在复杂地层跨海盾构隧道中的应用

厦门轨道交通2号线海东区间跨海修建,隧址沿线地质条件多变,地质勘探难度较大。地震反射波法在勘察岩土界面及地层分布,寻找断层、海底孤石、软弱破碎带等不良地质上都有着显著效果。该文结合海东区间跨海段勘察实例,通过对比地震反射波法勘察结果与钻探勘察结果,分析地震反射波法在跨海隧道勘察中的适用性。研究结果表明:地震反射波法对常规水土岩分界面具有较好的辨识度,可初步识别破碎带等不良地质,但对海底孤石及局部碎块状强风化基岩段,物探结果与钻孔实际揭示情况存在一定偏差。因此在跨海盾构隧道勘察过程中,尤其在进行孤石及破碎带密集地层,为获得较好的勘察效果,应采取物探和钻探结合的勘察方式,在物探发现的不良地质密集段,应进行针对性加密钻孔勘察。

跨海盾构隧道工程盾构管片运输设备探讨

结合目前正在施工的跨海盾构隧道工程,针对盾构管片的运输设备15T龙门吊进行设计和受力分析,研究如何在技术层面上确保盾构管片及掘进材料在运输过程中的安全。

湛江湾跨海盾构隧道工程管片安装工艺探索

结合目前正在施工的跨海盾构隧道工程,针对在盾构掘进过程中拼装管片产生的崩角现象进行研究,探索如何在技术层面上确保盾构管片在拼装过程中的完整性。

大直径跨海盾构隧道U型段管片纵向应力现场实测分析

大直径跨海盾构隧道在施工阶段管片衬砌受力比较复杂,在水土荷载和施工荷载的耦合作用下极易引起工程病害。依托广湛高铁湛江湾海底隧道项目,基于无线自动化监测方式在湛江湾主航道隧道U型段转弯点处搭建盾构隧道结构健康监测系统,对管片的纵向应力进行实测分析。研究结果表明:纵向应力的变化大致历经4个阶段,即逐渐增大(脱离盾尾前)→剧烈波动(刚脱出盾尾)→逐渐减小(浆液粘结阶段)→阶梯形缓慢增长(后期稳定阶段)。

船舶抛锚和沉船对跨海盾构隧道的影响研究

海上船舶遇到灾害性气候,可能就地进行抛锚,造成沉船事故,船体与跨海盾构隧道主体结构发生激烈撞击,巨大的偶然荷载可能对于整体隧道结构安全造成极大的安全威胁,故对此类荷载对跨海盾构隧道的力学特性影响亟须研究探明。文章依托某跨海大盾构隧道工程,通过建立二维数值模型,按5万吨级沉船考虑,计算得到隧道拱顶增加的均布附加荷载为27.3 kPa,从地层应力、变形及管片受力等方面分析偶然附加荷载对跨海盾构隧道的影响。结果表明:某跨海隧道工程在按照静力基本组合工况设计结构参数时,已经满足5万吨级沉船落在隧道正上方的偶然组合工况,不需额外考虑相关措施。

跨海隧道孤石密集及基岩凸起段盾构适应性分析

厦门地铁2号线海东区间多处穿越孤石密集及基岩凸起段,施工中面临高水压、带压频繁进舱等多种施工难题,对盾构设备配置及掘进参数控制提出了较高的要求。本文分析了海东区间孤石密集及基岩凸起段的盾构机适应性,深入研究了该区间内的盾构掘进参数。研究结果表明:①在孤石密集及基岩凸起段施工过程中,可针对性采取配置可伸缩刀盘、加大滚刀、铲刀高差并配置双刃滚刀等措施,以提高盾构机适应性并便于控制掘进参数;②为保证盾构高效穿越孤石密集及基岩凸起区段,需确定盾构参数适应性区间,稳定掘进比能在较低水平;③对比孤石段开仓处理前后的掘进参数,平均转速提高了约3.72%,平均扭矩降低了约34.2%,平均推力降低了约19.04%,平均掘进速度提高了约98.8%,平均掘进比能降低了约68.6%,充分验证该盾构在孤石密集及基岩凸起段配置的适应性。