港珠澳大桥沉管隧道基槽试挖槽及航道疏浚影响分析

外海沉管隧道基槽边坡坡率取值对工程经济性和施工风险有较大的影响,基槽附近的航道疏浚可能导致基槽回淤异常,影响基槽边坡稳定性从而影响施工进展。通过开展隧址区原位试挖槽试验和临近航道疏浚数值模拟分析基槽边坡稳定和回淤情况,为港珠澳大桥沉管隧道基槽方案设计与施工提供技术支持,研究结果表明:1)经历汛期影响周期的观测显示,1∶5、1∶6、1∶8、1∶10坡比的基槽边坡均未出现结构性的变化,整体稳定。2)试挖槽槽底区域呈持续回淤状态,边坡外区域呈现出回淤与冲刷交替出现的现象,但整体变化幅度不大。3)航道疏浚距离基槽位置越近对基槽回淤影响越大,基槽淤厚最大的位置出现在基槽与航道交汇处。

典型变电站海绵城市设计策略研究

在“双碳”要求背景下,为保证电力供应,各地均在大力进行各等级变电站的完善建设。结合系统化全域推进海绵城市建设的要求,进一步完善变电站海绵城市设计的重要性日益突显。基于变电站项目场地布局特点和日常运行规律,分析变电站项目中应用各类海绵城市技术措施的适宜性,以南方某城市典型变电站为例,提出海绵城市整体设计策略,优先采用绿色生态海绵城市设施滞蓄雨水,通过合理的断接和引流方式,组织场地径流。针对电缆沟或电缆隧道阻隔场地雨水管网情况,采用增设排水沟并合理控制竖向高程的方式,解决超标雨水溢流排放的问题。通过对典型变电站海绵城市设计策略进行研究,为同类型项目的设计与建设提供有价值的参考。

城市缆线管沟建设的实践和思考

缆线管沟与综合管廊、直埋管线、架空线,共同构成了城市市政管网建设体系。与综合管廊相比,缆线管沟具有断面尺寸小、投资低的特点,但目前我国尚未有缆线管沟建设的国家标准,各地对缆线管沟的建设仍处在探索之中。文章依托广西壮族自治区南宁市某片区缆线管廊工程,总结缆线管沟断面设计、平纵设计和节点设计的经验,提出推进该领域发展建设的几点思考。

风化深槽对工程建设的影响

本文以某隧道在风化深槽段发生的事故为引,阐述了厦门地区风化深槽的分布规律和工程特性,分析了深槽对不同类型建筑物的工程影响,提出了控制其影响可采取的方案措施;并以本地区三条代表性海底隧道为例,统计了深槽分布及主要施工工法,阐述了深槽施工面临的风险和挑战。

不同敷设方式下±500 kV高压直流海缆稳态载流量仿真分析

稳态载流量是衡量高压直流海缆电能传输能力的重要指标。为此,采用COMSOL Multiphysics有限元分析软件建立了±500kV直流海缆电-热-流耦合模型,基于控制变量法研究了J型管、电缆沟和隧道3种典型敷设方式下的尺寸参数、材料热导率、排列方式等对海缆稳态载流量的影响。结果表明:在J型管敷设段,减小J型管管壁厚度和增大J型管外径均可有效提高海缆稳态载流量;在电缆沟敷设段,随着埋深的增加,稳态载流量逐渐降低,而空气域截面尺寸和电缆沟材料热导率的增大则可提高稳态载流量;在隧道敷设段,考虑到空气对流换热等因素,当电缆横向排列且间距为900mm时,稳态载流量达到最大值;稳态载流量最低的隧道段为瓶颈段,可通过增加通风设备提升瓶颈段稳态载流量。

富水岩溶隧道隧底排水适应性研究与应用

以武九客运专线(武汉—九江)石马寨富水岩溶隧道为工程依托,通过数值模拟分析了仰拱下设置中心排水沟、仰拱填充层内设置中心排水沟两种排水方式下地下水渗流场、衬砌水压力分布规律和隧道结构受力特征。结果表明:仰拱下设置中心排水沟时因排水沟与排水孔共同排水,可明显减小隧底围岩孔隙水压力,仰拱承担的水压力较小,在高压富水条件下可有效降低仰拱隆起、翻浆冒泥等风险;与仰拱填充层内设置中心排水沟相比,仰拱下设置中心排水沟时仰拱中心处弯矩显著减小,边墙、仰拱部位安全系数明显增大,仰拱填充层与仰拱协同受力,隧底结构整体性增强。现场应用结果表明,仰拱下设置中心排水沟虽工序稍复杂,但防排水效果好,可在富水岩溶隧道中推广应用。

公路隧道综合管沟施工工艺及控制要点

为解决寒区公路隧道消防管道的防冻问题,桓仁–集安段高速公路大路2号隧道工程首次应用综合管沟技术。文中介绍了有仰拱段综合管沟的施工工艺,主要包括仰拱开挖支护、防排水措施、管沟立模浇筑和仰拱回填。重点介绍了施工过程中的控制要点,总结了综合管沟技术在寒区公路隧道工程中应用的优势,可为综合管沟的施工和推广提供借鉴。

隧道洞口工程三维自动化设计方法研究

由于二维测量断面间距过大、地形资料离散性应用方式等因素影响,目前隧道洞口工程二维设计存在设计精度不高、工程量计算不精确的问题。为解决这些问题,结合隧道洞口工程设计流程和信息化、智能化设计理念,基于三维设计软件平台,研发出一套集成隧道洞口边仰坡开挖、洞口开挖回填、洞门结构生成、截水天沟布置、洞门工程量计算等功能的隧道洞口工程三维自动化设计方法。应用表明,该成套方法可对传统的隧道洞口设计方法进行改善和提升,增强设计过程的便利性,提高设计成果的准确性,为工程信息的全寿命期应用提供基础条件。

港珠澳大桥沉管隧道基槽泥沙回淤研究总述及创新实践

港珠澳大桥海底隧道施工采用沉管工法,在E15节沉管施放中发生了基槽异常回淤,迫使沉管返航,造成了巨大的工程损失。明确异常回淤机理,实现基槽泥沙回淤的精确预报具有重大的工程意义。通过开展大量自主创新性研究工作,揭示了基槽异常回淤的原因,开发了沉管基槽多因素、复合型基槽回淤预报模型系统,实现了沉管基床上泥沙回淤的精细化预报,保障了E15~E33节沉管的顺利安放。研究成果从基础理论、模拟技术、预警预报模式等多个方面均取得了开创性突破,对我国工程建设和泥沙研究的理论具有极大的提升和促进意义。

基于基坑肥槽的地道风节能技术研究

探究了不同基坑支护形式下的肥槽断面差异,发现基坑肥槽内有大量"免费"空间可用来埋管或敷设土建风道,且随着基坑深度的增加,肥槽体积呈倍数增长,非常适合地道风技术的应用。以南宁地区某车库地道风项目为例,利用MATLAB软件采用二维稳态传热模型简化计算了地道风热传递过程。模拟结果表明,覆土3 m以下空间全年土壤温度波动很小,且随着埋深的增加,土壤热惰性效应越发明显,埋深6 m处全年最高温度出现在12月,实现了很好的跨季节蓄热。同时,随着地道长度的增加,单位长度地道的降温能力明显下降,从经济合理性考虑,建议系统管路不宜超过300 m。与多联机系统进行对比,地道风系统年均可节电约13万kW·h,静态回收期约6.7 a,全寿命周期内节能效益显著。

地面非对称填载对既有明挖隧道围岩压力的影响分析

运用普氏理论、朗金土压力理论,对地面非对称填载作用下既有明挖隧道围岩的破坏模式和围岩压力计算进行了探讨。分析表明,地面非对称填载作用下既有明挖隧道的围岩压力计算按埋深可分为三种情况:深埋时采用普氏理论计算;浅埋且地面填载侧边墙与滑裂面之间会产生土拱效应时,该边墙所受的围岩压力采用普氏理论来计算,对侧边墙借助朗金土压力理论来计算;浅埋且地面填载侧边墙与滑裂面之间不产生土拱效应时,将左右边墙都当作挡土墙,借助朗金土压力理论来计算。

沟槽式高填拱形明洞力学特性及其影响因素分析

针对高填土荷载作用下沟槽式拱形明洞结构受力研究较少问题,文章首先通过室内模型试验研究了沟槽式高填黄土拱形明洞受力特性,得到了明洞周围土压力分布形式以及拱圈外侧应力随填土高度的变化规律。结果显示,明洞顶曲线段土压力呈"中间大、两边小"分布特征。当填土较低(<1.2倍洞径高度)时,明洞竖向等效均布荷载大于规范值。而当填土较高(≥1.2倍洞径高度)时,明洞竖向等效均布荷载小于规范值。随着填土高度的增加,明洞两侧水平土压力由"正梯形"分布向"矩形"分布转变。明洞底土压力呈"均布荷载"分布。随着填土高度的增加,拱肩截面外侧应力变化较小,而拱顶、侧墙及拱底截面外侧应力显著增加;然后对试验过程进行数值模拟分析。结果显示,明洞周围土压力平均相对误差为11.3%,外侧应力平均相对误差为14.5%,可验证试验数据的正确性及计算参数的合理性;最后进一步探讨了填土高度、沟槽边坡坡角、填料性质和沟槽与明洞宽度比等参数的敏感性对明洞衬砌结构内力的影响。结果表明,沟槽边坡坡角、沟槽与明洞宽度比影响最大,实际工程中应尽量提高边坡坡角,降低沟槽与明洞宽度比,以期改善明洞结构受力。

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。

外海深埋沉管隧道基槽水下边坡设计与稳定性分析

以港珠澳沉管隧道为背景,针对其基槽边坡开挖深度大,地层地质条件复杂,受波浪、沉船等因素影响的特点,论述了基槽开挖设计的原则和方法,对边坡稳定性进行探讨,并通过试挖槽试验进行验证.结果表明,深埋沉管隧道基槽边坡最不利滑动面多位于上部地质条件较差土层,边坡根据地层分级设置是合理的,同时外海沉管隧道基槽应考虑波浪、地震、沉船等荷载作用.

广州仑头-生物岛隧道工程基槽的水下检测

基槽开挖是沉管隧道施工的关键工序,对其进行实时监测显得尤为重要。通过应用水面GPS技术、水下声纳技术及其综合分析,对广州仑头-生物岛隧道工程的基槽在开挖前、初挖成型后、精挖后及管段沉放前进行了质量检测,进而展示施工现况并提出施工建议,从而实现以非常规检测手段达到实时监控水下施工作业质量的要求。检测结果表明,本文提出的检测方案适用于广州仑头-生物岛隧道工程基槽的水下检测,该方案对于类似沉管隧道工程的检测具有借鉴价值。

厦门海底隧道穿越F3风化深槽施工技术

针对厦门翔安隧道海域段F3风化深槽的地质特点,文章主要论述了采用周边帷幕注浆、超前长管棚进行预支护,以及采用三台阶法进行开挖的施工技术。经过综合超前地质预报,进一步探明了风化槽的规模、风化程度、涌水量及对施工的影响程度。施工过程中,根据掌握的地质资料,随时进行动态设计、动态施工,这种信息化的工作方法既能保证施工安全,又加快了工程进度,并能最大限度的节约建设投资。本工程施工中采用先进的施工设备以及现场组织管理工,作为顺利穿越F3风化深槽起到了很重要的作用。

上软下硬地层地下连续墙施工技术

武汉长江隧道位于武汉地区特殊的上软下硬且承压水位高的地层中,采用地下连续墙法施工,由于地质条件复杂,成槽技术是施工的关键。施工中通过采取改善泥浆性能、提高液面和设备优化组合等一系列有效的技术措施,减少了坍孔和周边环境的影响,确保了成槽精度和墙体质量。所取得的经验对类似工程有参考价值。

地下管线群跨越地铁隧道的压载补偿预制管沟结构施工技术

针对市政地下管线群跨越地铁隧道时可能引起隧道结构变形问题,设计了一种预制管沟结构。管沟结构由U型槽、底板与盖板组成。该结构利用盖板上方的砂袋压载来补偿土方开挖造成的卸荷,可实现施工期间的基本零卸荷,从而控制下方地铁隧道的隆起变形,以确保地下管线施工期间的地铁运营安全。工程实践表明,该管沟结构尤其适用于软土地区,能有效控制土体卸荷引起的地铁隧道隆起变形。

长江沉管隧道基槽开挖过程泥砂冲淤对环境的影响

通过实验室大型水槽内的模型试验和理论分析，对高速铁路长江沉管隧道基槽开挖过程中长江水流输砂量的变化以及泥砂冲淤对环境的影响作了研究。