跨江隧道沉管段关键施工技术研究.pdf
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1、2023 年 26 期技术 窑 应用科技创新与应用Technology Innovation and Application跨江隧道沉管段关键施工技术研究韩欣洁,黎丽,任科霖(武汉工程科技学院,武汉 430200)江河湖泊在一定程度上阻碍了交通的发展,沉管隧道的出现为现代化城市交通运输的发展提供了新的解决思路。跨度大、高深度、地质条件复杂等随着工程问题也逐渐增多1。跨江隧道中沉管的施工对于整个工程乃至人员和财产安全显得尤为重要。近年来,国内许多专家针对不同水文地质情况下的沉管隧道进行了相关研究2-6,高倩钰等7采用室内腐蚀模拟加速试验及电化学分析测试等模拟了海水环境,对隧道中道钢壳混凝土沉管在
2、海水侵蚀下的服役年限及侵蚀发展规律进行了研究。张宇航8通过室内试验对某沉管混凝土试验的温度应力计算和混凝土时间差约束力进行了分析,探究了浇筑工艺对沉管裂缝的影响。王殿文等9以沉管工程安装的多波束水深测量系统为基础,分析了不同系统水深测量精度的差异性,为其他深度测试系统精度提供了参考。吕护生等10通过大连湾海底隧道工程实例对大曲率沉管的预制及安装工艺进行了理论计算、工艺优化及实践验证,形成大曲率沉管安装关键技术。本文以广州市某跨江沉管隧道为研究对象,对其沉管隧道开挖中面临的重点、难点问题进行了分析,讨论了存在的问题与解决措施,对于同类型沉管隧道建设具有借鉴意义。1工程概况本工程位于广州天河区和海
3、珠区,下穿珠江,项目隧道设计全长约 2 080 m,其中沉管段全长 492 m,占总长的 1/4,隧道沉管段截面设计宽度为 30.50 m,高度为8.80 m,截面面积 268.4 m2。工程平面位置如图 1 所示。1.1地质情况据区域地质资料,本次项目场区位于向斜东掀起段核部,褶皱分布中岩层倾角一般为 10耀30毅,控制场区具摘要:跨江隧道的出现在一定程度上舒缓现代城市交通压力,其沉管的分段预制与安装很大一部分决定隧道的工程质量,该文以某跨江沉管隧道为研究对象,聚焦沉管预制及其施工工艺,通过前期的地质勘查与水文调查,结合高精度沉管浮运与安装技术,对沉管施工中存在的重难点进行分析并提供解决方案
4、,利用 BIM 软件模拟进行质量评价分析及监测管理,最后对工程中存在的关键技术进行总结归纳,对行业内类似隧道的沉管施工提供一定的参考价值。关键词:跨江隧道;沉管施工;安装工艺;减载回填;工程质量中图分类号院U455文献标志码院A文章编号院2095-2945渊2023冤26-0172-04Abstract:The appearance of the cross-river tunnel relieves the modern urban traffic pressure to a certain extent,and a largepart of the segmented prefabrica
5、tion and installation of the immersed tube determines the engineering quality of the tunnel.Thispaper takes a cross-river immersed-tube tunnel as the research object,focusing on the prefabrication of immersed tube and itsconstruction technology;through the early geological exploration and hydrologic
6、al investigation,combinedwith high-precisionimmersed tube floating and installation technology,the important and difficult problems in immersed tube construction are analyzedand the solutions are provided.The quality evaluation analysis and monitoring management are simulated by BIM software.Finally
7、,the key technologies existing in the project are summarized,which provides a certain reference value for the immersed tubeconstruction of similar tunnels in the industry.Keywords:cross-river tunnel;immersed tube construction;installation technology;load reduction and backfilling;engineeringquality第
8、一作者简介:韩欣洁(1996-),女,硕士,讲师,实验员。研究方向为计算机与人工智能。DOI:10.19981/j.CN23-1581/G3.2023.26.040172-技术 窑 应用科技创新与应用Technology Innovation and Application2023 年 26 期有 2 处断裂带,主要断裂为天河-北亭断裂组和广三断裂,这 2 条断裂距离拟建隧道较远,对拟建工程的稳定性影响一般不大。从地震活动时空分布来看,广州地区具有“外带强内带弱”的东南沿海地震带中部的特点,历史上记录的最大震级在 4.755.00 级之间,且以中小规模的有感地震为主,未见 6 级以上的强震记录
9、。图 1工程平面位置图1.2水文情况工程区域河流主要以沉积为主,隧道横穿珠江区域水面宽约为 550 m,区内潮洪混杂,水流变化十分复杂,拟建隧道断面流速实测涨潮流动速度达到了0.59 m/s,落潮在测试中平均流动速度达到了 0.77 m/s。在洪水落急条件下,工程范围内围堰存在时期的流速为 0.87 m/s,枯水涨急条件下推测本工程施工范围内流速为 0.955 m/s。1.3不良地质情况施工区域场区内存在部分不良地质情况,包括软土震陷及饱和砂土液化。此外,场地还存在一部分特殊性岩土,主要为风化岩、人工填土、软土和部分残积土。2沉管段施工工艺2.1沉管预制配合比必须经试验确定,抗渗等级比设计要求
10、提高 0.2 MPa,混凝土预制施工采用泵送砼,浇注时采用分层浇注并采用机械振捣密实。采用干坞法进行预制,纵向分 4 节段。标准管节长度 123 m,重约 3 万 t,每段分 7 小节,单段长度为 16.2 m;节段间设置后浇带,后浇带长度为 1.6 m。管节分 2 批进行预制。沉管段结构采用单箱三室型结构,单个施工段沉管钢筋用量为400 t,混凝土方量为 1 554 m3。如图 2 所示。2.2基槽开挖本工程沉管基槽考虑采用水下凿岩+炸礁开挖法进行石方开挖。选用 18.4 t 铅笔型凿岩棒进行施工,根据工程实际情况,可以通过试验区试凿,为确定凿岩棒重量、凿岩布点间距及凿岩棒提升高度提供依据。
11、本工程炸礁施工区域工程岩质主要为强风化-微风化岩层、全风化砂砾岩、强风化粉砂岩和强风化砂砾岩,为满足施工质量要求,炸礁施工应分区进行。在基槽开挖过程中,要加大监测力度,减小超挖。通常,水下挖掘的深度监测使用的是声纳测距仪,但是因为这种仪器不能进行动态量测,所以需要在挖泥船的底部安装 1 台水下地形扫描仪,每向前 10m 进行 1次测量,并将其作为声纳的参考校准点,而声纳在 140180毅的扇形范围内进行短暂的测量,就可以得到挖掘基槽的具体情况。图 2沉管段横断面图2.3沉管管内施工在沉管隧道中,地基灌砂和封孔是一个非常关键的工序,其直接关系到整个工程的施工质量。本工程从管节末端的第三排管节开始
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