外海沉管沉放对接施工技术应用研究

发布时间：2017-06-18 14:05

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【摘要】：与桥梁和暗挖隧道(盾构法、钻爆法)相比,沉管隧道有其独特的优点,对地基适应能力广,隧道长度相比最短,综合水密性优良,在水下隧道领域占有重要一席。随着科技发展和社会的进步,沉管隧道向着外海环境、大型化、长距离和深水化方向发展,国内一批跨河口、海湾的重大通道工程纷纷酝酿采用沉管隧道的方式。由于沉管隧道在我国大陆地区起步较晚,90年代中期建成的广州珠江隧道是国内首条水下交通沉管隧道,迄今为止,已在上海、广州、宁波、天津等地建成数十座内河沉管隧道,但大多长度较短,规模较小,施工整体水平与国际同类工程尚有一定的差距。沉管隧道施工流程一般包括基槽开挖、地基处理、基础施工、管节预制、管节浮运、沉放对接和覆盖回填等主要工序,每道工序根据工程实际情况皆可以选择不同的施工工艺,有其不同与其它形式隧道的独特关键技术所在。本文首先在论述沉管隧道与其他形式隧道的不同之处和自身优缺点的基础上,收集整理国际、国内典型施工案例,简要论述其在跨河口和海湾工程中的优势,然后分工序说明沉管隧道的一般施工步骤和工艺,力求全面反映沉管隧道发展的主要历程和采用的主要施工技术。然后,重点对沉管沉放和对接环节采用的关键施工技术进行调研,充分分析、论证和比选大型沉管隧道工程在管节沉放方式、锚泊定位、水下测控、导向定位、拉合对接、精确定线调整和最终接头等方面的施工技术和方法,提出了外海大型沉管隧道工程最优沉放对接工艺方法,并成功应用于港珠澳大桥沉管隧道施工,相关施工技术也可为其他外海工程提供参考。
【关键词】：沉管隧道 外海 沉放对接
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U455.4;U459.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-29
• 1.1 选题背景10-13
• 1.1.1 隧道和桥梁的比较11-12
• 1.1.2 水下隧道发展简述12-13
• 1.2 水下隧道施工方法13-17
• 1.2.1 钻爆法13-14
• 1.2.2 盾构(或TBM)法14-16
• 1.2.3 沉管法16-17
• 1.3 沉管隧道简介17-21
• 1.3.1 沉管隧道定义17
• 1.3.2 沉管隧道发展及现状17-20
• 1.3.3 沉管隧道优缺点20-21
• 1.4 外海沉管隧道研究综述21-28
• 1.4.1 特点分析21-23
• 1.4.2 国内外研究概况23-25
• 1.4.3 典型案例25-28
• 1.5 本章小结28-29
• 第二章 沉管隧道总体施工技术研究29-62
• 2.1 工艺概述29-30
• 2.2 管节制作30-38
• 2.2.1 管节分类简述30-33
• 2.2.2 管节制作关键技术33
• 2.2.3 管节制作方法33-37
• 2.2.4 外海沉管隧道管节制作技术37-38
• 2.3 基槽施工38-43
• 2.3.1 沉管基槽特点分析38
• 2.3.2 基槽开挖关键技术38-39
• 2.3.3 基槽开挖工艺方法39-43
• 2.3.4 外海沉管隧道基槽施工技术43
• 2.4 沉管基础43-51
• 2.4.1 先铺法基础43-46
• 2.4.2 后填法基础46-50
• 2.4.3 外海沉管隧道基础施工技术50-51
• 2.5 管节浮运51-57
• 2.5.1 管节浮运关键技术51-54
• 2.5.2 管节拖航方法54-57
• 2.5.3 外海沉管浮运技术57
• 2.6 管节安装57-59
• 2.7 回填防护59-61
• 2.7.1 回填防护分类59
• 2.7.2 回填工艺方法59-60
• 2.7.3 外海沉管回填防护技术60-61
• 2.8 本章小结61-62
• 第三章 管节沉放关键施工技术研究和应用62-95
• 3.1 沉放设备及方法研究62-68
• 3.1.1 起重船吊沉法63
• 3.1.2 浮箱吊沉法63-65
• 3.1.3 双驳扛吊法65-66
• 3.1.4 双体船扛吊法66-67
• 3.1.5 自升平台骑吊法67
• 3.1.6 外海沉管沉放设备和方法67-68
• 3.2 管节定位技术研究68-81
• 3.2.1 锚布方式68-70
• 3.2.2 锚泊设备70-81
• 3.2.3 外海沉管锚缆定位技术81
• 3.3 管节压载技术研究81-86
• 3.3.1 压载水箱83-84
• 3.3.2 压载管系84
• 3.3.3 压载控制84-86
• 3.3.4 外海沉管压载技术86
• 3.4 管节测控技术研究86-91
• 3.4.1 测量塔法87-88
• 3.4.2 声呐法88-89
• 3.4.3 拉线法89-91
• 3.4.4 其它测控方法91
• 3.4.5 外海沉管水下测控定位技术91
• 3.5 港珠澳大桥沉管隧道管节沉放施工技术应用91-94
• 3.5.1 双驳扛吊无人沉放92
• 3.5.2 大抓力锚锚泊定位92-93
• 3.5.3 遥控遥测管内压载93
• 3.5.4 测量塔声呐联合定位93-94
• 3.6 本章小结94-95
• 第四章 管节对接关键施工技术研究和应用95-120
• 4.1 管节接头概述95-97
• 4.1.1 水下混凝土刚性接头95-96
• 4.1.2 橡胶柔性接头96-97
• 4.2 导向定位技术研究97-98
• 4.2.1 鼻式托座导向结构97-98
• 4.2.2 杆式托架导向结构98
• 4.3 水下拉合技术研究98-102
• 4.3.1 拉合力计算和分析99-100
• 4.3.2 绞车拉合法100
• 4.3.3 管内千斤顶拉合法100-101
• 4.3.4 管顶千斤顶拉合法101-102
• 4.3.5 外海沉管拉合技术102
• 4.4 水力压接技术研究102-106
• 4.4.1 工作原理102-103
• 4.4.2 受力计算分析和GINA选型103-104
• 4.4.3 工艺要点104-105
• 4.4.4 外海沉管水力压接技术105-106
• 4.5 精确定线调位技术研究106-111
• 4.5.1 概述106-107
• 4.5.2 体内调整定位技术107-109
• 4.5.3 体外调整定位技术109-111
• 4.5.4 外海沉管精调技术111
• 4.6 最终接头技术研究111-116
• 4.6.1 水下混凝土法112
• 4.6.2 临时围堰干作法112-113
• 4.6.3 水下止水板法113
• 4.6.4 终端块体法113-114
• 4.6.5 V型块体法114-115
• 4.6.6 KEY管节法115-116
• 4.6.7 外海沉管最终接头技术116
• 4.7 港珠澳大桥沉管隧道管节对接施工技术应用116-119
• 4.7.1 水下可调精确导向定位117
• 4.7.2 数控水下自动拉合117-118
• 4.7.3 数字信息化水力压接118-119
• 4.7.4 体内精调线形控制119
• 4.8 本章小结119-120
• 第五章 沉管隧道应用及施工技术发展趋势120-124
• 结论及建议124-127
• 参考文献127-130
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果130-131
• 致谢131-132
• 附件132

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本文编号：459561