大流速高位差过江沉管隧道关键技术——南昌红谷隧道

    本书以红谷隧道的工程实践为基础，针对内河沉管隧道建设的需求与建设过程中的技术难题，详细、客观地对内河沉管隧道建设过程中的创新与实践进行了总结。全书内容包括特大特高型充砂长管袋围堰防渗稳定技术、大体积混凝土防渗抗裂技术、复合地质条件下沉管隧道接头力学分析、沉管隧道管节沉放对接施工技术、沉管隧道基础灌砂技术、超长距离管节浮运及穿越小净跨桥梁管节姿态控制与桥墩保护技术、江河沉管隧道水下立交深基坑技术等。

    本书可供从事沉管隧道工程研究的相关的设计、施工、科研、检测、管理技术人员参考、使用。

序

前言

章  红谷隧道工程概况 

1.1  工程位置与走向 

1.2  设计概况 

1.3  工程地质与水文地质 

1.4  项目特点与重难点 

1.5  本章小结

第二章  特大特高型充砂长管袋围堰防渗稳定技术 

2.1  江河高水差塑性混凝土防渗墙渗流分析

2.2  充砂土工膜袋受力与变形分析 

2.3  高水差大型围堰稳定性分析 

2.4  充砂管袋围堰施工技术 

2.5  围堰防渗体系施工技术 

2.6  本章小结 

第三章  大体积混凝土防渗抗裂技术 

3.1  大体积混凝土裂缝成因与分类 

3.2  大体积混凝土热工计算与仿真分析 

3.3  大体积混凝土配合比设计 

3.4  大体积混凝土温度监测与控制技术 

3.5  混凝土预制管节施工工艺与防裂措施 

3.6  本章小结 

第四章  复合地质条件下沉管隧道接头力学分析 

4.1  管节接头力学模型 

4.2  管节接头力学性能及变形特征 

4.3  接头抗震性能评估 

4.4  回淤及基地不均匀影响下沉管隧道接头变形 

4.5  本章小结

第五章  沉管隧道管节沉放对接施工技术 

5.1  干坞内管节对接技术

5.2  沉放与对接施工技术

5.3  终接头长度预测与对接技术 

5.4  不均匀沉降对接

5.5  对接精度效果监测 

5.6  本章小结 

第六章  沉管隧道基础灌砂效果检测及处理技术

6.1  双向六车道内河沉管隧道1∶1基础灌砂足尺模型试验方法

6.2  1∶1沉管隧道基础灌砂足尺模型试验结果及分析 

6.3  大型内河沉管隧道基础灌砂施工效果现场监测与检测 

6.4  大型内河沉管隧道基础灌砂施工及检测关键处理技术措施 

6.5  本章小结 

第七章  超长距离管节浮运及穿越小净距桥梁管节姿态控制及桥墩保护技术 

7.1  工程基本概况

7.2  沉管管节浮运施工方案 

7.3  浮运中的重点难点问题分析 

7.4  沉管管节在静水中浮运的阻力特征 

7.5  基于Fluent的沉管管节浮运过程数值分析 

7.6  桥梁撞击力模拟 

7.7  防撞设计方案 

7.8  桥墩防撞设施的施工与运营 

7.9  本章小结 

第八章  江河沉管隧道水下立交深基坑关键技术 

8.1  基坑设计 

8.2  东岸基坑施工 

8.3  基坑开挖优化 

8.4  本章小结 

第九章  项目管理 

9.1  业主方项目管理概述 

9.2  红谷隧道工程融资代建模式介绍 

9.3  红谷隧道工程造价管理模式介绍 

9.4  红谷隧道工程进度控制措施介绍 

9.5  红谷隧道工程质量控制措施介绍 

9.6  本章小结 

第十章  沉管隧道工程质量安全监理控制要点 

10.1  管节预制监理控制要点 

10.2  管节沉放安装质量监理控制要点 

10.3  管节基础灌砂质量监理控制要点 

10.4  沉管隧道工程管节浮运风险监理控制方法及措施 

10.5  本章小结 

主要参考文献 

    南昌红谷隧道主线隧道全长约2650m，其中江中沉管隧道长1329m。针对工程建设过程中面对的百万方巨型围堰、水下立交深大基坑群、40万m3水下岩石炸礁、异地干坞和8.65km航道开挖与管节浮运、6条生产线平行预制6节管节、12套4000t超大模板台车多次转场、超大体量管节预制混凝土防渗抗裂、管节浮运穿越小净跨桥梁、急流回旋区管节调头、内河中游和水位落差10m条件下水力压接管节、12节管节沉放对接轴线精度、时隔半年沉放管节的接头差异沉降等重大风险，各参建单位建设者们积极开展科技攻关，通过科学组织、精细管理，攻克上述工程难题，先后研发并创造了国内首次在江河中游修建长沉管隧道等12项世界之与国内首创技术，保障了南昌红谷隧道快速贯通。

    本书由李志军总体策划，红谷隧道参建单位、科研院校及检测单位的多位成员共同撰写，傅鹤林等多人组稿和文字整理完成。全书共分十章，章为红谷隧道工程概况，主要介绍工程地质、水文地质以及项目特点与重难点（本章主要撰写人：李志军、邢永辉、何毅、张伟、刘敏）。第二章为特大特高型充砂长管袋围堰防渗稳定技术，分析了塑性混凝土防渗墙的渗流情况以及整体充砂围堰的抗滑稳定性，同时论述了充砂管袋围堰的施工技术和围堰防渗体系的施工技术（本章主要撰写人：傅鹤林、邓彪、郭小龙、赵宝锋、李社伟、蒋树峰、董军、李海枫、周秋景、李志军）。第三章为大体积混凝土防渗抗裂技术，阐述了大体积混凝土裂缝的成因和分类，计算并分析了大体积混凝土的热工情况，针对大体积混凝土的浮运、沉放及防热要求，优化设计了其配合比，后阐述了沉管温度检测与控制技术、施工工艺及其防裂措施（本章主要撰写人：洪开荣、彭再勇、王秋林、李志军、陈旺、李社伟、邵阳、赵康林）。第四章为复合地质条件下沉管隧道接头力学分析，分析了管节接头的力学模型、力学性能及其变形特征，评估了其接头的抗震性能，针对回淤及地基不均匀等情况，分析了接头的变形（本章主要撰写人：禹海涛、袁勇、丁文琪、王秋林、李志军、孙广臣）。第五章为沉管隧道管节沉放对接施工技术，阐述了干坞内管节对接技术、不均匀沉降对接、对接精度效果监测（本章主要撰写人：李志军、张毅、王秋林、邵阳、陈旺）。第六章为沉管隧道基础灌砂效果检测及处理技术，通过对沉管隧道建立1∶1内河模型，阐述了基础灌砂的施工与监测技术（主要撰写人：吴刚、沈永芳、奚笑舟、李志军、张毅、邵阳、李社伟、王成洋）。第七章为超长距离管节浮运及穿越小净距桥梁管节姿态控制及桥墩保护技术，分析了管节在静水中的力学特征，并基于Fluent对管节浮运进行了模拟，模拟桥墩撞击，建立桥墩保护方案（主要撰写人：邹维列、刘惠康、张玉成、方海、祝露、韩娟、李志军、王成洋）。第八章为江河沉管隧道水下立交深基坑关键技术，阐述了基坑设计、施工技术、优化方案（主要撰写人：方涛、李志军、邢永辉、郭小龙、董军）。第九章为沉管隧道项目管理，主要阐述了工程融资代建模式与红谷隧道计价模式（主要撰写人：王海龙、郭俊、谢海金、徐里迪、王成洋）。第十章为沉管隧道工程质量安全监理控制要点，阐述了管节预制监控、管节沉放监控、管节基础灌砂监控、浮运风险监控（主要撰写人：刘卫、杨国胜、何晓波）。

    本书所呈现的内容是隧道建设者在沉管隧道的修建过程中不畏艰险、攻坚克难、勇于实践所积累下的宝贵经验。我们期待通过本书的出版与传播，能将沉管隧道创新与实践的理念与成果进行更好地推广和改进，并希望能带给广大隧道建设者启发与帮助。

    本书在撰写过程中得到了广大技术人员的帮助与支持，也得到国家自然科学基金（51578550）和中铁隧道集团有限公司、中铁隧道集团二处有限公司及南昌市政公用投资控股（集团）有限责任公司科研课题（高水差、复合地层内河长大沉管隧道关键技术研究，复杂条件下双向六车道沉管隧道施工关键技术研究，复杂条件下内河沉管隧道临水深基坑关键技术研究）的科技成果支持，在此向他们致以诚挚的谢意！

    本书篇幅较长，难免有所疏漏，有些想法可能需要与同行们继续探讨，恳请指正。