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变截面沉管隧道基础处理物理模拟试验研究

袁伟耀  
【摘要】: 作为沉管隧道基础处理先进方法之一的压砂法,由于其价格便宜;不干扰航道;不受水深、流速、潮汐等水文条件影响等优点,将更多地应用在我国的沉管隧道建设中。在国内的沉管隧道中,广州珠江隧道,上海外环线黄浦江沉管隧道和广州生物岛—大学城隧道均采用压砂法。由于每条沉管隧道都有其特殊性,采用压砂法施工,需要结合已有的施工经验和进行具体的物理模拟试验来确定一系列控制指标作为指导,如砂积盘充满程度、砂积盘的扩散半径、喷砂压力的确定等。 正在施工的广州洲头咀隧道工程沉管段也将采用压砂法作为沉管段的基础处理方法。与国内已有的沉管隧道不同的是,其出现了变截面的沉管段。本文将以变截面沉管隧道为研究对象,利用已有的施工经验和试验经验,通过进行1:1的物理模拟试验的方式,对压砂法的砂积盘形成机理、扩散规律、压力大小和砂积盘密实度进行分析,主要工作如下: (1)总结了目前沉管隧道基础处理的各种方法及优缺点,对国内已有的压砂法试验进行了对比和分析; (2)依据实际的工程需要,为了得到接近实际的试验参数,对变截面沉管段的压砂施工方法进行1:1的物理模拟试验设计,具体包括设备设置,现场布置,试验的检测手段以及试验过程的设计; (3)通过调整砂水比,分别进行了三次具体的压砂物理模拟试验; (4)通过对比和分析不同砂水比的试验数据,对变截面沉管段砂积盘的扩散进行分析,得出砂积盘的扩散规律;同时将压砂压力细分为弯管压力,管路压力以及冲击坑压力,在不同砂水比的情况下,对变截面沉管段砂积盘的压砂压力进行分析,以供实际施工作为参考; (5)对变截面沉管段砂积盘的密实度进行分析,得出砂积盘的密实度分布规律;


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