大直徑鋼圓筒技術(shù)概要課件

1、插入式大直徑鋼圓筒在港珠澳大橋中的應(yīng)用第1頁(yè)，共17頁(yè)。Contents插入式大直徑圓筒技術(shù)應(yīng)用歷史概述（1）人工島的項(xiàng)目概況（2）總體設(shè)計(jì)方案介紹 （3）人工島筑島關(guān)鍵技術(shù)插入式大直徑圓筒結(jié)構(gòu)在港珠澳大橋隧道人工島工程中的應(yīng)用第2頁(yè)，共17頁(yè)。插入式大直徑鋼圓筒 大圓筒結(jié)構(gòu)通常是指直徑在67米以上的無(wú)底、無(wú)內(nèi)隔墻的薄壁圓柱殼結(jié)構(gòu)，多由鋼筋混凝土材料或鋼質(zhì)材料制成。（最大直徑32米）第3頁(yè)，共17頁(yè)。插入式大直徑鋼圓筒 1.大型深水碼頭、水工建筑物的需要。 插入式大直徑圓筒結(jié)構(gòu)對(duì)深厚軟土地基環(huán)境具有更好的適應(yīng)性，因此一直受到國(guó)內(nèi)外業(yè)界人士的廣泛關(guān)注。 上世紀(jì)6080年代，前蘇聯(lián)以及烏克蘭黑海海

2、運(yùn)設(shè)計(jì)院曾開(kāi)展了大量科學(xué)研究和工程實(shí)踐。 2002年長(zhǎng)江口航道整治二期導(dǎo)流堤試驗(yàn)段4個(gè)直徑12m，高22.2m的混凝土結(jié)構(gòu)的大直徑圓筒工程實(shí)踐，是我國(guó)真正意義上大直徑圓筒振沉工藝的典型案例。 第4頁(yè)，共17頁(yè)。插入式大直徑鋼圓筒 2.快速成島需求(日本的關(guān)西機(jī)場(chǎng)） 3. 深厚軟土地基有較好的適應(yīng)性 4.制造業(yè)的發(fā)展大型船機(jī)裝備的誕生 日本關(guān)西機(jī)場(chǎng)第5頁(yè)，共17頁(yè)。港珠澳大橋是世界上迄今為止規(guī)模最大的跨海大橋，6km長(zhǎng)隧道和兩個(gè)隧道人工島是當(dāng)今世界同類工程中綜合技術(shù)難度最大的工程。 1.項(xiàng)目概況東人工島沉管隧道西人工島澳門(mén)珠海香港香港機(jī)場(chǎng)澳門(mén)機(jī)場(chǎng)跨海大橋港珠澳大橋工程地理位置圖人工島呈橢圓蠔貝形

3、，長(zhǎng)625m，橫向最寬處約183m（東島218m）第6頁(yè)，共17頁(yè)。 波浪中科院南海所和華南理工于2007年4月-2008年3月在橋址偏東現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)觀測(cè)一年波浪玫瑰圖年最大波高2.58m，年最大有效波高1.43m，均出現(xiàn)在8月。困難！波向水位（m）波浪重現(xiàn)期H1%(m)H13%(m)周期（s）SSESSW1000年一遇高水位4.191000年6.184.5411.1300年高水位3.82300年6.074.3810.5200年高水位3.69200年5.894.2410.4100年高水位3.47100年5.473.9210.250年高水位3.2650年5.103.649.8設(shè)計(jì)高水位1.65100

4、年5.383.9010.250年4.883.59.85年2.741.907.82年2.171.497.2設(shè)計(jì)低水位-0.78100年4.673.4110.25年2.521.767.82年1.961.357.2100年低水位-1.33100年4.603.3810.2200年低水位-1.38200年4.643.4210.4第7頁(yè)，共17頁(yè)。困難！工程地質(zhì)：具有軟土厚、含水量高、抗剪強(qiáng)度低、壓縮性高、滲透性差，土體不穩(wěn)定，沉降大等特點(diǎn)。圓筒落在三大層（粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土夾砂層）-37.0m -47.0m，平均標(biāo)貫約為10擊第8頁(yè)，共17頁(yè)。西人工島鋼圓筒布置平面圖東人工島鋼圓筒布置平面圖鋼圓筒沿人工

5、島前沿線布置：西人工島61個(gè)鋼圓筒（西小島17個(gè)）東人工島59個(gè)鋼圓筒2.總體設(shè)計(jì)方案介紹第9頁(yè)，共17頁(yè)。（1）基坑圍護(hù)：采用大型起重船將預(yù)制的鋼圓筒沿人工島振沉至不透水層，構(gòu)筑安全、可靠的隧道施工期止水圍護(hù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)快速整島止水，人工島內(nèi)外兩側(cè)可以同步施工。鋼圓筒鋼圓筒第10頁(yè)，共17頁(yè)。（2）島壁結(jié)構(gòu)：將永久的拋石斜坡堤和臨時(shí)鋼圓筒結(jié)構(gòu)相結(jié)合，海側(cè)護(hù)坡結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)采用局部開(kāi)挖換填+擠密砂樁復(fù)合地基。第11頁(yè)，共17頁(yè)。（3）地基處理：利用整島止水條件，采用“局部開(kāi)挖換填、插打塑料排水板、井點(diǎn)降水聯(lián)合堆載”的方案，實(shí)現(xiàn)了大超載比（1.42.1）預(yù)壓，加速固結(jié)，減少工后殘余沉降。第12頁(yè)，共17

6、頁(yè)。1）鋼圓筒穩(wěn)定分析 鋼圓筒穩(wěn)定分析采用日本的OCDI和插入式圓筒的施工工法 同時(shí)采用Plaxis 3D Foundation巖土有限元軟件復(fù)核 。 對(duì)東、西人工島六種工況組合分析，結(jié)果表明位移、地基承載力安全系數(shù)、滑動(dòng)安全系數(shù)、剪切變形安全系數(shù)等都滿足要求。 3、人工筑島關(guān)鍵技術(shù)分析（節(jié)選）第13頁(yè)，共17頁(yè)。2）鋼圓筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）鋼圓筒頂部1.0m范圍內(nèi)，采用壁厚25mm的鋼板加強(qiáng)。（2）沿環(huán)向間隔100，焊接T型鋼作為縱向加強(qiáng)肋共36條。（3）在鋼圓筒下沉面以上，焊接橫向加強(qiáng)鋼板間距3.2m3.5m 。（4）鋼圓筒底部0.5m高范圍內(nèi)，采用25mm壁厚鋼板加強(qiáng)。為了滿足鋼圓筒振沉期間的強(qiáng)度要求，分別對(duì)鋼圓筒筒頂、筒底、橫向和縱向進(jìn)行了加強(qiáng)第14頁(yè)，共17頁(yè)。15一航局研發(fā)打設(shè)精度管理系統(tǒng) 原理： 1、定位駁上安裝2臺(tái)GPS接收機(jī)，獲得定位駁實(shí)時(shí)三維數(shù)據(jù)； 2、定位駁上2臺(tái)自動(dòng)跟蹤全站儀和振動(dòng)梁上4個(gè)反射棱鏡實(shí)時(shí)測(cè)量鋼圓筒的平面位置、高程、扭轉(zhuǎn)角； 3、振動(dòng)梁上4個(gè)液位計(jì)實(shí)時(shí)測(cè)量鋼圓筒縱橫方向傾斜率。 所有測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)鋼圓筒打設(shè)的測(cè)量定位和精度管理。3）鋼圓筒結(jié)構(gòu)振沉分析及施工振沉技術(shù)第15頁(yè)，共17頁(yè)。 深插大直徑鋼圓筒結(jié)構(gòu)在大水深、厚軟基環(huán)境中具有開(kāi)挖少、穩(wěn)定好、工期快、環(huán)保優(yōu)等優(yōu)勢(shì)，具備對(duì)不均勻土層糾偏能力，