第1章 绪论 1
1.1 概述 1
1.1.1 沉管隧道历史回顾 1
1.1.2 港珠澳大桥沉管隧道施工技术难点 3
1.2 沉管隧道施工技术发展 4
1.2.1 国内外典型工程介绍 4
1.2.2 管节安装过程结构受力、稳定性分析技术 6
1.2.3 管节沉放过程测量定位技术 7
1.2.4 管节寄放、浮运和沉放施工工艺 9
1.2.5 管节垫层铺设工艺 10
1.2.6 管节回填覆盖施工工艺 12
1.3 本书情况介绍 13
1.3.1 编写背景 13
1.3.2 本书主要内容 14
本章参考文献 15
第2章 沉管施工环境条件分析与选择 17
2.1 国内外沉管隧道施工环境条件 17
2.1.1 中国广州洲头咀隧道 17
2.1.2 中国上海外环隧道 18
2.1.3 韩国釜山—巨济隧道 18
2.1.4 日本多摩川、川崎沉管隧道 19
2.1.5 日本京叶线台场沉管隧道 19
2.1.6 土耳其博斯普鲁斯海峡沉管隧道 20
2.2 气象水文影响分析和统计 21
2.2.1 环境参数影响分析 21
2.2.2 气象水文资料统计分析 23
2.2.3 港珠澳大桥施工海域气象水文条件 25
2.3 环境参数敏感性分析 29
2.3.1 风参数敏感性分析 30
2.3.2 波浪参数敏感性分析 30
2.3.3 水流参数敏感性分析 34
2.3.4 环境参数耦合影响分析 35
2.4 管节作业水文气象窗口条件分析 36
2.4.1 管节施工气象水文限制条件 36
2.4.2 管节施工作业窗口长度 37
2.4.3 管节安装施工作业保证度分析 38
2.5 本章小结 42
本章参考文献 42
第3章 管节施工物理模型试验研究 43
3.1 管节安装施工模型试验技术现状 43
3.1.1 水力模型试验 43
3.1.2 物理模型试验 44
3.2 试验相似准则及参数换算 46
3.2.1 相似准则 46
3.2.2 参数换算方法 49
3.3 试验模型设计与制作 50
3.3.1 试验缩尺比选取 50
3.3.2 试验模型制作 51
3.3.3 测量传感器预置 53
3.3.4 环境荷载标定 54
3.4 模型试验方法 55
3.4.1 管节水动力学参数试验原理及方法 55
3.4.2 沉放基槽内流场试验方法 56
3.4.3 浮运过程物理模型试验方法 56
3.4.4 沉放过程物理模型试验方法 60
3.5 应用实例 61
3.5.1 水动力学参数模型试验 61
3.5.2 基槽内流场试验 62
3.5.3 浮运过程物理模型试验 64
3.5.4 沉放过程物理模型试验 68
3.6 本章小结 75
本章参考文献 76
第4章 管节施工数值仿真分析技术 77
4.1 基于势流理论的管节施工数值仿真分析方法 77
4.1.1 势流理论简介 77
4.1.2 管节三维数值仿真分析模型 82
4.1.3 波浪作用下的管节水动力频域分析方法 84
4.1.4 管节浮运状态分析方法 88
4.1.5 管节沉放状态分析方法 94
4.2 管节施工窗口预报与管节稳定性控制系统开发 96
4.2.1 决策算法 96
4.2.2 基于C＃语言软件平台开发 99
4.3 应用实例 103
4.3.1 港珠澳大桥沉管隧道管节施工窗口预报与管节稳定性分析 103
4.3.2 洲头咀沉管隧道管节施工窗口预报系统研发及应用 111
4.4 本章小结 115
本章参考文献 116
第5章 沉管测量定位技术 118
5.1 测量定位理论方法 118
5.1.1 测量定位方法的原理及特点 118
5.1.2 数据处理和误差分析模型 123
5.1.3 环境因素的影响及改正／削弱方法 137
5.2 坐标系统及其相互转换方法研究 145
5.2.1 坐标系统的定义方法研究 145
5.2.2 坐标系统间转换模型构建 146
5.3 测量定位方法综合分析及最优组合方法确定 148
5.3.1 定位方式、适用对象和作用距离 148
5.3.2 同一施工阶段不同方法的定位精度 150
5.3.3 沉管不同施工阶段拟采用的定位方法 151
5.4 本章小结 152
本章参考文献 153
第6章 沉管测量定位工艺 154
6.1 测量设备安装工艺 154
6.1.1 管节浮运GPS RTK定位系统 154
6.1.2 测量塔全站仪定位系统和测量塔GPS定位系统 155
6.1.3 水下拉线测距测向定位系统 156
6.1.4 水下声呐阵列定位系统 158
6.1.5 声呐差分测距定位系统 158
6.1.6 光纤罗经安装 159
6.2 测量定位控制方法研究 160
6.2.1 控制点布设及控制测量 160
6.2.2 管节沉放安装测量控制 161
6.2.3 测量定位精度控制 166
6.3 管节沉放对接软件系统研制 168
6.3.1 软件系统架构 168
6.3.2 通信子系统设计与研制 169
6.4 应用实例 174
6.4.1 复杂环境下沉管安装的测量定位体系构建 174
6.4.2 测量定位体系的现场测试试验 181
6.5 本章小结 191
本章参考文献 192
第7章 管节垫层铺设施工工艺 193
7.1 沉管隧道基础处理方法现状 193
7.2 国内外沉管隧道垫层先铺法施工方法现状 194
7.2.1 国外垫层先铺法施工方法 194
7.2.2 国内基础整平工艺技术 194
7.3 碎石铺设整平船简介 197
7.3.1 整平船技术规格要求 197
7.3.2 抛石整平系统 199
7.4 应用实例 202
7.4.1 港珠澳大桥垫层施工特点难点 202
7.4.2 垫层施工工艺流程 204
7.4.3 垫层施工作业条件分析 205
7.4.4 垫层材料要求 209
7.4.5 岛隧结合部垫层铺设工艺 209
7.4.6 中间段垫层铺设工艺 210
7.4.7 基床回淤与清淤处理 219
7.4.8 应用效果 221
7.5 本章小结 222
本章参考文献 222
第8章 管节寄放、浮运和沉放施工工艺 223
8.1 管节寄放施工工艺 223
8.1.1 国内外管节寄放施工工艺现状 223
8.1.2 管节寄放布置 227
8.1.3 管节坞内横移 231
8.1.4 管节寄放系泊 233
8.1.5 管节临时通道布设 234
8.2 管节浮运施工工艺 235
8.2.1 国内外管节浮运施工工艺现状 235
8.2.2 管节二次舾装 238
8.2.3 管节浮运布置 239
8.3 管节沉放施工工艺 241
8.3.1 国内外管节沉放施工工艺现状 241
8.3.2 管节系泊施工 243
8.3.3 管节沉放施工 248
8.3.4 管节轴线调整施工 252
8.4 港珠澳大桥沉管隧道施工方案研究 254
8.4.1 管节寄放施工 255
8.4.2 管节浮运施工 256
8.4.3 管节沉放施工 257
8.5 本章小结 259
本章参考文献 259
第9章 管节回填覆盖施工工艺 261
9.1 管节回填覆盖目的 261
9.2 管节回填覆盖技术要求 262
9.2.1 总体要求 262
9.2.2 回填材料 262
9.2.3 回填方法 262
9.2.4 船机配置要求 263
9.2.5 施工区段划分 263
9.2.6 施工流程及质量验收标准 264
9.3 应用实例 264
9.3.1 岛头段管节锁定回填 265
9.3.2 中间段管节锁定回填 266
9.3.3 岛头段管节一般回填 268
9.3.4 中间段管节一般回填 269
9.3.5 护面层回填 269
9.3.6 应用效果 269
9.4 本章小结 269
本章参考文献 270
索引 271