国内外拟建水中悬浮隧道设计方案研究
“水下隧道”的四种建造方法，中国铁建十大创新技术之一
“水下隧道”的四种建造方法，中国铁建十大创新技术之一一、水下隧道的修建方法水下隧道是穿越水域阻隔的重要手段，是人类克服自然障碍、与自然和谐共处的重大技术发明。
二、盾构法的历史盾构法起源于19世纪40年代，以往主要适用于单一的软弱地层，且断面较小；随着“复杂地质、大直径、高水压、长距离”隧道建设的需要，上世纪末出现了现代盾构技术。
至今，世界上已修建了大直径盾构隧道（直径大于10m）数百座，国内已在黄浦江、长江、珠江、钱塘江、湘江等河流采用大直径盾构修建了数十条水下隧道。
三、沉管法的历史1894年美国在波士顿采用沉管法建成了下水管线，但真正意义上的沉管隧道是1910年美国建成的底特律水下铁路隧道（钢壳）。
到目前为止，全球有大约150座交通隧道和45座市政隧道采用沉管法修建，以北美、欧洲和亚洲应用较多。
我国大陆采用沉管法修建的隧道有上十座。
四、钻爆法的历史钻爆法最早用于山岭隧道，日本在1944年修建了关门海底铁路隧道，1985年建成了著名的青函海底隧道。
世界上采用钻爆法已建成的水下隧道有数百公里。
我国采用钻爆法修建的水下隧道约10座，包括武广高铁浏阳河隧道、长沙市湘江大道浏阳河隧道、厦门东通道翔安海底隧道、长沙市营盘路湘江隧道、青岛胶州湾海底隧道等。
五、围堰明挖法的历史围堰明挖法是修建水下隧道最古老的方法，但在合适的条件下至今仍是最经济的施工方法。
我国大陆采用该工法已建和在建的水下隧道有10余座，其中水深最大的是澳门大学横琴校区海底隧道，水深最大约9m；长度最长的是武汉东湖隧道，长度超过7km。
六、水下隧道的技术进步与发展趋势（1）长距离化英法海峡隧道长49.5km，青函海底隧道长53.9km，广深港高铁狮子洋隧道长10.8km。
长度已难以成为水下隧道修建的制约因素。
（2）大直径化美国西雅图SR99项目，盾构隧道开挖直径17.48m；武汉三阳路公铁合建长江隧道开挖直径15.65m。
荷兰多德雷赫特沉管隧道宽度为48.6m。
国内外沉管隧道工程发展现状研究
国内外沉管隧道工程发展现状研究摘要：当前国内外沉管隧道工程有不断的发展，我国在这方面的建设正在逐步朝着西方发达国家靠拢。
由于隧道工程在修建过程中过于繁琐，而且结构的材料也非常的复杂，另外，由于混凝土会因为不同的发展情况，造成不同程度的侵蚀现象，在管段制作的过程中也会因为温度的问题导致了对沉管管段抗裂情况、抗渗情况以及工程质量的持久度都有一系列的影响。
所以，本文针对国内外沉管隧道工程的发展情况、结构状况分析当前的国内外隧道工程现状，希望能够对我国的隧道工程发展有一定的参考价值。
关键词：沉管管段；隧道工程；混凝土；持久度；现状一、相关概念（一）施工前期调查首先在沉管隧道工程的实施之前需要做好前期的施工调查，施工前期一般都要进行详细的调查，比如：水力、水质调查、气象调查、航道运输调查以及管段制作场地的调查。
比如：水力的调查主要是指对于水力的流动情况和河水的涨落情况、潮汐的涨落等数据，水质调查是对水质的密度数据差异进行调查。
第二，需要对沉放管段的沉放部分的长度、横截面进行设计，调查浮力数据和抗浮安全系数的数据、结构承载重量的数据。
（二）施工程序在这些数据的基础上，对钢筋混凝土的结构分析进行汇总，才能进行工程的实施。
数据的汇总还需要结合抗震设计、预应力的计算才能进行方案完成，最后进行实施。
在实施上首先是管段的制作和管段的浮运，随后进行管段的水下沉放和水下连接作业的实施，在管段沉放之后需要把沟槽进行砂石材料的回填及覆盖，随后进行管内压载、接缝处理和防水措施的安装。
二、沉管隧道工程发展现状（一）沉管隧道工程的发展规模沉管隧道工程是从1894年开始建设，从美国波士顿开始修建和研究的，随着时代的不断发展，全世界已经修建了120多座沉管隧道，在20世纪初，北美建设了钢壳管段沉管隧道，在防水上有一定的突破作用，另外钢壳拥有一定的弹性，能够帮助混凝土在抗压性上能够将压力分担。
钢壳管段沉管隧道几乎都是建立在北美地区，目前在我国很少采用。
水中悬浮隧道研究现状
顶部放 置在距水 面至 少 ３ ０ｍ的距 离 ，将 不影 响船舶正 常 安全地通过该海峡 。１ ８ ９ ８年 、１９ ９ ２年意大利 Ｍｅｓ ａ阿基 ｓｉ ｎ 米德公司 Ｐ Ａ研究工作 室和 Ｒ Ｎ Ｄ Ｉ Ａ集 团公 司先后对水 中悬 浮隧道设计方案 的截面形状 、设 计标准 和应 考虑 的一些 问
ｈ ｖｎ ｅ ａ ｖ ｎ ａ ｅ ａ ｏ ｏｈ ｒｕ ｄ ｒ ｔ ｒ ｕ ｎ ｌ ｃ ｎ ｍａｃ ． ｈ ａ ｅ ｅ ｃ ｂ ｓｔ ｅｈ ｓｏ ｙｏ ｓ ａｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｆ ａｉ ｇ ａ ｉ ｇｔ ｄ ａ ｔｇ ｓｔ ｔ ｔ ｅ ｎ ｅ ｗａｅ ｎ ｅ ｓ ａ ｔｈ Ｔ ｅ ｐ ｐ ｒｄ ｓ ｒ ｅ ｉ ｒ ｆ ｅ ｅ ｒ ｈ ｓｏ ｏ ｔ ｈ ｈ ｎ ｔ ｉ ｈ ｔ ｒ ｈ ｌ ｎ ｔ ｎ ｅｓ ｓ ｄ ｅ ｔ ｃｕ ａ ｎ ｌ ｓ ｓａ ｄ ｓ ｍｅｉ ｏｔ ｎ ｓ ｅ ｅ ｄ ａｔ ｔ ． ｕ ｎ ｌ， ｔ ｉｓｉ ｓｒ ｔ ｒ ｌ ａｙ ｅ ｎ ｏ ｕ ｎ ｕ ａ ｍｐ ｒａ ｔ ｓ ｕ ｓ ｏｂ ｅ ｌ ｈ ｉ ｔ ｗｉ
可行性 ，并 于 １７ ９ ２年 ６月 发表 了他 们 的研究成果 。研究
小组认为 ，水 中悬浮隧道适合在 宽度 为 １ ０ ０ｍ至 １ ０ ２ ０ｍ ４
利 Ｍｅｓ ａ海峡 连接工程 中的设想 ，以及需 要研究 和解决 ｓｉ ｎ 的一些 问题及工程应用 的可能性 。１８ ９ ６年 ，该公司又对水
Ａ ｓ ａ ｔ ｕ ｍ ｒｅ ｌ ｗｎ ｔｎ ｅ （丌 ’ ｌ ｉ ｉｎｖｔ ｅ ｔ ｃ ｒ ｔ ｏｓ ｒａ ｒ ｅｓｌｒｅａｅ， ａｓ ｎ ｒ ｔ ｂｔ ｃ：Ｓ ｂ ｅｇｄｆ ｉｇｕ ｎ ｌ Ｓ ） ＇ａ ｎ ｏ ｎ ｏ ａｖ ｒ ｔ ｅ ｏ ｒｓ ｅｔｉ ｒ，ａ ｝ｌ ｓｂ ｙ ｄｓ ａｓ ｒ ｏ ｓ ａ ｋｄｆ ｅ ｉ ｓｕ ｕ ｃ ｇ ｖ ｇ ｋ ａ ｔｉ，
海底隧道建设技术研究
海底隧道建设技术研究近年来，海底隧道建设逐渐成为一个备受关注的话题。
作为地下交通建设的一种，海底隧道的建设面临着独特的技术难题。
本文将研究海底隧道建设技术，并就此展开讨论。
一、诱导振动技术随着技术的不断进步，现代隧道的建设越来越依赖于高效、快速的机械设备。
一些比较高级的设备可以帮助工人进行挖掘等工作，如钻洞机、破岩机、土方机等。
而诱导振动技术则是其中的一种，在海底隧道建设中应用比较广泛。
诱导振动技术可以通过振动驱动粘弹性土层，然后使破碎岩层产生等离子弧放电，使破坏的程度更深。
这种技术可以对海底隧道的岩层进行预处理，从而减少隧道回洞的需要。
二、海底隧道施工材料海底隧道的建设需要在特殊的施工环境下进行，因此需要使用特殊的材料。
目前常用的材料主要是高性能混凝土、高强度钢材和玻璃纤维复合材料等。
在使用高性能混凝土时，需要特别关注其密度和耐久性。
随着海水的流动和周围环境的影响，海底隧道的混凝土结构会受到严重的物理冲击，使得混凝土的质量下降。
因此需选用密度较高的混凝土材料，并进行一定的防腐措施。
而使用高强度钢材则主要是为了保证隧道的稳定性。
在海底隧道中，钢材具有良好的耐候性能和强度，可以有效地减轻隧道结构的荷载，从而提高隧道的稳定性。
三、隧道防水技术海底隧道中的防水技术是一个非常重要的环节。
一般来说，隧道会采用两种不同的防水系统，包括硬质衬砌和软质衬砌。
硬质衬砌指的是使用混凝土等硬质材料对隧道进行填补和保护，而软质衬砌则指的是使用橡胶、聚合物和泡沫等柔性材料对隧道进行填补和保护。
在使用防水材料时，还需要注意其对于环境的耐性。
不同的隧道防水材料需要具备不同的耐水性、抗渗透性和耐老化性能，才能够具有良好的防水效果。
四、隧道通风系统技术海底隧道的通风系统对于保证人员的生命安全以及隧道本身的维护保养具有非常重要的意义。
隧道通风分为两个环节，即进风和排风。
进风通常使用强制通风方式进行，而排风则由隧道本身的空气自然流动完成。
悬浮隧道锚索-隧道耦合非线性参数振动研究
击
第２ ６卷第 １ Ｏ期
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＶＩ ＲＡＴ ＯＮ ＡＮＤ ＨＯＣ Ｂ Ｉ Ｓ Ｋ
悬 浮 隧道 锚 索 一隧道 耦合 非 线 性 参数 振 动研 究
孙胜男 陈健 云 苏志彬 ， ，
（ ．大连理工大学海岸与近海工程 国家重点实验室 ， １ 大连 １６ ８ ２ １０５； ．北京金土木软件技术 有限公 司 ， 北京 １０４ ） ０ ０ ４
摘 要 ：考虑锚索的垂度效应和水体对锚索的作用， 建立了悬浮隧道锚索 一隧道体耦合非线性参数振动数学模 型， 并用龙格 一 库塔积分法对其进行了数值求解。研究结果表明， 隧道体的初始扰动严重影响锚索的位移响应； 水体对锚
索的阻尼力 和附加惯性力 均可减小锚 索的位移响应 ； 大锚 索或遂道 体 的阻尼 可 以显著 减小锚索 的振幅 ， 增 通过在锚 索或 隧道体 上设 置阻尼器以消除锚 索的大幅振动的方法可行 。
关键词 ：悬 浮隧道 ； 锚索 ； 参数振 动 ； 数值积分
中 图分 类号 ：Ｕ ４９ ５ ５ ． 文 献标 识码 ：Ａ
与桥梁 ， 管隧 道和 海底 隧道 相 比 ， 过水 的浮 力 沉 通
桥参数 振 动 的研 究 表 明 ’ ， 斜 拉 桥 桥 面 的 某 一 阶 Ｊ在 固有频 率 与拉索 的固有频 率 的 比值处 于二 倍关 系附 近
为沿锚索轴线及垂直 于锚索轴线 的两种运 动 ， 分别如 图 ２一（ ） 图 ２一（ ） ｂ和 Ｃ 所示 。 图 ２一（ ） ｂ 的振 动 是强 迫 振 动 ， ２一（ ） 图 Ｃ 的振 动 为 参 数振 动 ， 里取 图 ２一（ ） 这 Ｃ 为研 究 对象 。
第一作 者 孙胜男 女 ， 博士生 ，９ ２年生 １８
系统 ， 严重 时 还 会 造 成 索 失 效 。斜 拉 桥拉 索 的振 动 有 很多 机理 ， 为重要 的一 种便 是参 数振 动 。 较 参 数振 动 系统是 指激 励 依赖 于 时间 而且 作 为 参 数 出现在 支配 方 程 中 ， 种 振 动 系统 的一 个 特 征 就 是 系 这 统 中 的参 数 是 随 时 间 变 化 的 。与 外 激 励 系 统 不 同 的 是， 在参数 激励 系统 中 ， 当激励 的频 率 与 系统 某 阶 固有 频率 成倍数 关 系 时 ， 的 激 励 也 可 激 发 很 大 的 系统 响 小 应 ， 便是 参 数 共 振 现 象 ｊ 由 于风 荷 载或 其 他 活 荷 这 。 载 的作 用 ， 斜拉 桥桥 面会 发 生竖 直 方 向的振 动 ， 而斜 拉
20311024_海底管道悬跨评估及成因分析与治理
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得到该悬跨长度下的疲劳寿命后"评估该疲劳寿命是否满足设计寿命要求'
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海洋工程装备与技术
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海底管道悬跨评估及成因分析与治理
倪侃侃黄!俊!!
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摘要!海底管道结构设计内容包含了管道的在位强度分析$稳定性分析$安装分析及自由悬跨分析'针对深水管
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荔 湾 !)* 气 田 位 于 南 中 国 海 珠 江 口 盆 地 "距 香 港 东 南 约 !*"aK' 荔 湾 !)* 气 田 开 发 项 目 是 中 海 油及及其合作伙伴 &AIaM在南海海域的区域性天 然气开发项目"项目在深水区拟建由5套水下井口$ 东$西管汇及中心管汇等设施组成的水下生产系统" %条%%k海底管道"一条Sk乙二醇管道"在浅水区拟建 一座中心平台$一条!"k$%S"aK 油气混输海底管道'
港珠澳大桥海底隧道建设技术(科技攻关)
船舶通航安全深度1
30万吨油轮航道设计水深为D=T+Z0+Z1+Z2+Z3+Z4，其中： T －30万吨级油轮满载吃水最大水深T为22.2m ； Z0－船舶航行时船体下沉值，取0.9m； Z1－船舶龙骨下最小富裕水深，取0.4m； Z2－波浪富裕深度，取0.7m； Z3－船舶装载纵倾富裕深度，取0.15m； Z4－备淤富裕深度，取0.5m。 经分析计算，航道设计水深D取24.9m。
港珠澳大桥跨越珠江口水域，东连香港，西接澳 门、珠海，是一座“沟通三地、承东启西”的特大型 跨海工程。工程规模宏大、涉及面广、技术难点多， 尤其是受香港国际机场航空限高和规划航道制约。基 于对拟建的港珠澳大桥桥位的现场勘察、调研及多次 论证，依据相关专题提供的研究成果，围绕桥位的总 体路线布局要求开展了一系列详实研究，在确保满足 预定交通功能的前提下，提出了大桥跨越珠江口伶仃 西航道、铜鼓西航道等主航道时以海底隧道的方式通 过。
港珠澳大桥 海底隧道建设技术
ma 2011年12月
报告提纲
1. 基本情况 2. 技术标准 3. 海底隧道技术方案 4. 海底隧道施工组织设计 5. 海底隧道全寿命工程费用估算 6. 工程地质对隧道工程的影响分析 7. 海底隧道工程风险分析 8. 工法综合比选及推荐意见 9. 目前的建设情况
1. 基本情况
• 现行JTG B01要求； • 经济发达地区适应远期交通量、安全性和行车舒适性很
悬浮隧道研究现状及关键工程技术问题综述
用中需要解决的几个关键技术问题ꎮ
计要求、设计工作和设计成果
关键词:悬浮隧道ꎻ结构设计ꎻ力学响应ꎻ研究现状ꎻ关键技术
中图分类号:Ｕ４５９
文献标志码:Ａ
文章编号:１６７２ － ４０１１(２０２０)０３ － ０１５９ － ０３
ＤＯＩ:１０ ３９６９ / ｊ ｉｓｓｎ １６７２ － ４０１１ ２０２０ ０３ ０８２
－ ８]
采用多种方法研究了水动力荷载和偶然
－ 混凝土 － 钢三明治管节) ꎬ后又于 １９９６ 年前后提出了 Ｃｏｎ￣
荷载作用下悬浮隧道的动力响应ꎮ 其研究成果涵盖了悬浮
ｇｅｔｔｉ( 外钢管 ＋ 内壳的结构) 模型ꎮ
涡激效应及其对张力腿疲劳的影响ꎻ浮重比( ＢＷＲ) 对张力
张力腿式、桥墩式以及自由式ꎮ 张力腿式( 浮力大于重力) 有
更强ꎬ而且具有相当高的性价比ꎮ 因此ꎬ悬浮隧道已成为跨
对隧道本身产生严重影响ꎮ 国内外专家针对不同结构形式
海域交通方式的一个研究热点ꎮ 目前ꎬ关于悬浮隧道的研究
主要围绕结构设计以及结构在不同外载荷作用下的力学响
应特性展开ꎬ国内外学者均开展了大量的研究工作ꎬ取得了
( 张力腿式) 的悬浮隧道在环境荷载作用下的力学响应特性
在峡湾水深较大时?为获得足够的刚度?悬浮隧道选择浮筒式作为推荐方案?在中度水深时?为了增加结构的水平及竖向刚度?采用锚固于海底的斜拉张力腿来实现?2悬浮隧道在环境荷载下的力学响应悬浮隧道悬浮于水中?海面波浪洋流海底地震以及其他偶然环境因素例如沉船潜艇内外部爆炸冲击等必然对隧道本身产生严重影响?国内外专家针对不同结构形式张力腿式的悬浮隧道在环境荷载作用下的力学响应特性进行了大量的研究?取得了一定的研究成果?federicoperotti5在悬浮隧道和悬索桥均为柔性结构体系为基础上回顾动力特性的研究成果?总结了悬浮隧道在低频动力响应冲击荷载施加及内外部的爆炸荷载作用时的一般性原则?讨论了波浪和洋流作用下结构的动力响应以及隧道结构在高雷诺数流体中流固耦合作用和锚固单元由于涡激响应引发大幅度摆动而发生危险的时间?洪友士等68采用多种方法研究了水动力荷载和偶然荷载作用下悬浮隧道的动力响应?其研究成果涵盖了悬浮隧道在大纵横比情况下的不同张力腿锚索倾斜角度产生的涡激效应及其对张力腿疲劳的影响?浮重比bwr对张力腿锚索以及管体结构的动力影响?轮廓尺寸锚索系统刚度等与结构动力响应的关系?在此基础上开展相应的室内模型试验得出不同浮重比和张力腿锚索倾角与悬浮隧道在水平振幅和竖向振幅间的变化规律?葛斐等710建立水中悬浮隧道的锚索在波流场中顺流向涡激振动的数学模型?考虑波浪作用锚索几何非线性?得出了运动引起的强迫激励和参数激励对锚索顺流向涡激振动的影响?hiroshikunisu11采用波浪衍射理论?以边界元法研究了悬浮隧道断面尺寸及形状变化时结构所受的波浪效应?以莫里森方程分析阻力效应并与试验数据进行比较?李勇12基于雷诺数和纳维尔斯托克斯方程研究了波浪和洋流共同作用下圆形悬浮隧道的竖向速度分布?计算由此产生的拖曳力与试验进行对比?并采用最小二乘法推导了风浪及风致洋流诱发的拖曳系数和惯性系数?陆伟13基于能量方法建立新的sft锚索模型来模拟支撑系统的松弛行为?考虑波浪载荷作用?提出sft锚索松弛????951????张紧区域图?直观定性给出了波浪条件下sft可能发生松弛的参数区?孙胜男等1416采用伽辽金法和龙格库塔法等不同的数值计算方法?研究了悬浮隧道锚索高阶涡激非线性振动悬浮隧道锚索隧道体耦合非线性参数振动悬浮隧道锚索非线性涡激振动等问题?建立了不同问题下的数学方程并求解?王变革17根据锚索所处的环境和受力特点?选择了斜拉桥拉索和
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国内外拟建水中悬浮隧道设计方案研究
蒋博林;梁波
【期刊名称】《水利与建筑工程学报》
【年(卷),期】2017(015)006
【摘要】随着离岸工程技术的发展,以及对跨水域交通需求的增加,水中悬浮隧道以其独特的优势受到关注.为了进一步认识和了解这一创新型水下交通结构,结合近年来国内外出现的拟建悬浮隧道设计方案,对其中涉及到的断面形式、支撑系统、结构连接、结构材料、作用荷载等基本方面进行分类概述,最后提出相关建议及展望.对国内外悬浮隧道设计方案的综述,希望能为今后悬浮隧道的研究、设计提供借鉴和参考.
【总页数】7页(P69-75)
【作者】蒋博林;梁波
【作者单位】重庆交通大学土木工程学院 ,重庆 400074;重庆工程职业技术学院 ,重庆 402260;重庆交通大学土木工程学院 ,重庆 400074
【正文语种】中文
【中图分类】U459.9
【相关文献】
1.水中悬浮隧道交通荷载模拟方法研究 [J], 梁波;蒋博林
2.水中悬浮隧道关键问题研究进展 [J], 黄柳楠;李欣;伍绍博
3.水中悬浮隧道研究进展浅析 [J], 黄磊; 吴雨薇; 胡俊; 曾东灵; 王志鑫
4.悬浮隧道在国内外的研究 [J], 项贻强;薛静平
5.挪威拟建水中悬浮隧道 [J],
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