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應(yīng)用于南昌紅谷隧道工程的“內(nèi)河大流速高位差沉管隧道關(guān)鍵技術(shù)”項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)突破，對(duì)解決江河中游水位季節(jié)性變化、水流速度的非均勻性、預(yù)制管節(jié)浮運(yùn)的復(fù)雜性、預(yù)制管節(jié)間對(duì)接的準(zhǔn)確性、沉管隧道基礎(chǔ)質(zhì)量保證的不確定性等因素，意義深遠(yuǎn)，有效提高了江河沉管隧道施工的安全性、可靠性、高效性。

關(guān)鍵技術(shù)一：首創(chuàng)了后建城市過江通道的生態(tài)設(shè)計(jì)方法

干塢結(jié)合規(guī)劃水上樂園設(shè)計(jì)，提升了永臨結(jié)合的工程價(jià)值。該創(chuàng)新技術(shù)解決了城市核心區(qū)用地困難、內(nèi)河長距離浮運(yùn)的難題，提出了雙子塢干塢方法，實(shí)現(xiàn)了10節(jié)以上多管節(jié)流水化預(yù)制、沉放；建立了完善的沉管隧道干塢技術(shù)體系，解決了城市建筑密集區(qū)內(nèi)河沉管隧道修建可行性的難題，降低了對(duì)環(huán)境的影響。

水下雙燕型立交與設(shè)備用房綜合設(shè)計(jì)，創(chuàng)新了水下空間開發(fā)，避免了房屋拆遷與沿岸生態(tài)破壞。沉管法隧道埋深淺的優(yōu)勢(shì)，保證了隧道主線與東岸臨江3條主干道路順暢銜接，實(shí)現(xiàn)了隧道接線及交通功能的最優(yōu)化；兩岸零房屋拆遷，解決了先建城市、后建通道存在的巨大拆遷難題；綜合利用水下立交結(jié)構(gòu)間設(shè)置了國內(nèi)首座水下疏散避難大廳，南北互通，解決了多匝道接線分合流區(qū)域防災(zāi)疏散的難題，疏散出地面距離減少至不足200米，計(jì)算疏散時(shí)間474.8秒，縮短至292.5秒，降低了市民疏散恐懼心理；同時(shí)利用地下空間空隙設(shè)置了隧道設(shè)備間。整體較橋梁通道形式節(jié)地200畝以上，綜合效益突出。

關(guān)鍵技術(shù)二：創(chuàng)建了內(nèi)河整體式管節(jié)沉管隧道設(shè)計(jì)理論與方法

創(chuàng)建了整體式沉管隧道管節(jié)接頭剛度計(jì)算理論?；谑芰ζ胶夂妥冃螀f(xié)調(diào)原理，建立了表征沉管隧道整體式管節(jié)接頭構(gòu)造特點(diǎn)的力學(xué)模型，創(chuàng)立了一整套表征沉管隧道整體式管節(jié)接頭剛度的理論解析表達(dá)式，開發(fā)了沉管隧道整體式管節(jié)接頭力學(xué)性能及變形特征試驗(yàn)技術(shù)，研制了多維多向自平衡式加載反力裝置，通過國內(nèi)外最大比尺（1：5）的管節(jié)接頭物模試驗(yàn)驗(yàn)證了理論有效性，為管節(jié)接頭各構(gòu)件的精細(xì)化設(shè)計(jì)提供了理論支撐。

創(chuàng)新了沉管隧道灌砂墊層最終沉降非線性計(jì)算理論?；诙喙r物模試驗(yàn)，揭示了灌砂壓力與沙盤擴(kuò)散半徑間的規(guī)律，創(chuàng)新了綜合考慮沉管隧道工藝特點(diǎn)修正后的隧道最終沉降非線性計(jì)算理論，提高了沉降計(jì)算的準(zhǔn)確性，避免了傳統(tǒng)方法計(jì)算最終沉降量低估50%～100%的問題。

此外，國內(nèi)首次采用了異地雙子塢的干塢設(shè)計(jì)方法，開創(chuàng)了固定式干塢連續(xù)批量預(yù)制整體式管節(jié)的先河，解決了季節(jié)性河流預(yù)制與浮運(yùn)銜接的難題。

沉管隧道關(guān)節(jié)接頭細(xì)部構(gòu)造圖

整體式管節(jié)接頭剛度理論與試驗(yàn)?zāi)Ｐ万?yàn)證

關(guān)鍵技術(shù)三：創(chuàng)建了內(nèi)河大流速、復(fù)雜流場條件下的沉管隧道施工技術(shù)體系

自主研發(fā)了內(nèi)河沉管施工船機(jī)與裝備，如改裝拖輪、沉放船、灌砂船、頂推架、調(diào)節(jié)蓋等。其中，研發(fā)的具有精準(zhǔn)定位、實(shí)時(shí)監(jiān)控、動(dòng)態(tài)調(diào)整等功能的專用沉放船，解決了在內(nèi)河河道狹窄、水文復(fù)雜、窗口期短等條件下的管節(jié)沉放難題，將管節(jié)沉放周期由2天至3天縮短至1天至2天。

發(fā)明了“絞拉”“綁拖”結(jié)合的沉管浮運(yùn)方法，實(shí)現(xiàn)了浮運(yùn)流速限值從每秒0.6米提升至1.2米，順江偏差小于2米的精準(zhǔn)浮運(yùn)，首創(chuàng)了橫江浮運(yùn)、穿小凈跨橋梁、定點(diǎn)旋轉(zhuǎn)、漂浮系泊等姿態(tài)穩(wěn)控方法。其中，沉管管節(jié)浮運(yùn)拖帶船舶選用全回轉(zhuǎn)拖輪，一部分拖輪在沉管管節(jié)側(cè)邊旁拖，另外一部分拖輪在沉管管節(jié)管首或管尾吊拖，且采用“拖輪+管面絞車+工程船絞車+重力錨塊+岸控地錨”相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)了每秒0.6米或以上的大流速條件下進(jìn)行管節(jié)出塢接拖（系泊轉(zhuǎn)換至拖帶）、順?biāo)淼垒S線進(jìn)入沉放區(qū)（拖帶轉(zhuǎn)換至系泊）、大流速條件下（每秒1.2米至2.0米）回旋區(qū)內(nèi)管節(jié)浮運(yùn)的安全調(diào)頭。

構(gòu)建了管節(jié)快速、精準(zhǔn)沉放與主動(dòng)糾偏對(duì)接技術(shù)，貫通軸線偏差19毫米。項(xiàng)目組為解決高位差下管節(jié)對(duì)接控制難題，設(shè)計(jì)了尾部千斤頂調(diào)整沉管尾部垂直高程，首部制作安裝了主動(dòng)調(diào)節(jié)管節(jié)首部高程、軸線方向的糾偏裝置調(diào)節(jié)蓋；沉放過程，橫向調(diào)節(jié)纜固定軸線，尾部鎖定，加重管節(jié)抗浮系數(shù)，加大底部摩擦實(shí)現(xiàn)沉管管節(jié)水下糾偏。

限位拉桿解決了枯水期沉放管節(jié)彈開的巨大風(fēng)險(xiǎn)

關(guān)鍵技術(shù)四：構(gòu)建了沉管隧道智能監(jiān)控、水下檢測等安全質(zhì)量保障體系

研發(fā)了可視化水下BIM監(jiān)控系統(tǒng)。針對(duì)傳統(tǒng)沉放監(jiān)測過程數(shù)據(jù)冗長繁雜、不夠直觀等現(xiàn)狀，采用全站儀、GPS及姿態(tài)儀，自動(dòng)采集管頂安裝的測量塔點(diǎn)位姿態(tài)，定位水下管節(jié)位置，并可實(shí)時(shí)傳送至可視化處理的監(jiān)測系統(tǒng)，指導(dǎo)管節(jié)高精度沉放。工智能測控系統(tǒng)（軟著登字第1757120號(hào)），解決了傳統(tǒng)方法不能實(shí)時(shí)監(jiān)控管節(jié)水上浮運(yùn)線路、水下沉放與對(duì)接姿態(tài)導(dǎo)致施工偏差大的難題。

采用沖擊映像法、全波場相結(jié)合的檢測法，創(chuàng)建了沉管隧道灌砂墊層無損檢測方法與填充效果評(píng)價(jià)體系。其中，研發(fā)的沉管隧道基礎(chǔ)灌砂1：1模型試驗(yàn)平臺(tái)裝置及試驗(yàn)方法，該試驗(yàn)平臺(tái)為目前國內(nèi)規(guī)模最大的全尺寸足尺灌砂模型試驗(yàn)平臺(tái)，最大限度模擬了實(shí)際灌砂基礎(chǔ)過程，減少了試驗(yàn)誤差，保證了灌砂試驗(yàn)結(jié)論的先進(jìn)性科學(xué)性及可靠性；構(gòu)建了沖擊映像法與全波場法相結(jié)合的無損檢測評(píng)價(jià)體系。

關(guān)鍵技術(shù)五：研發(fā)了膜袋砂+多型式防滲墻圍堰與深大基坑群水陸接線工程綜合施工技術(shù)

發(fā)明了便于恢復(fù)的臨時(shí)塢口圍堰施工方法及圍堰結(jié)構(gòu)。上游利用塢口拆除時(shí)的土方填筑丁字壩，使塢口恢復(fù)區(qū)域處于低流速區(qū)，陸上推填河砂和浮駁拋填砂形成砂芯堰體，實(shí)現(xiàn)塢口快速合攏，塢口外側(cè)采用2米厚膜袋砂護(hù)坡，塢口內(nèi)側(cè)現(xiàn)澆鋼筋網(wǎng)片混凝土護(hù)坡，堰體采用三軸水泥攪拌樁+塑性混凝土防滲墻帷幕止水，堰頂采用粘土防滲墻止水。該施工方法首次應(yīng)用于國內(nèi)干塢塢口圍堰恢復(fù)，加快了塢口圍堰施工進(jìn)度，適用于類似工程圍堰快速合攏的工程施工。

研發(fā)了塑性混凝土防滲墻和鋼筋混凝土擋墻相結(jié)合的防滲系統(tǒng)。針對(duì)施工工期短，圍堰防洪要求高，通過精細(xì)化數(shù)值模型，分析了不同坡率和水位差下大型圍堰的變形規(guī)律和穩(wěn)定特性，構(gòu)建了塑性混凝土防滲墻和鋼筋混凝土擋墻相結(jié)合的防滲系統(tǒng)，發(fā)明了由充砂長管袋填筑的堰體、由膨潤土塑性混凝土墻和扶壁式鋼筋混凝土擋墻組成的防滲體系以及堰體內(nèi)外邊坡防護(hù)體系的快速施工方法，實(shí)現(xiàn)了有效防洪。

此外，項(xiàng)目組還研發(fā)了“X”型偏壓基坑支撐系統(tǒng)及鋼管堵頭樁干割除技術(shù)體系，構(gòu)建了臨江大跨度基坑群快速、安全施工方法。首創(chuàng)了沉管隧道堰內(nèi)基坑鋼管堵頭樁“干割除”法。