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现代隧道技术 “工厂法”沉管隧道早期性能的分析模型 MODERNT1rNDIELLⅢG11ⅪHNOLOGY 文章编号：1009—6582(2015)叭一0105—09 “工厂法’’沉管隧道早期性能的分析模型 刘鑫t柳献1姜伟2袁勇1苏权科3 f1同济大学地下建筑与工程系，上海200092；2同济大学材料科学与工程学院，上海200092； 3港珠澳大桥管理局，珠海519015) 摘要受材料、结构设计和施工工艺等方面的影响，沉管隧道在预制阶段易出现早期裂缝，进而影响其正常使 用和耐久性能。文章以在建港珠澳大桥沉管隧道工程为背景，建立了“工厂法”沉管隧道早期性能的分析模型，通过 全尺寸试验进行了模型验证。基于标准工艺流程下结构眭能的分析，明确了沉管隧道节段早期性能的发展规律，并 指出了将开裂风险指数作为结构早期裂缝控制指标的合理性。该研究对“工厂法”沉管隧道早期裂缝的控制具有指 导意义。 关键词 沉管隧道早期性能分析模型裂缝控制 中图分类号：U459．5 文献标识码：A 沉管隧道结构早期性能分析模型的报导。此外，就 1 引言 “工厂法”隧道结构预制过程中的控制指标，工程实 受材料、结构设计和施工工艺等方面的影响， 施中仍存在着一定的讨论。 沉管隧道在预制阶段易出现早期裂缝，进而会影响 本文以在建港珠澳大桥沉管隧道工程为背景． 到结构的正常使用和耐久性能【l’21。围绕着沉管隧道 针对工厂法沉管隧道预制各阶段的施工特点，以综 结构早期裂缝控制这一工程问题，国内外已开展了 合时间和温度效应的“水化度”模型描述了结构混凝 广泛的研究：例如香港西区铁路隧道【3】采用了施加 土的早期力学性能，建立了沉管隧道结构早龄期的 横向预应力技术：上海外环隧道【4]等采用了冷却水 热一力弱耦合分析方法，并通过全尺寸试验进行了 管工艺、后浇带等；荷兰阿姆斯特丹至莱茵河输水 验证；进而分析了工厂法沉管隧道在预制过程中应 管道[3J采用了竖向立模全断面浇筑等技术；土耳其 力、应变等早期性能的发展规律；在此基础上，对常 用施工控制指标在工厂法沉管隧道中的适用性进行 横跨博斯普鲁斯海峡的Ma瑚arav铁路隧道工程【4]从 配合比设计、施工组织等进行了研究。 了讨论。 上述研究多集中于“干坞法”制作的沉管隧道。 2背景工程 随着施工工艺的发展，“工厂法”沉管隧道在跨海隧 道中逐步得到了应用，如丹麦厄勒海峡隧道、韩国釜 港珠澳大桥沉管隧道工程长6．648km．由33个 山巨济隧道，以及我国正在修建的港珠澳大桥沉管 长为180m的预制管节组成。标准管节采用两孔一 隧道等r7删。采用“工厂法”预制沉管隧道，沉管节段 管廊截面形式(图1)：宽37．95m，高11．40m，底板 可在工厂流水化预制，具有节省工期、便于施工控制 厚1．50m．侧墙及顶板厚1．5m．中隔墙厚0．8m。标 以保障沉管质量等优点。尽管丹麦厄勒海峡隧道和 准管节由8个单个节段组成，每个节段长22．5m， 韩国釜山巨济隧道在施工过程中开展了针对早期裂 混凝土方量约为3451m3。 缝控制的试验研究，然而，当前尚未有针对“工厂法” “工厂法”预制沉管隧道的钢筋绑扎、模板施工、 修改稿返回日期：2014—07一11 基金项目：国家自然科学基金；国家科技支撑计划(201IBAG07804)． 作者简介：刘鑫(1991一)，男。硕士研究生，主要从事隧道及地下工程结构