大連灣海底隧道是我國在建的一條海底沉管隧道,主線全長約5098m,其中海底沉管段長3080m,主體結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限為100年,隧道處于北方寒冷地區(qū)的海洋腐蝕環(huán)境,服役條件惡劣,氯鹽與凍融的侵蝕作用對混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性有較大負面影響。此外,大連本地河砂質(zhì)量普遍較差且資源稀缺,采用機制砂可以有效解決這一矛盾,但機制砂制備沉管混凝土沒有工程應(yīng)用的經(jīng)驗。本文主要以機制砂和機制砂混凝土為研究對象,以沉管混凝土設(shè)計及施工要求為導(dǎo)向,完成了機制砂沉管混凝土的制備。本文試驗研究了膠凝材料用量、膠凝材料組成、水膠比、砂率和含氣量對機制砂混凝土性能的影響,確定了優(yōu)選后的機制砂沉管混凝土配合比參數(shù),比較了同條件下河砂所配混凝土的性能。研究了機制砂石粉含量對膠凝材料水化放熱、沉管混凝土拌合物性能、強度、早期抗裂性以及耐久性的影響,澆筑了位于沉管管節(jié)倒角處的小模型塊,監(jiān)測了模型溫度。揭示的基本規(guī)律如下:（1）優(yōu)選的機制砂沉管混凝土配合比參數(shù)如下:膠凝材料用量420kg/m³,水膠比0.33,膠凝材料組成55%的普通硅酸鹽水泥、15%的Ι級粉煤灰和30%的S95級礦粉,體積砂率41%,含氣量... 

【文章來源】：重慶大學重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

隧道形式（巖石隧道、沉管隧道、水下懸浮隧道）的比較[7]

倜?次澆筑的混凝土方量，有時長達100米的管節(jié)被分成約18米長的節(jié)段。但與此同時接頭的數(shù)量變多，且鋼筋穿過接頭，增加了工期和接頭處理的費用[24]。此外長約100米的混凝土整體管節(jié)容易因收縮、溫度變化和縱向不均勻沉降而開裂。由于土壤條件惡劣，荷蘭沉管隧道地基的不均勻沉降很常見。因此，從20世紀60年代早期開始，整體式管節(jié)被放棄，并被替換成由20至25米長的節(jié)段組成，在節(jié)段之間設(shè)有伸縮接頭。這種結(jié)構(gòu)技術(shù)減少了由不均勻沉降、收縮、溫度變化和彎曲所產(chǎn)生的拉應(yīng)力，并首先應(yīng)用于荷蘭鹿特丹南北通道（1960-1966）。圖1.2為希臘的整體式管節(jié)以及韓國的小節(jié)段管節(jié)。圖1.2整體式管節(jié)與小節(jié)段管節(jié)Figure1.2Monolithicandsegmentaltypeelement②橫截面形式沉管隧道的橫截面直接為用戶提供安全性，適應(yīng)性和可持續(xù)性等性能，包括交通孔（公路，鐵路和人行道）和必要的公用廊道（煙道、供水和排水管道、電纜、疏散通道、通信和信號管道等）。很明顯，橫截面影響隧道規(guī)模、技術(shù)難度、服務(wù)水平和建筑成本。隨著越來越復(fù)雜的結(jié)構(gòu)限制和越來越高的要求，橫截面設(shè)計的重要性變得突出[25]。鋼筋混凝土沉管隧道橫截面形式大多是矩形截面，按照隧道的功能可以分為兩交通孔、兩交通孔一管廊、兩交通孔兩管廊、兩交通孔三管廊等等。圖1.3給出了一些沉管隧道的使用功能與橫截面形式。（a）整體式管節(jié)，希臘（b）小節(jié)段管節(jié)，韓國

1緒論5圖1.3沉管隧道橫截面與功能Figure1.3Crosssectionandperformanceofimmersedtunnel交通孔和公用設(shè)施通道的分類非常重要，因為交通孔和公用設(shè)施的布局決定了沉管隧道頂板的跨度，影響了沉管隧道的橫截面尺寸和板厚。沉管隧道深埋時，可以適當設(shè)置隔墻，減少頂板跨度，降低結(jié)構(gòu)設(shè)計難度和缺陷風險，減少沉管隧道的鋼筋使用量。提供更多隔墻可以改善沉管隧道的縱向剛度，并且還可以提供更高的浸沒接頭的彎曲和剪切能力[25]。對深埋條件下的沉管隧道，若采用較少縱隔墻的設(shè)置方案，將會使沉管接頭設(shè)計受到限制。反過來所提供的隔墻越多，也會增加元件的重量，增加隧道元件的尺寸，同時更多的隔墻也會增加工程執(zhí)行的難度并降低通行能力。在沉管結(jié)構(gòu)選型過程中，如能盡量多嘗試不同管壁厚度與縱隔墻數(shù)量的組合，就有可能獲得更為經(jīng)濟的沉管重量和斷面尺度[5]。③接頭沉管隧道的接頭包括岸上節(jié)段之間的接頭，海底管節(jié)之間的接頭和最終接頭。最終接頭采用水下澆筑混凝土和潛水員安裝墊片鋼板建造，具有較為可靠的防水能力[11]。管節(jié)接頭常采用Gina止水帶＋Ω止水帶＋剪力鍵的模式。Gina止水帶和Ω止水帶均要固定在預(yù)埋的鋼端殼表面。預(yù)制期間鋼端殼通過剪力釘固定在管節(jié)首、尾端面。鋼端殼一般呈“L”形，通過對內(nèi)部注漿使鋼端面保持平整而實現(xiàn)Gina止水帶平穩(wěn)壓接，達到密封止水的目標[26]。節(jié)段接頭為柔性結(jié)構(gòu)，主要設(shè)置噴涂型聚脲防水涂料、中埋式可注漿止水帶、Ω止水帶、遇水膨脹橡膠條[27]。此外，為承受沉管管節(jié)浮運和沉放過程中自重以及波浪起伏造成的彎矩作用，各個節(jié)段之間還通過預(yù)應(yīng)力鋼絞線串接起來。待地基沉降趨于穩(wěn)定后，一般要剪短鋼絞線，保證節(jié)段與節(jié)段之間的柔性連接，用以分擔大接頭截面受到的剪力。半剛性管

【參考文獻】：
期刊論文
[1]橋島隧組合跨海通道的最新建設(shè)技術(shù)[J]. 葛耀君,袁勇.  Engineering. 2019(01)
[2]利用高石粉機制砂制備C80超高強鋼管混凝土及其性能研究[J]. 余浩,胡晨光.  混凝土. 2018(10)
[3]中國大陸典型水下隧道工程案例與技術(shù)[J]. 洪開榮.  Engineering. 2017(06)
[4]高工作性鋼管拱機制砂自密實混凝土的配制與應(yīng)用[J]. 任強,袁政成,蔣正武,劉彬,孫旭軍.  混凝土世界. 2017(08)
[5]優(yōu)質(zhì)機制砂清潔生產(chǎn)工藝與方法的探討[J]. 張明,吳芳,都麗紅,朱企新.  無機鹽工業(yè). 2017(06)
[6]沉管隧道技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J]. 陳越.  隧道建設(shè). 2017(04)
[7]安徽省·淮委水科院科研成果——機制砂高性能混凝土研究與應(yīng)用[J]. 胡曉曼.  江淮水利科技. 2017(02)
[8]港珠澳大橋預(yù)制沉管混凝土質(zhì)量控制[J]. 劉可心,周紹豪,劉豪雨.  工程質(zhì)量. 2017(02)
[9]超高層建筑全機制砂高性能混凝土研制及泵送技術(shù)[J]. 譚健,戴超,杜福祥,王斌,王丹,袁淵,徐凱,方道偉.  施工技術(shù). 2016(18)
[10]機制砂MB值對路面混凝土抗鹽凍性能的影響及機理研究[J]. 王稷良,王在杭,宋國林,楊志峰.  公路交通科技. 2016(08)

博士論文
[1]機制砂特性對混凝土性能的影響及機理研究[D]. 王稷良.武漢理工大學 2008
[2]石粉對機制砂混凝土性能的影響及機理研究[D]. 蔡基偉.武漢理工大學 2006

碩士論文
[1]機制砂粒徑粒形檢測系統(tǒng)開發(fā)及實驗研究[D]. 陳思嘉.華僑大學 2017
[2]機制砂混凝土抗氯鹽侵蝕性能及結(jié)構(gòu)耐久性分析[D]. 蔣翊.廣西大學 2016
[3]重慶地區(qū)大跨度連續(xù)剛構(gòu)箱梁機制砂混凝土應(yīng)用分析[D]. 武林.重慶交通大學 2016
[4]機制砂顆粒形狀及石粉含量對混凝土性能的影響[D]. 邱洪強.深圳大學 2015



本文編號：3374549