水下隧道设计技术

1 概述

1．1 水下隧道修建方法

1．1．1 盾构法

1．1．2 沉管法

1．1．3 钻爆法

1．1．4 围堰明挖法

1．1．5 悬浮隧道法

1．1．6 伏贴式隧道法

1．2 水下隧道发展历史

1．2．1 盾构法

1．2．2 沉管法

1．2．3 钻爆法

1．2．4 围堰明挖法

1．3 水下隧道技术展望

1．3．1 在建和拟建代表性工程概况

1．3．2 技术发展趋势

2 水下隧道工程整体耦合设计方法

2．1 水下隧道的特点及设计中存在的问题

2．1．1 水下隧道的特点

2．1．2 水下隧道设计中存在的问题

2．2 整体耦合设计方法概述

2．2．1 工程整体耦合设计概念

2．2．2 工程整体耦合设计架构

2．2．3 工程整体耦合设计原则及系统考量

2．3 水下隧道工程整体耦合设计中若干关键问题分析

2．3．1 双管隧道合理净距

2．3．2 隧道施工对邻近建（构）筑物的影响

2．3．3 水下段合理埋置深度

2．3．4 隧道横断面合理布置

2．3．5 衬砌结构类型选择

2．3．6 火灾规模和防火保护措施的选择

2．3．7 水下隧道疏散救援方式选择

2．3．8 水下隧道防灾设施及救灾对策

2．3．9 水下隧道施工组织方案

3 水下隧道工程整体耦合设计方法的应用

3．1 盾构法水下隧道应用案例

3．1．1 武汉长江隧道

3．1．2 武汉三阳路公铁两用长江隧道

3．1．3 南京长江隧道

3．1．4 南京纬三路长江隧道方案

3．1．5 广深港高铁狮子洋隧道

3．1．6 沪通铁路长江隧道方案

3．1．7 佛莞城际铁路狮子洋隧道

3．1．8 扬州瘦西湖隧道

3．1．9 杭州环城北路地下快速路隧道

3．1．10 厦门地铁2号线跨海隧道

3．1．11 常德沅江隧道

3．2 钻爆法水下隧道应用案例

3．2．1 武广高铁浏阳河隧道

3．2．2 长沙市湘江大道浏阳河隧道

3．3 沉管法及围堰明挖法水下隧道应用案例

3．3．1 舟山沈家门港海底隧道

3．3．2 澳门大学横琴校区海底隧道

3．4 整体耦合设计方法在盾构隧道衬砌结构设计中的应用

3．4．1 模糊综合评价模型的建立

3．4．2 结构整体耦合设计的模糊综合评判

3．4．3 综合分析及建议

4 水下隧道多维度结构安全保障技术

4．1 水下隧道结构安全保障的目标及方法

4．1．1 水下隧道结构安全保障的目标

4．1．2 水下隧道结构安全保障的方法

4．2 结构设计计算中的安全保障

4．2．1 结构安全保障设计的主要内容

4．2．2 结构工作环境和荷载分析

4．2．3 计算模型选择

4．2．4 模型计算参数选择

4．2．5 安全性校核方法

4．2．6 其他影响因素分析

4．3 结构耐久性安全保障

4．3．1 隧道结构耐久性基本要求

4．3．2 水下隧道混凝土抗渗性和防水耐久性预测

4．3．3 拉应力对混凝土抗碳化性能的影响

4．3．4 公路隧道内酸性气体条件下混凝土中性化试验

4．3．5 聚丙烯纤维对管片混凝土耐久性的影响

4．3．6 考虑环境作用的复合式衬砌结构设计方法探讨

4．3．7 水下隧道主要耐久性措施

4．4 结构抗灾性分析

4．4．1 隧道地震响应分析和抗减震措施

4．4．2 火灾对隧道结构的影响及灾后承载能力分析

4．4．3 列车脱轨撞击对结构安全性的影响分析

4．4．4 爆炸事故对隧道结构的影响分析

4．5 基于结构安全保障的防排水技术

4．5．1 防排水对水下隧道结构安全的影响

4．5．2 隧道防排水标准及要求

4．5．3 隧道防排水类型选择

4．5．4 隧道防排水措施

4．6 施工中的结构安全保障

4．6．1 施工对盾构法隧道结构安全的影响及控制

4．6．2 施工对沉管法隧道结构安全的影响及控制

4．6．3 施工对钻爆法隧道结构安全的影响及控制

4．7 运营中的安全保障

4．7．1 结构健康监测技术

4．7．2 运营维护技术

5 盾构法水下隧道设计技术

5．1 盾构法隧道主要设计内容及方法

5．1．1 管片结构设计

5．1．2 防水设计

5．1．3 盾构始发及到达加固设计

5．1．4 监控量测

5．1．5 施工筹划

5．2 岩石地层盾构隧道围岩压力

5．2．1 围岩压力计算模型

5．2．2 岩石地层盾构法隧道围岩压力计算

5．2．3 岩石地层盾构法隧道围岩压力现场测试

5．3 结构计算方法

5．3．1 盾构法隧道结构计算理论发展过程

5．3．2 荷载结构模型

5．3．3 连续介质模型

5．3．4 结构安全可靠性检算方法探讨

5．3．5 隧道纵向计算

5．4 接缝设计

5．4．1 纵缝设计

5．4．2 环缝设计

5．5 结构空间化设计

5．5．1 狮子洋隧道减振空间化设计

5．5．2 常德沅江隧道抗浮空间化设计

5．6 盾构始发和到达

5．6．1 双道围护结构的始发和到达技术

5．6．2 泥水平衡盾构水中到达技术

5．7 特殊地层段的处理

5．7．1 软土地层列车振动响应和沉降处理

5．7．2 上软下硬地层处理

5．7．3 溶洞处理

5．7．4 孤石处理

6 沉管法水下隧道设计技术

6．1 沉管法隧道主要设计内容及方法

6．1．1 沉管法隧道总体设计注意事项

6．1．2 沉管隧道段设计

6．1．3 附属工程设计

6．2 不均匀沉降对沉管接头设计方案影响分析

6．2．1 管节沉降分析

6．2．2 GINA橡胶止水带选型计算

6．3 岸边止水井合龙接头技术

6．3．1 合龙接头位置及方式选择

6．3．2 合龙接头止推承台设计

6．3．3 合龙接头止水井设计

6．4 新型护岸结构

6．4．1 沉管施工期临时护岸结构

6．4．2 隧道出入口兼做永久护岸结构

7 钻爆法水下隧道设计技术

7．1 钻爆法水下隧道主要设计内容及方法

7．1．1 支护结构设计

7．1．2 防排水设计

7．1．3 超前支护设计

7．1．4 开挖方法设计

7．1．5 辅助坑道设计

7．1．6 超前地质预报设计

7．1．7 监控量测设计

7．2 防水型隧道衬砌结构及防水设计方法

7．2．1 支护结构设计原则

7．2．2 二次衬砌结构计算方法

7．2．3 防水型复合式衬砌隧道防排水设计

7．3 隧道开挖技术

7．3．1 控制爆破

7．3．2 铣挖法开挖

7．4 水下浅埋暗挖隧道现场测试

7．4．1 测试断面布置

7．4．2 现场测试成果

8 围堰明挖法水下隧道设计技术

8．1 围堰明挖法隧道主要设计内容及方法

8．1．1 围堰特点及要求

8．1．2 围堰设计内容及方法

8．2 软土地层深水围堰设计

8．2．1 围堰设计基本资料

8．2．2 设计标准

8．2．3 围堰形式的选择及确定

8．2．4 围堰布置

8．2．5 围堰结构设计

8．2．6 围堰基础处理

8．2．7 围堰监测

8．2．8 围堰拆除设计

8．3 海中软土地层围护结构反演分析

8．3．1 有限元二维分析计算原理及模型参数

8．3．2 反分析计算

8．4 大覆土明挖隧道沉降控制技术

8．4．1 明挖隧道地基沉降原因及处理方法

8．4．2 地基沉降理论分析及经验计算

8．4．3 明挖隧道沉降二维有限元分析

8．4．4 明挖隧道沉降三维有限元分析

8．4．5 明挖隧道沉降计算方法对比

9 水下隧道两岸接线工程设计技术

9．1 接线工程主要设计内容及方法

9．1．1 接线工程结构分段

9．1．2 明挖法接线工程设计总体要求

9．1．3 明挖法接线工程基坑设计

9．1．4 明挖法接线工程主体结构设计

9．2 高承压水超强渗透性地层基坑设计

9．2．1 基坑工程概况

9．2．2 基坑围护形式选择

9．2．3 基坑防水

9．2．4 基坑施工组织

9．3 水下隧道与周边道路地下立交工程设计技术

9．3．1 南京青奥轴线地下工程概况

9．3．2 非对称异形基坑内的深浅坑力学特征

9．3．3 新型围护结构设计技术

9．3．4 地下立交系统防灾疏散设计技术

9．4 公铁合建隧道接线工程设计技术

9．4．1 接线工程纵断面设计

9．4．2 接线段结构设计

参考文献

《水下隧道设计技术》系统总结和提炼了中铁第四勘察设计院集团有限公司多年来对我国多座水下隧道的研究、设计和建设成果，并融入了作者及研究设计团队对大型复杂水下隧道修建技术的认识和体会，也融入了多项专利技术。全书共分九章，内容包括水下隧道工程整体耦合设计方法、水下隧道工程整体耦合设计方法的应用、水下隧道多维度结构安全保障技术、各种水下隧道（盾构法、沉管法、钻爆法、围堰明挖法）设计技术以及水下隧道两岸接线工程设计技术等。
　　《水下隧道设计技术》可供从事隧道及地下工程修建的设计、施工、科研技术人员以及高等院校师生参考。