高速鐵路水下隧道研究與設計

1 概述

1.1 水下盾構隧道的發(fā)展

1.1.1 國外水下盾構隧道的發(fā)展

1.1.2 國內水下盾構隧道的發(fā)展

1.2 獅子洋隧道概況

1.2.1 隧道技術標準與建設規(guī)模

1.2.2 主要工程特點及設計難點

1.3 獅子洋隧道主要專題研究與科研工作

1.3.1 主要專題研究與論證工作

1.3.2 主要科研工作

2 隧道建設環(huán)境

2.1 地形地貌

2.2 港口、錨地、水運與航道情況

2.2.1 港口現狀及規(guī)劃

2.2.2 航道及規(guī)劃

2.3 工程與水文地質條件

2.3.1 工程勘察方案

2.3.2 工程地質條件

2.3.3 地質構造

2.3.4 水文地質條件

2.3.5 工程地質性能分析評價

2.3.6 不良地質及特珠巖土

2.4 場地與地基的地震效應

2.4.1 地震動參數

2.4.2 砂土液化

2.4.3 軟土震陷

2.4.4 場地穩(wěn)定性評價

2.5 河床演變分析

2.5.1 河道歷史演變

2.5.2 河床近期演變分析

2.5.3 工程附近河道沖淤分析

2.5.4 人類活動對河道演變的影響

2.5.5 河道演變趨勢預測

2.5.6 河床演變分析結論

2.6 河床最低沖刷高程數值模擬計算與河工模型試驗

2.6.1 工程附近的水動力特性計算分析

2.6.2 極限沖刷深度數值模擬計算

2.6.3 河床最低沖刷高程的河工模型試驗

2.7 工程沿線地面及地下建（構）筑物分布

2.7.1 沙仔島碼頭

2.7.2 虎門港沙田港區(qū)碼頭

3 隧道工程設計方案

3.1 主要技術標準與內凈空

3.1.1 主要技術標準

3.1.2 隧道限界及內凈空

3.2 前期方案研究與比選

3.2.1 橋隧論證概況

3.2.2 隧道線路方案研究與比選

3.3 隧道總體設計方案研究

3.3.1 隧道施工方法研究與比選

3.3.2 隧道結構斷面方案研究與比選

3.3.3 隧道施工組織方案比選

3.4 隧道工程總體設計

3.4.1 隧道平面設計

3.4.2 隧道縱斷面設計

3.4.3 隧道橫斷面設計

3.4.4 總體布置及建設規(guī)模

3.5 盾構法隧道段結構設計

3.5.1 襯砌管片模板設計

3.5.2 管片結構配筋

3.5.3 盾構機地中對接設計

3.6 明挖法隧道段結構設計

3.6.1 明挖圍護結構設計

3.6.2 明挖主體結構設計

3.6.3 抗浮與地基處理

3.7 隧道防水設計

3.7.1 盾構隧道防水等級

3.7.2 盾構隧道接縫防水

3.7.3 其他防水措施

3.8 洞口緩沖結構設計

3.8.1 洞口微壓波峰值標準

3.8.2 洞口緩沖結構

……

4 隧道埋置深度研究

5 隧道凈空面積及氣動效應與緩解措施研究

6 隧道結構力學特征及關鍵技術參數研究

7 隧道結構動力響應分析

8 隧道火災排煙與疏散技術

9 隧道結構抗災性能分析

10 隧道施工概況及主要材料消耗

參考文獻2100433B

《高速鐵路水下隧道研究與設計》作者結合廣深港客運專線獅子洋水下隧道的建設條件與運營要求，針對各項技術難題，采用理論分析、模型試驗、現場測試等多種手段相結合的方法開展科研攻關，提出了多項創(chuàng)新技術，包括復合地層高速鐵路特長水下隧道的總體設計技術、復合地層高速鐵路水下隧道結構動一靜力學優(yōu)化設計技術、雙孔單線特長鐵路隧道的氣動效應緩解技術、特長高速鐵路水下隧道防災與疏散技術、盾構機一字形地中對接和洞內拆解技術、施工材料計量及控制技術等。

《高速鐵路水下隧道研究與設計》反映了課題研究成果及其在獅子洋水下隧道工程設計中的具體應用情況，可供從事隧道及地下工程修建的設計、施工、科研技術人員以及高等院校師生參考。

高速道岔是高速鐵路建設的關鍵技術之一，要求具有高安全性、高平穩(wěn)性。本項目重點開展道岔區(qū)輪軌靜態(tài)接觸理論研究，主要分析了道岔區(qū)輪軌關系設計對等效錐度、輪對傾角、單輪對蛇行運動的影響規(guī)律，提出了道岔動力參數設計方法；建立了列車/道岔耦合系統(tǒng)動力學理論，對道岔動力參數設計法進行了校核，并對高速列車的過岔安全性與平穩(wěn)性進行了仿真分析與評估；本項目基于前期研究的輪對橫移測試、道岔區(qū)輪軌接觸幾何狀態(tài)可視化測試、共同承載鋼軌的動載分配測試、高速道岔實車動力測試等試驗研究，對所建立的道岔區(qū)輪軌接觸理論、動力設計方法、仿真評估體系進行了驗證；最后基于所建立的理論，開展高速道岔尖軌及心軌頂面降低值、水平藏尖、轉轍器部分軌距加寬、轍叉部分翼軌加高設計等輪軌關系的設計優(yōu)化研究，得到如下結論： （1）轉轍器及轍叉部分尖軌頂面寬度及高度的變化，會導致輪軌接觸點位置隨沿線路方向變化，從而形成豎向及橫向的結構不平順，這是列車與道岔系統(tǒng)振動的激振源之一；（2）道岔各種結構不平順均限制了側向過岔速度的提高，為了減緩列車側向過岔時的輪軌動力作用，可采用雙肢彈性心軌及整體叉心式結構；（3）輪對在轉轍器部分的橫向平穩(wěn)性較轍叉部分差得多，車輪輪緣必將與鋼軌貼靠，輪對橫向位移越大，對鋼軌的橫向沖擊作用越厲害，因此在道岔輪軌關系的設計中，應盡可能降低輪對過岔時的蛇行運動幅值；（4）降低尖軌頂面降低值和減小尖軌開始承載的斷面對提高車體的橫向穩(wěn)定性是有利的。（5）通過對等效錐度、輪對傾角、動力附加力、蛇行運動振幅四項動力學參數的比較認為我國高速道岔轍叉應按水平藏尖9mm進行設計。

現代設計與文化研究中心類別：

現代設計與文化研究中心屬于“四川省社會科學重點研究基地” 。

現代設計與文化研究中心研究領域：

軌道交通工具與現代產品設計、當代美學與設計文化，以及西南民族民間文化傳承與創(chuàng)意產業(yè)研究等。

高速道岔是高速鐵路建設的關鍵技術之一，要求具有高安全性、高平穩(wěn)性。本項目重點開展道岔區(qū)輪軌動靜態(tài)接觸理論研究；通過分析道岔區(qū)輪軌關系設計對等效錐度、輪對傾角、單輪對蛇行運動的影響規(guī)律，提出道岔動力參數設計方法；通過所建立的列車/道岔耦合系統(tǒng)動力學，對道岔動力參數設計法進行校核，對高速列車過岔安全性與平穩(wěn)性進行仿真分析和評估；基于課題組前期研究的輪對橫移測試系統(tǒng)、輪軌接觸幾何狀態(tài)可視化裝置，開展試驗技術研究，通過現場列車高速過岔時的輪軌橫移測試、道岔區(qū)輪軌接觸幾何狀態(tài)可視化測試、共同承載鋼軌的動載分配測試等試驗研究，對所建立的道岔區(qū)輪軌接觸理論、動力設計方法、仿真評估體系進行驗證；最后開展高速道岔尖軌及心軌頂面降低值、基本軌彎折、水平藏尖、鋼軌刨切輪廓、軌底坡等輪軌關系的設計優(yōu)化研究，為進一步提高我國高速道岔行車平穩(wěn)性和380km/h及以上超高速道岔的研制提供理論與技術支撐。