围埝工程合拢口施工浅析

为加快滨海新区的开发与开放,完善其作为“国家综合配套改革试验区”的功能,天津市人民政府对120km2海域进行围海造陆规划。为加快施工进度,在浅海区域,均采用建筑碎料堤心的施工工艺,先从两头分段施工,最后进行合拢。在泥面标高±0以下,采用大型充填袋堤心施工,根据流水作业面和船舶进出情况及吹填管线布设等设置专门合拢口,埝体主体完成后再进行合拢口的施工。本文以临港产业区为例,对围埝工程的合拢进行简要分析。     

吹填泥浆的沉降试验研究及结果分析

利用海相淤泥吹填造陆是沿海地区土地开发的重要手段之一,对大面积且深厚的吹填淤泥进行软基处理是确保吹填造陆成功的关键.而该软土在吹填之后需要经2～3a的自然沉积固结,待表面形成硬壳,方可加固处理,但由于受工程条件限制,这种造陆方式在时间和财力上的耗费都很大,如何使吹填之后泥浆的快速落淤及排水固结,急需有适合自身工程特点的加固处理方法,本文以些为研究中心,采用沉降柱试验方法,对掺入不同配比和不同种类的添加剂加速吹填泥浆沉降及固结的方法加以探讨和分析.     

大丰港潮间带围垦工程介绍

江苏省沿海地带进行围垦工程，历史悠久.筑堤围垦，一是抵御海潮侵袭，二是增加用地面积.在潮上带围垦，工艺基本成熟，施工难度也不大；在潮间带围垦，目前尚处在探索阶段.本文介绍的是大丰市在潮间带进行围垦的工艺——用吹沙袋筑外围埝，挖掘机挖土筑内围埝，泥浆泵吹填内芯.     

真空预压地基加固过程监测与成果分析

厦门翔安南部游艇产业基地造地工程项目采用吹填淤泥形成陆域，新吹填淤泥地基具有含水量大、压缩性高、强度极低等特点，对工程使用极其不利。根据现场的具体情况，设计采用真空预压法对吹填淤泥地基进行加固，同时布置相关仪器进行现场监测。通过过程监测及成果分析，得出相关结论供广大同行参考。     

基坑开挖对下卧管线竖向变形影响的数值分析

基坑开挖会对下卧管线产生不利影响,如何控制基坑开挖对下卧管线产生的不利影响是工程界的热点问题.以杭州市沿江大道管廊基坑上跨污水管段工程为背景,利用ABAQUS软件进行数值模拟,建立了三维有限元模型.在此基础上分析了管线周围土体注浆加固的作用,同时研究了改变管线与基坑的夹角引起管线竖向位移的变化规律.分析结果表明:上方基坑的开挖会使下卧管线呈现出"中间大、两边小"的"上凸型"变形模式,对下卧基坑管线周围进行合理的注浆加固,能有效减少管线的整体隆起变形;且下卧管线与基坑长边夹角越大,管线的最大隆起位移越小,当管线与基坑长边垂直时,管线的隆起变形最小.研究结果可为今后类似工程提供借鉴.     

基于ABAQUS的拖锚载荷对海底管线的影响研究

锚击是造成海底管线第三方损伤的重要因素.本文将拖锚对海底管线的损伤分为撞击、拖曳两个方面,并利用ABAQUS软件对上述两种作用方式进行数值模拟.撞击分析中,利用数值模型分析了管壁厚度、管线长度对最终凹痕深度的影响,并与其他撞击形式、规范计算值进行了对比.拖曳分析中,重点探讨了海床土壤性质的影响.结果表明,拖锚对海底管线的撞击作用影响相对较小,平铺于砂质海床上的管线最大拖曳力计算值更大.应用ABAQUS的有限元模型研究海底管线的抗锚害问题切实可行,对于管线设计、提高管线安全性有一定指导意义.     

关于斜坡式防波堤施工过程中充填袋施工的分析

防坡堤坝的主要功能是起到保护作用,防止泥沙和波浪进入港口内,对港口起到掩护作用,可保持港内所需的水深和水面的平稳.随着我国目前大面积开展围海造陆工程,在浅水区的临时隔埝采用充填袋式+护面块石的结构,在深水区采用箱筒和半圆体结构,然后进行施工和充填,重点分析和探讨的是充填袋工艺及控制要素.     

复杂场地长距离吹砂施工技术

针对东莞市城市快速轨道东城车辆段场地平整吹填砂施工面临的大面积、复杂场地、长距离的技术难题,通过科学设置吹砂泵船、正确选择吹砂管线材料、合理铺设管线、根据实际确定管材接头形式和增设加压泵、合理配置相关设备等研制出一套长距离吹砂系统,再通过科学安排、严格控制等手段付诸于施工实践,有效解决了吹填砂长距离压力消减而造成的吹填出砂量小、施工缓慢、施工成本高、施工工期长的技术难题且施工质量有保证,保证了合同工期,使企业产生显著的社会效益和经济效益,为同类型项目施工提供借鉴。     

吹填围堰技术中的应用研究

本文介绍了水力吹填围堰施工技术的优缺点,同时对水力吹填围堰的设计、施工及质量控制三个方面进行了总结,同时提出了影响水力吹填技术在实际工程中亟待解决研究的问题.     

基于三维土质模型的疏浚吹填工程土料调配优化与应用

为了提高疏浚吹填工程土料调配方案设计效率,优化疏浚吹填工程土料调配过程,针对疏浚吹填工程土质情况复杂、土料调配过程施工工序多、施工环境复杂且极易受到外界自然条件的影响和限制的特点,提出了基于三维土质模型的疏浚吹填工程土料调配优化方法.该方法采用基于不同数据来源的三维多精度建模方法,实现了复杂水下土质条件的三维建模;基于疏浚吹填工程施工工艺,综合考虑了疏浚吹填土料在调配过程中所受到的复杂约束条件,建立了疏浚吹填土料调配平衡优化的数学模型.工程实例应用表明,该方法能有效对疏浚吹填工程土料调配过程进行分析,与传统方法对比,该方法能够确定更优的土料调配规划方案,有效节约工程成本,为疏浚吹填工程的调配方案设计提供了新的手段.     

声学探测技术在海底管道外检测中的应用

在海底管道的外检测过程中,为明确海底管道的真实赋存状态,常使用工程物探和潜水摸探对其进行调查,其中声学探测技术的应用最为广泛。本文以SONIC 2024多波束测深系统、SES 2000参量阵浅地层剖面系统、KLEIN 3000侧扫声呐系统为例,系统介绍传统声学探测技术在北部湾某单点系泊(SPM)海底输油管道外检测中的应用。在此基础上,结合扫描声呐、合成孔径声呐等声学探测技术,探讨各类声学探测技术的优劣性及适用条件,指出海管外检测技术的发展方向。多种声学探测技术的综合运用是准确评价海底管道状态的基础,海底管道外探测方案的选择应综合考虑海域条件、设备优缺点、作业载体、工作成本等因素。海管外检测技术向着设备集成化、检测精细化、识别智能化的方向发展。     

砂土海床海底管道贯入的数值模拟

为预测砂土海床海底管道贯入深度,在ABAQUS下建立了砂土海床海底管道贯入的耦合欧拉-拉格朗日有限元模型,模拟海底管道在风浪流及自重等荷载作用下贯入砂土海床的过程,研究了管-土界面摩擦系数、砂土内摩擦角、剪胀角及弹性模量对管道贯入深度的影响。结果表明,在海底管道贯入过程中,管道两侧海床隆起,在海床土体内形成了自管道底部延伸至海床表面的连续滑动面,砂土破坏表现为整体剪切破坏形式;管-土界面摩擦系数、砂土内摩擦角及剪胀角均会影响砂土海床海底管道贯入深度,其中砂土内摩擦角对海底管道贯入深度影响最大,而砂土弹性模量则对海底管道贯入深度没有显著影响。海底管道贯入阻力随管-土界面摩擦系数、砂土内摩擦角和剪胀角增加而呈幂函数增大。所提海底管道贯入深度预测公式考虑了管-土界面相互作用和砂土力学特性的影响,能准确预测砂土海床中管道的贯入深度,可为砂土海床海底管道在位稳定性评估提供基础数据。     

基于非线性理论的海底管跨涡激共振可靠性研究

海底管跨的涡激振动是引发管跨共振失效的主要因素．为此，考虑波浪水质点与海底管线管跨段振动间的相对运动速度以及波浪和海流的联合作用，对传统的波浪载荷计算方法进行了改进，引入了波浪激励载荷中的二阶平方阻尼项，从而建立了海底管跨的非线性涡激振动方程．同时，基于非线性振动特性，将倍频共振和亚频共振的概念引入管跨的涡激共振失效分析方法中，建立了相应的极限状态方程和管跨涡激共振长度预测公式，在此基础上提出了管跨的涡激共振失效可靠性分析方法，并通过算例验证得出海底管跨倍频涡激共振长度小于基频共振长度和亚频共振长度．建议在预测管跨的共振长度时，考虑管跨发生倍频共振时的长度，以保证其可靠性．     

Dynamical Mechanisms of Effects of Landslides on Long Distance Oil and Gas Pipelines

According to the investigations on the oil and gas pipelines such as the Lan-Cheng-Chong pipeline and the Southwest pipeline, there are two ways of laying pipeline： pipelines paralleling （approximately） to the main slide direction and pipelines perpendicular （approximately） to the main slide direction. If earth-retaining walls have been built for pipelines paralleling to the main slide direction, they will prevent the lands from sliding; On the contrary, without earth-retaining walls, the sharp broken rocks in the backfilling soil will scratch the safeguard of the pipeline when the landslides take place. Pipelines perpendicular to the main slide direction can be classified into four types according to the relative positions between pipelines and landslides： Pipelines over the slide planes, pipelines inside the fracture strips of slide planes, pipelines below the slide planes and pipelines behind the backsides of landslides. The different dynamical mechanisms of the process in which landslide acts against pipelines are analyzed based on whether the pipelines are equipped with fixed frusta, because the sliding resistance depends on whether and how many fixed frusta are equipped and the distance between frusta.     

坠物撞击海底管道损伤的BP神经网络预测模型

为预测坠物撞击饱和黏土海床上海底管道的损伤，建立了坠物撞击下饱和黏土海床与海底管道相互作用的动力有限元模型，结合海底管道实际工作条件的变化范围，分析坠物撞击能量、管道直径、壁厚、钢材等级、内压、海床土不排水抗剪强度6个参数对海底管道损伤的影响规律，将6个参数作为输入层参数，以管道损伤作为输出参数，将数值模拟结果作为训练样本，通过学习和训练构建形成了海底管道损伤预测的BP神经网络模型。研究结果表明：坠物撞击能量越大，管道损伤越大，管道损伤增长速率随坠物撞击能量的增大而趋缓；管道直径、壁厚、内压、管道屈服强度增加，管道损伤减小；饱和黏土海床不排水抗剪强度越大，管道损伤越大。建立的海底管道损伤BP神经网络预测模型，仅需要坠物撞击能量、管道直径、壁厚、钢材等级、内压和海床土不排水抗剪强度6个参数，模型简单、便捷，能够较好地预测饱和黏土海床海底管道受坠物撞击的损伤，数值算例涵盖了常见饱和黏土海床海底管道的工作条件，具有很好的适用性，为海底管道损伤预测提供了新思路。     

砂土中隧道垂直下穿既有管线的数值模拟

为研究隧道施工条件下管线的变形,通过开发颗粒流程序及利用室内管线加载-挠度试验建立了管线宏细观参数之间的关系.基于PFC2D建立了隧道-土体-管线的数值模型,模拟砂土中隧道垂直下穿既有管线过程中管线的变形位移.通过数值模拟分析了地层损失率及管线与隧道间距对模拟结果的影响规律.结果表明:随着地层损失率的增加及管隧间距的减小,管线中间的下拉效应与距管线中点35倍隧道直径处的上拱效应越明显;管线中部上覆附加应力会随地层损失率的增大及管隧间距的减小而增大,同时对应管底土压力则迅速减小并稳定在一较小值;管线与管底土层沉降槽宽度系数比值(ip/i)与地层损失率成正比,而与管隧间距成反比,最大值可达到24.     

海底管道关于锚泊作业的定量风险评估

各种工况下的锚泊作业,由于操作失误而脱锚,海底管道有被锚或锚链撞击而破损的危险,本文根据锚泊作业的不同情况,提出了锚与锚链撞击管道的概率及撞击能量的计算公式,结合后果分析可得到故障概率,为海底管道在偶然荷载下的定量风险评估打下了基础.     

深基坑开挖对邻近大直径管线影响的优化分析

为了研究由狭长型的市政管廊基坑开挖引起邻近管线沿长度方向的位移变化.以杭州管廊基坑工程为背景,运用有限元软件PLAXIS建立三维数值模型,探讨不同围护结构形式下的基坑开挖对邻近大直径污水管线的影响规律.分析得出管线的位移因近邻基坑的开挖存在时空效应,且提高基坑围护结构的刚度可以减小20％管线位移量;同一围护结构形式下两条管线的竖向位移变化趋势基本一致,但两条管线之间在水平方向的位移存在较大的差距,应分别监测两条管线的水平位移,研究结论和建议可为相似工程提供一定的理论依据.     

基于灰色理论的海底管道腐蚀剩余寿命预测方法

以灰色理论的基本模型为基础,探讨了灰色模型的改进方法.分析了海底管道腐蚀因素与腐蚀量之间的规律以及应用灰色理论进行剩余寿命预测的可行性.提出了基于灰色理论的海底管道剩余寿命预测方法.利用灰色理论预测腐蚀海底管道剩余寿命的步骤主要包括:最小允许厚度的确定,腐蚀速率的预测以及剩余寿命预测.利用该方法,可以在测量数据很少的情况下预测海底管道的剩余寿命.     

信息缺失条件下管道泄漏信号识别研究

在管道泄漏诊断过程中,负压波信息缺失会导致误判或漏判,采用改进奇异值降噪技术对负压波信号进行预处理,以提高定性评判泄漏的准确性。介绍了奇异值降噪技术的基本原理及其改进方法,并利用信号互相关技术对泄漏点位置进行了定量计算,实现了对液体输送管线的泄漏故障诊断。对室内液体管道在泄漏诊断过程中负压波特征明显和模糊情况下的奇异值降噪结果进行了对比。结果表明,相关分析方法对信息缺失条件下负压波信号拐点识别的准确率较高。该方法能突出强噪声背景下的负压波信号,并且使泄漏点的定位精度提高到1.52%。该研究结果也可用于液体管线小泄漏的诊断分析。