大直径钢圆筒技术
大直径钢圆筒施工技术
大直径钢圆筒采用多台液压振动锤同步振沉设备与工艺的研究及应用中港一航局一公司1 概况1.1工程概况由广州番禺南沙开发建设有限公司为建设单位、南华建设监理所为监理单位合桁架；分别在-3.5m和-6.0m标高处增设用8mm～10mm钢板焊制工字型200mm泥、中粗砂、块石、淤泥、砾砂、淤泥质粘土、砂质粘性土（残积土）、全风化花岗岩和强风化花岗岩，见图1.3.1护岸立面图。
各土层叙述如下表1.3.1复杂，大致可分为三个区段：第一区段从原南沙联合码头端部开始起算，大约350m （1#~25#筒位）长范围，此部分地质土质一个显著特点就是中间有 1.6m~10.6m 不等的夹砂层。
夹层上分布有一层流泥-淤泥，淤泥层下为粗砾砂层，该层可作为持力层。
第二区段为第一区段向下游长度约为100m(26#~32#筒位)范围，此区段地质特点是淤泥层厚，中间含夹砂层，淤泥层底标高由-27.12m~-31.65m，持力层埋深较大。
第三区段为南端剩余部分（33#~40#筒位），长度约为120m，此部分地质特点是淤泥层直接过渡到强风化花岗岩，岩面由北向南坡度变化较大，顶面高程由-8.5m~-32.0m。
另外，在本工程范围Z16（6#、7#筒位）、Z45（17#筒位）、Z73（27#、28#筒位），Z110（40#筒位）和Z113（41#筒位）钻孔均显示有块石夹层分布，施工时应先进行清除。
1.3.2 设计水位设计高水位：3.27m;设计低水位：0.56m；极端高水位：4.35m；极端低水位：-0.15m；施工水位：1.29m。
1.3.3 潮位历史最高潮位：4.26m；历史最低潮位：-0.09m；平均高潮位：2.68m；平均低潮位：1.07m；平均潮差：1.64m；平均涨潮历时：5时45分；平均落潮历时：6时45分。
1.3.4 其他风、浪、降雨等自然条件较好，对施工影响不大，统计资料和数据略。
2 工程特点2.1采用多台大型液压振动锤，通过同步器组成振动系统，振沉直径13.5m，高13m~34m，重82.412t~181.714t的钢圆筒在国内是首创，全世界亦无先例，故无现成的施工经验可借鉴，尚无同类的施工规范、规程和标准可参考，有许多的施工技术问题需要在实践中发现、研究、解决和总结。
大直径薄壁插入式钢圆筒滚装装船施工工艺创新
QC小组 发布人：
目录
01
工程概况
06
制定对策
02
小组介绍
07
对策实施
03
课题选择
08
效果检查
04
设定目标
09
标准化
05 提出方案确定最佳方案
10 总结与今后打算
01 工程概况
工程概况：南护岸计划采用大型钢圆筒结构形式，钢圆筒沿人工岛南侧岸壁前沿线型布置。
05 提出方案并确定最佳方案
小组利用头脑风暴法，集思广益提出若干施工方案，并利用亲和图提炼方案。
大直径薄壁插入式钢圆筒滚装装船施工工艺创新
岸上运输
装船运输
Hale Waihona Puke 起重机运输起重机装载 浮吊装载
液压模块车滚装
液压模块车运输
滑移装船
气囊滚装
制表人：
审核人：
制表时间：2016年12月1日
05 提出方案并确定最佳方案
镂空曲面超薄全铸钢结构迎宾塔施工工艺创新 2013年获得：国家级QC成果奖
大跨空间体内预应力钢结构施工新工艺 2012年获得：中国建筑业协会一等奖（国家级）
大跨度焊接球预应力张弦网架位形控制工艺控制 2010年获得：中国施工企业二等奖（两项）
大跨度预应力焊接球张弦网架位形控制 2010年获得：总公司一等奖、天津市一等奖、国家级QC成果金奖
时间
地点 负责人
预留液压模 液压模块车行进路线上无 制作运输路线图，并进
1 块车运输车 障碍物，筒行进路线之中 行路线标识；优化制作 16年12月 施工现场
道
物体高度不超过1.35米
可拆卸式胎架
钢圆筒内支 支撑梁底标高与筒底标高 优化支撑梁构造及连接
大型35CrMo_圆筒的制作新工艺
大型35CrMo圆筒的制作新工艺李普阳 王玉柱 齐 李上海船舶设备研究所 上海 200030摘 要：升降设备的立柱通常选用低合金高强度钢板，制作时将钢板焊接成箱形梁或卷制成圆筒，以满足承载需要。
该方法工艺简单，成本较低。
特殊用途的升降设备需选用35CrMo材质，该材质常用的方式为锻件，对于大直径大长度大壁厚的圆筒采用整体锻造加工难度大，调质调不透，成本也非常高。
为了降低设备制作成本，文中采用薄钢板卷制成一个圆筒，再将若干个不同直径的薄圆筒套组成厚一个圆筒，最后将多段短圆筒用法兰连接成一个长圆筒。
这种制作工艺既可满足设备的特殊使用需要，又可大大降低制作成本，是35CrMo板材使用的新工艺。
关键词：圆筒；卷板能力；热膨胀系数；温卷；热套；工艺中图分类号：TG333.2+4: TG402 文献标识码：B 文章编号：1001-0785（2023）13-0071-06Abstract: Usually, low-alloy high-strength steel plate is selected as the upright post of hoisting equipment. In manufacturing, the steel plate is welded into a box beam or rolled into a cylinder to meet the bearing requirements with simple process and low cost. For special hoisting equipment, 35CrMo is selected, and the columns made of this material are mostly forgings. It is difficult to forge cylinders with large diameter, length and wall thickness as a whole, which is difficult to adjust quenching and tempering, and the cost is also very high. To reduce the manufacturing cost, a thin steel plate is rolled into a cylinder, then several thin cylinders with different diameters are sleeved into a thick cylinder, and finally multi-segment short cylinders are connected into a long cylinder by flanges. This manufacturing process can not only meet the special use needs of the equipment, but also greatly reduce the manufacturing cost, which is a new technology for 35CrMo plates.Keywords:cylinder; plate rolling ability; coefficient of thermal expansion; warm roll; hot jacket; process0 引言随着升降设备的快速发展，各种特殊用途的升降设备应运而生，根据不同使用工况升降设备的立柱各有不同，根据不同使用环境材质的选择也各不相同。
大直径圆筒仓施工方案选择
大直径圆筒仓施工方案选择摘要：主要介绍了目前大直径圆筒仓筒体结构的三种施工方法、钢筋混凝土锥壳的四种施工方法及仓顶钢结构施工方法，并对各种施工方法从多个角度进行了分析、比较。
关键词：大直径圆筒仓；筒体滑模；锥壳施工；仓顶钢结构随着我国煤矿产能和选煤厂洗选能力的增加，对储煤仓储煤能力的要求不断提高，储煤仓直径及储量不断增大，目前已知的国内储煤仓最大直径为45m，单仓储煤能力可达5万吨。
对于大直径钢筋混凝土圆筒仓，施工单位应根据筒仓直径及仓壁、漏斗、仓顶锥壳的结构形式采用多种施工方式。
目前，直径25m及25m以下筒仓主要采用辐射式刚性平台滑模施工，直径25m～34m筒仓一般采用柔性或刚性平台加中心支撑架（柱）滑模施工，34m以上筒仓一般采用柔性滑模平台施工。
下面结合工程实例，谈谈如何选择大直径筒仓的施工方案。
1、筒仓工程的构造筒仓工程包括地基基础、仓下支承结构（柱或筒壁）、漏斗、仓壁、仓顶结构、仓上建筑六个部分。
2、大直径圆筒仓工程施工方案2.1 仓顶锥壳为钢筋混凝土结构，筒体根据结构形式主要采用如下三种施工方法第一种：漏斗以下筒壁采用倒模施工，漏斗施工完毕后，仓壁采用滑模施工。
第二种：基础施工后开始组装滑模，筒壁及仓壁连续滑模施工完毕后，再进行漏斗施工，漏斗可与仓顶锥壳同时施工。
第三种：漏斗以下筒壁采用滑模施工，漏斗处模板滑空后停滑，漏斗施工完毕后，仓壁继续采用滑模施工。
以上三种方案各有利弊和优缺点，需要根据筒仓主要部位的结构设计情况，结合本单位滑模平台的施工资源情况综合考虑，下面进行具体分析。
1-漏斗平板 2-漏斗梁 3-漏斗斜壁 4-模板5-模板加固拉杆 6-环梁 7-模板支撑体系 8-仓下支撑结构平板漏斗模板体系图第一种方案：漏斗以下筒壁采用倒模施工，然后施工漏斗，漏斗施工完毕后，仓壁采用滑模施工，最后施工仓顶锥壳。
目前刚性滑模平台和柔性滑模平台均适用于该方案，主流是采用刚性滑模平台，是现阶段应用较多的施工方案。
深中通道西人工岛总体设计及大直径钢圆筒快速成岛技术
2021年6月第6期总第583期水运工程Port & Waterway Engineering Jun. 2021No. 6 Serial No. 583深中通道西人工岛总体设计及 大直径钢圆筒快速成岛技术*刘健1,夏丰勇1,唐一夫2（1.深中通道管理中心，广东中山528400； 2.中交水运规划设计院有限公司，北京100007）摘要：深圳至中山跨江通道工程是我国继港珠澳大桥之后又一个集桥、岛、隧、水下互通立交为一体的跨海交通集群 工程。
肩负着桥隧转换的重要使命，深中通道西人工岛能否快速、安全成岛是整个工程非常关键的一环。
西人工岛功能定位高、施工工期短，在设计及施工上均有一定难度。
针对西人工岛总体设计及快速成岛技术进行论证，主要包括人工岛位 置、岛型、平面布置、岛壁结构钢圆筒直径、DSM 辅助振沉工艺等内容，可为深海大型人工岛建设提供经验。
关键词：深中通道；人工岛；设计方案；快速成岛技术；DSM 法中图分类号：U6文献标志码：A文章编号：1002-4972（2021）06-0013-07Overall design of western artificial island of Shenzhen-Zhongshan link andrapid island-formation technology by large-diameter steel cylinderLIU Jian 1, XIA Feng-yong 1, TANG Yi-fu 2(1. Administration of Shenzhen-Zhongshan Passage, Zhongshan 528400, China;CC Water Transportation Consultants Co., Ltd., Beijing 100007, China)Abstract ： Shenzhen-Zhongshan River-crossing Link is another cross-sea traffic project in China integratingbridges, islands, tunnels, and underwater interchange after the Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge. With the importantmission of bridge-tunnel conversion, whether the west artificial island can be quickly and safely formed is a key partof the whole project. The west artificial island has high functional requirements, a short build period, and certaindifficulties in design and construction. This paper demonstrates the overall design of the west artificial island andrapid island-formation technology, which mainly includes the location, shape, and plane layout of the island, the diameter of the steel cylinder of the island wall structure and the DSM assisted vibration sinking construction, whichcan provide experience for the construction of large artificial islands in the deep sea.Keywords : Shenzhen-Zhongshan link; artificial island; design scheme; rapid island-formation technology;deep slurry mixing method1深中通道概述近年来，人类生产、生活不断向海洋深入, 越来越多的跨江海工程随之涌现，而桥梁方案往往是首选。
填海造岛超大直径薄壁钢圆筒制作技术
ｄｅｔａｉｌ． Ａ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｕｎｉｔ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｉｎ ｗｏｒｋｓｈｏｐ ａｎｄ ｏｎ—ｓｉｔｅ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ， ａｎｄ ｉｔ ｈａｓ ｔｈｅ
ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｒａｔｉｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎ，ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｍｏｄｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｔｒｅａｍｌｉｎｅｄ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｂｅｄ—ｊｉｇ ａｎｄ ｌｉｆｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ
１ 工 程 概 况 三亚人 工 岛处 于 海南 红 塘 湾 ，采 用 超 大 直径 钢
圆筒 植入 海底 做钢 围堰 方 案 ，施 工水 域 离岸 约 １０海 里 ，位于 复杂 洋流 的外 海海 域 。钢 圆筒 不仅 规格 、体 或质 量 、数量接 连 突 破 ，同时 增 加 功 能 模 块 ：筒 间连 接结 构 、临海侧 预 制混凝 土 包覆 结构 、海 洋重 防 腐蚀 涂 层 。
ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｉｓｌａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｓｅｈｅｍｅｓ ａｎｄ ｄｉｆｉｃｕｌｔｉｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｕｐｅｒ ｌａｒｇｅ ｄｉａｍｅｔｅｒ（３０ ｍｅｔｅｒｓ） ｔｈｉｎ—ｗａｌｌｅｄ ｓｔｅｅｌ ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗｅｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｔｉ ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｐｒｏｃｅｓｓ ｒｏｕｔｅ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ
大直径圆筒结构概述
受力特点（拱结构）
1.筒内填料压力：有底圆筒采用杨森公式法，无 底圆筒则可采用竺存宏提出的经验公式，筒内填 料压力沿筒高可分三个区域计算（如图所示）。
BC段填料垂直压力：
杨森公式法
竺存宏经验公式
竺存宏认为，影响筒内填料压力 的主要因素有两个： 1.筒内外土体的高差 2.大圆筒的地基土性状
判断有无底
谢谢观看！
4.（D —∝） 此时的圆筒将退化成平板, 筒内填料作用在筒壁上的土压力可以用两座平面挡土 墙来近似代替, 代替筒内前壁的平面挡土墙上作用主动土压力, 代替筒内后壁的 平面挡土墙上作用被动土压力.在计算筒内填料的抗倾力时, 还要考虑筒内填料 与两座挡土墙内壁之间的摩擦力所产生的摩擦力矩.
研究趋势与展望
不考虑xy 平面上的剪切力作用，由x 方向力的平衡条件得:
由y 方向力的平衡条件得:
求解的基本微分方程：
若假设X 方向应力对σr和στ没有影响，K = 0; Y 方向应力σy不随y而变化; 径向力和切向 力的关系与α 无关
切瓦列夫公式
5.波浪力
《港口工程技术规范》推荐的大直径圆筒波浪力计算方法：
筒内填料抗倾模式
填料抗倾模式随筒径的增大而变化, 抗倾能力与筒径大小密切相关。
Байду номын сангаас
平面挡土墙式 过渡式 重力式 筒径D
设：D0为筒内填料可作为重力模式参加抗倾作用的最大内径， D1为筒内填料可近似用挡土墙模式计算抗倾作用的最小内径 则：
1.重力式 （D <D0）： 对直径很小的圆筒, 由于筒内壁与填料间的摩擦力大于筒内填料自重, 在摩擦力 的作用下, 筒内填料不会产生脱落现象(筒像一个取土器).当筒发生倾斜时, 筒内 填料保持圆柱体形状不变, 筒内填料作用在筒壁上的水平侧压力不发生变化, 筒 内填料对筒抗倾作用的模式表现为重力式特征。 2.过渡式（ D0 ≤D ≤D1 ）： 此时, 筒内壁摩擦力起较大作用, 筒壁的总摩擦力约相当于筒内填料重量的30 %～ 40 %, 筒内前、后壁主动土压力及被动土压力的特征开始发挥但不明显, 基本上依靠填料与筒壁间的摩擦力来抗倾, 筒的抗倾模式既具有重力式特征, 又 具有平面挡土墙特征, 筒内填料处于抗倾的过渡模式。 3.平面挡土墙式（ D >D1 ）
大直径钢圆筒技术讲解
沉管隧道
跨海大桥
珠海 澳门
西人工岛
澳门机场
东人工岛
香港机场
香港
港珠澳大桥工程地理位置图
困难！！！
波向
SSE SSW
★ 波浪水位（m）
波浪重现期
H1%(m)
H13% (m)
中科10院00年南一海遇所高水和位华4.1南9 理工于 200170年00年4月-2008年3月 6.18在桥址偏东现4场.54临时观测
（3）地基处理：利用整岛止水条件，采用“ 局部开挖换填、插打塑料排水板、井点降水联合堆载 ” 的方案，实现了大超载比（ 1.4~2.1 ）预压，加速固结，减少工后残余沉降。
3、人工筑岛关键技术分析（节选）
1）钢圆筒稳定分析
? 钢圆筒稳定分析采用日本的 OCDI和插入式圆筒的施工工法 ? 同时采用Plaxis 3D Foundation 岩土有限元软件复核 。
15
推广及其应用前景
深插大直径钢圆筒结构在大水深、厚软基环境中具有开挖少、稳 定好、工期快、环保优等优势， 具备对不均匀土层纠偏能力，尤其是具 有可靠的止水防漏砂功能，采用类似钢管桩的防腐措施，可满足 50年的 使用寿命要求， 在防波堤、护岸、码头、人工岛等结构的建设中具有广 阔的使用前景。
END
钢圆筒沿人工岛前沿线布置： 西人工岛61个钢圆筒（西小岛17个）
东人工岛59个钢圆筒
钢
钢
圆
圆
筒
筒
（1）基坑围护：采用大型起重船将预制的钢圆筒沿人工岛振沉至不透水层 ，构筑安全、可靠的隧 道施工期止水围护结构，实现快速整岛止水 ，人工岛内外两侧可以同步施工。
（2）岛壁结构：将 永久的抛石斜坡堤 和临时钢圆筒结构相结合 ，海侧护坡结构基础 采用局部开挖 换填+挤密砂桩复合地基 。
大直径圆筒结构
倾覆破坏
在实际工程中，大圆筒的设计是以筒底为转动点来设计的。 而转动点的上升导致负位移增大，基底拉应力增大，因此，传统的 以筒底为转动点的稳定计算方法其位移计算结果不符合实际。因此导 致一些已建的按传统方法设计的实际工程产生失稳破坏。 转动点高度一般位于筒底以上（0.15~0.25） 倍大圆筒筒高处
3.筒前土抗力
深度h1段以下采用矩形分布，其值与建筑物入土部分的水平位移和地基 土密度有关，可按下式计算：
计算筒前土抗力时，假定以与圆筒 外缘相切的平面为计算平面。
4.筒周土压力
简化计算法：切瓦列夫公式
较为精确的计算法：
从两个相邻圆筒之间的土体微分单元的平衡进行分析研究，推导出计算 大圆筒土压力平面分布的一组新公式：
大直径圆筒结构
主要内容
结构分类 结构特点 使用特点 工程实例 受力特点 结构稳定性分析 研究趋势与展望
结构分类
基床式
浅埋式
深埋式（插入式）
结构特点（空间薄壳结构）
1.材料：多为钢筋混凝土或钢 用钢量较少 2.尺寸：①径高比大于0.5，直径D应大于3m, ②厚径比小于0.03，壁厚t可取200mm—400mm, 圆筒高度H取决于筒顶和筒底高程。 3.工作原理：依靠其自身重量以及内部和上部填料 的重量来承受外部荷载的作用, 维持其稳定性。
大型薄壁圆筒旋压成形技术介绍
图１ 有模旋Ⅱ与对轮旋Ｅ变＊自对比图
目１２稻旋Ⅱ精旋后白勺产￡Ｒｔ
４结论 通过对有模旋压成形技术现状和大型超高强度薄壁钢圆筒对轮旋压成形工艺的发展情况进行了分析
和对比，显然无模旋压成形技术在大型薄壁圆筒成形上具有独特的优势和特点。虽然我国在“对轮旋压” 方面的工艺研究较少，但有必要拥有并掌握此项大型薄壁旋压圆筒制造所特需的、关键的技术，不断提高 我国旋压技术的发展和进步。
Ｌａｕｎｃｈ Ｖｅｈｉｃｌｅｓ．Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｐａｃｅ＆Ｍｉｓｓｉｌｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ．Ｊｕｎｅ ２６．２００７． 【４】Ｕ．Ｈ．Ｃｌｏｒｍａｎｎ，ｗ．Ｋｏｐｐｅｌ，Ｂ．Ｂｄ，Ｓ．Ｅ．Ｐ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆｔｈｅＡＲＩＡＮＥ ５ Ｂｏｏｓｔｅｒ Ｃａｓｅ．ＡＩＡＡ９４·３０６６．
【５１王向阳．阿里安５的结构材料与工艺的新进展叨．宇航材料工艺第４期，１９９７年． 【６］Ｅｃｋｅｒｔ．Ｍ：Ｍａｎｕｆａｔｕｒｉｎｇ ＭＰＳ－ＣＰＮ Ｓｅｇｍｅｎｔｓ ｂｙ Ｃｏｕｎｔｅｒ－Ｒｏｌｌｅｒ Ｆｌｏｗ Ｆｏｒｍｉｎｇ．ＭＡＮ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＡＧ．
大型薄壁圆筒旋压成形技术介绍
作者： 作者单位：
３大型超高强度薄壁钢圆筒对轮旋压成形工艺
３．１对轮旋压的概念 “对轮旋压“在国外被称为“Ｃｏｕｎｔｅｒ—ｒｏｌｌｅｒ ｆｏｘｉｎｇ”。它是旋压成彤人直径薄壁圆筒十分有效的
工艺方法，由于我嗣并没有此类大直径薄壁圆筒产品的牵引作用，国内少有人对此种工艺进行深入研究， ｒ作原理如图０所示。
圈８ “对轮旋Ⅱ’Ｉ作Ⅲ４ 旋轮的组对数根据圆筒体积可以是阿对、二对域四对。显然，“对轮旋压”成形Ｔ艺完全不受大尺寸 圆筒直径、壁厚以及ｋ度的限制，据德国ＭＴ公司申请的专利技术介细：年』Ｊ川“对轮旋压”可成形的圆筒 直径范围是ｍ４００～０８０００Ｉ＿＿【¨，毛坯壁厚范嗣足４～ｌＯＯｍｍ，旋压后Ｌ件妊度最大可达到］６０００胁，但实
大直径圆筒及沉箱安装工法
2008年07月02日于珠海桂山岛海域拍摄的海豚戏水的照片
结构与工艺特点
◆ 主体结构为无底、中空的大型圆筒—— 钢结构、砼结构
◆ 工艺配套设备大型化——大型工程船舶、大型振沉装备 ◆ 施工作业机械化、自动化程度高
◆ 施工效率高、安全性好 ◆ 工艺流程简、操作容易 ◆ 施工质量控制比较容易
适用范围及效益分析
天津港东突堤护岸试验段： 淤泥、淤泥质沾土>10m （砼 12m×17m ◆ 快速成岛需求 湛江调顺岛电厂护岸工程： 淤泥、淤泥质沾土>12m （砼 8m×8.5m
◆ 深厚软土地基有较好的适应性 淤泥>15m 、水率>80% （砼 15m×25m 广州番禺南沙港码头工程：
3个 压沉） 56个 压沉)
施工流程
8台 APE 600 型 液 压 锤 振 沉 大 圆 筒
港珠澳大桥人工岛施工
目 录
一、概论 二、工艺原理 三、施工流程 四、配套设备 五、施工要点
配套设备
◆ 振沉作业起重船选择 目前大直径圆筒的重量一般都在200～600吨左右，配套的振动单元总 重量100～300吨左右。起重船的起重能力： （筒体重量+锤体单元重量）× k= 起重能力 k—— 1.3～1.5 动载系数、动侧摩阻力系数、起重船的 起重能力储备系数等综合因数。 由于固定臂架起重船结构相对简单，结构刚性好，作业跨度较大，吃
施工流程
◆ 对拟进行施工的水域、航道等进行调查以及实地考察
◆ 选择满足工艺实施的大型起重船、运载驳船以及配套的辅助船舶 水域的水深、水下地貌、不明物体等
大型工程船舶进出的航道情况以及避风位置 ◆ 根据圆筒振沉需要最大激振力，选型振动设备 按照拟订的施工工艺，振沉作业参数等技术经济综合因素，选 振动设备主要分为电动、液压两大类锤，各有优缺点 施工水域的风、浪、流情况 ◆ 择适合本项目大直径圆筒振动下沉作业的大型起重船。 大圆筒预制、运输
某核电站薄壁大直径不锈钢筒体制作技术
某核电站薄壁大直径不锈钢筒体制作技术摘要：薄壁大直径不锈钢筒体的制作一直存在着焊接变形大，易产生错边、尺寸精度难于控制的问题；本文以某核电站3号机组反应堆厂房（UJA厂房）检查井不锈钢筒体的制作为例，对其焊接变形进行分析，并通过设计合理的焊接工艺及工装，有效的解决了变形大的难题，为各行业同类产品的制作提供了指导借鉴。
关键词：不锈钢筒体；变形；工装；焊接顺序；某核电站3号机组反应堆厂房（UJA厂房）检查井+12.43m~+24.43m标高段为圆筒状筒体，筒体四周设有L60×3mm角钢肋，在135°方向有电视摄像机隔间，筒体在车间分3段制作（每段4m），之后运输到现场拼接，拼接完成之后焊接电视摄像机隔间、筒体外部钢筋绑扎、混凝土浇灌，不锈钢筒体衬里同时起着混凝土内模板的作用，一次预埋到混凝土中，并在混凝土浇灌过程中承受着侧压力，结构形式见图1。
筒体通过钢板卷制、焊接制成，材质为奥氏体不锈钢022Cr19Ni10，厚度仅为4mm，直径为Φ3686mm，属于大直径薄壁构件，刚性较差，在加工制作过程中极其容易产生变形。
现根据筒体制作过程中焊接变形的特点，利用有效的工装及合理焊接工艺，使筒体焊接完成后变形控制在设计要求范围之内。
图1 检查井筒体结构形式1 图样分析及技术要求根据图纸规定及其它技术文件要求，筒体制作焊接方法采用手工钨极氩弧焊（GTAW），焊缝形式为C21（ГОСТ5264-80），焊缝无损检测方法为：100%VT+100%煤油泄露+15%RT，焊缝质量需满足俄罗斯标准ПНАЭГ-10-031-92 НД类焊缝要求；筒体焊接完成之后要求半径偏差为-2mm/+5mm，整体垂直度偏差为-2mm/+5mm，筒体焊缝错变量为小于等于0.5mm；待现场安装及墙体混凝土浇筑完成之后，对整个结构通过水压试验进行密封性检查，水压试验按照俄罗斯标准СНиП 3.03.01-87第4.108和4.109条的规定注入水保留24小时，如果在试验过程中筒壁的表面或底部边缘不出现渗漏，水位不低于设计标高，则认为液压试验合格，最后将水通过排水管将水排走。
人工岛超大直径钢圆筒制作技术
的 另 一 个 重 点
３ 钢 圆 筒 制 作 的 总体 思 路 钢 网 简 采 川 “ Ｉ ｛．分 １ 、 ｊ 川 ｆ１
总 装 合 坨” 的 法 ｌ ＪＪｌｌ Ｊ ．【１Ｉ】铡 【到简 分 为 Ｉ Ｆ １ ｔｌ 】＂ ． ｒｔｌ八 分 片 拼 组 成 ． 片 … ＊ ｌ 板 材
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图 ２ 典 型 钢 圆 简 单 元 结 构 图
图 Ｉ 钢 圆 筒 构 造 整 体 效 果 图
Ｉ 钢 圆 筒 主 体 结 构 技 术 特 点 钠 筒 结 构 的 铡 材 选 用 （）３４５Ｂ． 钢 简 ｝ 体 壁
２２ １｜１１１１． 顶 部 ｌ １１． 城 部 ０．５Ⅲ 范 加 强 钢 板 的 瞍 ３０ Ｉ１１１１１ 海 侧 副 格 壁 厚 ２０ Ｉｌｌｌｌ１． 陆 侧 厚 ｌ６ Ｉ１Ｉｌ１ 纵 向 加 强 ｊＪ』Ｊ采 用 横 截 面 、ｊ一为 ｒ２５０ Ｉｌｌｌｎｘ２００ ＩｌｌｌｌｌＸ１０ Ｉｌｌｌｌ１×１６ Ｉ１１ｌ１１的 型 钢 ． 横 ＪＪＪＪ采 川 械 皿 ＰＬＩ６饭
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文 章 编 号 ．１００２—０２５Ｘ（２０１ ８１０９—００４２—０４
人 工 岛 超 大 直 径 钢 圆 筒 制 作 技 术
大直径钢圆筒技术在港珠澳大桥人工岛中的应用
5.15
7.25
9.11
5m
4、钢圆筒结构止水效果分析
基坑围护结构止水设计 周边止水:基坑四周通过钢圆筒、副格仓插入至不透水层 ，实现整岛止水。 底部止水：1）基槽挖泥至-16.0m，保留≥15m的淤泥质土不透水层；
壁厚12mm（采用类似钢 压锤联动振 稳定、位移都非常理想，
管桩防腐的技术）
动
插入式大直径圆筒技术应用历史概述
蒲洲海堤护岸全貌图
海堤护岸工程断面图 4台APE液压振动锤联动下沉
目录
Contents
插入式大直径圆筒技术应用历史概述
插入式大直径圆筒结构在港珠澳大桥 隧道人工岛工程中的应用
（1）人工岛的项目概况 （2）总体设计方案介绍 （3）人工岛筑岛关键技术
（2）外海软土厚达40m，隧道人工岛岸壁要提供4-5年施工期内高保障度止水环 境，外海筑岛止水深基坑建设难度极高。
（3）需要满足120年的耐久性要求和高标准越浪要求（极端工况<0.015m3/m.s）。
（4）东、西人工岛是隧道工期的关键环节，尤其西小岛必须尽早为隧道沉管提 供对接条件，工期紧。
1、项目概况
插入式大直径钢圆筒技术 在港珠澳大桥人工岛工程中的应用
让世界更畅通
目录
Contents
插入式大直径圆筒技术应用历史概述
插入式大直径圆筒结构在港珠澳大桥 隧道人工岛工程中的成功应用
推广及应用前景
插入式大直径圆筒技术应用历史概述
大圆筒结构通常是指直径在6～7米以上的无底、无内隔墙的薄壁圆柱壳结构， 多由钢筋混凝土材料或钢质材料制成。（最大直径32米）
挤密 砂 桩
2、人工岛筑岛方案介绍
挤 密 砂桩
现浇隧道结构
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（1）钢圆筒顶部1.0m范围内，采用壁厚25mm的钢板加强。
（2）沿环向间隔100，焊接T型钢作为纵向加强肋共36条。
（3）在钢圆筒下沉面以上，焊接横向加强钢板间距3.2m～3.5m （4）钢圆筒底部0.5m高范围内，采用25mm壁厚钢板加强。
3）钢圆筒结构振沉分析及施工振沉技术
一航局研发打设精度管理系统
1）钢圆筒稳定分析
钢圆筒稳定分析采用日本的OCDI和插入式圆筒的施工工法 同时采用Plaxis 3D Foundation岩土有限元软件复核 。
对东、西人工岛六种工况组合分析，结果表明位移、地基承载力安全系数、滑动安全系数、剪切变形 安全系数等都满足要求。
2）钢圆筒结构设计
为了满足钢圆筒振沉期间的强度要求，分别对钢圆筒筒顶、 筒底、横向和纵向进行了加强
原理：
1 、定位驳上安装 2 台 GPS接收机， 获得定位驳实时三维数据； 2 、定位驳上 2 台自动跟踪全站仪 和振动梁上4个反射棱镜实时测量钢圆 筒的平面位置、高程、扭转角； 3 、振动梁上 4 个液位计实时测量 钢圆筒纵横方向倾斜率。 所有测量数据实时传输至计算机 处理系统，从而实现钢圆筒打设的测 量定位和精度管理。
2.总体设计方案介绍
西人工岛钢圆筒布置平面图
东人工岛钢圆筒布置平面图
钢圆筒沿人工岛前沿线布置： 西人工岛61个钢圆筒（西小岛17个） 东人工岛59个钢圆筒
钢 圆 筒
钢 圆 筒
（1）基坑围护：采用大型起重船将预制的钢圆筒沿人工岛振沉至不透水层，构筑安全、可靠的隧 道施工期止水围护结构，实现快速整岛止水，人工岛内外两侧可以同步施工。
插入式大直径钢圆筒
日本关西机场
2.快速成岛需求(日本的关西机场） 3. 深厚软土地基有较好的适应性 4.制造业的发展——大型船机装备的诞生
1.项目概况
港珠澳大桥是世界上迄今为止规模最大的跨海大桥，6km长隧道和两个隧 道人工岛是当今世界同类工程中综合技术难度最大的工程。 人工岛呈椭圆蚝贝形，长625m，横向最宽处约183m（东岛218m）
2年
100年低水位-1.33 200年低水位-1.38 100年 200年
1.96
4.60 4.64
1.35
3.38 3.42
7.2
10.2 10.4
困难！！！
★工程地质：具有软土厚、含水量高、抗剪强度低、压缩性高、渗透
性差，土体不稳定，沉降大等特点。圆筒落在三大层（粉质粘土、粉 质粘土夹砂层）-37.0m ～ -47.0m，平均标贯约为10击
插入式大直径钢圆筒
1.大型深水码头、水工建筑物的需要。 插入式大直径圆筒结构对深厚软土地基环境具有更好的适应性，
因此一直受到国内外业界人士的广泛关注。
上世纪60～80年代，前苏联以及乌克兰黑海海运设计院曾开展了大量科学研究
和工程实践。 2002年长江口航道整治二期导流堤试验段4个直径12m，高22.2m的混凝土结构 的大直径圆筒工程实践，是我国真正意义上大直径圆筒振沉工艺的典型案例。
（2）岛壁结构：将永久的抛石斜坡堤和临时钢圆筒结构相结合，海侧护坡结构基础采用局部开挖 换填+挤密砂桩复合地基。
（3）地基处理：利用整岛止水条件，采用“局部开挖换填、插打塑料排水板、井点降水联合堆载” 的方案，实现了大超载比（1.4~2.1）预压，加速固结，减少工后残余沉降。
3、人工筑岛关键技术分析（节选）
香港机场 沉管隧道 跨海大桥 珠海 西人工岛 澳门 香港 东人工岛
澳门机场
港珠澳大桥工程地理位置图
困难！！！
波向
★ 波浪 水位（m）
波浪重现期
H1%(m)
H13%(m)
周期 （s） 11.1 10.5 10.4
4.54 1000年一遇高水位4.19 1000 中科院南海所和华南理工于 2007 年年 4月-2008年36.18 月在桥址偏东现场临时观测 6.07 4.38 300年高水位3.82 300年 一年波浪玫瑰图 年最大波高 2.58m 8月。 5.89 4.24 200年高水位 3.69，年最大有效波高 200年 1.43m，均出现在 100年高水位3.47 50年高水位3.26
15
推广及其应用前景
深插大直径钢圆筒结构在大水深、厚软基环境中具有开挖少、稳 定好、工期快、环保优等优势，具备对不均匀土层纠偏能力，尤其是具
有可靠的止水防漏砂功能，采用类似钢管桩的防腐措施，可满足50年的
使用寿命要求，在防波堤、护岸、码头、人工岛等结构的建设中具有广 阔的使用前景。
END
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插入式大直径圆筒技术应用历史概述
插入式大直径圆筒结构在港珠澳大桥 隧道人工岛工程中的应用
（1）人工岛的项目概况 （2）总体设计方案介绍 （3）人工岛筑岛关键技术
插入式大直径钢圆筒
大圆筒结构通常是指直径在6～7米以 上的无底、无内隔墙的薄壁圆柱壳结构， 多由钢筋混凝土材料或钢质材料制成。（ 最大直径32米）
100年
50年
5.47
10.2
9.8
100年
SSE SSW 设计高水位1.65 50年 5年 2年 100年 设计低水位-0.78 5年
5.38
4.88 2.74 2.17 4.67 2.52
3.90
3.5 1.90 1.49 3.41 1.76
10.2
9.8 7.8 7.2 10.2 7.8