土木工程外文翻譯

陳森泉：浙江龍（游）麗（水）公路改建工程青云嶺隧道設(shè)計PAGEPAGE1隧道與地下空間技術(shù)

釜山——巨濟的交通系統(tǒng)：沉管隧道開創(chuàng)新局面WimJanssen1,PeterdeHaas1,Young-HoonYoon21荷蘭隧道工程顧問:大宇工程建設(shè)公司釜山—巨濟交通線隧道工程技術(shù)顧問2韓國大宇工程建設(shè)公司摘要釜山—巨濟交通系統(tǒng)將會為釜山和巨濟兩島上的大城市提供一條道路連接。該沉管隧道有許多特點：長度達到3.2千米，處于水下35米處，海況條件嚴峻、地基土較為軟弱和線型要求較高?；谝陨现T多特點，隧道的設(shè)計和建造面臨著巨大的挑戰(zhàn)。可以預(yù)見的是這項工程將會開創(chuàng)沉管隧道施工技術(shù)的新局面。本文突出論述了這些特點以及闡述在土木和結(jié)構(gòu)方面的問題。工程簡介釜山是韓國的第二大城市和一座重要的海港。它位于韓國的東南部，其南面和東面朝向朝鮮海峽同時在釜山北部山勢較為陡峭。該市發(fā)展迅速，近年來的人口增長超過370萬（總計460萬人）。人口密度達到4850人/km2，約為香港的3/4。釜山市的進一步發(fā)展由于其所處的地理位置而受到限制。釜山—巨濟交通系統(tǒng)在釜山和巨濟島之間創(chuàng)造了一條直接的聯(lián)系線，以從客觀上滿足釜山的城市擴展，在巨濟島上發(fā)展工業(yè)區(qū)，以及為釜山市民在較短的行車距離內(nèi)增加休閑娛樂的去處。巨濟島西側(cè)目前已經(jīng)與朝鮮半島相連，在本項連接工程完工之后，從釜山市到巨濟島的駕車時間將由原來的2小時縮短為現(xiàn)在的45分鐘。釜山—巨濟交通系統(tǒng)將在巨濟島與Gaduk島之間提供一條連接，使其成為連接釜山新港地區(qū)至巨濟島的雙重高速公路體系的一部分。這一系統(tǒng)總計8.204公里長，穿越海峽并將Daejuk,Jungjuk和Jeo三個無人小島連接在一起。原則上該系統(tǒng)由一條長度為3240m的雙向四車道沉管隧道和兩座主跨475，兩邊跨230m的斜拉橋組成。規(guī)劃2.1組織該項目是作為一個公私合作，共同建設(shè)的工程，GK交通系統(tǒng)公司可獲得設(shè)計、施工和運營的特許權(quán)，經(jīng)營期限為40年。特許權(quán)基于該系統(tǒng)設(shè)計理念的一個環(huán)節(jié)。GK交通系統(tǒng)公司由大宇工程建設(shè)公司領(lǐng)銜的7家特許權(quán)法人組成。TEC/Halcrow等合資公司作為技術(shù)顧問，從工程開始便參與該項工程。Halcrow與TEC兩個合資公司分別負責(zé)關(guān)于橋梁和隧道建設(shè)方面的技術(shù)問題。永久設(shè)施的設(shè)計工作已接近完成，后續(xù)的建設(shè)的準備工作也已經(jīng)開始。圖1.工程地理位置圖2.空中鳥瞰效果圖2.2設(shè)計要求和基本閑置因素該項目將Gaduk島與巨濟島經(jīng)Daejuk,JungjukandJoeisland三個小島連接在一起，基本布局由三條航道的要求決定。位于Gaduk島和Daejuk島之間的主航道寬1800m，深18m。由于這條航道沒有官方的水深規(guī)定，因此選擇以隧道的方式穿越成為一種可行的方案。另外兩條位于Jungjuk—Jeo島和Joe—巨濟島的次級航道，最小寬度分別為435m和404m，各自的通航凈空要求分別為52m和36m。兩條次級航道的水深均為16m。鑒于Daejuk島和Gaduk島之間相對較為陡峭的海岸，開挖作業(yè)又是在海床以下25至30米處，這就使得工程無法滿足兩島之間的對準開挖。而為了駕駛的舒適與安全又不得不延長梯度線和坡長。因此，將穿越該水域的沉管隧道設(shè)置在略低于海床平面成為一個合理的選擇。圖3.線路縱剖面圖2.3巖土條件地層在隧道線路方向上呈現(xiàn)出不同但是在縱向自上而下依次為典型的海洋粘土、海砂、礫卵石和海床基巖。在沉管隧道沿線的海床主要以海洋粘土為主，除了在海岸線附近露出地表的海床、淺灘和沙礫層。沉管隧道周圍的海洋粘土厚度大多數(shù)都超過20m。因此沉管隧道的主體將會穿越該地層。海洋粘土包括正常固結(jié)和輕微超固結(jié)的軟粘土。這些粘土形成于全新世。位于海床以下的大部分粘土都是十分軟弱和塑性非常高的。這種粘土的塑性指數(shù)范圍從56%~85%，均值為68%；飽和單位重度為13.9~15.4kN/m3，平均重度為14.6kN/m3。2.4海洋情況施工位置在太平洋上，處于朝鮮海峽上并位于日本海的南面。這將影響工地現(xiàn)場的海洋情況。10000年一遇的南向海浪會影響該工程的水文條件。設(shè)計最大浪高達到9.2m，對應(yīng)的海浪周期為15s。這種由臺風(fēng)引起的海浪是向南運動的。圖4.工程地質(zhì)剖面圖圖5.波浪特征洋流主要受潮汐的影響，這是一個典型的半日潮，最大潮高達到1.6m，流速0.8m/s，流向與隧道走向一致。工程所處位置的海浪包括三個主要部分：—當?shù)睾ｏL(fēng)引起的波浪，主要是冬季來自東北和西北方的風(fēng)；—雨水帶來的風(fēng)，主要是夏季來自南方和東南方的風(fēng)；—深水海流產(chǎn)生的波浪，主要是夏季來自南方和東南方的風(fēng)。在海上設(shè)施建設(shè)期間，應(yīng)該考慮浪高超過0.5m，周期為6次/s的海浪的影響。夏季的大多數(shù)時間里浪高都大于此值。2.5地震條件根據(jù)韓國“地震設(shè)計標準研究”，釜山—巨濟交通系統(tǒng)的抗震等級被劃分為重要的一級。韓國的地震活動主要是由位于Pohang灣和釜山市之間離岸的對馬島和陸上的Yangsan斷層決定的。然而，只有很少的幾次大地震被記錄下來。這就解釋了為什么在如此大的范圍內(nèi)，韓國的地震危害評級被定為低級。最近發(fā)生的一次地震是由Yangsan斷層引起的，震源位于施工地點東部5~10km處，由此產(chǎn)生的瞬時震級為5.7~6級。這項工程采納了兩種抗震設(shè)計方案，即運營地震抗震設(shè)計（ODE）和最大地震抗震設(shè)計（MDE）。在抗震能力上，MDE被認為是工程承受地震的極限狀況。但是為了能承受地震荷載（保持工程結(jié)構(gòu)主體的完整和安全），MDE被采用為運營地震抗震設(shè)計，以滿足所有連接處的水密性良好和鋼筋的應(yīng)力不超過其屈服強度的要求。3.本隧道的特點作為釜山—巨濟交通系統(tǒng)一部分的沉管隧道有很多特別的地方，同時也面臨了很多挑戰(zhàn)。—線形的要求對海床上隧道兩端的出入口產(chǎn)生制約；—本隧道是繼連接丹麥和瑞典的厄勒聯(lián)絡(luò)線隧道之后的世界上最長的沉管隧道；—隧道基坑位于水面以下大約50m深處；—施工地點海況惡劣；—地基土異常軟弱。此外，本隧道的施工方法尚未在韓國有過實際應(yīng)用的經(jīng)驗。3.1隧道線形從線路最低點到主航道處斜拉橋最高點的爬升高度為95m。道路的最大坡度為4.73%，略小于Gaduk島入口處5%的坡度。二者均超過了標準情況下4%的最大設(shè)計坡度。隧道西側(cè)的坡度與在海床上布置隧道客觀上產(chǎn)生了沖突。由于在距西側(cè)入口東面約350m處有一片天然的洼地，這就使得此處的沉管底部會高于原海床平面8m。海洋粘土厚度最薄處所在位置，可通過人工的改良，使之滿足埋藏隧道的受力要求。初步的土壤調(diào)查表明，海洋粘土的厚度在其最薄處可以通過人工改良，使它的強度得到提高以滿足埋藏隧道的受力要求。在設(shè)計過程中更詳細的土壤調(diào)查顯示凹陷處的海洋粘土延伸范圍更大。由于對隧道更深位置豎向線形的修正，我們采取了更廣泛的研究以克服這一問題，但是最終得出的6%的坡度未能獲得通過。從砂樁，土體置換，堆載預(yù)壓和深層水泥攪拌等諸多預(yù)選方案中，最終認為深層水泥攪拌是技術(shù)和經(jīng)濟上最為可行的一種方案。深層水泥攪拌樁的灌注范圍將會在隧道兩頭延伸到足夠長，以支撐高于原海床平面約16m的基礎(chǔ)和防止由于船只擱淺和海洋侵蝕的對基礎(chǔ)造成的損害。3.2隧道長度當前的設(shè)計有18個長度約為180m的沉管單元組成?；炷翗?gòu)件的橫截面積為60m2，寬26.5m，高9.75m。位于Daejuk島側(cè)的兩個沉管寬度從26.5m擴大為28.5m，以為爬坡車道提供空間。為了節(jié)省單元管段的造價，原用于厄勒海峽隧道的沉管單元的制作方法被考慮在其中。計劃采用的通過移動已澆注管段來制作沉管的方法被認為可操作性和經(jīng)濟性不好。所以后來將制作流程變?yōu)橛煽梢苿拥脑旃軝C沿管身全截面制作管段，這樣就可以同時進行不同沉管單元的預(yù)制工作。許多瑞士的隧道就是使用這樣的方法，有很成功的經(jīng)驗。圖6.可同時制作4個管段的預(yù)制場模型3.3隧道埋深3.3.1防水在Daejuk島一側(cè)海床平面位于正常海面以下約35m處，這使得結(jié)構(gòu)的底部到海平面的距離達到了47.5m，在有海浪作用時甚至深達55m。所有修建于西歐的混凝土分節(jié)段預(yù)制隧道均位于大約15m深的平緩的海域內(nèi)。最深的一座隧道是位于鹿特丹的格蘭特隧道，結(jié)構(gòu)底部距水面為26m。在建的博斯普魯斯海峽隧道埋深達到60m，這樣的水深有相應(yīng)的規(guī)定來防止隧道受到侵蝕和海水滲入隧道內(nèi)部。盡管在修建埋深超過26m的沉管隧道上欠缺經(jīng)驗，但是從技術(shù)上來講這仍然是可行的。按照設(shè)計，沉管的橫截面應(yīng)該有一部分處于壓應(yīng)力作用之下，以抵御海水的侵入。全截面要保證一次澆注成型，以避免產(chǎn)生橫向施工縫。接頭處設(shè)置雙層防水條。首先需要處理的主要問題是在大位移下可有效承受水壓力的防水結(jié)構(gòu)。在厄勒海峽隧道中，第二層封條設(shè)置于接頭處的親水橡膠組成。而這種橡膠是不能適應(yīng)地震時的移動的，所以需要一種更有力的解決方案以保證在地震時處于如此深的結(jié)構(gòu)的可靠性。3.3.2隧道挖掘深度大多數(shù)沉管隧道的基坑都是由絞吸式挖泥船挖掘的。但是這種挖泥船的最大挖掘深得只能達到30m。在更大的深度上就只有兩種選擇：抓斗式挖泥船或者拖斗式挖泥船。抓斗式挖泥船的工作效率較低并且在開闊水域施工時會產(chǎn)生環(huán)境污染。大型拖斗式挖泥船能夠達到100m的水下挖掘深度，同時它正被使用于韓國的礦砂填海工程。由于這些大型挖泥船的運營成本很高，所以只有在一項大的持續(xù)性工程中它們的運營經(jīng)濟型才能夠得到體現(xiàn)。3.4海洋環(huán)境3.4.1安裝期間沉管隧道所處的無遮蔽的海洋環(huán)境的情況很獨特。氣候的影響會在海上工作開展期間發(fā)揮作用。沉管操作面臨的最大挑戰(zhàn)是潮汐的作用，它會對沉管節(jié)段的拖運，受力和沉放設(shè)備產(chǎn)生影響。為了準確量化這些力和海浪運動，我們建立了一個數(shù)值化的波浪模型并且分析了該地區(qū)10年的波浪數(shù)據(jù)。我們甚至還于2004年6月在Jungjuk島南面安裝了一臺波浪儀。水工和數(shù)值模型試驗正與沉管節(jié)段的制作和沉放設(shè)備的安裝同時進行。實驗表明，尤其當潮汐高度大于0.8m，頻率大于6Hz時，會產(chǎn)生很大的位移和荷載。結(jié)合波浪分析的結(jié)果可以清楚地知道，在夏季下放沉管回十分困難并且需要發(fā)展特種設(shè)備。因此我們決定將此項工序放在冬季進行。大浪的另一個影響是它會對已經(jīng)安放好的沉管產(chǎn)生在豎向和橫向荷載。與固定在基坑中的管段相結(jié)合的附加壓載倉需要保證沉管單元的安全，并且還要考慮到沉放過程中的操作、固定和基坑回填。所以需要建立一個天氣和海浪預(yù)報系統(tǒng)以便在沉放過程中預(yù)測浪高。3.4.2對永久結(jié)構(gòu)的影響為了研究大浪對永久結(jié)構(gòu)的影響，我們在丹麥的DHI實驗室做了模型試驗。在經(jīng)歷最極端的臺風(fēng)時浪高確定為9.2m。在直接建成后回填的土石材料滲透性很高，但是隨著時間的推移，好的粘土?xí)粩嗌钊牖靥钔?，使其滲透性降低并起到很好的保護作用。研究表明，隨著回填材料粒徑的減小，水平和縱向力都會增大。不過這些力都是動態(tài)的，變化的方向和強度都會導(dǎo)致隧道單元的微小移動來平衡隧道周圍的水壓力。隧道頂部超出原海床面的地方大浪將會對其保護層的穩(wěn)定性造成影響。水工模型試驗表明，需要預(yù)制超過30噸重的人造巖石塊體。為了減小保護層的厚度和重量，我們將Core-loc?材料應(yīng)用于隧道最易受影響的部分（位于Gaduk到一側(cè)的最初的三個節(jié)段）。在隧道的兩頭，既有島嶼都被人工接長以在島嶼和隧道之間建設(shè)過渡區(qū)。為了保護這些過渡段，韓國一般用四角對稱圓錐鋼筋混凝土管。韓國Kordi水工研究所的水工模型試驗表明，需要重量達到50，60和70噸的四角對稱圓錐鋼筋混凝土管。3.5地基土情況和隧道基礎(chǔ)在隧道線路上，海洋粘土占據(jù)了主導(dǎo)地位。海洋粘土的厚度雖然各處不同但是通常都超過30m且正好位于隧道基礎(chǔ)的下方。非常軟弱的海洋粘土和高塑性結(jié)合其低飽和重度，低固結(jié)度和土體的結(jié)構(gòu)性質(zhì)決定了基礎(chǔ)施工方法的最終選擇。通常情況下，沉管隧道、回填土和保護層土石材料的重量會比開挖基坑時的掘出物重量小。由這一要求和原有土壤無沉降的假設(shè)，如果隧道的質(zhì)量小于原有土層的質(zhì)量，理論上可以確定建筑結(jié)構(gòu)不會發(fā)生沉降。在此基礎(chǔ)之上，普通沉管隧道通常不需要修建樁基礎(chǔ)。只有少部分隧道基于設(shè)計者的理論需要樁基礎(chǔ)。比如荷蘭阿姆斯特丹的IJ隧道、鹿特丹的地鐵、阿姆斯特丹Zeebger隧道的一部分和中國寧波的長虹隧道，基于各種而原因采用了樁基礎(chǔ)。隧道在釜山一側(cè)的情況比較特別。回填土的單位重量要求比原覆土重量大，以使隧道保持穩(wěn)定。這樣做的結(jié)果是增加了回填土的有效應(yīng)力和回填土與隧道的沉降。增加的有效應(yīng)力可能超過預(yù)期估計，這意味著因硬土的減少導(dǎo)致的沉降增加風(fēng)險（二次壓縮指數(shù)與壓縮指數(shù)的比例幾近達到了14）。此外，隧道沿線還會有因土壤特性和回填土的不同而導(dǎo)致的巨大沉降。這是因為隧道較深且海洋條件嚴峻而導(dǎo)致的挖掘精度過低。圖7.隧道劃分模型和開挖單元部分混凝土隧道能夠適應(yīng)這種不均勻沉降。但是應(yīng)當避免在接頭處的沉降。鑒于此，我們決定用深層攪拌樁來改良海洋粘土。用這種方法，直接將水泥注入粘土中，就形成了海洋粘土與水泥的混合樁。這種樁的直徑取決于所使用的設(shè)備。沿岸工程通常是同時制作4根樁以形成一個1.8m×1.8m的正方形區(qū)域。這種土壤改良方法排除了地基土沉降的影響并將這種不良影響納入既有的經(jīng)驗范圍之內(nèi)。使用這種混合攪拌樁也會減少因隧道線路所經(jīng)過的從海洋粘土到裸露基巖的剛度變化的影響。從而減少這些部分的不同沉降。圖8.制作70米深混合樁的沿岸設(shè)備4.結(jié)論釜山——巨濟交通系統(tǒng)的隧道具有如此多的特點是有很多原因的。上文介紹了本工程并突出了這些特點。它們已經(jīng)遠遠超出了現(xiàn)在混凝土沉管隧道施工技術(shù)的水平。并非所有的特殊設(shè)計在工程開始之前就已經(jīng)被全面地考慮到，而是隨著工程的進行同步設(shè)計的。在寫就本文的時候尚有很多問題未全部解決，但是最根本的設(shè)計已經(jīng)完成。我們期待此條交通連接線的完工能夠開創(chuàng)沉管隧道施工技術(shù)在深水、嚴峻的海洋和地質(zhì)條件下應(yīng)用的新局面。TunnellingandUndergroundSpaceTechnology

Volume21,Issues3-4,May-July2006,Page332Busan–GeojeLink:ImmersedTunnelOpeningNewHorizonsWimJanssen1,PeterdeHaas1,Young-HoonYoon21.TunnelEngineeringConsultants,theNetherlands:TechnicalAdvisortoDaewooE&CfortheBusan-GeojeFixedLink2.DaewooE&C,KoreaABSTRACTTheBusan–GeojeFixedLinkwillprovidearoadconnectionbetweenthemetropolisofBusanandGeojeIsland.TheLinkcomprisesamongstotherstwocablestayedbridgesandanunderwatertunnelconstructedasaconcreteimmersedtubetunnel.Theimmersedtunnelhasanumberofspecialfeatures:itslengthof3,2km,thewaterdepthofover35m,theseveremarineconditions,thesoftsubsoilandalignmentconstraints.Combinedwiththescaleoftheprojectthesefeaturesmakethedesignandtheconstructionofthetunnelamajorchallenge.Itisexpectedthattheprojectwillopenupnewhorizonsfortheuseofimmersedtunneltechnology.Thispaperhighlightsthesespecialfeaturesandconcentratesonthecivilandstructuralaspectsonly.1.INTRODUCTIONBusanisthesecondlargestcityandamajorharbourinSouthKorea.ItislocatedinthesoutheastandborderedbytheKoreanStraitatthesouthandeastsidewhilstatthenorthsteepmountainsarise.Thecityisdevelopingrapidly;thepopulationgrewovertherecentyearsto3,7millioninhabitantsinthecity(4,6millionintheagglomeration).Thedensityofpopulationis4850inhabitants/km2whichisaboutthree-quarterofthedensityofHongKong.Theoptionsforexpansionarelimitedduetoitsgeographiclocation.TheBusan–GeojeLinkhastocreateadirectlinkbetweenGeojeIslandandthecityofBusanwiththeobjectivetoallowBusantoexpand,todevelopindustrialareasonGeojeandtoaddrecreationalfacilitieswithindrivingdistanceofBusancity.GeojeIslandiscurrentlyconnectedtothemainlandatthewestsideoftheisland.ThetwohoursdrivebycarfromBusancitytoGeojewillbereducedto45minutesaftercompletionoftheLink.TheBusan–GeojeFixedLinkwillprovidearoadconnectionbetweenGeojeIslandandGadukIslandaspartofadualcarriagemotorwayconnectingtheBusanNewportregiontotheislandofGeoje.TheLinkwillbe8.204kmintotal,crossesnavigationchannelsandlinksthesmallislandofDaejuk,JungjukandJeo,whichareuninhabited.Theprinciplecomponentsofthelinkareanimmersetunnel3240mlongwithtwo-lanetraffictubesineachdirectionandtwocablestayedbridgeswithrespectivelyonemainspanof475mandatwomainspansof230meach.2.THEPROJECT2.1OrganizationTheprojectisdevelopedasaPublicPrivatePartnershipwhereGKFixedLinkCorporationhasbeenawardedtheconcessiontodesign,constructandoperatetheLinkforaperiodof40years.TheconcessionisbasedonaconceptualdesignfortheLink.TheGKFixedLinkCorporationconsistsofsevenKoreancontractorsamongstthemDaewooEngineering&ConstructionCo.Ltd.astheleadingcompanyoftheconcessionaire.ThejointventureTEC/HalcrowisappointedasTechnicalAdvisorandassuchinvolvedfromthestartoftheproject.InthejointventureHalcrowandTECtakecareofthebridgeandtunnelrelatedaspectsrespectively.Thedesignofthepermanentworksisalmostcompletedandconstructioninadvanceofthepermanentworkshasstarted.Figure1.eographiclocationofsiteFigure2.Aerialoverviewoftheproject.2.2DesignrequirementsandbasicconstraintsTheprojecthastoprovideafixedlinkfromGadukislandviaDaejuk,JungjukandJoeislandtoGeojeisland.Thebasiclayoutisdefinedbytherequirementstothethreenavigationchannels.AmainchannelbetweenGadukandDaejukislandwithawidthof1800mandadepthof18m.ForthisnavigationchannelnoheightrestrictionisacceptedbytheAuthoritiesandassuchatunnelhasbeentheobviouswaytocross.ForthetwosecondarychannelslocatedbetweenJungjuk-JeoislandandJoe-Geojeisland,aminimumwidthof435mandtwotimes202m,clearanceheightsof52and36mrespectivelyarerequired.Waterdepthforbothsecondarychannelsis16m.TherelativesteepshoresofDaejukislandandGadukislandandthedeeppositionofaboredtunnelofabout25to30mbelowtheseabedmakeitphysicallyimpossibletofitanalignmentforaboredtunnelinbetweenthesetwoislands.Thegradientofthealignmentwouldbetoogreatandslopestoolongfordrivingcomfortandsafety.Forthisreasonthecrossingbyanimmersedtunnelwithitspositionjustundertheseabedhasbeenalogicalchoice.Figure3.Longitudinalsectionofthelink2.3GeotechnicalThegeologicalstratavaryalongthetunnelalignmentbuttopdowntypicalconsistofmarineclayfollowedbymarinesandandgravelontopofthebedrock.Marineclayisformingtheseabedalongtheimmersedtunnelalignmentexceptinthenearshoreareaswhereoutcropsofbedrockandshallowsandandgravellayersarefound.Thethicknessofthemarineclayexceeds20malongmostoftheimmersedtunnelalignment.Mostoftheimmersedtunnelwillconsequentlybefoundedinthislayer.Themarineclaycomprisesnormallyconsolidatedtoslightlyover-consolidatedsoftstructuredclays.TheseclayshavebeendepositedduringtheHoloceneepoch.Themajorpartofthemarineclay,fromseabeddown,is"verysofttosoft"andof"veryhighplasticity"to"extremelyhighplasticity".Themarineclayplasticityindexrangesfrom56%to85%withanaverageof68%.Therangeofsaturatedunitweightsofmarineclayis13.9to15.4kN/m3,withameanvalueof14.6kN/m3.2.4MarineconditionsThesiteisexposedtothePacificOceanviatheKoreanStraitandtheSeaOfJapanattheSouth.Thisaffectsthemarineconditionsonsite.Animpressionisgivenbelowbythe10000yearsreturnperiodhydrologicalconditionsforthesouthwavedirection.ThemaximumdesignwaveheightHsis9,20mandthecorrespondingmeanwaveperiodTmis15sec.TheprinciplewavedirectionduetotyphoonsisSouth.Figure4.GeologicalprofileFigure5.WavecharacteristicsThecurrentismainlyinfluencedbythetide,whichisatypicallysemi-diurnaltypewithaspringtiderangeof1,60mwithamaximumcurrentof0.80m/secatthetunnelalignment.Thewavesonsitecomprisethreemaincomponents:-Locallygeneratedwindwaves,mainlyfromthenorthwestandnortheastduringthewinterseason;-Deepwatergeneratedwindwaves,mainlyfromtheSouthandSoutheast,duringthesummerseason;-Deepwaterswellwaves,mainlyfromtheSouthandSoutheast.DuringconstructionofthemarineworkstheswellwaveswithaHsofmorethan0.50mandaperiodof>6secondshavetobetakenintoaccount.Inthesummerseasonmostofthetimewavesexceedsthesevalues.2.5SeismicconditionsAccordingtotheKorean"ResearchonEarthquakeDesignStandard"theBusan–GeojeFixedLinkisclassifiedasanaseismaticgradeIstructurewithregardtotheimportancelevel.TheseisemicityofSouthKoreaismainlygovernedbythetsushimaoffshoreandtheyangsanonshorefaultsystemslocatedinthedepressionbetweenthePohangBayandBusan.However,onlyfewmajoreventshavebeenrecordedonthosefaults.Thisexplainwhy,onalargescalebasis,seismichazardanalysesleadstolowhazardsforKorea.TheclosestfaulttotheprojectsiteistheYangsanonshorefaultandthedecisive(characteristic)earthquakewillbeaneventontheYangsanFaultatadistanceof5-10kmtotheeastoftheprojectsiteandwithamomentmagnitudeof5.7-6.Atwo-levelearthquakehazarddesignapproachhasbeenadoptedquakehazardlevelsaretheoperatingdesignearthquake(ODE)andthemaximumdesignearthquake(MDE).InrespectofstrengththeMDEisregardedasUltimateLimitState,butinordertosurviveseismicloads(preventionofmajorfailureandmaintainingsafety)theMDEisregardedasservicelimitstate,withtherequirementsthatalljointsshallremainwatertightandrebarstressdoesnotexceedyieldstrengthfyk.Thetunnel'sspecialfeaturesInanumberofwaystheimmersedtunnelpartoftheBusan-GeojeLinkisspecialandimposesanumberofchallenges.-Thealignmentconstraintsimposeapositionaboveseabedatbothouterendsofthealignment;-Itisafterthe.resundLinkbetweenDenmarkandSwedenthelongestimmersedconcretetunnelintheworld;-Thetunneltrenchreachestoadepthofabout50mbelowmeanwaterlevel;-Thesiteisexposedtoseveremarineconditions;-Thesubsoilischaracterisedbyitsextremeweakness.AndinadditiontothistheconstructionmethodbyanunknownphenomenoninSouthKorea.3.1TunnelalignmentFromthedeepestpointthealignmentclimbsover95mtothehighestelevationofthecablestayedbridgeoverthemainnavigationchannel.Maximumgradientis4,73%,alittlelesscomparedtothegradienttowardstheeastportalatGadukislandwhichis5%.Bothexceedthemaximumdesigngradientunderstandardconditionsof4%.Thegradientatthewestsideofthetunnelalignmentconflictswiththedesignobjectivetoplacethetunnelundertheseabed.Duetoalocaldepressionintheseabedatabout350meterseastofthewesternportaltheundersideofthetunnelstructureispositionedabout8mabovetheoriginalseabed.Thepreliminarysoilinvestigationsindicatedthetunnel.Moredetailedsoilinvestigationsduringdesignshowedanextensionofthemarineclayunderthedepressedseabed.Moredetailedsoilinvestigationsduringdesignshowedanextensionofthemarineclayunderthedepressedseabed.Asamodificationoftheverticalalignmenttoadeeperposition,resultinginagradientof6%wasnotanoptionfortheAuthoritiesanextensivestudyhasbeencarriedoutinordertoexplorethetechnicaloptionstoovercometheproblem.Fromanumberofalternativesvaryingfromsandcompactionpiles,soilreplacement,preloadinganddeepcementmixingthelatterhasbeenselectedastechnicalmostappropriateandeconomicalacceptablemethod.TheareaswithDCMpileswillbeextendedoveraconsiderabledistanceatbothsidesofthetunnelinordertosupportthesub-seaembankmentwhichraisesabout16mabovetheoriginalseabedandhastoprotectthetunnelagainststrandingshipsanderosion.3.2TunnellengthThecurrentdesigncomprises18elementofabout180minlength.Theconcretecrosssectionis60m2andthetunnelwidthis26.5mandtheheight9.75m.Thetwoelementsatthedaejukislandsidearetaperedandvaryinwidthfrom26.50mto28.50mtocreatespaceforaclimbinglane.Inordertoeconomizetheproductionoftheelementstheprincipleusedfortheelementproductionofthe?resundhasbeenconsidered.Thecastingatafixedlocationmovingtheelementsbyskiddingwasconsideredtoocomplex,costlyandassuchnoteconomicaljustified.Thecastingfacilityhasbeenchangedintoasystemusingamoveablecastingfacilityalongtheelementlengthallowingfullsectioncastingatvariouslocations.ThechoiceforthisconstructionmethodhasbeensupportedbythegoodexperiencewiththismethodonanumberoftunnelprojectsinSwitzerland.Figure6.Modelofprecastyardforfabricationof4tunnelelements3.3Tunneldepth3.3.1WaterproofingAtthedaejukislandsideofthealignmenttheseabedisabout35mbelowmeanwaterlevel,resultingin47,5mwatertotheundersideofstructure,increasingtillabout55mduetowaveaction.AllconcretesegmentaltunnelsconstructedinWesternEuropeareinmoderatewaterdepthofabout15m.ThedeepestoneistheCalandtunnelinRotterdamwith26mwatertotheundersideofstructure.TheBosphorusimmersedtuberecentlyunderconstructionwillhavelocallyalmost60m.Thedeepalignmenthasanimpactontheimmersionandprovisionstopreventwateringressinthetunnel.Inspiteofthefactthattheexperiencewithconcreteimmersedtunnelsislimitedtoawaterdepthofmaximum26mtheconceptofasegmentedconcretetunnelhasfoundtechnicalfeasible.Thecrosssectionhasbeendesignedsuchthatatleastadefinedpartofthecrosssectionisundercompressivestressassuringasufficientbarrieragainstingressofwaterthroughtheconcrete.Thefullcrosssectionwillbecastedinoneprocessavoidinghorizontalconstructionjoints.Thesegmentaljointswillbeprovidedwithadoubleseal.Theprimarydealisamodifiedinjectablewaterstopwhichcanaccomodatethewaterpressureundergreatdisplacements.Inthe.resundLinktunnelthesecondsealconsistedofahydrophilicrubberplacedinthejoint.Theexpecteddisplacementsduringanearthquakecannotbeaccommodatedbythisrubberandamorerobustsolutionbuildinginomegas(Ω)ineverysegmentjointareconsideredinordertoassuresufficientreliabilityduringanearthquakeunderthegreatwaterdepth.3.3.2DredginginrelationtotunneldepthMostofthetrenchesforimmersedtunnelsaredredgedwithcuttersuctiondredger.Thistypeofdredgercandredgeonlyupto30meterwaterdepth.Forthedeepersectionsthereareonlytwoalternatives;grabdredgersandtrailerhopperdredgers.Grabdredgerscanachieverelativelylowproductionratesonlyandcouldcauseenvironmentalproblemswhenworkingwithopenbuckets.Largehoppertrailerdredgerscanexcavateupto100-meterwaterdepthandareusedinKoreaforminingsandforreclamationworks.Duetothehighoperationalcosttheselargedredgerscanonlyoperateeconomicaliftheycanworkcontinuouslyduringalargerperiodoftime.3.4Marineconditions3.4.1DuringinstallationTheexposedconditionsoftheseaareuniqueforthelocationofanimmersedtunnel.Thishaveanimpactontheweatherwindowduringwhichmarineworkcantakeplace.Themayorchallengefortheimmersionoperationistheswellwaves,whichimposelargemovementsandforcesonthetunnelelementandtheimmersionequipment.Inordertoquantifytheseforcesandmovementsanumericalwavemodelhasbeenmadeoftheareaand10yearswavedatahasbeenanalysed.FurthermoreawaveriderhasbeeninstalledinJune2004southoftheJungjukIsland.Hydraulicandnumericalmodeltestshavebeencarriedoutwiththetunnelelementandtheimmersionrigs.Fromthetestsithasbeenconcludedthatinparticularswellwaveslargerthan0.80mandTpmorethan6secondscauselargemovementsandloads.Incombinationwiththewaveanalysisitbecameclearthatimmersionduringthesummerseasonwillbedifficultandmostlikelyspecialequipmenthastobedeveloped.Forthetimebeingithasbeendecidedtoimmersetheelementsinthewinterseason.Anothereffectofthelargeswellwavesistherelativelyhighupliftandh3.4.2EffectonthepermanentstructureInordertoinvestigatetheeffectofthelargewavesonthepermanentsmodeltesthasbeencarriedoutatDHIlaboratoryinDenmark.FortheextremeeventthetyphoonwaveofHs=9.2mhasbeendefined.Directafterconstructionthebackfillofrockmaterialisverypermeablebutduringlifetimefineclaymaterialwillpenetrate,resultinginamoreimpermeablebehaviourofthebackfillandrockprotection.Bothhorizontalandverticalforceswereinvestigatedanditwasfoundthatbothincreasewhenthegrainsizesdecreases.Theseforcesarehoweverdynamic;changeindirectionandintensitycausesmallmovementsofthetunnelelementitselfallowingbalanceofwaterpressurearoundthetunnel.Wherethetunneltopprotrudesabovetheoriginalseabedlargewaveswillhaveanimpactonthestabilityoftherock-protectionofthetunnel.Hydraulicmodeltesthaveshownthatpre-castartificialrockelementsofmorethan30tonswereneeded.InordertoreducetheweightandthicknessoftheprotectionlayerCore-locTMblockshavebeenchosenforthemostaffectedpartofthetunnel(thefirstthreeelementsontheGadukside).Onbothendsofthetunnelexistingislandsareextendedartificiallytoallowconstructionofthetransitionzonebetweentheimmersedtunnelandtheapproaches.Toprotectthesereclaimedextensions,normallyTetrapodsareusedinKorea.HydraulicmodeltestperformedattheKoreanhydraulicinstituteKordishowedthatTetrapodswithaweightof50,60and70tonsareneeded.3.5SubsoilconditionsandtunnelfoundationInthealignmenttheMarineclayisthedominantsoiltype.ThethicknessoftheMarineclaydepositsvariesbutusuallyexceeds30mandislocateddirectlybelowthefoundationlevelofthetunnel.Theverysoftmarineclayandtheveryhighplasticityincombinationwiththelowsaturateduniteweights,thelowrateofover-consolidationandthestructurednatureofthesoilhavebeencrucialforthefoundationmethodfinallychosen.Normallytheaggregateoftheweightoftheimmersedtunnel,thebackfillandrockprotectionislessthantheweightoftheexcavatedtrenchmaterial.Duetothisandundertheassumptionthattheoriginalsoildoesnotsettle,theoreticallynosettlementwilloccurastheweightofthetunnelislessthantheweightoftheoriginalsoil.Onthebasisoftheabovenormallyimmersedtunnelarenotprovidedwithapiledfoundation.Therearejustaverysmallnumberofimmersedtunnelswhicharebytheauthor’sknowledgefoundedonpiles.TheIJtunnelinAmsterdam,theRotterdammetro,apartoftheZeeburgertunnelinAmsterdamandtheChangHongtunnelinNingboChinaarefoundedonpilesforvariousreasons.TheBusansituationisspecialinthisrespect.Thebackfilledmaterialwhichneedstobeofacertainweightinordertolockinthetunnelhorizontallyhasahigherunitweightcomparedtotheoriginalmarineclay.Thisresultsinanincreaseoftheeffectivestressunderthebackfillandassociatedsettlementsofthebackfillandthetunnel.Theincreaseofeffectivestresscouldwellbeintherangeoftheoverconsolidationlevel,implyingtheriskofincreasedsettlementsbecauseofthelessstiffsoilbehaviour(rationbetweenre-compressionandcompressionindexisalmost14).Inadditiontothisthemagnitudeofsettlementwillvaryalongthealignmentduetovariationsinsoilcharacteristicsandamountofbackfill.Thelatterdependontheaccuracyoftrenchdredgingwhichislowbecauseoftheextremedepthofthetunneltrenchandtheseveremarineconditions.Figure7.PlaxismodeloftunnelandtrenchsectionThesegmentalconcretetunnelhastheabilitytoadjustthedifferentialsettlements.Buttoolargejointopeningshallbeavoided.ForthisreasonithasbeendecidedtoimprovethemarineclaybyDeepCementMixingpilesDCM.Bythismethodcementisinjecteddirectintotheclayandinsituroundcolumnsofaclay/cementmixturearemade.Thediameterofthecolumnsdependsontheequipmentused.Foroffshoreworksnormally4columnsaremadeatthesametimeformingasquareof1,80meterby1,80meter.Thissoilimprovementmethodremovesthecauseofthesubsoilsettlementandbringsthisaspectbackintotheexistingrangeofexperience.TheuseofDCMpilesalsoreducesofthedifferenceinsubsoilstiffnessatthelocationswherethetunnelalignmentchangesfrommarineclayintotheoutcropsofbedrockatthebothendsofthetunnelalignment.Andassuchreducesthedifferentialsettlementovertheseparts.Figure8.Offshoreequipmentformakingpilesupto70meterdepth4.CONCLUSIONThetunnelsectionofBusan-GeojeLinkisspecialformanyreasons.Thearticalabovehasintroducedtheprojectandhighlightsthesespecialfeatures.Theygofarbeyondtoday'scommonpracticewithinconcreteimmersedtunneltechnology.Notallofthespecialdesignaspectshavebeenidentifiedinfulldepthatthestartoftheprojectbutawarenessdevelopedongoingthedesignprocess.Thishasbeenachallengetoallinvolved.Atthemomentthispaperwaswrittennotalldesignissueshavebeensolvedcompletelybutthemostessentialdesigndecisionshavebeenmade.ItisexpectedthatcompletionoftheLinkwillopennewhorizonsfortheuseofimmersedtunneltechniquesindeepwater,severemarineanddifficultgeologicalconditions.下面紅色字體部分是贈送的散文欣賞摘自網(wǎng)絡(luò)，不需要的朋友下載后可以編輯刪除！?。≈x謝?。。】梢揽康奈ㄓ凶约哼@是發(fā)生在一個普通猶太人家庭里，父親和兒子的故事：兒子叫約翰，在他4歲那年，有一天他和姐姐在客廳玩捉迷藏。他們玩得正高興，父親抱起小約翰，把他放在沙發(fā)椅上面，然后伸出雙手做出接的姿勢，叫他往下跳。小約翰毫不猶豫地往下跳，在即將抓住父親的瞬間，父親縮回了雙手，約翰摔到了地板上，他號啕大哭起來。小約翰向坐在沙發(fā)上的媽媽求助，媽媽若無其事地坐著，并不去扶他，只是微笑著說：“呵，好壞的爸爸！”父親站在一邊，以嘲弄的眼光望著上當受騙的小約翰。這便是猶太家庭教子的方法之一，這樣做的目的是灌輸給孩子一個理念：社會是復(fù)雜的，不要輕信他人，唯一可依賴的就是自己。猶太家庭的孩子都要回答這樣一個問題：“假如有一天房子被燒著了，你將帶著什么東西逃跑？”如果孩子回答是錢財，母親會進一步問：“有一種沒有形狀、沒有顏色、沒有氣味的寶貝，你知道是什么嗎？”如果孩子回答不出來，母親會告訴他：“孩子，你要帶走的不是錢財，而是智慧。因為智慧是