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隧道建设(中英文) ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (S1): 506-518.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2026.S1.045
曹加淮1, 吕鹏程2
CAO Jiahuai1, LYU Pengcheng2
摘要: 为降低预制沉管隧道管节大体积混凝土的早期开裂风险,建立集成水化、温度、湿度与应力场的高保真多场耦合数值模型,以明珠湾隧道工程为背景,系统模拟了混凝土早期温度、应力及开裂风险的演变过程。通过数值模拟对比分析基准、持续冷却、集中冷却及后浇带4种工况下的混凝土开裂风险系数。结果表明: 1)水化热引起的显著温度梯度与外部超高约束的共同作用是导致开裂的主要原因,底板与顶板表面为最易开裂区域; 2)通过“降低放热峰值”冷却措施将核心区最高温升控制在54 ℃左右,并使开裂风险系数降至0.7以下,其中2 d集中冷却与30 d持续冷却效果相当,更具经济性; 3)后浇带区域呈现“低温升、强约束”的受力状态,采用普通混凝土时约束效应取代温升成为开裂主导因素。工程实践表明,基于模型提出的“早期集中冷却+分段浇筑”协同控制策略,可成功将混凝土核心温度控制在55 ℃以下,实现管节主体及后浇带接合部位无有害裂缝。