水底隧道规划设计

1、水底隧道规划设计水底隧道规划设计 跨越水域的施工方法：跨越水域的施工方法： 矿山法矿山法 盾构法盾构法 沉埋法等沉埋法等 矿山法工程实例：矿山法工程实例： 日本的青函隧道日本的青函隧道 盾构法工程实例盾构法工程实例 英法海峡隧道英法海峡隧道沉埋法工程实例：沉埋法工程实例： 世界上已有世界上已有100多座多座沉埋法修建的水底隧沉埋法修建的水底隧道道 青函海底隧道青函海底隧道英法海峡隧道英法海峡隧道一、桥隧方案比较一、桥隧方案比较 轮渡：轮渡： 固定或活动平（板）固定或活动平（板）桥桥 高架桥：高架桥： 隧道隧道 有各自的适用条件和有各自的适用条件和优缺点优缺点比较因素比较因素 1.1 跨越地点的

2、地形、跨越地点的地形、地质及水文气象等条地质及水文气象等条件的影响件的影响 地形影响地形影响 地势平坦：地势平坦： 水面与两岸地形高差：水面与两岸地形高差：大、中等、小大、中等、小 水道的宽度和深度水道的宽度和深度地质影响：地质影响： 对隧道影响大、影响对隧道影响大、影响施工方法和施工的难施工方法和施工的难易程度，而桥梁则只易程度，而桥梁则只影响桥墩和桥台。影响桥墩和桥台。 天气的影响天气的影响 对隧道影响不大（防对隧道影响不大（防冲刷）冲刷） 对桥梁影响大：风荷对桥梁影响大：风荷载、安全性、洪水对载、安全性、洪水对墩台的冲刷墩台的冲刷 1.2 岸边高度和斜坡引道的长度岸边高度和斜坡引道的长度

3、 1.3 环境保护的要求环境保护的要求 拆迁拆迁 对环境的破坏和不协对环境的破坏和不协调调1.4 水中桥墩的问题水中桥墩的问题 水深水深 水流速度水流速度 地震问题地震问题 轮船碰撞问题轮船碰撞问题1.5 经济问题的考虑经济问题的考虑 工程投资工程投资 维修管理费用维修管理费用 国民经济的影响国民经济的影响 社会效益社会效益二、水下隧道施工方法二、水下隧道施工方法 2.1 明挖法：明挖法： 围堰排水明挖基坑围堰排水明挖基坑 沉埋管段沉埋管段 水下循环推移（滑板水下循环推移（滑板法）法法）法 气压沉箱法气压沉箱法 “水下隧道桥水下隧道桥” 用长钢缆锚固于水底用长钢缆锚固于水底的悬浮隧道的悬浮隧道

4、 采用各种明挖法施工采用各种明挖法施工受到一些条件的限制受到一些条件的限制 围堰排水明挖基坑围堰排水明挖基坑沉埋管段沉埋管段“水下隧道桥水下隧道桥” 隧道桥隧道桥开和桥开和桥浮桥浮桥2.2 暗挖法：盾构法、矿山法暗挖法：盾构法、矿山法盾构法：盾构法： 克服水压力：采用气压克服水压力：采用气压盾构、泥水加压盾构、盾构、泥水加压盾构、土压平衡盾构、混合盾土压平衡盾构、混合盾构等构等 要有覆盖土层厚度的要要有覆盖土层厚度的要求，求， 要掌握平衡水压的技术要掌握平衡水压的技术措施，措施， 管片的防水管片的防水 不干扰航道。不干扰航道。 矿山法：矿山法： 要有足够的覆盖层厚要有足够的覆盖层厚度：度：30

5、100m， 必须考虑海底被击穿必须考虑海底被击穿和崩塌的可能性和崩塌的可能性 注浆加固技术注浆加固技术 地质超前预报技术地质超前预报技术 三、三、 线路与坡度线路与坡度 平面位置：平面位置： 河道相对狭窄河道相对狭窄 水流平顺水流平顺 垂直通过垂直通过 尽量避免人工通风尽量避免人工通风 符合使用功能的线路符合使用功能的线路标准；标准； 公路隧道要注意视距公路隧道要注意视距的要求；的要求； 共用管段时可在引道共用管段时可在引道段采用不同的坡度；段采用不同的坡度； 隧道埋深的确定隧道埋深的确定 埋深影响因素埋深影响因素 隧道的埋深和坡隧道的埋深和坡度影响隧道的造度影响隧道的造价，价， 影响隧道通风

6、的影响隧道通风的运营成本；运营成本； 纵断面分为三段：纵断面分为三段： 完整的水下段、完整的水下段、 过渡段、过渡段、 引道段；引道段； 纵向设置竖曲线和必纵向设置竖曲线和必要的缓和曲线；要的缓和曲线； 水下段有排水坡度的水下段有排水坡度的要求；要求； 水下段要尽量的短。水下段要尽量的短。 重视基础勘探：重视基础勘探： 测定土层技术参数测定土层技术参数 ，基础注浆与冻结的，基础注浆与冻结的适应性试验，适应性试验， 挖泥、冲洗和排碴试挖泥、冲洗和排碴试验，验， 对地层的沉降特性进对地层的沉降特性进行判断，等等。行判断，等等。 四、四、 管段结构管段结构 4.1 交通隧道的结构设计交通隧道的结构设

7、计 4.2 建筑材料建筑材料 4.3 横断面设计横断面设计 4.1 交通隧道的结构设计交通隧道的结构设计 在设计隧道横断面时，应考虑下述因素的影响：在设计隧道横断面时，应考虑下述因素的影响： 施工方法、建筑材料及经济效益之间的关系施工方法、建筑材料及经济效益之间的关系 行车与维修行车与维修 通风通风 结构设计要求。结构设计要求。 结构设计要求。结构设计要求。 结构的形状可以是圆形、矩形、八角形、椭圆结构的形状可以是圆形、矩形、八角形、椭圆形等，受制造方式影响但不绝对；形等，受制造方式影响但不绝对； 主要由使用目的确定：车道数、设备，行人、主要由使用目的确定：车道数、设备，行人、管线等确定；管线

8、等确定；断面形式断面形式4.2 建筑材料建筑材料 盾构法：盾构法： 钢筋混凝土管片，钢筋混凝土管片， 双层或单层，双层或单层， 管片的防水；管片的防水； 沉埋法：沉埋法： 船台型：钢外壳混凝土管段船台型：钢外壳混凝土管段 干圬型：钢筋混凝土管段干圬型：钢筋混凝土管段 管段和管节之间的防水；管段和管节之间的防水； 管段浇注时的水化热管段浇注时的水化热产产生裂缝；措施：配合比、改生裂缝；措施：配合比、改善一次浇注段、冷却伴和料；善一次浇注段、冷却伴和料； 温度应力温度应力构造措施；构造措施； 4.3 横断面设计横断面设计 横断面净空规定：行车道，通风、照明横断面净空规定：行车道，通风、照明设备，维

9、护、维修、救援通道要求；设备，维护、维修、救援通道要求； 圆形与矩形断面在造价方面的比较圆形与矩形断面在造价方面的比较 多车道时以矩形断面为优多车道时以矩形断面为优 浮运（干舷）、沉放（浮运（干舷）、沉放（1.05）和使用期）和使用期间（间（1.10）的浮力设计；注意各个阶段）的浮力设计；注意各个阶段水比重的变化。水比重的变化。 五、通风五、通风 六、运营设备和行车六、运营设备和行车安全安全 七、规划沉管隧道的原则七、规划沉管隧道的原则 符合城市总体规划要求的两岸交通疏解方案符合城市总体规划要求的两岸交通疏解方案是决定采用道路沉管隧道的基本依据是决定采用道路沉管隧道的基本依据 合适的河海航道、

10、水文及河海床条件是修建合适的河海航道、水文及河海床条件是修建沉管隧道的必要条件沉管隧道的必要条件 八、基础资料的调查八、基础资料的调查 8.1 气象资料气象资料 气温气温 湿度湿度 降雨降雨 雾状雾状 风向、风速风向、风速 8.2水文及水质资料水文及水质资料 水位水位 波浪波浪 流速及流向流速及流向 水温、比重及水质水温、比重及水质 河（海）资料河（海）资料 河（海）床稳定性河（海）床稳定性 河道整治河道整治 河（海）势变化河（海）势变化 8.3 工程地质及地震资料工程地质及地震资料 工程地质工程地质 地震地震8.4 地形与量测地形与量测 地形图量测地形图量测 隧道轴线平面控制量隧道轴线平面控

11、制量测测 高程控制量测高程控制量测 8.5 沿线地面、地下构筑物资料沿线地面、地下构筑物资料 管线资料管线资料 建（构）筑物资料建（构）筑物资料 8.6 环境资料环境资料 隧道口部或通风竖井附近地区大气环境现状隧道口部或通风竖井附近地区大气环境现状调查调查 通过隧道的典型汽油车辆废气排放量及柴油通过隧道的典型汽油车辆废气排放量及柴油车辆排烟量的调查车辆排烟量的调查 噪声调查噪声调查 隧道口部外环境亮度及光过渡形式的调查隧道口部外环境亮度及光过渡形式的调查 施工期间环境保护调查施工期间环境保护调查 8.7交通调查交通调查 区域性交通调查区域性交通调查 通过隧道汽车分类调查通过隧道汽车分类调查 典

12、型汽车通过隧道时空气阻力系数典型汽车通过隧道时空气阻力系数C0值的调查值的调查 快速轨道交通系统交通调查快速轨道交通系统交通调查 交通量预测方法交通量预测方法 九、工程可行性研究报告的编制九、工程可行性研究报告的编制 9.1概述概述 明确目标和约束条件明确目标和约束条件 信息资料的收集和处理信息资料的收集和处理 因素的分析和专题研究因素的分析和专题研究 方案设计阶段方案设计阶段 评价阶段评价阶段 方案的优化和选择方案的优化和选择 编写工程可行性研究报编写工程可行性研究报告书告书 9.2建设的必要性及建设的必要性及建设规模的论证建设规模的论证 建设规模建设规模 道路沉管隧道建设规道路沉管隧道建设规模的确定模的确定 快速轨道运输系统沉快速轨道运输系统沉管隧道基本通行能力管隧道基本通行能力 工程实例工程实例9.3工程技术可行性论证工程技术可行性论证 准备选线的主要基础资料准备选线的主要基础资料 桥隧方案比选桥隧方案比选 建设总则建设总则 环境