沉管隧道2014-10-27 214428

1、 铁工铁工5111班班 第一组第一组v 中央大道海河隧道工程位于滨海新区于家堡中心商务区东南侧。北起胜利路，南接津滨大道立交， 路线总长4.2公里，其中隧道全 长3.36公里，地下部分2.9公 里，设计为双向六车道。 v 海河隧道将采用目前国际上最先进的“沉管”施工工艺。所谓“沉管”，其实是高约9.8米，宽36.6米，长85米，由钢筋混凝土做成的箱体建筑。天津海河隧道管节天津海河隧道管节 天津海河隧道天津海河隧道 港珠澳大桥沉管隧道 在整个大桥项目中，岛隧工程是最具控制性的部分，其在整个大桥项目中，岛隧工程是最具控制性的部分，其中连接大桥东、西人工岛的中连接大桥东、西人工岛的沉管部分是国内首条

2、于外海沉管部分是国内首条于外海建设的超大型沉管隧道，海建设的超大型沉管隧道，海底隧道由底隧道由33个巨型沉管组成。个巨型沉管组成。每节管道长每节管道长180米，宽米，宽37.95米，高米，高114米，单节重约米，单节重约6.9万吨。目前，沉管隧道部分已完成万吨。目前，沉管隧道部分已完成13节管节浮运安装，隧道节管节浮运安装，隧道 建设最深建设最深46米处也顺利完成米处也顺利完成安装；已建隧道总长突破安装；已建隧道总长突破20 00米，而非通航孔桥的施工米，而非通航孔桥的施工 也正按计划推进。也正按计划推进。 沉管隧道的分类及组成。沉管隧道的分类及组成。2 沉管隧道的设计。沉管隧道的设计。 3

3、沉管法隧道施工。沉管法隧道施工。4 沉管隧道优越性及不足。沉管隧道优越性及不足。5 沉管隧道的综合适用性。沉管隧道的综合适用性。6沉管法隧道施工概述。沉管法隧道施工概述。1沉管法隧道施工介绍总目录沉管法隧道施工介绍总目录1810190419591993至今英国伦敦首次应用沉管法修建水下隧道进行施工试验加拿大迪斯隧道成功应用水压力接法后，沉管法得以快速发展。此外，世界第二、亚洲第一的沉管隧道也在我国纷纷建成底特律海底隧道建成。我国第一条沉管隧道珠江隧道建成。沉管隧道的发展历程沉管隧道的发展历程此处输入文本此处输入文本此处输入文本沉管法是在水底建筑隧道的一种施工方法。沉管隧道就是将若干个沉管法是在

4、水底建筑隧道的一种施工方法。沉管隧道就是将若干个预制段分别浮运到海面（河面）现场，并一个接一个地沉放安装在预制段分别浮运到海面（河面）现场，并一个接一个地沉放安装在已疏通好的基槽内，以此方法修建的水下隧道。已疏通好的基槽内，以此方法修建的水下隧道。 沉管法隧道施工概述。沉管法隧道施工概述。圆形八角形花篮形矩形沉管 沉管隧道的分类及组成。沉管隧道的分类及组成。 优 缺点 点矩形沉管的优缺点矩形沉管的优缺点 v 沉管隧道由敞开段、暗埋段、岸边竖井及沉埋段等部分组成。ACBd沉管隧道的组成沉管隧道的组成01020304 沉管隧道的设计。沉管隧道的设计。设计。设计。u 为避免采用剪力钢筋，改善结构受力

5、性能，减少裂缝出现，在水底隧道沉管结构中，常采用变截面或折拱形结构。u 因抗剪的需要，沉管应采用较高强度等级的混凝土，一般采用28d强度为3045MPa的混凝土。u 管段在浮运时为了保持稳定，必须使管顶面漏出水面，其露出高度称为干舷。一般矩形断面的管段干舷多为1015cm，而圆形,八角形或花篮形断面的管段则多为4050cm。u 在沉管施工阶段，应采用1.051.10的抗浮安全系数。施工阶段的抗浮安全系数务必要在1.05以上，否则易导致复浮。钢筋混凝土沉管的结构设计沉管折形结构沉管折形结构浮力设计浮力设计 管节制作要保证混凝土的防水性及抗渗性。要严格要求控制混凝土的重度，若重度超过1%以上，管段

6、将浮不起来，则不能满足浮运要求。必须严格控制模板的变形，以保证对混凝土匀质性的要求。必须慎重处理施工缝及变形缝。管段的制作应注意以下几点管段的制作应注意以下几点u 管段浮运前必须于管道的两端离端面50100cm处设置封端墙。u 封墙上须设排水阀、进气阀以及水孔。u 管道下沉由压载设施加压实现，容纳压载水的容器称为压载设施，一般采用水箱形式。水箱容量与下沉力要求、干舷大小、基础处理时“压密”工序所需压重大小等有关。u 管段制作完成后，需做一次检漏。u 经检漏合格浮起管段，并在干坞中检查干舷是否合乎规定，有无倾侧现象。封端墙封端墙检查与干舷调整检查与干舷调整压载设施压载设施为提高管段自身防水，所采

7、取以下措施！u分段浇筑，设后浇带；u采用低水化热水泥；u设置水冷散热系统；u采用预应力混凝土；u外表使用防水涂料。接缝防水管段之间接缝防水，主要依靠橡胶止水带。管节防水ABc施工覆土回填基础的处理方法基础的加固沉设方法管段沉放作业水下连接 灌囊法3喷砂法2压浆法4压砂法5刮铺法费工费时，平整度不高，逐渐被后刮铺法费工费时，平整度不高，逐渐被后填法取代。填法取代。此法从水面上用砂泵将砂、水混合料通过伸此法从水面上用砂泵将砂、水混合料通过伸入管段底面下的喷管向管段底下喷注，以填入管段底面下的喷管向管段底下喷注，以填满空隙。满空隙。灌囊法系在砂、石垫层面上用砂浆囊袋将灌囊法系在砂、石垫层面上用砂浆囊

8、袋将剩余空隙垫密。剩余空隙垫密。 管段沉放后，从隧道内部，用压浆设备通过管段沉放后，从隧道内部，用压浆设备通过预埋在管段底板上的压浆孔，向管底空隙压预埋在管段底板上的压浆孔，向管底空隙压注混合砂浆。注混合砂浆。压砂法与压浆法相似，但压入的是砂、水压砂法与压浆法相似，但压入的是砂、水混合料。混合料。 刮铺法1先铺先铺法法后铺后铺法法 压浆法压浆法1碎石垫层 2-砂、石封闭栏； 3-压浆孔 4-压人砂浆我国沉管隧道的基础处理方法，主要有压浆法和压沙法。它我国沉管隧道的基础处理方法，主要有压浆法和压沙法。它们的共同特点们的共同特点u不需要水上作业，不干扰航运不需要水上作业，不干扰航运u无需大型专用的

9、设备无需大型专用的设备u作业不受水深、流速、气候、风浪等影响作业不受水深、流速、气候、风浪等影响u工艺较简单，不需潜水作业工艺较简单，不需潜水作业 u以粗砂量换软弱土层u打人砂柱并加载预压u减轻沉管重量u采用柱基基础的加固方法基础的加固方法覆土回填覆土回填回填工作是沉管隧道施回填工作是沉管隧道施工的最终工序，回填工工的最终工序，回填工作包括沉管侧面回填和作包括沉管侧面回填和管顶压石回填。沉管外管顶压石回填。沉管外侧下半段，一般采用砂侧下半段，一般采用砂砾、碎石、矿渣等材料砾、碎石、矿渣等材料回填，上半段则可用普回填，上半段则可用普通砂土回填。通砂土回填。管段制作时，预先埋设3-4个吊点，分吊发

10、沉设作业时分别用2-4艘100-200t浮吊（即起重船）或浮箱提着各个吊点，逐渐将管段沉放到规定位置利用预先设置在沟槽底面上的水下柱墩作为地垄，依靠安设在管段上面的钢桁架上的卷扬机，通过扣在地垄上的钢索，将管段黄曼地拉下水，该法设置水下柱费用较大，所以采用很少。 沉管隧道沉设方法沉管隧道沉设方法方驳扛吊法是以四艘方驳扛吊法是以四艘方驳，分前后两组，方驳，分前后两组，每组方驳肩负一副每组方驳肩负一副“抗棒抗棒”，即这两幅，即这两幅“抗棒抗棒”由位于沉管由位于沉管中心线左右的两艘方中心线左右的两艘方驳作为各自的两个支驳作为各自的两个支点；前后两组方驳用点；前后两组方驳用钢桁架连接起来，构钢桁架连接

11、起来，构成一个整体驳船组成一个整体驳船组采用水上作业平采用水上作业平台台“骑骑”于管段于管段上方，将管段慢上方，将管段慢慢地吊放沉设。慢地吊放沉设。它不需抛射锚索，它不需抛射锚索，作业时对航道干作业时对航道干扰较小。由于设扰较小。由于设备费很大，一般备费很大，一般内河沉管施工时内河沉管施工时较为少用。较为少用。 管段沉放作业全程可按以下三阶段进行。 沉放前必须完成航道疏通清淤，设置临时支座，以保证管段顺利沉放规定位置。 在高潮平潮之前，将管段浮运到指定位置，此时可距规定沉设位置1020m处，挂好地锚，校正好方向，使管段中线与隧道轴线基本重合，误差不应大于10cm。u 初次下沉 灌注压载水至下沉

12、力达到规定值的50%，随即进行位置校，待前后左右位置校正完毕后，再灌水至下沉力规定值的100%.沉放前准备沉放前准备管段下沉管段下沉管段就位管段就位u靠拢下沉 将管段向前平移，至距已设管段2m左右处，然后再将管下沉到管底离设计高程0.51.0m左右，并校正管位。u着地下沉 先将管段前移至距离已设管段约50cm处，校正管位并下沉，最后10cm的下沉速度要很慢，并应随沉随测。 水力压接法是利用作用在管段后段断面上的巨大水压力，使安装在管段前端面周边上的一圈橡胶垫环发生压缩变形形成一个水密性良好，且相当可靠的管段间接头用水力压接法进行水下连接的主要工序是：对位 拉合 压接 拆除端封墙。 着地下沉时必

13、须结合管段连接工作进行对位。 拉合工序是用较小的机械力量，将刚沉设的管段拉向前节既设管段，使胶垫的尖助部产生初步变形，起到初步止水作用。拉合完成后，打开既设管段后端封墙下部的排水阀，排出前后两节沉管封墙之间被胶垫所包围的封闭水。压接完毕后，即可拆除前后两节管段间的封端墙。对位对位拆除封端墙拆除封端墙压接压接拉合拉合 不需水上作不需水上作业，不干扰业，不干扰航运。航运。01工艺简单工艺简单施工方便施工方便02 水密性切实水密性切实可靠可靠03基本上不用基本上不用潜水工作潜水工作04成本低，施成本低，施工速度快工速度快05Abcd 沉管隧道沉放前准备沉管隧道沉放前准备ABCD三通一平三通一平1竖井

14、施工竖井施工2敞开段施敞开段施工工3暗埋段施暗埋段施工工4洞口施工洞口施工5设备安装设备安装6沉管隧道的主要施工流程沉管隧道的主要施工流程 基槽开挖清淤铺石安设支座管段沉放水下连接基础处理沉管隧道施工的主要工艺覆土回填设备安装及内装竣工验收有利于多车道和大断面布置有利于多车道和大断面布置。工程造价较低工程造价较低。对地质水文条件适应性强，施工方法简单对地质水文条件适应性强，施工方法简单。施工工期短，对航运干扰最小，施工质量容易保证施工工期短，对航运干扰最小，施工质量容易保证。具有很强的抵抗战争破具有很强的抵抗战争破坏和抗自然灾害的能力坏和抗自然灾害的能力。接头少、密实度高、隧道防渗效接头少、密实度高、隧道防渗效果好果好。 沉管隧道的优点沉管隧道的优点02030401沉管隧道在施工时，将受气象、水文条件的制约，一定程度上影响航运。挖掘海床时或会扬起沉积的污染物，影响水质，令生物死亡。预制沉管时，建造临时干坞的费用较大。在灌注混凝土及浮运过程中，须有一系列严格控制措施。 沉管隧道的不足沉管隧道的不足 遇到砂质土层时，须采用气压或泥水加压施工覆盖厚，隧道较长，工程总量较大因大部分工程在隧址上完成，现场工