第八章 沉管法隧道施工

1、第八章 沉管法隧道(sudo)施工8.1 概述8.2 管段制作8.3 管段的沉放与连接8.4 基础处理(chl)及回填共二十七页8.1 概述(i sh)一、基本概念沉管隧道：按照隧道的设计形状和尺寸(ch cun)，先在遂址以外的干坞中或船台上预制隧道管段，并在两端用临时封墙封闭，然后舾装好托运、定位、沉放等设备，将其托运至遂址位置，沉放到江河中预先浚挖好的沟槽中，并连接起来，最后充填基础和回填砂石将管段埋入原河床中。/programs/view/kVIjyvak874/共二十七页8.1 概述(i sh)二、沉管的基本结构(jigu)1、整体结构:由基槽、基础、管段、覆盖层等组成，整体坐落于河

2、海水底，如图所示 共二十七页8.1 概述(i sh)二、沉管的基本(jbn)结构共二十七页2、管段断面(dun min)结构 8.1 概述(i sh)共二十七页钢壳混凝土管段 （单层、双层）钢筋混凝土管段 （常用）钢筋混凝土管段的优缺点优点：（1）隧道横断面空间利用率高，建造多车道隧道时优势显著；（2）车道路面最低点的高程较高，隧道的全长相应较短，所需浚挖的土方量较少；（3）不用钢壳防水，节约大量钢材(gngci)；（4）利用管段自身防水的性能，能做到隧道内无渗漏水。缺点：（1）需修建临时干坞，征地搬迁及施工费用高；（2）制作管段时，对混凝土施工要求严格，保证干舷和抗浮安全系数；（3）须另加混

3、凝土防水措施。8.1 概述(i sh)共二十七页三、沉管法的优点（1）对地质水文条件的适应性强，施工方法(fngf)简单；（2）施工工期短，对航运干扰小，施工质量容易保证；（3）工程造价低；（4）有利于多车道和大断面布置；（5）接头少、密实度高、隧道防渗效果好；（6）具有很强的抵抗战争破坏和抗自然灾害的能力。8.1 概述(i sh)共二十七页四、主要施工工艺流程修建临时(ln sh)干坞预制管段基槽浚挖、临时(ln sh)支座设置沉放与连接基础处理回填覆盖内部安装于装修竣工。8.1 概述(i sh)/v_show/id_XMjA0MTU4Mzg4.html施工过程示意视频共二十七页五、适用范围

4、 因其埋深小、工期短、对地基承载力无特殊要求，特别适用于软弱地层(dcng)。与城市总体规划要求的两岸交通疏解方案相协调；具有较为合适的河海航道、水文及河床条件。施工条件是否满足要求。8.1 概述(i sh)共二十七页六、技术发展简介最早起源于英国伦敦泰晤士河(ti w sh h)（1810）1894建成美国波士顿第一条城市排水隧道；1910底特律水底铁路隧道的建成，标志沉管法修建水底隧道技术的成熟；加拿大、美国、日本国内：1972年香港修建第一条跨港沉管隧道；1984台湾高雄海底隧道；1994年珠江沉管隧道；96年宁波甬江沉管隧道。21世纪，常洪、杭州湾、上海外环沉管隧道相继建成。8.1 概

5、述(i sh)共二十七页8.2 管段制作(zhzu)一、干坞 干坞是坞底低于水面的水池式建筑物，是修建矩形沉管隧道的必需场所。通常是在遂址附近开挖一块低洼场地用于预制隧道管段，属于临时工程。1.干坞形式(xngsh)固定干坞（3千万-4千万）：洼地，船厂的船台移动干坞：半潜驳（大型轮船）2、干坞位置遂址设计轴线上，仅一个工程使用；隧道设计轴线之外，有利于多个工程同时使用 共二十七页固定干坞选择原则：离遂址较近，附近航道具备浮运条件，以便(ybin)管节浮运和缩短运距；附近应有可浮存若干节预制好的管节的水域；地质条件，场地土具备一定的承载能力；交通运输方便，有良好的外部输运条件；征地拆迁费用低，

6、可重复利用。8.2 管段制作(zhzu)共二十七页8.2 管段制作(zhzu)3、干坞规模(gum)大型干坞；小型干坞干坞的平面形状干坞的深度4、构造边坡，坞底，坞首干舷：管节浮起时露出水面的高度。共二十七页二、管段制作 管段制作对混凝土要求很严格，要保证干舷（10-15cm），和抗浮安全系数以及防水要求。1.钢筋混凝土矩形管段制作 与一般土建钢筋混凝土结构基本相同，应注意(zh y)：混凝土的防水性及抗渗性要求高；混凝土的重度控制严格；均质性要求；施工缝及变形缝的处理要慎重。8.2 管段制作(zhzu)共二十七页2.管段的水密性控制（1）外防水（刚性、柔性）；（2）结构自身防水；（3）接缝防

7、水。3.封墙 管段在浮运前，在两端离端面50-100cm处，设封墙，以便使管段能在水中浮起。材料(cilio)可用木材、钢材或钢筋混凝土。封墙上需设排水阀、进气阀及出入人孔。8.2 管段制作(zhzu)共二十七页4.压载设施 水箱的容量取决于管段干舷的大小、下沉力的大小、管段基础处理时抗浮所需的压重。5.检漏与干舷调整 一般在干坞灌水之前，先往压载水箱里灌压载水，然后向干坞灌水，24-48小时后，进入管段内对管壁进行检漏，如有渗漏及时修补；同时进行干舷调整，通过调整压载水的重量，使干舷达到设计(shj)要求。8.2 管段制作(zhzu)共二十七页8.3 管段(un dun)的沉放与连接一、基槽

8、浚挖 基槽横断面设计，主要由底宽、深度和边坡坡度。底宽一般比管段底宽4-10m，边坡稳定性与土层物理力学(l xu)性质相关。纵断面：形状基本上与沉管段的隧道纵断面一致。浚挖方式：一般分层，分段进行。浚挖设备：链斗式挖泥船、绞吸式挖泥船、抓斗挖泥船等。 共二十七页二、管段沉放与连接管段出坞 预制完备，安装了全部浮运、沉放、水下对接的附属设备后，向干坞内灌水使预制管段逐渐浮起，到干坞内外水位平衡为止，打开坞门或破坞堤，由布置在坞定的绞车将管段逐节牵引出坞。管段浮运：将管段从干坞托运到沉放位置的过程叫浮运。可采用拖轮拖运或岸上绞车托运。托运到沉放位置后，要转向或平移，对准隧道(sudo)中线待沉。

9、管段就位管段沉放：吊沉法、拉沉法8.3 管段(un dun)的沉放与连接共二十七页吊沉法又分为：（1）起重船吊沉法用2-4艘1000-2000KN起重船，提着预埋在管段上的3-4个吊点，逐渐将管段沉放至基槽中的规定位置。多用于钢壳型、规模较小隧道。（2）浮箱吊沉法 4只1000-1500KN的方形浮箱。位于管段顶板上方，分前后2组，每组以钢桁架联系，并以四根锚索定位，管段本身另用6根锚索定位，浮箱通过吊索和管段起吊点连在一起。起吊提升机和浮箱定位提升机均安放在浮箱顶部，吊索起吊力要作用在各浮箱中心。适用小型沉管。改装后，用前后2只大浮箱，适用于大型(dxng)沉管，目前应用广泛。8.3 管段(

10、un dun)的沉放与连接共二十七页（3）四驳扛吊法 4艘方驳，左右两艘之间架设型钢(xnggng)或钢板梁组成的“扛棒”，来承受吊索的吊力。前后两组方驳可用钢桁架联系，构成一个船组。驳船组及管段分别用锚索定位。由于四艘方驳承担下沉力，每艘只需要1000-2000KN的小方驳就足够了。（4）双驳扛吊法8.3 管段(un dun)的沉放与连接共二十七页（5）骑吊法 将管段插入水上作业平台下，使平台“骑”在管段上，将其慢慢吊放下沉。水上作业平台实际上是个矩形(jxng)钢浮箱。 目前最常用的是浮箱吊沉法和双驳扛吊法；最主要的大型工具，四艘方型浮箱或小型方驳，吨位1000-1500KN。主要起重设备

11、是6-14台定位卷扬机和3-4台起吊卷扬机。8.3 管段(un dun)的沉放与连接共二十七页管段下沉初次下沉：先灌注压载水至沉力达到规定值的50%，进行位置校正，然后再注水使下沉力达到设计(shj)值的100%，下沉速度：400-500mm /min，直到离管底设计高程4-5m为止。靠拢下沉：先将管段向前一节已沉管段的方向平移，至距2m左右处，将管段下沉到管底设计高程0.5-1m左右，并校正管位。着地下沉：将管段前移至前节已沉管段约500mm处，校正后开始着地下沉。最后1m的下沉，速度要放慢，并随沉随测。8.3 管段(un dun)的沉放与连接共二十七页三、管段连接1.水力压接法（水下(sh

12、u xi)连接） 基本原理：利用作用在管段后端的端面上的巨大压力，使安装在管段前端端面周边上的一圈橡胶垫环发生压缩变形，构成一个水密性良好，且相当可靠的管段接头。 水力压接接头胶垫 主要工序：对位，拉合，压接、拆除端封墙。2.管段的内部连接（永久性连接）管段接头：刚性，柔性最常用的“先柔后刚”8.3 管段(un dun)的沉放与连接共二十七页8.4 基础处理(chl)及回填基础处理一、先铺法 也叫刮铺法，分为刮砂法和刮石法。基本工序：在浚挖沟槽时，向下超挖600-800mm；在槽底两端打两排短桩，安设导轨以控制高程向沟底投放铺垫材料，粗砂或碎石，铺垫宽度比沉管底加宽1.5-2.0m，长度取一节

13、管节的长度。 安导轨所规定的厚度，高程以及坡度，用钢犁或刮平机刮平。为使沉管底面和垫层密贴，可在沉没(chnm)完毕后，加一“压密”工序。共二十七页8.4 基础处理(chl)及回填二、后填法 先将管段(un dun)沉没在沟槽底的临时支座上，随后补填垫实，包括喷砂法、灌砂法、灌囊法、压砂法、压浆法等。共二十七页回填：基础处理结束后，要对管段两侧和顶部进行覆土回填，以确保隧道的永久稳定。回填材料为级配良好的砂、石。为了使回填材料紧密地包裹在沉管管段上面(shng min)和侧面不致散落，需要在回填材料上面再覆盖石块、混凝土块。8.4 基础(jch)处理及回填共二十七页内容摘要第八章 沉管法隧道施工。8.1 概述(i sh)。8.2 管段制作。8.2 管段制作。8.3 管段的沉放与连接。8.3 管段的沉放与连接。8.4 基础处理及回填。8.4 基础处理及回填。