岩土工程施工之沉管法施工技术课件

岩土工程施工福建工程学院土木工程系林奇第9章沉管法施工技术

9.1概述水底隧道的施工方法：围堤明挖法、矿山法、气压沉箱法、盾构法以及沉管法。世界上第一条沉管铁路隧道建于1910年，穿越美国Michigan州和加拿大Ontario省之间的Detroit河；沉管法是十九世纪五十年代起普遍应用,如今共有100多座沉管隧道。二十世纪50年代解决了两项关键技术——水力压接法和基础处理，沉管法已经成为水底隧道最主要的施工方法，尤其在荷兰。我国现有6条沉管法隧道：上海金山供水隧道，另外5条在宁波（宁波甬江水底隧道）、广州（广州珠江水底隧道）、香港（香港西区沉管隧道、香港东区沉管隧道）和台湾。9.1概述沉管法原理沉管法亦曾称作预制管段沉放法；先在隧址以外的预制场制作隧道管段，两端用临时封墙密封，制成以后用拖轮拖运到隧址指定位置上。预先在设计位置处，挖好水底沟槽。待管段定位就绪后，往管段中注水加载，使之下沉，然后将沉设完毕的管段在水下连接起来，覆土回填，完成隧道，此之谓“沉管隧道”。管段制作方式（截面形式）沉管隧道有圆形和矩形两类，其设计、施工及所用材料有所不同。（1）圆形沉管隧道（船台型）：这类沉管内边均为圆形、外边则为圆形、八角形或花篮形，多半用钢壳作为防水层；

（2）矩形沉管隧道（干坞型）：在每个断面内可以同时容纳2－8个车道，矩形断面的空间利用率较高，圆形沉管、矩形沉管9.2管件制作1、临时干坞的构造与施工临时干坞的深度应保证管段制作后能顺利地进行安装工作并浮运出坞。大型干坞常用土围堰或钢板桩做坞首。9.2管件制作2、钢筋混凝土矩形管段制作防水性及抗渗性要高。重度控制要严格（重度超过1%以上，管段就浮不起来。均质性要求。施工缝及变形缝的处理要慎重。9.2管件制作3、封墙封墙材料：木材、钢材或钢筋砼；封墙上需设排水阀、进水阀及出入人孔。4、检漏及干舷调整干坞灌水检漏。调整压载水的重量，使干舷达到设计要求。干舷管段在浮运时，为了保持稳定，必须使管顶面露出水面，其露出高度称为干舷。具有一定干舷的管段，与风浪后产生反向力矩，保持平衡。干舷的高度应适中，过小则稳定性差，过大时沉设困难。浮力设计时，按照最大混凝土容重、最大混凝土体积和最小河水的比重来计算干舷。9.3管段沉放沉放方法：吊沉法（分吊法、扛吊法、骑吊法）拉沉法1)分吊法2～4艘起重船或浮箱浮筒吊沉法浮箱胳吊沉杰法2）川扛吊鲜法最主要嘉的大型个工具就愉是四艘孝小型方会驳；3）注骑吊越法减S脾EP4）拉射沉法1－筛拉合筋千斤艘顶；哨2－溜拉沉务卷扬荡机；警3－衣拉沉灯索；忌4－钥压载茧水9.3私管段既沉放管段袍沉设丙作业娇：准备哨工作浮运管段只就位管段下姨沉（初薪次下沉统、靠拢俩下沉、蹄着地下猜沉）水上英交通锈管制9.4叼水下营连接早期采折用灌筑何水下混辩凝土施晴工法篮；二十世狂纪五十围年代末纠，加拿倒大的台膊司隧道云采用水力鸟压接胃法。用水力烫压接法包进行水疲下连接风的主要插工序是枯：对位—其—拉合乱——压禾接——犁拆除端苍封墙对位连接坐前连接跪后9.5冷管段早接头管段接侨头的构利造，主穿要有刚锄性接头爱和柔性银接头两咏种。刚性毅接头刚性接单头系于姨水下连刺接（不序论采用睡何法）慕完毕后丧，于相根邻两节班管段端壁面之间攻，沿隧版道外壁爬（二侧互与顶、愤底板）到以一圈唱钢筋混株凝土连请接起来说，形成睁一个永久上性接概头。刚度通较大吨，但家沉降名不匀付易开绪裂渗浇漏。“先柔虑后刚”柔性接业头主要是型利用水控力压接蜜时所用税的胶垫，吸带收变劫温伸衰缩与多地基劲不均淘匀沉床降所施致角慌变，己以消舅除或舟减小分管段案所受杏变温码或沉熊降应护力。9.6绩接缝戚管段处径理与防礼水措施变形缝巷的布置跌与构造沉管结握构一般拾都是虏二次许浇筑症，向常易料发生得收缩繁裂缝润。悔不均区匀沉冰降等哪影响锄也易雅致管膊段开柄裂上。变形诸缝每节果管段艺分割姿成若棉干节险段，殿一般拳为1视5～啦20劈燕m左货右承。变形后缝须淋满足1.亲能适快应一端定幅妹度的复线变猜形与咱角变述形。2.在暑浮运、简沉设时肆能传递盐纵向弯看矩。外排布纵向那钢筋写全部鉴切断友。而撑内排姓纵向晕钢筋葛则暂库时不蹦予切仰断，卧待沉防设完广毕后爽再将窗跨越脆变形搭缝之驶内排属纵向域钢筋粱，全观部切颠断。3.在技任何情回况下能蚀传递剪仓力变形前苦后均能砍防水，台阶形披变形缝1－沉峰管外绪侧；2－沉管伸内侧；3－卷材惰防水层凶；4－钢边叉橡胶止抖水带；5－沥青扭防水；6－沥驰青填姻料；7－钢筋况混凝土南保护层止水缝踩带普遍妨的是杰橡胶场止水毁带和企钢边涌橡胶尾止水诞带。1)坏橡胶住止水云带橡胶狱止水波带可搞用天然局橡胶（含胶惹率）7踩0％）底制成。冻亦可用合成险橡胶（如仓氯丁注橡胶蹲等）揉制成益。橡胶导止水市带的群寿命潮湿寄、无秆日照僵及温俯度较脂低查等环京境理报想。地下事工程殖中的秘橡胶阀止水障带的耀耐用绝寿命姻应在陶六十威年以食上。经老散化加顾速实视验亦怀可断被定其葡安全辅年限丸超过虹10肢0年盘。形式：均由本色体与锚赠着部两酬部分组穷成;变形缝脉的张开蛮度、本炊体部的尘宽度。嫩这两个欲因素共骄同决定筛着止水住带所受疤拉力。2)钢架边橡胶挪止水带钢边纳橡胶圆止水籍带，贩系于墙橡胶堵止水演带两深侧锚着着部纲中加应镶一因段薄律钢板朵，其香厚度昨仅0纵.7切mm摘左右警，初描于荷野兰的石凡尔撞逊（助Ve搏ls撕en弊,1劫95汽7）足。管段外窝壁的防比水措施沉管外移防水和分沉管自轿防水两绵类;外防水爆包括了钢壳骡，钢泉板防崭水，晒卷材扯防水馒，涂落料防残水等不隆同方驶法；自防水堡主要是舰采用防移水混凝虑土。钢壳与欺钢板防材水在沉管秋的三面惕（底和划二侧）铜甚至四拜面（包粪括顶面霸）用钢板包聚覆的防水娇;耗钢量社大、焊灯缝防水跃可靠性惩不高、副钢材防欺锈问题屿仍未切乒实解决唯;卷材防些水用胶模料粘标结多鬼层沥谨青类肤卷材章或合铁成橡跨胶类耻卷材柱而成拨的粘贴式丽（亦称股外贴式）防腹水层国。均用浇摄油摊铺渔法粘贴蛇;卷材棚粘贴伤完毕竿后，吓须在狗外边汽加设禁保护举层。涂料杰防水施工工写艺较繁顿，施工非操作工涛程中会燥造成“起质壳”布，无法补隶救；抗拉伸朋能力较稻差。9.迷7若沉管第基础在水底发沉管隧蚀道中，塔因作用雀在沟槽满底面的气荷载，补不因设宜置沉管孟而有所波增加，多相反，避却有所反减小。9.惯7.竖1嚷沉管虽基础申受力基础处知理——构垫平沉管僻隧道菊的基膊础处转理方盘法，期大体会上分候为先铺铲法和擦后填赛法两大劝类；先铺摄法有刮砂法统，刮石甩法等；后填不法有灌囊法赚，压浆答法，压有砂法等。1)扇先铺范法先铺法正实际上替是利用刮铺机将铺打垫材证料（洲砂或救石）旋设置么成平难整的护垫层殊。1－方环圈形浮箱浮；2－砂党石喂白料管箩；3－刮榆板；4－砂跪石垫奸层（m）；5-锚块灾；6－沟场槽底豪面；7－钢族轨；8－移形燥钢梁2）后挠填法在后搁填法养中，暖安设刚水底临时支根座，临时决支座尖大多倦数为葬道渣袜堆上郊设置震钢筋阔混凝御土支屠承板杯，也闸可以汇采用府短桩逗简易柳墩。灌砂宝法喷砂绸法灌囊鸭法压浆法压砂步法2）兼后填想法（1丑）、脊灌砂巩法（讯2）胁、喷盒砂法1－预制收支承板勒；2－喷砂筐台架；3－喷岂砂管初；4－喷究入砂发垫层（3重）、争灌囊身法灌囊法胶系于砂掉、石垫辞层面上桂用砂浆滑囊袋将犯剩余空芦隙切实叹垫密。空囊饲下沉范，水纠面灌幕注混挤合砂顷浆。防止维顶管冷，需临严密史观测盼。（4鸦）压姜浆法搬压眠砂法隧道内兼部用通惹常的压餐浆设备献，经预偿埋在管愿段底板林上带单向阀块的压浆前孔，向架管底空证隙压注榆混合砂丘浆。软弱蕉土层止上的港沉管独基础一般览的解里决办刊法有积：（1）删以粗砂科置换软得弱土层植；（2）火打砂桩五，并加片