沉管法施工技术二

6沉管法施工技术概述沉管隧道分类管段的沉放及连接本章内容沉管隧道工程实例沉管防水技术

沉管基础处理6.1概述★定义：

沉管隧道是先在隧址以外的预制场制作隧道管段，管段两端用临时封堵密闭，待达到设计强度后拖运到隧址位置。此时，在设计位置上已预先进行了沟槽浚挖，设置了临时支座；然后沉放管段，待沉放完毕后，进行管段水下连接，处理管段接头及基础，而后覆土回填，再进行内部装修及设备安装，以完成隧道。这种方法称为沉管隧道，也称作预制管段沉放法。用这种方法建成的通过江河的水下隧道，称为沉管隧道。★特点沉管法和其他方法，如明挖法，矿山法及其他地下工程施工法等相比，具有以下特点：（1）基本上不受地质条件的限制，可适用于流砂等不稳定土层施工；（2）在一个隧道断面内可同时容纳多个车道（4～6个）；（3）管段较长，接头较少，易于防水；（4）现场工期以及水上交通管制时间短；（5）单位工程造价低。水底隧道的建设。6.2沉管隧道分类沉管隧道按其管段制作方式（或按其截面形状）分为两大类，即船台型（圆形）和干坞型（矩形）。1．船台型施工时，先在造船厂的船台上预制钢壳，制成后沿着滑道滑行下水，然后在漂浮状态下进行水上钢筋混凝土作业。这类沉管的断面，内截面一般为圆形，外截面则有圆形、八角形，花篮形等，如图6.1所示。此外，还有半圆形、椭圆形以及组合形沉管断面，如图6.2所示。以上这类管道，也称为圆形沉管。这类沉管隧道的缺点有：（1）圆形断面的空间利用率不高（与矩形截面相比），车道上方空余一个净空界限以外的空间，使车道路面高程压低，从而增加了隧道全长，且圆形隧道一般只容纳两个车道，不便于建造多车道隧道。（2）耗钢量大，沉管造价高。（3）钢壳制作时，因手工焊接不能避免，其焊缝质量难以保证，可能出现渗漏，若出现此现象则难以弥补、堵截；且钢壳的抗蚀能力差。2．干坞型在临时干坞中制作钢筋混凝土管段，制成后往坞内灌水使之浮起并拖运至隧址沉没。这类沉管多为矩形断面，故也称为矩形沉管。矩形管段可以在一个断面内同时容纳2～8个车道，此外，有的管段还需加上维修管理、避险、排水设施等提供了所需要的宽度和空间。如图6.3所示。矩形沉管的优点是：（1）不占用造船厂设备，不妨碍造船工业生产；（2）车道上方没有多余空间，断面利用率高；（3）车道最低点的高程较高，隧道全长缩短，土方工程量少。建造4～8个车道的多车道隧道时，工程量和施工费用均较省。（4）一般用钢筋混凝土灌注，大大节约钢材，降低造价。其缺点是：（1）必须建造临时干坞；（2）由于矩形沉管干舷较小，在灌注混凝土及浮运过程中必须有一系列的严密控制措施。预制嘉沉管鼻的半群潜驳禁及预狂制好跨的18米长爹沉管覆段隧道长以度603米，穿膨越官洲张河水下摔沉管段21清4米。岸唇上段为桂钢筋砼套现浇矩退形箱型盏结构；还水中段同为钢筋祥砼预制旨沉管段邀，结构兽形式同耗与岸上炉段。管段预默制采用孟轴线干艰坞法，痕在坞内难预制三芬节管段矛，分别眼长94米、11祖6米、4米，预胶制完成严后依次演浮运出涨坞，在金官洲河胜沉放并动完成水徐下对接忧。沉管刃段与岸寸上段现篇浇段采捷用自密砖性砼水磁下最终惯接头连摄接，构邪成隧道呀整体。仑头抹至生博物岛板隧道巾作为员广州榜市第蒜二条沫越江谦沉管脆隧道号，将怪与即目将开双工建沃设的蛮生物倚岛—大学律城隧铁道相狼接，博构成择广州罗市区喂与生室物岛毕至大少学城吴交通码主干逐道。继隧道怒呈南恐北走项向，兔全长110忠9米，追宽度22．6米，高8.7侍m，设计巴为双向残四车道阁，预计扇工程投辣资约5亿元。移动找干坞粉法施劫工要士求在160矮00吨级旨的半求潜驳齐上完饼成“钩仑头环海”妥航道黑水下4节共28罗0米隧饶道沉加管段暮的预钳制，寒并利惑用半掌潜驳脸实施毕拖航滴浮运岔和二卸次舾束装，撕最后直将管威段浮惩运就叨位后赤实施法沉放总对接牌，并月与岸岩上段杯贯通鞋。而传统塘的沉管浸隧道管漠节预制并大多采狼用干坞利法，即智在隧址纯附近靠俊江（海矩）岸开呼挖干坞愉并在其藏内完成姑管段预肠制后，泛再放水衔至干坞斜内使管肾节起浮史并浮运穴出坞进殿行第二略次舾装敌，之后扶在隧址愚处就位肌沉放。据代莫建单妨位广课州市流隧道获开发悠公司舰介绍支，移怒动干彼坞法滑主要厕是利泉用半册潜驳——一种绩移动奶的大识型浮棋台作后为沉捏管管奴段的凳制作显平台宴，待昼沉管来段完焰成后责，再卸通过滔拖轮熄将半痰潜驳夺拖航之到预纺定位治置进盼行下燃潜，洋管段使浮离配半潜牛驳，呀然后床进行煌二次纤舾装叫，管董段沉容放对映接，融最终琴与岸姿上段晒贯通宪。放据介梅绍，核如果丛采用吼传统齿的固畏定干纷坞法阳施工汽，将阿会占孙用万杠亩果挺园8万m2的土地坝，造成赤对果园双生态环师境的破宇坏。因斜此，市宋政部门组积极对落施工方蜂案进行祥优化比到较，最匆终确定锈选用移描动干坞叶法。施工榨人员输利用垃抽水促泵往糟倒虹纤管注叠水奉化棒新闻福网讯爷（记好者冰李婷醒婷任通讯诞员顾孙赛恳寅）蛮昨天弓上午靠，记典者来样到萧盏王庙概街道吃后竺侮村附完近看院到施贪工人粱员打裁开2个抽致水泵禾，江厉水慢欠慢注气入一痕根长160米、直希径72倾0毫米鄙、重迅达40吨的丹倒虹乔管内稍，10多分丸钟后影，倒四虹管帐开始理徐徐魂沉入僵水中叛。这址是溪针口至附城区武污水等管网努工程墓水下叮沉管照作业衬的一栽个镜穿头。经过20多天什的作净业，服施工筝人员汗终于将在水瞧底挖洞出了撇两条责放置述倒虹感管的旗沟槽稠。昨侍天上虎午，街施工摆人员宽将倒程虹管逝的两抗头系开上绳廊子，玻挂在笨江两非岸的约挖掘网机上舅，然迅后开捉始利算用水堤的浮秒力将遗倒虹喉管平省移至名事先尊挖好亏的沟赠槽上脉方。扛由于俊潮水沾渐渐的退去待，受兽河底库淤泥迅的阻察碍，怀移管畏速度较放慢奥，到9点多覆才顺停利到吃达预盲定位低置。邀就位自后，原开始上实施芹沉管粱。11点18分，糠整根锤倒虹盐管全锹部沉逼入江蠢底。校今天屯，另败一根咱倒虹路管也悄将实袭施水税下沉件管。阶以后调，溪闻口的炕污水焦将通菠过这歌两根石倒虹搂管到旱城区桥污水摘处理顷厂接近受处剩理。6.3管段沉允放及连猾接1.沉放方刑法沉管惜隧道个的沉遇放方缸法大方体上衫分为险吊沉歇法和沸拉沉饮法。币吊沉慈法根捡据施执工方茂法和沫主要川起吊厕设备只的不兼同又叙可以牺分为励分吊淡法、禽扛吊杰法及觉骑吊斜法。（1）分吊器法在管流道预尾制时六，预办埋了3～4个吊点篮，在沉百放作业打时用2-4艘起门重船味或浮促箱提兄着各既个吊茎点，浇将管碎段沉晋放至赴规定时位置等。（2）扛槽吊法左右纲方驳哲之间验两根所“扛厘棒”原，“治扛棒雹”下饿吊放匙沉管君，宜然后艰沉放魔，这掠种方童法称椅为扛宋吊法绸，也和可称率为方横驳扛贷沉法斜。“湿扛棒宇”一圾般是从型钢遭或组柔合梁勾，每帅副“难扛棒谷”的租每个半“肩作”所摇承受取的力挪仅为杏沉浮猎的负耗沉力歼的四海分之碰一。用两窗艘方荐驳构贿成船奔组的膝吊沉捐方法鞠也称剖为“刮双驳慰扛沉储法”矮；用耽四艘仔方驳闯构成贸作业缩慧船组沸的吊达沉法指称为窝“四角驳扛在沉法绕”。役图6.7为双袜驳扛益沉法委。（3）骑吊艇法骑吊辞法系乳用水抄上作尺业平各台“翻骑”扯于管荒段上仗方，昼将其垂慢慢体的吊析放沉副没，储如图6.8所示。馆所用水仪上作业羡平台，强亦称自枯升式作艘业平台纽奉，实际搏上是个蔬矩形钢风浮箱。就位时茫，可向滋浮箱内饲灌水加绞荷压裁耻、使四糟条钢腿弓插入海倡底或河廉底。需悲要入土镇较深时沟，可于茅压沉一匹次后，握排水浮孩起钢平叔台，然虾后再注咐水加荷哄压沉。邻如此反欲复数次被，到设舟计要求处为止。（4）拉统沉法拉沉法乘是利用社预先设牺置的沟取槽地面段上的水磁下桩墩疼作为地灰垄，依厌靠架在煮管段上币面的钢微桁架顶拥上的卷短扬机和占扣在地是垄上的籍钢索，疏将具有20朗00～30伏00拌kN浮力的杏管段缓蒜缓地拉支下水，钓沉没到浪桩墩上调，如图6.9所示傅，此笔法必么须在北水底抬设置龟桩墩损，费候用较如大，强应用塘很少吹。2．主刺要沉流没工鸡具和缠设备浮箱吊鉴沉法与管方驳扛密吊法所计用的最腔主要的驴大型工碑具，就扔是四艘泪方型浮瞧箱或小闲型方驳言，其吨亚位在10专00～150牺0kN。主要迟起重设解备是6-崇14台定演位卷译扬机系和3～4台起吊恩卷扬机幅。除此街外，尚匆需要：（1）定位沸塔（2）超声案波测距蜘仪（3）倾车斜仪（4）缆索挽测力计（1）定位命塔定位补塔为荣事先故安装露在管维段顶幻玉面上渠的塔涌形钢浮结构枕，其贡高度群根据蜜沉放非深度碍和测枕量要迫求而额定，搬常高敲达十幸余米个，中清间有异直径刃为80汪0～12系00吨mm的出入虚人孔。顽每个管匹段设前理后两座粮定位塔扣，并在带其顶部码设有测穴量标志扛，有时谦还在其于中一座狸塔上设堡指挥室勾和测量厘工作室炕，定位敢卷扬机漠也可安雁设在定棵位塔上齐。（2）超陪声波接测距涉仪设于饱管段华断面狠，以衣测定数前后茅两节富管段泼间的芬三向词相对乒距离孔。（3）倾牢斜仪自动反左映管段晋的纵横华倾度，最以便及螺时调整惊吊索。（4）缆单索测假力计在每一讯锚索或旷吊索的卸固定端误均设有满自动测朽力计，魂能在指虎挥室中木直接显宗示受力怀数值，光便于指导挥和操荣作。3．管段欣沉设作劲业管段择沉设项作业贩大体燃可按循下列厌步骤第进行换：（1）准备你工作。仿沉放荒前必须木完成沟侮槽浚挖稀和设置准临时支字座（2）浮灶运。舅预制管悲段必须竖从干坞矮浮运到散沉放点（3）管段药就位；偏当浮运举船只到畜达指定缘瑞位置上渡，校正括好前后蓝左右位话置，并累带好地铲锚。定营位完毕袭后，灌桨压裁水渗使其消币除全部袭浮力。（4）管兄段下瞧沉。（5）水杨上交破通管稻制。管段敌下沉一般分念三步进增行，即吸初次下爸沉、靠袍拢下沉洁和着地因下沉。1）初创次下泥沉。先家灌注瓣压载健水至趋下沉挪力达陈到规姓定值晌的50％，随浙即进行菌位置校霸正；然辜后再注遇水使下还沉力达孕到设计狮值的10划0％，米并开傲始按400～500惧mm／min速度讨下沉倾管段右，直洪至管涂底离挎设计羞高程4～5m为止。薯注意随瞧下沉随登校正管眉段位置册。2）靠复拢下留沉。先青将管阻段向疗前节衔已沉斤管段虫的方熔向平贪移，殿至距贫已设妈管段2m左右劝处，纲然后展将管采段下滨沉到哄管底怨离设刃计高码程0.5～1.0驳m左右歼，并殖校正凯管位骄。3）着匀地下静沉。将取管段贪前移冠至前任节管免段约甜距500涛mm处，扬校正券后开绳始着宿地下像沉。陆最后找约1m的下沉冈，速度奶要放慢农，并随醒沉随测恰。着地记时先将陷前端搁挨在“鼻孙式”托池座或套水上卡式雾定位托槽座，然门后将后汪端轻轻故地搁置动到临时睬支座上帖。各吊枪点应同丛时分次馋卸去全芹部吊力晒，使整你个管段撕的下沉扁力全部贸作用在点临时支码座上。★管段胜连接1.水下水华压法连抖接水下水辽力压接陡法是利虹用作用沉在管段叫后端端哪面上的钟巨大压强力，使父安装在滚管段前垂端面周文边上的对一圈橡夸胶垫环付发生压懂缩交形顺，构成盲一个水唐密性良省好，且励相当可欢靠的管势段接头茧，如图6.泛10所示。水力压夸接法进睁行水下勒连接有拣以下主恩要工序担；1）对位矩。2）拉块合。3）压接书。4）拆除剃端封墙蒙。图6.1元0水力压闭接法（a）连东接前券；（b）对孙位；剖（c）连接抵后1－超声胳波检测嗽器；2－橡银胶垫彩；3－临时揪支撑托胁架；4－接鹊紧千应斤顶台；5－调节怠管段位柱置千斤骡顶6-从接渐头缝墙内抽烂水；7-外部静耍压水力压耕接法进捎行水下电连接有挨以下主蜻要工序棚；1）对位户。管蔽段在浮滨设、着锡地下沉员时必须貌结合管夸段连接挥工作进道行对位登。对位愚时可用出安装在弱管端的仁超声波联检测仪女器控制正其精度焦，一般激要求达桌到水平凝方向前士端±20勤mm，后沫端±50阿mm，垂挎直方绍向后小端±10咳mm。2）拉合浮。拉陆合工序询的任务洲是以一丘个较小命的机械堂力，将惰沉放管闷段靠上捞钱节已章设管段至，使胶踏垫尖肋霸产生初蛮步变形粮，起到淋初步止爱水作用记。拉合隶时所需科机械力留不大，雾一般由股安装在最管段坚尘壁上的呼拉合千趟斤顶拉尺合。3）压接网。拉合亡完成后拌，即可蒙打开已步设管段汤后端封厉墙下部灵的排水束阀，排怀出对接柜沉管端称被胶垫悦所包围修封闭的像水。排浮水开始践不久，铺须开启弄设在已痰设管段闷后的真炮空压力轧而破坏事。排水缓完毕后醋，胶垫战在作用帜于新设单管段的监后端封满墙和管弦段周壁哑端面的砍全部水匙压力作锣用下，击进一步螺压缩，棋使胶垫足产生第稻二次压挺缩变形崇。4）拆犬除端格封墙蝇。压尺接完缎毕后戚即可卖拆除专前后尖两节桌管段黑间的虑端封正墙。苦全部发与岸遵上相沸通后瘦，即退可进鼓行下是步施清工。2．接攀头胶枕垫接头胶企垫是水释力压接伤法使用容的关键忆部位，钢需要按粘沉管周毒围的外笛形在工保厂制作忙，而后团运到管鄙段预制慨场安装授。目前坝世界上胖应用较供多的是侍尖肋形旬胶垫，称它由尖串肋、本裁体、底养翼缘和往底肋四猴部分构量成：⑴尖肋懂。位于此胶垫之抄前端，宋外形为柏三角形杀，用作煎第一次隔初步止掩水。其股高度一哲般为38m章m，个纯别工袭程用50煎mm，硬捡度一刑般为弯肖氏汁橡胶蓬硬度30～35度。⑵本体镰。它是皱承受水酿压的主速体，一萌般为等毛腰梯形绒。其硬键度为肖龟氏50～70度，件其尺培寸与杏要求思应按蹄实际叠工程掩情况抗确定喇。⑶底命翼缘撕。腔黑垫的倚底部沙多有赛两个追突出记的翼宁，以叶使安王装方句便，壁多以酿纤维僚织物埋作为册局部锁加强站。⑷底肋盲。为防狱止管段渗端面不苦够平整坛而出现巧漏水，粉在橡胶烟底部用陆肖氏硬幼度为30～35度软杜橡胶藏制成籍的小乓肋。3．管沈段接酿头管段水岩下连接俯完毕后促，需在蹈管段内各侧构筑述永久性帐的管段拒接头，侍使前后洪两个管贺段连成纵一体。纷这种永职久接头潮构造不瘦仅应具酸有可靠蜓的水密丢性，而萌且要具答备抵抗桶基础不旦均匀沉层降和地降震造成灭的影响萍。目前采给用的管础段接头圈，主要管有刚性基接头和疼柔性接鹅头两种挽。（1）刚性遇接头刚性结接头锯是在肆水下羽连接镰完毕被后，辱在相焰邻两歪节管么段端绳面之捡间，郊沿隧盯道外告壁浇尽注一衬圈钢丝式筋混蹈凝土博将之扇连接亿起来承，形腹成一泻个永效久性品接头忆。刚单性接吴头的厅最大骆缺点本是水钱密性像不可侵靠，绸在使踪蝶用过爹程中军常因冷不均驾匀沉当降而奋开裂贝渗漏义。自浊从水崇力压淘接法平问世咽以后法，人冷们在译刚性伸接头陡的基要础上靠加以悲改造旺形成兴“先济柔后驶刚”投式接霞头，妈见图6.青13。这种涂接头是宾水力压盛接时所超用的胶尤垫，留档在外圈度作为接痰头的永殃久性性覆止水防暮线。刚握性接头层在胶垫到的防护弟之下，已不再渗脱漏。其副刚性部掘分一般予在沉降棒基本结兽束之后悟，再浇甲注钢筋狭混凝土蜂。（2）柔约性接狮头柔性接悬头是利涝用水力小压接时禁所用的捆胶垫，挥吸收变反温伸缩妖与基础彻不均匀仁沉降造资成的角徒度变化碗，以消脸除或减废小管段纲所受温穴度与变矮形应力甘。图6.1削4所示为穷一柔性僚接头。毁该接头他形式亦企宜用于煌地震区舌的沉管使隧道，殖但在其殃构造上喝要满足潜线性位浸移和角炒变形，堂又应具厅有足够滚的抗拉至、抗剪掏和抗弯笛强度。图6.1吊5为日亚本东都京港锻第一算航道梢下的陕水底展隧道尊的抗补震接灵头─卵─可莲挠性突接头安。此犯接头峰考虑协了距椅该隧佩道工谁点约100絮km的太平幼洋沿岸晨外侧地雀震带所感发生的M=8左右的冰强烈地誓震，使旋其受不换到毁灭批性的破息坏；在惠靠近路星道区域类即使有低中等地嫩震也不汉致破坏殖。6.4沉管甲防水加技术管隧道我是用沉翼管方法圣施工的饶一种水夸底隧道哄。沉管栗的防水狡技术可搏归纳为解：1．钢壳框与钢板锁防水早期的拦沉管隧凤道，其圾截面多基为圆形孙，一般脊先制造慕钢壳，萄然后浇跌注混凝谢土，这新种钢壳调，既是友施工阶稿段混凝千土的外咱模，又杜是沉管柏在使用隔阶段的告防水层麦。在现绪代的购沉管促隧道严中，效也有碑全部紧采用全柔性橡防水芳的实然例。鲜随着赶柔性模防水鼠材料恐的发典展，握在隧虾道管逝段外译包一扮段昂匙贵的俱防水币层的溪做法护已过避时了印。这盏种防际水方寻法耗陪钢量豆大，全缝防竞水性殊能不拴可靠祝，钢容材的纱防锈越问题沈难以蔑彻底锄解决杨和混扯凝土今的粘消结性缘瑞不良坦。2．管灶体混就凝土列防水近年来不，人们喷更多的病研究和道利用管稍体自身罪的混凝嗽土防水佩性能，属用以替酬代外防负水。混榴凝土的季自身防小水，就永是在混烘凝土施蛾工中，隐控制混说凝土配泳合比并碎添加外堪加剂，水降低由抹于水泥锤的水化叶作用引舟起的温虫度变化晃，以及渐采取施堆工期间黑的特殊屑措施等枝，防止配或减少业混凝土参的开裂神，达到否防水的栗目的。在隧道取防水措抹施中，礼还有卷柴材防水须和涂料暖防水。6.5沉管基件础处理沉管廊隧道汽虽对气各种环地质握条件体适用枪性强碌，一荷般不姿需构锯筑人佛工基享础，答但施语工时泉仍须定进行具基础刷处理买，其晴目的愁主要计是为婆了解叙决开异槽作悉业所倒造成法的槽沈底不蛇平整老问题进。对烦于浚傅挖后侮的槽欺底表往面，战一般腊存在15～50c值m，有摸时可保达100殖cm的不平辅整度。罚如不加丽处理，猛则槽底趁表面与牙管段底惹面之间来存在着背众多不嚷规则空忍隙，导吧致地基肃土受力惧不均，脊引起不嘱均匀沉牵降，使兵管段结王构受到挨较高的戚局部应疑力甚至痛破坏开洁裂。故纹必须进闯行适当雄处理，蚁将基础谁垫平。沉管隧坚道的基洒础处理押方法，域按其铺睁垫作业始工序安收排于管摊段沉没挥作业之着前或以苦后，可慨大体上说分为先锁铺法和购后填法招两大类智。1．先盟铺法先铺法贩也称为污刮铺法秧，按铺型垫材料琴的不同词又分为袜刮砂法番和刮石队法。刮剧铺法的竖基本工适序如下留：（1）在响浚挖芝沟槽斑时，段向下共超挖600～80斜0m遮m。（2）在槽竭底两侧渗打两排企短桩，骆安设导终轨以控虚制高程券。（3）向联沟底届投放怒铺垫晶材料杨，一善般铺者垫材稀料取康粗砂陈或粒色径不折大于10捉0m某m的碎等石。齐铺垫帽宽度柱比沉商管底闻加宽1.5～2.隶0m，长害度取床为一桥节管