沉管法隧道概述结构设计及施工技术

沉管法隧道概述、结构设计及施工技术§10.1概述一、发展史1根据国际隧道协会沉管与悬浮式隧道到1994年的统计资料，世界各国已建、在建或拟建的沉管隧道共有93条，就管段制作而言，混凝土隧道59条，钢壳隧道34条；从使用功能上来看，公路隧道61条，铁路隧道26条（包括地铁隧道），公路、铁路两用隧道4条，人行隧道2条；就管段横截面形状来说，矩形截面隧道73条，圆形（含花篮形、八角形、马蹄形、椭圆形）截面隧道20条；从规模上看，早期的沉管多为双车道或四车道，从60年代中期，陆续建成一些六车道隧道，到目前世界已建的6／8车道共有19条。19世纪末，美国首先用沉管法建成波士顿的下水道工程，之后，于1910年用此法建成底特律河水底铁路隧道，这是世界上第一条沉管建造的铁路隧道。日本是东亚第一个建成沉管隧道的国家。自1944年第一条沉管道路隧道－庵治河隧道通车以来，已建成铁路和公路隧道18条。目前世界上最长的沉管隧道是美国旧金山海湾地区快速交通隧道，全长5825米，由58节管段组成。管段最宽的隧道是比利时亚珀尔隧道，宽达53.1m，全长336m。单节管段最长的隧道是荷兰海姆斯普尔隧道，最长一节管段长268m，宽21.5m重50000KN。3在我国，香港和台湾借助国内外先进技术共建成四条沉管隧道，中国大陆第一条沉管道路隧道－广州珠江隧道于1993年底通车，已建成宁波甬江隧道。我国目前的沉管隧道设计及施工技术还处在积累经验阶段，但我国经济的迅猛发展为其进一步发展创造了良好的条件。如上海外环线吴淞口越江隧道确定采用沉管法隧道。由于多车道沉管隧道明显节约投资，因此沉管隧道在我国具有广阔的前景。§10.1概述二、方法实质先在干坞中或船台上预制大型砼箱形构件，或是砼和钢的组合箱形构件，每个构件长60～140m，并于两端用临时隔墙封闭，用拖轮拖至预沉位置，定位后，将这些构件沉放在河床上预先浚挖好的沟槽中并联接起来，回填砂石，拆除隔墙形成隧道三、泰优点1对般地趋质偷水邪文拉适桐应胡能填力蝴强因扎在疮基只槽垦中兄开那挖掩较讨浅狡，晒基命槽黑开糕挖丧和挠基吩础书处可理安的割施聪工忍技测术旬比尺较壳简筑单因沉葬管受态到水仰的浮唱力，鸽作用嫌于地它基的侄荷载烈较小因管齿段采膝用先默预制壁再浮互运沉体放的誓施工洋工艺堤，避暖免了林难度季较大兴的水配下作社业，采故可旬在深鞋水施原工，章且对悉潮差顽和水斯流速品的适廊应能害力强三骄、将优灶点2可浅薪埋与贿两岸畜道路践衔接厌容易与辰埋宫深董较墓大敌的逮盾或构示隧而道偶相碍比能，桶沉删管呀隧雪道震路输面贱标灭高括可牌抬椅高想，恳与阅岸熄上鲁道忙路窜隧招道陡很柏容草易粗衔样接三抢、萍优夫点3防水庆性能许好每淘节哭预奥制摆管案段师很烤长液，晨一扶般阔约10苏0m博,而树盾句构倾隧醉道师预换制显管燃片阅环驾宽昂仅研为1厚m，因转而沉吩管隧羡道接李缝数捆量少三、摊优点4沉丸管昌隧乡丰道再施洒工区工绑期散短由于扩每节饲预制透管段办较长险，一肺条沉墙管隧捉道只电用几处节预恶制管克段就拜可完弯成，普预制父管段践和基岛槽开纸挖可萝同时迅进行铺，且就预制屿管段陈不在负隧址厉，施哄工干四扰时仔间短三、收优点5沉标管甚隧拾道孝造乎价丙低水底跳挖基将槽土听方量肃少，说比地翻下挖碧土单朴价低娇，管冶段预舒制与招盾构龄相比仓，所简需费郑用低梅。三、驼优点6施脾工次条造件茂好沉统管划隧炒道象施说工让时膜，垂预涂制闯和陕浮成运胡沉述放繁管叼段垦等您主煤要暴工胆序撇大财部雹分药在浇水呈上衬进芬行愉，草水峡下早作香业绢极销少唱，音除床少平数描潜僵水勉工蠢外政，肆工论人百们艘都巩在些水梁上网作汁业揉，涝且签不浊需饮在也气概压蚀下贞工策作三课、易优杀点7沉管慌可作阁成大娃断面宫多车地道一个率隧道蛋横断摇面可醒同时寺容纳4～8条民车坏道峰。穷而合结严构激尺昼寸春不茎限首。宫对符盾获构欢受漠尺页寸令限挠制抱，呜一歇般派只咏能改双呀车棵道四护、塔沉蕉管眯隧限道蛋类平型按瓣断痛面善形速状圆箱形矩形四、杂沉管倦隧道勤类型按管铁段制计作方鼠式船台搅型干坞浊型浮船霸坞§赢1漏0赠.纸2沉管卸结构识设计一、舌沉管盗结构测浮力贯计算计算线内容干舷棵浮力轰计算抗浮哗安全让系数将计算1干舷阳：能芹保持手管顶悼露出啦水面劈燕的管筑段外概露高林度，校对矩绞形截巧面管妥段，割高度蚊多为1秃0～1朴5皇c敌m。对否矩贡形转断烧面屯，桨太柔小拘，花制愿作德困胃难存；太截大竹，箱消蚊除投干倚舷窗下勺沉勿的球压织载本水匙容陶量名太蒜大计算逼方法氧：按疑最大猛的砼段容重葵，最悲大的求砼体择积和岸最小冷的河荷水比纽奉重计漠算干畅舷2抗浮乎安全底系数KK＝偷管向段虚总芹重旷／每管梁段扮排劝水弃重K=托1.畏05～1阳.殊1记0管经段坚沉冤放棚阶敏段K犹=誓1裁.希2～1.膏5管段狐使用箱阶段设计佳计算砍时，坦应按孩最小只的混体凝土壤容重锣和体矿积，牌最大符的河详水比夫重来轿计算情各阶戏段的忙抗浮暴安全未系数骡。二饺、地作汤用歇在移沉激管歪上汁的财荷怪载熄和脂结植构恢分宇析（谦一失）和、耽作屋用诉在僻沉丹管鼓上蒙的蠢荷井载1结构娱自重管听段接重存量云：惰砼(2眼3.卧7～24课.1佩)+钢弯筋(赚1搬.进6～2.街05愁)筋KN卷/m3压鸡载确混积凝唐土恐重阁量臣：22良.5是KN积/m3路面蒸铺装棕重量二埋、什作都用营在积沉寸管延上免的牺荷拆载2水压招力主研要言荷源载很之抓一杜，等分触别两计猴算箱高洗、宫低粉潮钢位额和批百削年漂一璃遇泽的纤特灰大尚洪德水仗位芝的创水币压臣力二准、溉作博用筹在促沉责管犬上浓的拖荷赢载3土究压膨力主要炕荷载爱，但弯不一当定是绕常荷小载，玩表示猪河床舞底面告到管碑段顶线面的仿土重罗。隧重道刚篮建时扫，可材能很服小，木以后啄逐渐蔬增加4浮狮力浮栗力疑＝节排切水些重二氧、务作叛用畅在扁沉雹管冷上怕的取荷抬载5施绍工铲荷打载挽：姜封仰端石墙姿、魄定伸位艺塔主、胃出膝入张洞根、乌压绕载炕水盛柜松、易索李具袜、原浮针箱动等催重陡量可。6波郑浪加力日：舰在羡浮稳运毒时范发景生7流水渴压力蒜：在滔浮运吃时发介生二、涂作用绘在沉俱管上庄的荷灿载8负所摩馆阻结力殃：呈管捉段病横火向青外可侧欢覆渴土抓沉排降倚到忧管畏段双的姿向音下傻摩命擦够力9车辆非荷载胖：在岸道路培隧道之中，淡如果削路面毙铺设愁在压功载混燥凝土例层上剑面，父则可臭略去警车辆帜活载早对管以段的滨影响丛。1幕0地竞基誓反薪力二栗、清作垦用俊在守沉博管尊上烛的贞荷疲载偶偿然惩荷烫载钳：11沉块船匀荷枣载12投锚裁与拖策锚荷户载13车行应隧管窑内的姓爆炸旧力二厘、将作弦用寺在拍沉提管冲上慰的碌荷瞧载其深他辽荷队载论：秧砼赔收楼缩扩、锁变嘱温鞠影针响让、圾不巩均种匀汁沉禽降生、波地房诚震（二翼）、翠结构惨分析1横断管面结迁构在水禽底隧烛道沉游管结芳构中墓，常酿采用针变截迹面或活折线急形结都构。硬即使新在同查一节替管段磁（一百般长液度为1旋0庙0凉m左童右标）绿中简，直因慨隧戴道恐纵耍坡童和赛河激底间标留高画的蔑变楚化学，贸各脚处派断君面燥所蛋受穿水预、炸土凉压良力堤也命不春同冷（党特皮别瓣在攻接啦近井岸捕边录时准）嗽，闻因喷此怕一呼般渡不佛能卡只舒以脆一胳个祖横务断洞面耍的巾结态构浮分纽奉析奇来汪进梢行革整胞节常管推段姿的奇分辆析伍计店算嫩。劲工塑作佩量临大稼，西常押采菜用往电均算趣的惯方黑式麻进皇行晋。浇可抚采岭用制一估般且的肾平芦面灭杆快系累结娘构拔分酸析侦的袖通两用培程步序戏进优行壤计父算攻。纵向袍结构施怕工并阶训段众的破沉钉管世纵虎向狭受坚力暂分吗析按，铸主樱要茄是津计饮算和浮谜运卸，刃沉敲设恨时初的斧施导工基荷斑载戏、票波霸浪议力疲所谣引跪起绩的灵内闸力霜。使安用管阶悄段油的符沉饶管叼纵竖向作受绍力脂分暮析纳，谷一悲般请按洲弹炎性侍地滨基仙梁韵理体论享进纳行润计戴算颜。配羊筋因慨抗催剪毛的撒需纹要械，瘦沉我管过应耐采安用禾较咱高京标椅号量的燥混坝凝愤土耐，伙一躁般挥采壮用28天扫强柿度擦为30土0～4阀5尖0涉k爷g小/代c尼m2混凝倒土。由于主沉管当结构析不容觉许出强现任及何通毅透性苹的裂宵缝；级非通锋透性杂的裂迁缝开矿展的乒宽度症应控占制在0势.芒1榨5～0.狡2m象m以疫下洁。复因搭此皇不设宜语采虚用Ⅲ级丽及Ⅲ级以痕上的寸钢筋柴。§黑1近0饱.僵3管段端制作一、埋临时耗干坞刮：位陪置素应分选岩择岩距区隧场址斧较新近豆，钞地株质劫条坡件秩较除好蛇，练便撇于饰浮扩运好的浙地厉方（器一忽）得干梳坞愿规者模逝：独根淡据挎工游程拉规秘模讽、嘴管瞎段柱长翠宽滴尺领寸物和恳管完段兴数牧量回，智结宝合尿坞逆址坊的泥地首形叨、肢地欧质惧条屠件首、禁工慈期搂、浩土县地透使离用挠费允和裹施竖工密设糖备长综情合诵考妙虑兰。1一盒次仔预屯制桃管支段肿时矮的跌干促坞产：顽在悠干能坞沸内摊一档次暑完许成钉所腊有菊管殊段允的羊制霞作反，厌它释只榜需炼放模一迎次朝水滔进还干善坞蝇，辆干车坞挨不悠需佛要位闸俘门筛，象施妙工料简仿便沸，膊干阵坞商仅荐用懂土在围切堰隙或党钢燃板秃围书堰锡作懂坞伴首证。熄管搅段名出尤坞悔时用，仿拆娘除让坞线首直围绘堰物便但可率将罚管宾段胖浮紧运停出浑坞茎。疑规礼模践大业，宁占月地势多悟，采适灾用还于阀：雄工剃程冒量夺较惕小游，贝管示段奇数室量跑少是，响土枣地里价喜格闸低侨和版坞室址逮地贼质遍条甘件克较档差糠的圣工旺程某。2分批赌预制羡管段族时的僻干坞分升批冻预侍制诸管沈段妇是区在爱干谁坞铁内炼分林批伯制么作央管题段响，唐每业批愿管珍段居预片制括完剑成断，抚就馋放忍一嫁次盐水扫进扭坞疮，足使喊之洪浮时运度出狸坞崖，述干坛坞透的课坞尾门岩需饱开粥启野多浪次削，求这尖种阳干借坞辰规僚模伤小神，糠占她地抵少婶，气造泄价奶低粒，款重沙复陕使时用地率垫高技，务而批且降有握利形于斧与傅其辩它晓施钉工闪程微序田配拘合脆缩绞短哭工田期薪。站但贸这卫种带方壶式身也宅有倡不途少绞缺闲点定：①谎若跨不业采窗用冷启块闭祝式代坞徒门迟（箭闸鞠门茄）并，顽则愧每漏次粥修聚复源坞既门悼难绍度恶大姨。权若患采裁用固闸略门砍式白坞壁门颈，贝造膀价幼又骆高运。②烫先批卸出坞巨后沉钩放的臭管段卵，至丑少有逮一端起搁置荣在基遭槽中阶的临指时支井座上展，需恢待几键个月容时间洪才能杀与后谷批管提段相辟接，仙这样介不利杠于先逮沉放谷管段缸的稳疫定，蛋其安母全难次于保梦证。③攀原瓜已割开注挖围的为基下槽回，甚在疏后探批椅管柏段待出产坞睁时距己础有暂回臭淤端，投且导难江于布清溉除途，甘将高影婆响谣后群批染管让段索基絮础啊的戴质删量商。④重复纸使用茂干坞昏，反祝复灌醋水、陡排水符，抽碍水时众难以缠保证膜干坞在边坡饼的稳粘定性盲。重附复狐使寄用凭干榜坞娱还绳会侮造版成受难某以亿彻灾底吸清诞除甲坞陕底壳垫品层率上篇的锣淤串泥握，未必洁然联影户响书坞嚼底佳的合透征水凭性保，愉削中弱怨坞论底两防从排香水词能禾力阅与处承付载巾力悟，侨从抽而链影会响探再拘次届预当制雕管纸段胁的塑质距量封，货对门管冶段脑上榨浮烛也耽不分利摧，互甚吨至梦造盼成核吸华附压现熟象括而喜使净管控段继平耗衡士失黄控文。⑤威分掉批器预慰制狼管扣段天会耻增吴加去坞末底堪施甘工傍设耳备尸的州拆保迁冈和摧再喉组膝装键工间作准，革使少临娃时窝工冰程表费阻用拘增痒加毒。⑥鹿后批闭管段培浮运腾时，大可能穗需要孕再次巾对临扩时航包道进寨行疏晃浚工亦作。为克下服上卷述缺换点，凑在丹旦麦至疾瑞典宿跨海抵联络豆线的挺厄勒共海峡毅水底圣沉管疯隧道佩的分疾批预疏制管迅段干坞夺中采袭用了帝两级剩干坞脖的型破式，坐即干绳坞由井浅水羡槽和谋深水描槽组撇成。拐采用谜船闸验的方倒式逐陕段发最送管驳段单矮元。（二醋）干坞还的构垄造干显坞裙一写般男由散坞学墙块、技坞晨底累、廉坞峡首闲及蚊坞度门垮、论排芦水雷系家统再、缝车医道垫组建成干坞指的深理度应鞭保证锅管段愈在制竭成后倒能顺姥利地勾进行图安装沿工作打并浮寸运出壳坞，千要求壤坞室坐深度迫能使鸭管段令在低低水位窝时露爹出水服面，与高水撤位时半有足薄够的采水深键以安陷设浮泉箱，甜中水岭位时耕能自关由浮陵升。认此外部为确袭保安毫全管钱段在赴浮起添时，玻底部柜的富想余深茶度为1m。管州段颠制码作知：约注宗意纪所遍设梯置械施利工墨缝止和内变岛形抗缝协并羡密屈封二、东管段瘦预制（切一谷）踪蝶钢瘦筋痒混愤凝窗土宇结具构保证课浮运缓时有国规定厕的干齿舷高哑度由语于蚀矩班形虏管扛在怪浮绑运得时佛的款干围舷边高涝度冲仅杰为1杰0～15解cm，梅占丢管枯段艘全镜高狸的1.鲁2～2楼%，确锣保管腔段的子容重晃变化监控制演在既芹不使贡管段庭出现哀下沉兄，也市不使窝管段塑上浮将过多夺。制算定矮严企密呼的溪接扮缝桂防肯渗夸漏烈措板施管抹段皱的军缝另隙爷主圣要冰有脱纵忙向动施磁工浆缝略和抱竖纸向北变老形沉缝慨。（1）逃纵唤向皇施赔工估缝纵遥向嗓施烛工剥缝仰由握于厦混注凝筐土纷底稳板策和遵上哭部古管凶段条的仰不舰同风时存浇冻注链产茅生霜，丛主极要疤由授于底水酬泥置的薄水轿化前热惊作摇用裹而画引屯起览的雀。酷防口止期措夕施挥应雪从穿防品止醒混殃凝惑土嘴的眠开笔裂轧出拣发授。本包窃括肚合船理视组垫成公混窝凝侨土旧，拣降安低事温艇差较等获。（2）变缎形缝在垂雹直于险隧道睁轴线逢方向哑设置臂，把转每一得管段匀分割炭成若蜂干节按段，似每一饭段节男段的读长度筝一般破在15～20烦m。用皂于较礼长的灰混凝乏土管科段（拉节）闸单元着连接俭和抵毯抗差律异沉私降和床由温贩差所文造成舍的变字形。劝接缝稿应设护在混区凝土患结构糠的中首断处刺。变形毁缝的港构造僵应满公足三傲个主抽要要弹求：次能适桌应一争定幅借度的惠线变庆形和里角变卷形；纤施工最阶段昼能传承递弯盛矩，衰使用低阶段倡能传惰递剪途力；圆变形黄前后掉均能肤防水亏。§1陷0.帆4水底勤浚挖用妙改饺装膜后斑的而挖倡泥攀船毫，舌沉华管捷基品槽比断员面§属1灭0贺.脊5管窝段滋沉尼设喂与删水宅下扭联请接一、栗沉设弹方法管段凯浮运傍：已熔完成姻的管传段自某干坞奏向预桶定沉突放位掠置的俊运输坞尽内挪浮温起日－居出遥坞起－岛系况泊逆等赛待公－石托匹运蜡至务隧姥址二倍、志沉脊设呼作案业（一晃）沉息设准晌备完赏成浓沟斤槽牙清桐淤水上室管制（二逐）管俊段的鸽沉设芒方法连有许宣多种驴，归大纳起书来有作：自升钳式海代上作糠业平扛台（穷三舞）精管疫段声下祸沉距：闯管扭段耍下击沉模的截全届过侦程格，猛