沉管结构施工介绍

第11章沉管结构概述沉管结构的设计沉管的防水设计变形缝与管段接头设计沉管基础设计11.1概述水底隧道的主要施工方法水底隧道的施工中，采用明挖施工最为简单，较常用的是盾构法和沉管法。20世纪50年代起，沉管法的主要技术难关相继突破，它的施工方便、防水可靠、造价便宜，逐渐取代了盾构法。沉管法的主要优点：隧道可紧贴河床最低点设置，隧道较短；隧道主体结构在干坞中工厂化预制，可保持良好的制作质量和水密性；对地基的适应性强；接头数量少，防水性能好。沉管法的主要缺点：需要一个占用较大场地的干坞；基槽开挖数量较大且需进行清淤，对航运和市区环境的影响较大，另外，河、海床地形地貌复杂的情况下，增加施工难度和造价；管节浮运、沉放作用需考虑水文、气息条件等的影响。盾构法与沉管法优缺点对照表项目盾构法沉管法隧道埋深应保持一定的覆土厚度最小宜为（0.6-1）D，D为隧道直径可紧贴河床甚至高出河床隧道长度相对较长相对较短断面形状基本为圆形，一般容纳两车道断面形状多为矩形，可容纳4，6或更多车道防水性能纵、环向接头数量多、防水性能相对较差接头数量少，防水性能好对航运影响无影响有影响水文、气象条件不受限制要考虑水文、气象条件影响地质条件影响与地质条件密切相关较弱地层均可适应施工期对地面的影响可能产生地面变形施工期岸边隧道开挖有影响沉管满隧道获施工沉管劈燕施工免法简姥介沉管哨施工钉法，脏也称坊为预暮制管群段施珠工法狮、沉江放施讲工法筛等。沉管羡施工谋场景弊图沉管锣隧道恋的特掉点隧道娱的施驰工质救量容虏易控擦制。建筑弹单价叼和工戒程总局价均虾较低絮。施工园工期危短。操作疯条件穴好。对地春质条前件的蹲适应救性强躁。适用秃水深在范围汁几乎葵是无近限制涝的。断面尝形状葱选择上的自讽由度房诚大，暗断面愈空间速的利婆用率东较高浩。水流己较急笨时，格沉设椒困难虏，须处用作唇业台疏施工斯。施工盆时须虚与航歌道部畏门密旬切配炊合，羞采取疾措施特保证单坑道价畅通惕。沉管纠隧道叼的设团计设计翅内容超主要刮有：总体吧几何炼设计摆；结恳构设扛计；左通风族设计怪；照滩明设野计；秀内装筹设计糠；给牲排水宜设计禁；供穿电设拔计；篮运行物管理进设施鞭设计奸等。11但.2沉管拳结构菌的设尾计沉管克结构挤的类名型钢壳滚沉管外壁郑或内铺外壁啊均为猛钢壳闪，中容间为青钢筋系混凝档土或从混凝宁土，锈钢壳俗和混漠凝土贿共同货受力请的复福杂结淘构。钢筋俩混凝拐土沉餐管。主要半由钢喝筋混良凝土敲组成煌，外造涂防榴水材法料。沉管己结构旧形式圆形八角汤形花篮削形沉管开结构虎的荷窃载序号荷载类型横向纵向基本荷载1水土压力、结构自重、管段内外压载重★★2管内建筑及车辆荷载★★3混凝土收缩应力★4浮力、地基反力★★附加荷载5施工荷载★★6温差应力★★7不均匀沉降产生的应力★偶然荷载8沉船抛锚及河道疏浚产生的特殊荷载★★9地震荷载★★沉管胀荷载康表作用共在管揉段结袄构上班的水醉压力作是主存要荷距载。沉降让摩擦股力是佩在覆俱土回拿填后豪，沟痕槽底麦部受帜荷不狐均，姓沉降岭也不法均的轨情况脑下发华生的稿。地基房诚反力丛分布观规律反力茫按直扰线分洋布；反力让强度晌与各坚点地遍基沉押降量少成正膛比；假定齿地基氧为半盲无限东弹性促体，默按弹牧性理利论计租算反负力。管段痰计算医根据术不同敞阶段线进行躲荷载更组合酸，一踪蝶般有点以下欧几种佩：基本犁荷载基本祖荷载+附加另荷载基本叔荷载+偶然务荷载沉管魂结构蒸的浮励力设丧计干舷管段稼在浮袍运时次，为满了保占持稳滴定，快必须警使其高管顶叔露出嫩水面傍，露督出的幕高度州就是域干舷寒。具酷有一书定干府舷的汗管段哲，遇厕到风热浪而功发生揭倾侧蓄后，歇产生费一个滥反倾膨力矩以，保刊持平谅衡。干舷损高度供过小芝稳定厕性差毕，过盟大不读容易雄沉设之。浮力彼设计宾时，季应按网最大碍的混张凝土鱼重度悼，最村大的晚混凝箭土体滴积和恼最小葛的河熊水密典度来滴计算捡干舷效。抗浮休安全数系数在管练段沉杏设施捡工阶闯段，绸应采属用1.见05疮~1碗.1值0的抗畅浮安缎全系逗数；施工丽阶段轮的抗戒浮安背全系括数必填须大竟于1.树05；覆土螺完毕拉厚的乘使用普阶段瞧，应倘采用1.门2~躬1.耍5的抗族浮安暮全系扇数；进行驻浮力闲设计把时，惑应按汽最小泽的混以凝土棵容重毛和体贺积，厕最大谋的河泄水比诸重来套计算劣各个班阶段蛮的抗贿浮安蚀全系佩数。沉管亡结构捷的外敞轮廓立尺寸沉管持结构摆的全预高以膊及其拘他外丹廓尺温寸的里确定艇必须成满足钱抗浮两设计污要求莲。沉管爷的结黄构沉管挠结构丈计算陵与配锈筋横向革结构萝计算结构给分析耳经过启“假村定构俭件尺树寸——分析丽内力——修正拆尺寸——复算驶内力犹”的芬几次药循环继。不能娱仅按疮一个昼横断钢面的绪结构窄分析玩结果腹来进锯行整纤节管举段的姑横向旱配筋撤。纵向棵结构牵计算施工锣阶段勾的沉运管纵渴向受快力分宰析，恭主要色是计诉算浮散运、鼻沉设呈时施粉工荷驰载所锄引起披的内假力。施工探阶段想的纵亚向受免力分零析，朵一般摊按弹燃性地傲基梁搜理论硬计算华。结构径验算贯及配电筋沉管粘结构存的混拒凝土28天强箭度等宫级，焦宜采浆用C3愚0~城C4廊5。沉管定结构衣在外艘防水尺层保屿护下遭的最勇大容和许裂定缝宽搬度为0.端15驱~0蔬.2薪mm，因贵此不过宜采艺用Ⅲ级或Ⅲ级以赔上的院钢筋坊。序号荷载组合提高率A结构自重+保护层、路面、压载重量+覆土荷载+土压力+高潮水压力0%B结构自重+保护层、路面、压载重量+覆土荷载+土压力+低潮水压力0%C结构自重+保护层、路面、压载重量+覆土荷载+土压力+台风时或特大洪水位水压力30%DA+变温影响15%EA+特殊荷载（如沉船、地震等）混凝土的主拉应力30%F其他应力50%不同涂荷载笔组合项条件萄相应酸的提储高率预应坡力的碰应用沉管红的结桌构厚各度不境是由虹强度别决定闻，而材是由扶抗浮贷安全母系数处决定事，所限以沉犯管隧己道多蚀采用头普通竿钢筋辱混凝规土结抬构。淡但当所隧道铜跨度达大，穿而且歇水、驻土压闪力较从大时鱼，这酱时采遵用预俱应力祥。在沉萌管结珠构的怠横断睁面上辰采用莫预应阵力时招，有渠两种牌做法费：一陈种是夺全预引应力皆，一呀种是勺部分酸预应攻力。阿尔剧曼德个斯隧区道断观面哈瓦厕那市那的阿裹尔曼咳德斯什河下肢的水下底道贿路隧眯道是去世界展上第尤一条壁采用肠预应兄力混域凝土萌的沉泻管隧走道。勒方怪汀隧肠道断席面在隧亲孔跨客中，诞于顶病、底精板之土间设士置临乓时性嫌的对捷拉预期应力翅筋。11静.3沉管性的防发水设脸计沉管丙的防渠水措蓝施早起旷的沉塑管隧敞道，氏管段埋沉设剑以后假使用刑阶段吨的防半水层军是钢敌壳。20世纪40年代绪初，耕采用幅四边坦包裹爆的钢惠壳。20世纪50年代聋后，源采用辞三边名包裹周的钢背壳。20世纪60年代陕初，思在一饼些沉拜管隧明道中着采用址柔性赢防水发，完刚全不搭用钢狗板。钢壳府与防浊水钢煎板钢壳治的缺只点：耗钢呼量大辈；焊接皇质量请不保携证；防锈建问题厚仍未摄切实锻解决贴；钢板垦与混洞凝土兵之间例粘结肚不良冒。钢壳知防水茄昂贵陡而不茧可靠辞，逐皇渐改划用钢螺板防惊水。防水梅钢板励的构驶造卷材舟防水药与涂冲料防触水卷材掩防水过层是括用胶惕料把顶多层谊沥青匪类卷先材或房诚合成凤橡胶皆卷材柱胶合创成的奸粘贴蚂式防横水层贺。卷材便粘贴讨完毕刻后，霸需在勇外边错加保催护层题。因为段延伸桨率还梅不够粘，涂形料在宜管段趋防水片上尚心未普茂遍推马广涂料价防水烘施工餐工艺书较繁困，抗访拉伸攻能力腹较差刊。11词.4变形勤缝与茅管段忧接头决设计变形穿缝的唱布置队与构夜造常见赵的收尺缩裂胜缝两侧驶浇筑声的混染凝土据，龄志期、柳弹性眠模量虎、剩导余收剥缩率乖均不觉相同来，后埋浇筑弦的混南凝土胸不能策自由挥收缩孙，而嚷受到哈偏心善受拉暮内力惧的作保用，国常产刺生收说缩裂法缝。有效付措施找是设屠置垂租直于森隧道旺轴线穷方向伞的变丹形缝涨，把范每节壮管段简分剖谢成若顽干节欧段。梢节段眉长度念一般终为15既~2折0m变形夸缝的块布置变形锈缝的每构造短满足品三个玩要求晒：能适寄应一石定幅黑度的统线变匠形与监角变鲁形。施工眠阶段船能传顽递弯志矩，幅使用喷阶段棵能传茫递剪冰力。变形凝前后使均能梨防水秀。变形慨缝的榴临时淡传力切措施痒图变形砖缝的呢抗剪捡措施止水渡缝带在变跑形缝刺的各预组成眯部分倍中，闭最为语主要痒，既画能适耐应变返形，沸又能敢有效李的堵浸住渗板漏的磁止水言缝带贯。普遍父的是栗橡胶代止水员带和愈钢边蜻橡胶旬止水墓带。橡胶田止水详带式巧用天上然橡镇胶或价含胶咬率大筐于70拖%的天州然橡盗胶，鹅或合谅成橡职胶制员成。锋形式律有平必板形鼓和带馋管孔央的。钢边蝴橡胶脂止水加带管段启接头管段晃接头泉的功公能和权要求水密情性的袄要求衰，在己施工榴和运叔营各临阶段列均不园漏水牺。接头那应具纷有抵喂抗各极种荷智载作轿用和替变形伟的能克力。接头熟的各扬构件异功能管明确刘，造仙价适态度。接头王的施攀工性杏好，妥施工叠质量宣能保踢证。廉并尽扰量做狠到能衡检修践。常用室接头GI银NA止水扎带、OM农EG型A止水怎带以鹊及水惩平剪友切键被、竖批直剪乒切键勿、波济形连新接件惨、端洋钢壳慌及相乎应的尤连接榨件。GI按NA止水基带接辛头构突造图水下诞连接铅方法水下品混凝弯土连膏接法将和水疗力压流接法头。常用鼓的是疏水力瓦压接尖法，监其斧工艺印简单来、施钢工方界便、耀质量邻可靠趣、工若料费费省。水下哪压接咽示意敢图11家.5沉管鸽基础想设计地质败条件搞与沉魂管基楼础在水肉底沉驼管隧送道中吨，因谎作用触在沟裳槽底条面的霜荷载时，在艇设置亦沉管阅后非泻但未耀增加投，反撞而减脊小了幅。管段从底面休上的艰压力早变化沉管助隧道