内河沉管法隧道设计、施工及验收规范

目次

１总则!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１

２术语和符号!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２

２．１术语!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２

２．２符号!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４

３调查、测绘和勘察!!!!!!!!!!!!!!!!!!６

３．１一般规定!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!６

３．２调查!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!６

３．３测绘!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!７

３．４勘察!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!７

３．５专项技术研究!!!!!!!!!!!!!!!!!!７

４设计!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!９

４．１一般规定!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!９

４．２几何设计!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!９

４．３工程材料!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１０

４．４荷载分类及组合!!!!!!!!!!!!!!!!!１０

４．５结构计算!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１４

４．６结构形式与构造要求!!!!!!!!!!!!!!!１７

４．７管段防水!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１８

４．８管段基础垫层!!!!!!!!!!!!!!!!!!２３

４．９基槽开挖与回填!!!!!!!!!!!!!!!!!２４

４．１０浮运、沉放!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２５

４．１１抗震设计!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２６

４．１２护岸及接口段设计!!!!!!!!!!!!!!!!２７

４．１３干坞设计!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２７

４．１４耐久性设计!!!!!!!!!!!!!!!!!!２９

５施工!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３２

５．１一般规定!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３２

５．２干坞!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３２

５．３管段制作!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３３

５．４管段检漏!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４２

５．５基槽开挖!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４２

５．６管段浮运!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４４

５．７管段沉放对接!!!!!!!!!!!!!!!!!!４５

５．８管段基础垫层!!!!!!!!!!!!!!!!!!４６

５．９最终接头!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４９

５．１０管段回填!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５１

６检测与监测!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５４

６．１一般规定!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５４

６．２基槽与航道!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５６

６．３管段浮运!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５７

６．４管段寄放!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５８

６．５基础!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５８

６．６管段沉放对接!!!!!!!!!!!!!!!!!!５９

６．７最终接头!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!６１

６．８二次围堰!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!６１

６．９回填!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!６２

６．１０隧道健康监测!!!!!!!!!!!!!!!!!６３

７工程质量验收!!!!!!!!!!!!!!!!!!!６４

７．１一般规定!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!６４

７．２基础工程质量验收!!!!!!!!!!!!!!!!６６

７．３主体质量验收!!!!!!!!!!!!!!!!!!６７

７．４管内质量验收!!!!!!!!!!!!!!!!!!６９

７．５回填工程质量验收!!!!!!!!!!!!!!!!７０

７．６防水工程质量验收!!!!!!!!!!!!!!!!７１

７．７护岸工程质量验收!!!!!!!!!!!!!!!!７１

７．８干坞施工质量验收!!!!!!!!!!!!!!!!７２

附录Ａ管段定倾高度计算!!!!!!!!!!!!!!!７３

本规范用词说明!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!７５

引用标准名录!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!７７

条文说明!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!７９

Ｃｏｎｔｅｎｔｓ

１ＧｅｎｅｒａｌＰｒｏｖｉｓｉｏｎｓ!!!!!!!!!!!!!!!!!!１

２ＴｅｒｍｓａｎｄＳｙｍｂｏｌｓ!!!!!!!!!!!!!!!!!!２

２．１Ｔｅｒｍｓ!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２

２．２Ｓｙｍｂｏｌｓ!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４

３Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ，ｍａｐｐｉｎｇａｎｄｓｕｒｖｅｙｉｎｇ!!!!!!!!!!!６

３．１Ｇｅｎｅｒａｌ!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!６

３．２Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｎｇ!!!!!!!!!!!!!!!!!!６

３．３Ｍａｐｐｉｎｇ!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!７

３．４Ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ!!!!!!!!!!!!!!!!!!!７

３．５Ｓｐｅｃｉａｌｔｅｃｈｎｉｃａｌｒｅｓｅａｒｃｈ!!!!!!!!!!!!!７

４Ｄｅｓｉｇｎ!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!９

４．１Ｇｅｎｅｒａｌ!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!９

４．２Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃｄｅｓｉｇｎ!!!!!!!!!!!!!!!!９

４．３Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌ!!!!!!!!!!!!!!!１０

４．４Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｌｏａｄｓ!!!!!!!１０

４．５Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ!!!!!!!!!!!!!!１４

４．６Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｔｙｐｅａｎｄｄｅｔａｉｌｉｎｇｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ!!!!!!１７

４．７Ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆｏｆｅｌｅｍｅｎｔ!!!!!!!!!!!!!!１８

４．８Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｃｕｓｈｉｏｎｏｆｅｌｅｍｅｎｔ!!!!!!!!!!!２３

４．９Ｅｘｃａｖａｔｉｏｎａｎｄｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇｏｆｔｈｅｔｒｅｎｃｈ!!!!!!!２４

４．１０Ｆｌｏａｔｉｎｇｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎａｎｄｉｍｍｅｒｓｉｏｎ!!!!!!!２５

４．１１Ｓｅｉｓｍｉｃｄｅｓｉｇｎ!!!!!!!!!!!!!!!!２６

４．１２Ｄｅｓｉｇｎｏｆｂａｎｋｒｅｖｅｔｍｅｎｔａｎｄｉｎｔｅｒｆａｃｅｓｅｃｔｉｏｎ!!!!２７

４．１３Ｄｅｓｉｇｎｏｆｄｒｙｄｏｃｋ!!!!!!!!!!!!!!!２７

４．１４Ｄｅｓｉｇｎｆｏｒｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ!!!!!!!!!!!!!!２９

５Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３２

５．１Ｇｅｎｅｒａｌ!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３２

５．２Ｄｒｙｄｏｃｋ!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３２

５．３Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆｅｌｅｍｅｎｔ!!!!!!!!!!!!!!３３

５．４ｌｅａｋａｇｅＩｎｓｐｅｃｔｉｏｎｏｆｅｌｅｍｅｎｔ!!!!!!!!!!!４２

５．５Ｅｘｃａｖａｔｉｏｎｏｆｔｒｅｎｃｈ!!!!!!!!!!!!!!!４２

５．６Ｆｌｏａｔｉｎｇｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｏｆｅｌｅｍｅｎｔ!!!!!!!!!!４４

５．７Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎａｎｄｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｏｆｅｌｅｍｅｎｔ!!!!!!!!４５

５．８Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｃｕｓｈｉｏｎｏｆｅｌｅｍｅｎｔ!!!!!!!!!!!４６

５．９Ｃｌｏｓｕｒｅｊｏｉｎｔ!!!!!!!!!!!!!!!!!!４９

５．１０Ｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇｏｆｅｌｅｍｅｎｔ!!!!!!!!!!!!!!５１

６Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ!!!!!!!!!!!!!!!５４

６．１Ｇｅｎｅｒａｌ!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５４

６．２Ｔｒｅｎｃｈａｎｄｗａｔｅｒｗａｙ!!!!!!!!!!!!!!５６

６．３Ｆｌｏａｔｉｎｇｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｏｆｅｌｅｍｅｎｔ!!!!!!!!!!５７

６．４Ｍｏｏｒｉｎｇｏｆｅｌｅｍｅｎｔ!!!!!!!!!!!!!!!５８

６．５Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ!!!!!!!!!!!!!!!!!!５８

６．６Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎａｎｄｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｏｆｅｌｅｍｅｎｔ!!!!!!!!５９

６．７Ｃｌｏｓｕｒｅｊｏｉｎｔ!!!!!!!!!!!!!!!!!!６１

６．８Ｓｅｃｏｎｄａｒｙｃｏｆｆｅｒｄａｍ!!!!!!!!!!!!!!!６１

６．９Ｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇ!!!!!!!!!!!!!!!!!!!６２

６．１０ＨｅａｌｔｈｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆＴｕｎｎｅｌ!!!!!!!!!!!６３

７Ｑｕａｌｉｔｙａｃｃｅｐｔａｎｃｅｏｆｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ!!!!!!!!!!!!６４

７．１Ｇｅｎｅｒａｌ!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!６４

７．２Ｑｕａｌｉｔｙａｃｃｅｐｔａｎｃｅｆｏｒｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ!!!!!６６

７．３Ｑｕａｌｉｔｙａｃｃｅｐｔａｎｃｅｏｆｍａｉｎｗｏｒｋ!!!!!!!!!!６７

７．４Ｑｕａｌｉｔｙａｃｃｅｐｔａｎｃｅｏｆｉｎｔｅｒｎａｌｗｏｒｋ!!!!!!!!!６９

７．５Ｑｕａｌｉｔｙａｃｃｅｐｔａｎｃｅｏｆｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇ!!!!!!!!!!７０

７．６Ｑｕａｌｉｔｙａｃｃｅｐｔａｎｃｅｏｆｗａｔｅｒｐｒｏｏｆｗｏｒｋ!!!!!!!!７１

７．７Ｑｕａｌｉｔｙａｃｃｅｐｔａｎｃｅｏｆｂａｎｋｒｅｖｅｔｍｅｎｔ!!!!!!!!７１

７．８Ｑｕａｌｉｔｙａｃｃｅｐｔａｎｃｅｏｆｄｒｙｄｏｃｋ!!!!!!!!!!!７２

ＡｐｐｅｎｄｉｘＡＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎｆｏｒＭｅｔａｃｅｎｔｒｉｃＨｅｉｇｈｔｏｆｅｌｅｍｅｎｔ!!７３

ＥｘｐｌａｎａｔｉｏｎｏｆＷｏｒｄｉｎｇｉｎＴｈｉｓＣｏｄｅ!!!!!!!!!!!!７５

ＬｉｓｔｏｆＱｕｏｔｅｄＳｔａｎｄａｒｄｓ!!!!!!!!!!!!!!!!!７７

Ａｄｄｉｔｉｏｎ：ＥｘｐｌａｎａｔｉｏｎｏｆＰｒｏｖｉｓｉｏｎｓ!!!!!!!!!!!!!７９

１总则

１．０．１为保证内河沉管法隧道的设计、施工质量，做到技术先进、

安全适用、经济合理，特制定本规范。

１．０．２本规范适用于内河整体式钢筋混凝土沉管法隧道的设计、

施工及验收。

１．０．３本规范适用于内河沉管法隧道中与土建相关内容的设计、

施工及验收，其它道路、建筑、机电、消防及附属设施等内容可参考

相关现行规范执行。

１．０．４内河沉管法隧道设计、施工应贯彻国家有关技术经济政策，

积极慎重地采用新技术、新材料、新设备、新工艺。

１．０．５内河沉管法隧道的设计、施工及验收除应符合本规范的规

定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

１

２术语和符号

２．１术语

２．１．１沉管法隧道Ｉｍｍｅｒｓｅｄｔｕｎｎｅｌ

将预制管段通过浮运、沉放、对接等方式建造的水下隧道。

２．１．２管段Ｅｌｅｍｅｎｔ

是组成沉管隧道的刚性单元，可进行一次浮运、沉放的隧道结

构构件，也称为管节。

２．１．３节段Ｓｅｇｍｅｎｔ

采用工厂化方法预制沉管管段时，每次预制一段，称作节段，多

个节段连接起来，构成一个完整的管段。

２．１．４干坞Ｄｒｙｄｏｃｋ

管段预制的场所。

２．１．５移动干坞Ｆｌｏａｔｉｎｇｄｒｙｄｏｃｋ

利用半潜驳或浮船坞作为管段预制的场所。

２．１．６护岸Ｂａｎｋｒｅｖｅｔｍｅｎｔ

保护堤岸的构筑物。

２．１．７ＧＩＮＡ止水带ＧＩＮＡｇａｓｋｅｔ

安装于管段接头处，通过水力压接形成接头第一道防水的专用

橡胶制品。

２．１．８ＯＭＥＧＡ止水带ＯＭＥＧＡｓｅａｌ

安装于管段接头处，形成接头第二道防水的专用橡胶制品。

２．１．９干舷Ｆｒｅｅｂｏａｒｄ

管段顶面露出水面的高度。

２．１．１０浮运Ｆｌｏａｔｉｎｇｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ

管段预制完成后，浮于水面，将其拖运到指定位置的过程。

２．１．１１沉放Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ

管段下沉至指定位置的过程。

２

２．１．１２对接Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ

管段与暗埋段或管段间进行水力压接的过程。

２．１．１３先铺法Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｂｅｆｏｒｅｉｍｍｅｒｓｉｏｎ

管段沉放对接前先行完成管段基础垫层的施工方法。

２．１．１４后铺法Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｆｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ

管段沉放对接后完成管段基础垫层的施工方法。

２．１．１５砂流法Ｓａｎｄｆｌｏｗ

管段沉放对接后，采用高压灌砂泵将砂料和水的混合物灌入管

段底部，形成管段基础垫层的施工方法。

２．１．１６注浆法Ｇｒｏｕｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄ

管段沉放对接后，采用灌浆设备将浆液注入到管段底部，形成

管段基础垫层的施工方法。

２．１．１７钢端壳Ｓｔｅｅｌｓｈｅｌｌｏｆｔｈｅｔｅｒｍｉｎａｌｓｕｒｆａｃｅ

管段端头用于ＧＩＮＡ止水带和ＯＭＥＧＡ止水带安装或对接的钢

构件。

２．１．１８端封墙Ｂｕｌｋｈｅａｄ

设置于管段两端、实现管段临时密闭的墙体结构。

２．１．１９舾装Ｏｕｔｆｉｔｔｉｎｇ

管段浮运沉放所需的临时设备及构件安装作业。

２．１．２０鼻托Ｎｏｓｅｊｏｉｓｔ

设于管段端头，在管段沉放对接时起导向支承作用的临时结

构。

２．１．２１最终接头Ｃｌｏｓｕｒｅｊｏｉｎｔ

用于连接最后一节沉放管段与相邻管段或暗埋段的连接结构。

２．１．２２剪切键Ｓｈｅａｒｋｅｙ

设于管段端头，限制相邻管段间水平、竖向位移的构件。

２．１．２３二次围堰Ｓｅｃｏｎｄｃｏｆｆｅｒｄａｍ

修筑于最后一节管段上的止水围堰，它与岸上围护结构一起形

成封闭的止水系统，将河水与岸上段基坑隔离。

３

２．２符号

Ａ———计算构件在与水流流向垂直平面上的投影面积；

Ｂ———管段结构宽度；

Ｃ———结构或结构构件达到正常使用要求的规定限值；

Ｃｗ———水阻力系数；

ｃｋ———计算点处土的黏聚力；

ｅａｋ———计算点处由土体自重和地表面均布超载产生的主动土

压力强度标准值；

Ｆｋ———水流力标准值；

Ｆｆ———管段浮力设计值；

Ｇａ———管段舾装及临时构件重量标准值；

Ｇｂ———舾装、压舱及上覆土等有效压重标准值；

Ｇｋ———管段自重标准值；

ｈ———干舷值；

ｈａ———固定干坞坞底标高；

ｈｉ———计算点以上各层土的厚度；

Ｈ———管段结构高度；

Ｈ０———管段出坞设计水位标高；

Ｈ１———防锚层调节高度；

Ｈａ———管段埋置深度；

Ｈｓ———管段底部至坞底的起浮安全距离；

Ｈｗｄ———定倾高度；

Ｈｆ———管段浮心与重心之间的距离；

Ｉ———管段沿水位线包围的平面绕Ｏ轴的惯性矩；

ｋａ———计算点处土的主动土压力系数；

Ｌ———管段端封墙之间外包长度；

Ｌ＇———压舱水箱沿管段纵向的总长度；

ｍ———参与组合的永久荷载数；

ｎ———参与组合的可变荷载数；

Ｑ１ｋ———为诸可变荷载效应中起控制作用者；

４

ｑｋ———地表面均布超载标准值；

γｉ———计算点以上各层土的重度；

γ０———重要性系数；

γＧｊ———第ｊ个永久荷载的分项系数；

γＱｉ———第ｉ个可变荷载的分项系数；

γｗ———水重度；

γｂ———浮力作用分项系数；

γｓ———自重与有效压重抗浮分项系数；

Ｒｄ———结构构件抗力的设计值；

Ｓｄ———荷载组合的效应设计值；

Ｓ———按第ｊ个永久荷载标准值计算的荷载效应值；

ＧｊＫ

Ｓ———按第ｉ个可变荷载标准值计算的荷载效应值；

Ｑｉｋ

Ｓ———按偶然荷载标准值计算的荷载效应值；

Ａｄ

Ｖ———管段排开水的体积；

φｋ———计算点处土的内摩擦角；

Ψｃｉ———可变荷载的组合值系数；

Ψｆ１———Ｑ１ｋ可变荷载的频遇值系数；

Ψｑｉ———第ｉ个可变荷载的准永久值系数；

ρ———水密度；

υ———水流流速。

５

３调查、测绘和勘察

３．１一般规定

３．１．１工程条件调查应根据沉管法隧道不同设计阶段的任务、目

的、要求，针对隧道特点和规模，确定搜集调查资料的内容、范围和

精度。各阶段调查的资料应齐全、准确，满足设计要求。施工中遇

到异常情况时应补充调查内容。

３．１．２编制调查计划应在已搜集的隧道沿线地形、地貌、水文及工

程地质、航道、地震、气象、生态环境等资料的基础上进行。

３．１．３隧道勘察应与设计阶段相适应，分阶段进行。勘察阶段可

分为可行性研究勘察（预可、工可）、初步勘察和详细勘察，必要时可

进行补充勘察。

３．２调查

３．２．１资料调查应包括以下主要内容：

１区域地形、地貌资料；

２隧址水域段的水文条件、防洪标准、水下地形、水下障碍物、

水下建（构）筑物、过河管线、堤防、码头、河势演变及生态环境等资

料；

３隧址陆域沿线相关范围内建（构）筑物结构及基础的类型、

地下障碍物及管线资料、隧道施工条件；

４沿线工程地质、水文地质、特别是不良地质的资料；

５隧址区域的气温、气压、湿度、降水、风速、风向、雾日等气象

资料；

６隧址区域地震历史、抗震设防烈度、设计地震分组和设计基

本地震加速度等资料；

７隧址区域的道路交通、城市建设、自然生态环境、岸线、港

区、航运、航道等的现状和发展规划。

６

３．３测绘

３．３．１水下地形测绘应满足以下要求：

１测绘的范围取隧道轴线两侧５００ｍ，有特殊要求时，应扩大

测绘范围；

２河床测深应根据工程需要布置主测深线和垂直于主测深线

的纵向测深线，主测深线间距可取５ｍ～１０ｍ，水深测量的误差不宜

大于０．２ｍ。

３．４勘察

３．４．１水域段勘察工作应满足以下要求：

１可行性研究勘察主要以搜集、分析既有资料和现场踏勘为主，

勘探点平面布置孔距宜为４００ｍ～５００ｍ，且对沿线每一地貌单元及

工法分段不应少于１孔，孔深不宜小于５０ｍ；

２初步勘察勘探孔间距宜为１００ｍ～２００ｍ，隧道勘探孔深度不宜

小于隧道底板以下１倍隧道宽度，且不宜小于河床下４０ｍ；

３详细勘察勘探孔可沿隧道轴线和边线在成槽浚挖范围内呈梅

花状排列布设，孔距宜为３５ｍ～５０ｍ，一般性勘探孔深度不宜小于隧

道底以下０．６倍隧道宽度，且不小于河床下３０ｍ；控制性孔不宜小于

隧道底以下１倍隧道宽度，且不小于河床下４０ｍ。当采用桩基础时，

勘探孔平面间距及深度应按桩基勘察要求进行；

４当河底存在淤泥时应实测淤泥深度及浮泥重度。

３．５专项技术研究

３．５．１应进行专门的水文泥砂特征分析，包括含砂量和单宽输砂

量、河床质的颗粒级配、含盐度、水温、重度、水流速度等。

３．５．２应开展相关的物模、数模研究进行河势演变分析，并对沉管

段埋深进行技术评估。

３．５．３应进行航运条件分析评价，并对整个工程及附近水域航行

安全进行技术评估。

７

３．５．４应开展工程的防洪安全评价、地震安全性评价及地质灾害

危险性评价等工作。

８

４设计

４．１一般规定

４．１．１设计应符合规划要求，并充分考虑周边建（构）筑物、地下管

线、航道、地质、水文等因素，做到安全可靠、耐久适用、经济合理。

４．１．２设计应减少对环境造成的不利影响，并考虑城市、航道等规

划引起周边环境改变对结构的影响。

４．１．３结构设计应根据施工工艺、机械设备、结构类型、使用条件

等因素综合考虑，做到设计方案合理、可行。

４．１．４结构设计应满足使用年限、安全、抗震、防水、防火、耐久性

等要求。

４．１．５宜对沉管法隧道的关键技术开展专题研究，并把研究成果

纳入设计、施工中。

４．１．６结构应采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，采用

分项系数的设计表达式，按承载能力极限状态、正常使用极限状态

的要求进行计算和验算。结构计算和验算应符合以下规定：

１按承载能力极限状态应进行各种工况下结构承载力计算和

稳定性验算，并应进行结构构件抗震的承载力验算；

２按正常使用极限状态应进行结构构件的裂缝宽度和变形验

算。

４．１．７结构构件的最大裂缝宽度应按现行国家标准《混凝土结构

设计规范》ＧＢ５００１０和《混凝土结构耐久性设计规范》ＧＢ／Ｔ５０４７６

结合环境类别及作用等级综合确定。

４．２几何设计

４．２．１隧道平、纵断面设计线位宜避开水域中深槽以及河势变化

较大的河段。当必须穿越时应有针对性的、切实可行的工程技术措

施。

９

４．２．２隧道越江点的选择应充分考虑水文条件和航运条件，有利

于隧道施工和环境保护，避免对驳岸、码头等既有构筑物的不良影

响。

４．２．３隧道平面线形宜采用直线，隧道中心线与航道中心线、堤岸

治导线法线的斜交角度不宜过大。

４．２．４隧道路线纵断面线形可根据地形、地貌等工程建设条件，按

“Ｖ”或“Ｗ”形考虑。隧道应埋设在规划航道及水域预测最深冲刷线

下，当管段顶局部高出河床时，应经航道、水利、航运等相关部门研

究确定，并有相应的技术措施。

４．２．５隧道纵坡设计应根据隧道使用功能确定。

４．２．６隧道横断面设计应根据建筑限界、设备布置、结构形式、施

工要求等确定，并应与隧道的平面、纵断面设计相协调。

４．３工程材料

４．３．１工程材料应根据结构类型、受力条件、使用要求和所处环境

等因素选用，并考虑可靠性、耐久性和经济性。主要受力结构应采

用钢筋混凝土材料，有特殊需要时可采用金属材料。

４．３．２应根据混凝土级配、性能及耐久性要求选择合适水泥、砂、

石及胶凝材料。

４．３．３应根据主体结构功能要求确定混凝土设计强度等级，设计

强度等级不应低于Ｃ３５，压舱混凝土强度等级不宜低于Ｃ２０。

４．３．４普通钢筋混凝土结构的钢筋宜采用ＨＰＢ３００级和ＨＲＢ４００

级钢筋，预应力筋宜采用无粘结钢绞线。

４．３．５主体结构中钢材宜选用Ｑ２３５Ｂ、Ｑ３４５钢。

４．４荷载分类及组合

４．４．１隧道结构上作用的荷载分类应符合表４．４．１的规定。

０１

表４．４．１隧道结构上作用的荷载分类

荷载分类荷载名称

结构自重

地层压力

静水压力

永久荷载混凝土的徐变和收缩效应

预加应力

设备重量

边载影响

隧道内部汽车荷载及其动力作用

基本可变荷载水压力变化

可变荷载温度作用

水流力、风荷载

其他可变荷载

施工荷载

地震荷载

偶然荷载

沉船、爆炸、锚击等荷载

注：１设计中要求考虑的其他荷载，可根据其性质分别列入上述三类

荷载中；

２静水压力按设计常水位计算；

３爆炸荷载指隧道内单孔车辆爆炸产生的荷载；

４表中所列荷载本节未加说明者，可按有关现行规范或根据实际

情况确定。

４．４．２永久荷载标准值应符合下列规定：

１隧道结构自重可按结构设计断面尺寸及材料重度标准值计

算；

２隧道竖向地层压力应按管段顶以上全部覆土压力考虑；

３施工阶段黏性土水平地层压力按水土合算，可采用经验系

数计算；砂性土按水土分算，采用朗肯土压力公式计算。朗肯土压

力可按下列公式计算：

１１

ｅ＝（ｈ＋ｑ）ｋ－２ｃｋ（４．４．２－１）

ａｋ∑γｉｉｋαｋ槡α

φ

ｋ＝ｔｇ２（４５°－ｋ）（４．４．２－２）

ａ２

式中ｅａｋ———计算点处由土体自重和地表面均布超载产生的主

动土压力强度标准值（ｋＰａ），当ｅａｋ＜０时，取ｅａｋ＝０；

３

γｉ———计算点以上各层土的重度（ｋＮ／ｍ），地下水位以上

土层取天然重度；对地下水位以下土层，按水土分算

时取浮重度，按水土合算时取饱和重度；

ｈｉ———计算点以上各层土的厚度（ｍ）；

ｑｋ———地表面均布超载标准值（ｋＰａ）；

ｋα———计算点处土的主动土压力系数；

φｋ———计算点处土的内摩擦角（°）；

ｃｋ———计算点处土的黏聚力（ｋＰａ）。

４使用阶段水平地层压力应按静止土压力计算，采用水土分

算。

４．４．３可变荷载的标准值、准永久值可按下列规定计算：

１汽车荷载及其动力作用应符合现行行业标准《公路桥涵设

计通用规范》ＪＴＧＤ６０的有关规定；

２地面超载可按２０ｋＰａ考虑，对于岸边段大型施工机械作业

区域、施工堆场等情况，地面超载应根据实际情况分析后取用；

３水压力变化分别对应设计常水位与设计最高水位差、设计

常水位与设计最低水位差；

４温度应力可按常年气象统计资料确定的气温变化数据计

算；

５管段水流力可根据管段迎水面面积及水流速按下式估算；

１２

Ｆ＝ＣρυＡ（４．４．３）

ｋ２Ｗ

式中：Ｆｋ———水流力标准值（ｋＮ）；

ＣＷ———水阻力系数，对于矩形管段可取２．３２；

ρ———水密度（ｔ／ｍ３）；

υ———水流流速（ｍ／ｓ）；

Ａ———计算构件在与水流流向垂直平面上的投影面积（ｍ２）。

２１

６施工荷载包括：设备运输及吊装荷载、施工机具及施工堆

载、管段拖运、沉放和水力压接等荷载。

４．４．４偶然荷载可按下列规定计算：

１地震荷载应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》ＧＢ５００１１

和现行行业标准《水工建筑物抗震设计规范》ＳＬ２０３的规定计算确

定；

２沉船、爆炸、锚击等灾害性荷载应根据工程建设条件分析后

确定。

４．４．５荷载（效应）组合应符合下列规定：

１结构设计中，应根据施工、使用过程中在结构上可能同时出

现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载

组合，并应取各自最不利的组合进行设计；

２对于承载能力极限状态，应按荷载基本组合或偶然组合计

算荷载组合的效应设计值，并采用下式进行计算：

γ０Ｓｄ≤Ｒｄ（４．４．５－１）

式中γ０———重要性系数，安全等级为一级的结构构件，取１．１；地震

工况取１．０；

Ｓｄ———荷载组合的效应设计值；

Ｒｄ———结构构件抗力的设计值，应按各有关建筑结构设计规范

的规定确定；

３荷载基本组合的效应设计值Ｓｄ，应按下式进行计算：

ｍｎ

Ｓｄ＝∑γＧＳＧｋ＋∑γＱψＣＳＱｋ（４．４．５－２）

ｊ＝１ｊｊｉ＝１ｉｉｉ

式中：γ———第ｊ个永久荷载的分项系数，当永久荷载效应对结

Ｇｊ

构不利时取１．３５，当永久荷载效应对结构有利时取１．０；

γ———第ｉ个可变荷载的分项系数，应取１．４０；

Ｑｉ

Ｓ———按第ｊ个永久荷载标准值Ｇ计算的荷载效应值；

Ｇｊｋｊｋ

Ｓ———按第ｉ个可变荷载标准值Ｑ计算的荷载效应值；

Ｑｉｋｉｋ

ψ———可变荷载Ｑ的组合值系数，如无特别规定可取

ｃｉｉ

０．９０计算；

ｍ———参与组合的永久荷载数；

ｎ———参与组合的可变荷载数。

３１

４荷载偶然组合的效应设计值Ｓｄ可按下式进行计算：

ｍｎ

Ｓｄ＝∑ＳＧｋ＋ＳＡ＋ψｆＳＱｋ＋∑ψｑＳＱｋ（４．４．５－３）

ｊ＝１ｊｄ１１ｉ＝２ｉｉ

式中：Ｓ———按偶然荷载标准值Ａ计算的荷载效应值；

Ａｄｄ

Ｓ———诸可变荷载标准值Ｑ中起控制作用的荷载效应值；

Ｑ１ｋｉｋ

ψ———Ｑ可变荷载的频遇值系数；

ｆ１１ｋ

ψ———第ｉ个可变荷载的准永久值系数。

ｑｉ

５对于正常使用极限状态，应采用荷载的标准组合、频遇组合

或准永久组合，并应按下式进行计算：

Ｓｄ≤Ｃ（４．４．５－４）

式中：Ｃ———结构或结构构件达到正常使用要求的规定限值，例

如变形、裂缝、振幅、速度、应力等的限值，应按各有

关规定采用。

６对于正常使用极限状态，荷载标准组合、荷载频遇组合和荷

载准永久组合的效应设计值Ｓｄ应分别按下列公式确定：

１）荷载标准组合的效应设计值Ｓｄ

ｍｎ

Ｓｄ＝∑ＳＧｋ＋ＳＱｋ＋∑ψＣＳＱｋ（４．４．５－５）

ｊ＝１ｊ１ｉ＝２ｉｉ

２）荷载频遇组合的效应设计值Ｓｄ

ｍｎ

Ｓｄ＝∑ＳＧｋ＋ψｆＳＱｋ＋∑ψｑＳＱｋ（４．４．５－６）

ｊ＝１ｊ１ｉｉ＝２ｉｉ

３）荷载准永久组合的效应设计值Ｓｄ

ｍｎ

Ｓｄ＝∑ＳＧｋ＋∑ψｑＳＱｋ（４．４．５－７）

ｊ＝１ｊｉ＝１ｉｉ

４．５结构计算

４．５．１沉管法隧道应根据施工阶段和使用阶段分别进行结构计

算，各阶段设计应包括下列内容：

１施工阶段应进行管段浮力、管段浮运及系泊稳定性、管段沉

放纵向内力及横向稳定性、舾装构件内力等计算分析；

２使用阶段应进行隧道整体抗浮、横向及纵向内力、整体及接

４１

头不均匀沉降、接头张开量、接头剪力及抗震等计算分析。

４．５．２管段横向计算应符合下列规定：

１管段结构横向内力宜按平面应变模型进行计算，地基反力

可采用支撑弹簧模拟（图４．５．２）；

图４．５．２管段横向内力计算简图

２管段浮运、系泊阶段在漂浮状态的定倾高度不宜小于３０ｃｍ，

当倾角小于１０°时可按附录Ａ计算定倾高度。当管段在施工过程中

出现因牵引、锚拉、横向水流、风压或其它原因而产生不小于１０°倾

角时，应按船舶工程的计算方法进行稳定性验算；

３管段沉放阶段应验算管段沉放对接完成后锁定回填前在横

向水流力作用下的抗滑移和抗倾覆稳定性。

４．５．３纵向计算应符合下列规定：

１浮运、系泊阶段管段纵向结构内力应根据管段重量分布、结

构形式、施工工艺、波浪力、水流力等因素进行计算；

２沉放阶段管段纵向结构内力应根据管段重量分布、断面形

式、施工工艺、沉放时水流作用等因素进行计算；

３使用阶段管段纵向结构内力可采用考虑接头刚度的弹性地

基梁法计算，管段接头内的水平、垂直剪切键与预应力钢索等构件

宜采用三维有限元分析。

５１

４．５．４浮力计算应符合下列规定：

１管段干舷计算应综合考虑管段外形尺寸、混凝土重度、结构

含钢量、水重度、施工荷载、管段制作误差等因素。舾装及防锚层施

工完成后的浮运干舷高度宜控制在１０～２０ｃｍ，标准矩形管段干舷高

度可按下式估算：

Ｇｋ＋Ｇａ

ｈ＝Ｈ＋Ｈ１－（４．５．４－１）

γωＢＬ

式中：ｈ—干舷高度（ｍ）；

Ｈ—管段结构高度（ｍ）；

Ｈ１—防锚层厚度（ｍ）；

Ｇｋ—管段自重标准值（ｋＮ）；

Ｇａ—管段舾装及临时构件重量标准值（ｋＮ）；

Ｂ—管段结构宽度（ｍ）；

Ｌ—端封墙之间外包长度（ｍ）；

３

γω—水重度（ｋＮ／ｍ）。

２管段在施工和使用阶段可采用下列公式进行抗浮验算：

Ｇｋ＋Ｇｂ

Ｆｆ≤（４．５．４－２）

γｓ

Ｆｆ＝γｂγｗＶ（４．５．４－３）

式中Ｇｂ———舾装、压舱及上覆土等有效压重标准值（ｋＮ）；

Ｆｆ———管段浮力设计值（ｋＮ）；

Ｖ———管段排开水的体积（ｍ３）；

γｂ———浮力作用分项系数，取１．０；

γｓ———自重与有效压重抗浮分项系数，各阶段取值为：

１）沉放、对接阶段１．０１～１．０２；

２）基础垫层处理阶段１．０４～１．０５；

３）压舱混凝土施工完成后不小于１．１０，特殊情况下可专

项论证。

４．５．５管段的端封墙、系缆柱、测量塔、拉合座、吊点、鼻托及底部

支承系统等临时构件，应进行局部内力分析及必要的稳定性计算。

局部内力分析可采用三维有限元法。

４．５．６沉降计算应包括基础垫层沉降量及地基沉降量两部分内

６１

容，计算时应考虑基槽开挖施工误差及地基刚度变异的影响，同时

应重点计算管段接头处的差异沉降。

４．６结构形式与构造要求

４．６．１管段的结构形式应符合下列规定：

１管段的横断面布置应满足隧道功能要求，宜采用左右对称

的矩形断面；

２管段长度和分段数应综合考虑制作、浮运、沉放及隧道纵坡

等要求，并结合航道规划、地质条件、河床形态等因素确定，管段长

度不宜大于１３０ｍ；

３管段接头宜采用柔性接头，接头由ＧＩＮＡ橡胶止水带和Ｏ

ＭＥＧＡ橡胶止水带构成两道止水措施，并设置限制接头变位的构造

措施；

４最终接头的位置和构造形式可根据建设条件和施工条件合

理选择。

４．６．２管段的构造要求应符合下列规定：

１现浇钢筋混凝土管段宜分段浇筑，分段长度宜取１５ｍ～

２０ｍ，根据施工工艺与方法，可采用跳段或依次浇筑；

２钢端壳的安装误差和端面平整度应根据管段对接控制精

度、轴线偏差等因素综合考虑，钢端壳端面平整度宜满足下列要求：

１）面不平整度小于３．０ｍｍ，每延米内面不平整度小于１．０ｍｍ；

２）横向垂直度小于０．０２％；

３）竖向倾斜度小于０．０２％。

３垂直剪切键所承受的垂直剪力宜根据相邻管段荷载、基础

差异最不利工况计算确定，水平剪切键所承受的总水平剪力宜根据

地震工况下产生的水平剪力确定；

４管段端封墙可选用混凝土结构或钢结构形式，端封墙上宜

设置水密门、进排水管、进气管和电缆孔等；

５管段内压舱水箱宜根据管段重心靠外侧墙对称分舱设置，

容积应能为施工阶段提供足够的负浮力；

６管段顶部人孔井应按每节管段１～２处设置，人孔井可与管

７１

段顶部测量塔合建；

７管段顶部舾装设施的布置应能满足管段拖运、沉放、对接施

工工艺的要求；

８管段结构制作精度宜符合表４．６．２－１的规定：

表４．６．２－１管段结构制作精度

内孔内孔板厚（ｍｍ）管段管段

管段

净宽净高高度长度

尺寸宽度（ｍｍ）

（ｍｍ）（ｍｍ）顶底板侧墙（ｍｍ）（ｍｍ）

允差

０～＋１００～＋５－５～０－１０～０－１０～＋１０－５～＋５－３０～＋３０

９受力主筋的保护层厚度应符合表４．６．２－２的规定，箍筋、分

布筋和构造筋的混凝土保护层厚度不得小于２５ｍｍ。

表４．６．２－２受力主筋最小混凝土保护层厚度

位置顶板（ｍｍ）底板（ｍｍ）外墙（ｍｍ）

内墙（ｍｍ）

外侧内侧外侧内侧外侧内侧

保护层厚度

５０４０５０４０５０４０３０

４．７管段防水

４．７．１管段防水应遵循“混凝土结构自防水为根本，辅以结构外防

水层，以接头、接缝防水为重点，多道设防，综合治理”的设计原则。

４．７．２管段防水设计应根据隧道的使用功能、使用要求、构造特

点、内外水压、施工条件等进行综合防水设计，设计内容应包括：

１确定合适的防水等级、防水措施、防水技术指标；

２管段混凝土自防水；

３管段接头防水；

４管段混凝土外包防水层；

８１

５管段混凝土施工缝防水；

６管段最终接头防水。

４．７．３管段混凝土的抗渗等级应符合表４．７．３的规定。

表４．７．３管段混凝土的抗渗等级

管段埋置深度Ｈａ（ｍ）抗渗等级

Ｈａ＜１０Ｐ６

１０≤Ｈａ＜２０Ｐ８

２０≤Ｈａ＜３０Ｐ１０

Ｈａ≥３０Ｐ１２

４．７．４管段接头应采用ＧＩＮＡ橡胶止水带和ＯＭＥＧＡ橡胶止水带

形成双道防水线。

４．７．５管段接头的ＧＩＮＡ橡胶止水带设计应符合下列要求：

１根据管段接头所承受的水压及可能产生的最大变形量，确定

ＧＩＮＡ橡胶止水带的断面构造形式、断面尺寸、压力与压缩变形特性；

２ＧＩＮＡ橡胶止水带的材质宜为天然橡胶或天然橡胶与丁苯

橡胶的混炼胶。ＧＩＮＡ橡胶止水带胶料物理性能指标宜符合表４．７．５

的规定；

表４．７．５ＧＩＮＡ橡胶止水带橡胶材料物理性能指标

指标

项目天然橡胶与丁苯

天然橡胶

橡胶的混练胶

硬度（邵尔Ａ，度）６５±５６４±５

拉伸强度（ＭＰａ）≥１５≥１６

扯断伸长率（％）≥４００≥４００

压缩永久变形（７０℃×２４ｈ）（％）≤３０≤３０

拉伸强度变化率（％）≥－１５≥－１５

热空气

（７０℃×１６８ｈ）扯断伸长率变化率（％）≥－２５≥－２０

老化

硬度变化值（邵尔Ａ）（度）≤＋６≤＋１０

注：根据管段接头承受的水压及可能产生的最大变形量，ＧＩＮＡ橡胶止

９１

水带的硬度及其它指标可做相应调整。

４．７．６管段接头的ＯＭＧＥＡ橡胶止水带设计应符合下列要求：

１应根据管段接头所承受的水压、三向位移的估算值、抗老化

等要求确定ＯＭＥＧＡ橡胶止水带的断面尺寸；

２ＯＭＥＧＡ橡胶止水带的材质宜为丁苯橡胶。ＯＭＥＧＡ橡胶止

水带橡胶材料物理性能指标宜符合表４．７．６的规定。

表４．７．６ＯＭＥＧＡ橡胶（丁苯橡胶）止水带橡胶材料物理性能指标

项目指标

硬度（邵尔Ａ，度）６５±５

拉伸强度（ＭＰａ）≥１６

扯断伸长率（％）≥４００

压缩永久变形（７０℃×２４ｈ）（％）≤２０

拉伸强度变化率（％）≥－１５

热空气老化（７０℃×１６８ｈ）扯断伸长率变化率（％）≥－２５

硬度变化值（邵尔Ａ）（度）≤＋６

橡胶与纤维层粘结力（Ｎ／ｍｍ）≥５

４．７．７ＧＩＮＡ橡胶止水带、ＯＭＥＧＡ橡胶止水带应采用与止水带断

面尺寸相配套的压件系统固定。ＧＩＮＡ橡胶止水带的固定宜采用卡

箍方式或穿孔方式。

４．７．８管段沉放前，应仔细检查ＧＩＮＡ橡胶止水带，确保完好无损；

管段沉放后，应仔细测量ＧＩＮＡ橡胶止水带的实际压缩量，并与供货

商提供的压力与压缩变形曲线对应的压缩量相比较；如差异过大，

应及时采取措施，将压缩量控制在合理范围内。

４．７．９管段混凝土宜设置全包外防水层，全包外防水层设计应符

合下列要求：

０２

１底板可采用钢板等材料，并沿侧墙上翻至适当的高度；

２侧墙与顶板可采用喷涂型聚脲、聚氨酯、渗透环氧、聚合物

水泥等涂料以及自粘性防水卷材，特殊部位应采用加强层处理。此

外，除应设置满足耐撞击与擦损要求的防水层保护层外，还应有施

工保护措施；

３采用钢板作为外防水层时，应根据腐蚀介质和腐蚀速率，确

定钢板的材质、厚度，并选择防腐蚀涂层或牺牲阳极法等保护措施；

４钢板外防腐涂层宜结合采用金属喷涂涂层与无溶剂环氧涂

层，涂层厚度应根据防腐蚀年限的要求确定；

５在中等以上腐蚀环境中，钢端壳宜增设牺牲阳极块，牺牲阳

极块宜采用焊接方式固定于钢端壳外表面，焊缝处应采取防腐蚀加

强措施。管段沉放过程中，牺牲阳极块应予以保护，不得损伤；

６管段采用钢板防水层时，钢板防水层与钢端壳可连为一体，

采用外加电流法作为防腐措施；

７顶板、侧墙、底板不同材质防水层的搭接应有专门的防水处

理要求。

４．７．１０管段混凝土施工缝防水应符合下列要求：

１应根据防水等级、最大水压，确定混凝土施工缝的结构形

式、防水材料及设置方式；

２混凝土施工缝应涂刷混凝土界面处理剂或水泥基渗透结晶

型防水涂料，水平施工缝接缝面应增加水泥砂浆接浆措施；

３混凝土横向施工缝宜设置预埋式注浆管或遇水膨胀止水胶

与中埋式钢边橡胶止水带形成双道防水措施（图４．７．１０－１）。混凝

土水平施工缝宜在钢板止水带、遇水膨胀止水胶、预埋式注浆管中选

１２

择两种材料组合的方式形成双道防水措施（图４．７．１０－２）。水平施工

缝中设置的防水材料应与横向施工缝的防水材料构成“十”字搭接；

图４．７．１０－１横向施工缝防水构造图

图４．７．１０－２水平施工缝防水构造图

４钢端壳与混凝土施工缝中宜设置止水钢片、遇水膨胀止水

材料、预埋式注浆管形成多道防水线（图４．７．１０－３）。钢端壳所设

防水材料应与混凝土水平施工缝的防水材料形成搭接。

图４．７．１０－３钢端壳防水构造图

２２

４．７．１１管段最终接头采用刚性连接时，宜设置预埋式注浆管、遇

水膨胀止水胶于接缝处，施工缝面涂布水泥基渗透结晶防水涂料

（图４．７．１１）。管段最终接头与岸边段结构为柔性连接时，宜设置中

埋式止水带与ＯＭＥＧＡ橡胶止水带。

图４．７．１１管段最终接头与岸边段刚性连接防水构造图

４．７．１２管段沉放结束后，应实测管段与岸边段底板高差，必要时

可加焊适当厚度的钢构件，以便ＯＭＥＧＡ橡胶止水带的安装。

４．７．１３各类防水材料的性能指标与施工要求应按现行国家标准

《地下工程防水技术规范》ＧＢ５０１０８及相关的国家材料标准与施工

技术规程执行。

４．８管段基础垫层

４．８．１管段基础垫层处理方法应根据管段结构型式、地质、水文、

通航、施工工艺等条件综合确定。

４．８．２基础垫层处理方法可采用先铺法（刮铺法）和后铺法（砂流

法、喷砂法、注浆法等）；对于后铺法，宜通过专项试验研究，以确定

不同工法所采用的配合比、注浆（喷砂、压砂）压力、扩散半径、施工

３２

工艺和参数。

４．８．３最小基础垫层厚度宜满足表４．８．３的规定。

表４．８．３最小基础垫层厚度

基础垫层类型最小基础厚度

灌砂基础垫层０．６ｍ

注浆基础垫层碎石垫层＋