《地下工程施工技术》沉管法施工技术

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1、《地下工程施工技术》沉管隧道施工一、概述二、水下沉管隧道施工技术一、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1904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。沉管法定义沉管法亦曾称作预制管段沉放法先在船坞中或船台上预制钢壳混凝土或钢筋混凝土的隧道管段；然后两端用临时封墙密闭，浮放在水中，用拖轮运至预先挖好沟槽、整好地基的隧道设计位置上，接着往管段内灌水，使之下沉至预定的标高。在各管段沉放就为后，在水中将各管段连接起来

2、，再在隧道上面覆土回填，最后抽出隧道内的水，并拆除管段内的封闭墙，完成内部装修后即构成隧道。历史与现状二十世纪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，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。沉管法世界沉管隧道的技术发展趋势有以下几点：（１）每节管节的长度越来越长，每节管节中的车道数越来越多。管节长度由原来的７０～１００ｍ发展到了现在的１００～１３０ｍ，单节重量达到了３万～５万ｔ。车道数过去多为２车道，目前已达到

3、８车道。（２）从单一用途向多用途发展。过去多为城市公路或铁路水下隧道，现在实现了道路、地铁、公路的共同设置，甚至可同时设置公共管廊。（３）对地基的适应性越来越广。不仅可建造在较坚硬河、海基床上，现在也可修建在软弱地基上。（４）制造管节的材料逐步由钢筋混凝土代替。由于过去用的钢壳混凝土管存在车道少、用钢量大、造价高、易锈蚀等诸多缺点，现已较多地采用钢筋混凝土。（５）管节的预制工艺方法得到了改进。广州在建的两座新隧道改变了传统的陆地固定干坞制作方式，国内首次使用“船上移动干坞法”预制管节的新工艺。（６）隧道的断面形式经历了从圆形到矩形的发展过程。全世界修建的圆形钢壳管段沉管隧道大

4、多在北美，欧洲采用得不多。１９４２年，荷兰首次采用矩形钢筋混凝土管节。日本的沉管隧道有４０％采用圆形钢壳混凝土结构，６０％采用矩形钢筋混凝土结构。现多用矩形断面，高６～１０ｍ，宽度十几米到数十米不等。孔数由单孔向双孔、三孔发展。沉管法评述沉管法的优点（１）对地质水文条件适应性强（软弱地层），施工方法简单。（２）施工工期短，对航运干扰小，施工质量容易保证。（３）工程造价较低。（４）有利于多车道和大断面布置。（５）接头少、密实度高、隧道防渗效果好。（６）具有很强的抵抗战争破坏和抗自然灾害的能力。沉管隧道的横断面结构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

5、形沉管隧道：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：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。整体结构水下沉管隧道的是由管段基槽、基础、管段、覆盖层等组成，整体坐落于河（海）水底，如图所示沉管隧道横断面图（台湾高雄）沉管隧道的纵断面结构沉管隧道在纵断面上一般由敞开段、暗埋段、沉埋段以及岸边竖井等部分组成，如下图所示。竖井通常作为沉埋段的起讫点以及通风、供电、排水、运料和监控等的通道，但是，根据具体的地形、地貌和地质情况，也可将沉埋段和暗埋段直接相连而不设竖井二、水下沉管隧道施工技术1.干坞2.管段制作

6、3.沉管隧道的浚挖4.管段沉放与连接5.基础处理及回填沉管法施工工艺流程沉管法施工的一般工艺流程中管段制作、基槽浚挖、管段的沉放与水下连接、管段基础处理、回填覆盖是施工的主体。1.干坞干坞是坞底低于水面的水池式建筑物，是修建矩形沉管隧道的必需场所。通常是在隧址附近开挖一块低洼场地用于预制隧道管段，干坞是一项临时性工程，隧道施工结束后便完成其使命。干坞的设计干坞设计包括干坞形式、位置的选择，深度、面积等规模大小的确定，坞坡、坞底、坞首、坞门结构的设计等。干坞形式按其活动性有固定干坞和移动干坞两种干坞的位置固定干坞位置的选择方案有两种，一种是位于隧道设计轴线上，该方案仅一个工程使

7、用；另一种是位于隧道设计轴线外，该方案有利于多个工程使用。固定干坞位置应根据以下原则选择：（１）应距隧址较近，附近的航道具备浮运条件，以便管节浮运和缩短运距。（２）干坞附近应有可浮存若干节预制好的管节的水域。（３）具有适合建造干坞的地质条件，场地土应具有一定的承载能力，同时也有利于干坞挡土围闭及防渗工程实施。（４）交通运输方便，具有良好的外部施工条件。（５）征地拆迁费用低，具有可重复利用的开发价值。干坞的规模与尺寸１—坞底２—边坡（坞墙）３—运料车道４—坞首围堰干坞内的设备设施临时干坞的机具设备，一般都