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1、沉管隧道施工初探总第122期2006年第6期西部探矿工程WESTCHlNAEXPL()RAT10NFNGlNEERINGseriesNo.122Jun.2006文章编号:lOO4—57l6(2006)06—0l36—03沉管隧道施工初探杨小勇(中铁隧道股份有限公司,河南新乡453000)中图分类号:U455.46文献标识码:B摘要:对沉管隧道的概念,特点以及关键工序进行阐述,对盾构法,矿山法与沉管法进行了比较;并对沉管隧道施工技术做了简单,必要的介绍.关键词:沉管;隧道;施工随着经济的迅猛发展,为
2、适应生产,生活的需要,中国将陆续修建或筹建一些越江跨海的水底隧道,这将无疑为国内从事地下工程的施工单位提供了良好的机遇.从已有的工程实践来看,在水底隧道领域占主导地位的工法主要为沉管法,盾构法和矿山法.因为工作的关系,对沉管隧道施工技术进行了专项学习研究,从中受益匪浅.1沉管隧道概念井沉管隧道是在一种应用于跨越江河及海峡(湾)水下隧道方式,其施工方法是利用船坞或干坞预制管段,然后将管段拖运至隧道位置(此时已完成基槽的浚挖),进行管段况放,对接,埋设等作业,以形成水底隧道.沉管隧道一般由敞开段,暗埋
3、段,沉埋段等部分组成,部分工程在沉埋段两端设置岸边竖井,供通风,供电,排水等使用.如图l所示.:I,...一.../L—艇L一～咝蛆...1¨L………i嫩～l_日…一暇图1沉管纵断面示意图沉管隧道大致可以分为两大类:钢壳沉管和钢筋混凝土沉管.钢壳沉管隧道是钢壳与混凝土的组合结构,有单层和双层钢壳隧道之分.北美地区大多采用钢壳沉管隧道形式,日本也修建了几座,欧洲则采用的不多.钢筋混凝土沉管隧道又称为矩形沉管,属于大体积多孔箱式混凝土结构,最早出现在欧洲,已建成的混凝土管段沉管隧道,大多数在欧洲,其中
4、约有一半在荷兰;日本,中国电修建了几座混凝土管段沉管隧道.2沉管法,盾构法和矿山法之比较(1)地质条件:沉管隧道的基槽开挖较浅,基槽开挖与基础处理的施工技术相对比较简单;而且沉管由于受到水浮力的作用,作用于地基的荷载较小,因而对基础承载力的要求较低,对各种地质条件的适应能力较强.矿山法与盾构法隧道则对地质条件的要求相对较高,而在一些地区,由于特定的地质因素影响,根本不允许使用矿山法与盾构法进行施工;(2)隧道埋深:沉管隧道的埋深只要0.5～1.0m即可,也可为零覆盖,甚至可凸出河床面;而盾构隧道的
5、埋深至少在l倍隧道洞径以上;矿山法隧道的埋深则要求更大.因此三者相比,沉管隧道的坡降损失最小,同一隧址处,隧道的长度也.最短,运营条件d土相对较好,造价也会相对较低;(3)防水性能:沉管的管段每节长一般在100m以上,这样沉管隧道的接缝很少;并且管段是在工作条件较好的露天干坞内进行预制的,混凝土浇筑质量易于控制,因此管段的防水性能是完全有保证的.同时管段接头处采用GINA和()MEGA两道橡胶止水带,已经经过了工程实践的验证,管段之间的连接完全可以做到"滴水不漏".盾构隧道由于采用预制管片作为衬砌
6、结构,此施工缝分布广泛,尽管采取紧固,密封,防水等各种措施,但保证隧道不发生渗漏或滴水不漏仍然是相当困难的.矿山法施工的隧道,由于施工工艺本身的2006住第6期杨小勇:沉管隧道施工初探137限制,无论是混凝土结构还是外敷防水层在施工过程中部存在一些质量缺陷,隧道漏水是不可避免的,大量的山岭隧道漏水实例已经充分证明这一点;(4)断面适应性:矿山法隧道的断面越大单位造价越高,尤其是在围岩较差时,需要特别采用强支护与超前支护手段,进一步增大工程造价,而且施工难度与风险极大,尤其是在水底条件下.盾构法隧道
7、断面越大,则需要的盾构直径越大,从而引起设备购置费用大幅上升,直接提升工程造价.而沉管隧道可根据使用功能需要确定断面大小,基本无大小限制.沉管隧道断面的增大对工程的单位工程量造价影响不大.因此沉管隧道的断面适应性最好,断面越大,沉管的优势越明显.此外,沉管隧道可根据需要改变断面,且断面利用率较高.而矿山法隧道根据施工工艺以及结构稳定的需要,一般为似马蹄形或拱形;盾构隧道受到的盾构机制约一般为圆形,如采用异形断面,则盾构机需要专门定购加工,工程成本增加较多;(5)作业环境:盾构隧道和矿山隧道施工时,
8、作业人员大部分作业时间在河床下面进行,其安全性和作业条件较差,不确定因素较多;而沉管隧道的主要作业是在陆上露天进行的,水面作业和水下作业周期均较短,安全可控性较好;(6)工序衔接:沉管隧道施工时,平行作业点比盾构隧道和矿山法隧道多,如管段预制可以和基槽开挖以及岸上主体结构等工序平行作业,这样,沉管隧道在施工组织上,在时间,空间,人员的安排及工期上有较大的优越性和灵活性.而盾构隧道和矿山法隧道由于作业空间,施工工艺的限制,很多工序无法平行作业;(7)工程量:沉管隧道与另外两种隧道形式
