常洪沉管隧道关键施工技术概述

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1、常洪沉管隧道关键施工技术概述  【提要】：干坞、管段制作、管段沉放、管段基础和管段连接是沉管隧道建设的关键。由于工程建设条件的不同，沉管隧道建设的方法也各具特点。本文根据沉管隧道工程建设的关键技术和宁波常洪隧道工程土软、水浅、淤重等客观地质地理环境条件，介绍了沉管隧道工程的施工技术特点，如干坞边坡稳定和管底基础变形的控制技术、本体防水混凝土管段制作的裂缝和干舷控制技术、管段江中桩基基础的施工和其与管底连接的技术工艺、管段基槽清淤和沉放定位施工技术，以及管段接头连接（包括与岸边段的连接和最终接头）的施工技术等。   在我国，采用沉管法修建大型水底交通隧道的历史不长，工程也较少。宁波常洪隧道是我国

2、大陆第三条沉管隧道，也是国内第一条采用桩基础的沉管隧道。该隧道于1999年6月8日奠基动工，2002年3月正式建成通车。工程建设中涉及的干坞施工、管段制作、基槽浚挖、桩基工程、管段接头和管段拖运沉放等一系列关键技术，直接关系到整个工程的成败。   1 工程规模及水文地质概貌   宁波常洪隧道工程北起江北的宁镇公路与329国道交叉口，南至通途路，全长3540.092m，其中隧道段长1053.5m。隧道过江段采用沉管法施工，长395m，由四节管段组成，其中一节长95m，三节各长100m。隧道纵剖面和管段横断面见图1和图2。   甬江属感潮河流，潮型呈不规则半日潮。根据近隧址处宁波水文站的统计，该处

3、河段的平均高潮位为1.28m，平均低潮位为-0.48m，历年最高潮位3.31m，历年最低潮位-1.72m，最大涨潮流速为1.3m/s，最大落潮流速为1.2m/s。   工程江北段主要穿越灰色填土（Ⅰ3）、褐黄色至灰黄色粘土（Ⅱ）和灰色淤泥质粘土（Ⅲ1）等；江中段隧道将穿越灰色淤泥（Ⅰ1）、灰色淤泥质粘土（Ⅲ1，Ⅳ1），部分遇到灰色粉质粘土（Ⅳ1′）；江南段隧道则将穿越灰色填土（Ⅰ3）、褐黄色至灰黄色粘土（Ⅱ）、灰色淤泥质粘土（Ⅲ1）和灰色粘质粉土（Ⅲ2）。场地浅部地下水属潜水类型，-42.13m以上无承压含水层。20   2 干坞施工   用于管段制作的干坞选址在甬江南岸的隧址处，坞口轴线与隧

4、道轴线重合。干坞的规模为一次可制作全部（四节）管段，总占地面积约4.3万m2，坞底面积1.9万m2（图3）。   干坞的坞底标高为-7.50m，可满足在一定潮位条件下管段3小时移位至坞口深槽位置的要求。为了保证管段起浮、移位后在坞内舾装、系泊过程中遇低水位不搁底，坞口处设坑底标高为-9.67m的舾装深槽。干坞施工的总土方开挖量33万m3。干坞施工的关键是边坡的稳定和基底沉降的控制。.1 干坞基坑的边坡稳定   根据计算和基坑试挖的结果，干坞分三级放坡，综合坡度为1:3.5，中设两级1.5m宽平台。边坡采用干砌块石水泥砂浆勾缝的护坡方式，并在块石护坡体中设置纵横向钢筋混凝土梗格。   干坞土方施

5、工时的临时边坡控制在1:3左右，中设两级宽度为10m左右的施工平台，分别供2台1.0m3挖掘机将土方向上翻挖；地面再配1台挖机将接力开挖的土方装运。   边坡土体的排水采用石屑倒滤层，并以梗格底角处放置的1m长毛竹排水管作为泄水孔。边坡坡面每级平台上设横向截水沟，与顺坡向排水沟构成坡面排水系统，可及时将坡面汇集的和泄水孔流出的水引排到坞底排水系统中，确保边坡的安全。   为提高干坞边坡的稳定性，减少地下水的渗入，沿干坞周边，在干坞第一级平台位置（-1.10m）处设置一排φ700mm深层搅拌桩，穿过Ⅲ2灰色粘质粉土透水层作为隔水帷幕。为了保证临江侧干坞边坡和大堤的稳定，临江侧岸壁保护结构采用宽8

6、m的格构型搅拌桩重力式结构。   坞墩结构为满堂搅拌桩，结构周边及中间纵横插入“H”型钢，顶部面层以30cm厚的钢筋混凝土板联系。为加强坞墩和大堤保护结构的连接，避免接缝渗漏，施工时两者之间接缝以锯齿型搭接。   为避免坡脚处开挖过深，将坞底周边的排水管设于距坡脚3.0m处。施工时分段从坡脚处按1:2的坡度放坡开挖并埋设φ600管道。   干坞施工过程中加强对干坞地表和各平台处的沉降和位移的监测，并应用角点效应的概念，采用角点效应比分析干坞边坡变形和变形速率，以判断基坑的稳定性。当实测的变形量或变形速率比计算值大10%~20%时，即报警并采取稳定边坡措施。   2.2 干坞坞底处理   为了避

7、免管段制作因干坞地基变形产生裂缝，干坞施工时对干坞的坞底基础作了换填处理，换填厚度为1.5m。由于坞底基础不但要满足承载变形要求，而且要能消除管段起浮时的吸附力，因此管段下换填基础的上层为50cm的碎石起浮层。管底和道路20下的换填基础设计如图4所示。   根据现场试验所得参数进行的三维有限元分析，采用换填基础可满足管段制作时差异沉降不大于20mm的要求。   3 管段制作   3.1 本体防水的