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《水下隧道沉管法设计与施工关键技术_杜朝伟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、水下隧道沉管法设计与施工关键技术杜朝伟,王秀英(北京交通大学土木建筑学院,北京100044)[摘要]结合国内已建成的沉管隧道对沉管法施工干坞方案比选、管段及接头防水设计进行了探讨分析,对沉管法施工的关键技术如管段制作、管节浮运、沉放及水下对接和基础处理方法进行了归纳。[关键词]沉管隧道;方案比选;防水设计;施工技术[中图分类号]U455.46[文献标识码]A[文章编号]1009-1742(2009)07-0076-05好的港池内下潜,实现管段与驳船的分离,再将管段1前言浮运到隧道位置完成沉放安装工作。固定干坞则是自1910年美国底特律河建
2、成世界上第一座水在陆地上选择合适位置建造,根据与隧道位置的关下沉管隧道以来,水下沉管隧道技术经历了不断发系又可以分为轴线干坞和另选位置干坞。干坞方案展完善的过程。截至2001年,世界上有近20多个的选择对沉管隧道工期、造价影响较大,合理选择干国家采用沉管隧道技术修建了130多座水下隧坞非常重要。[1]道。著名的沉管隧道有美国旧金山海湾水下隧移动干坞方案特别适合于建造在航道较窄、水道、连接欧亚两大洲的博斯普鲁斯海峡沉管隧道以深较浅的内河中管段数较少(一般不超过4节)的及连接丹麦与瑞典的厄勒海峡沉管隧道。我国香港沉管隧道。与固定干坞相比,移动
3、干坞具有节省干地区于1972年建成了跨越维多利亚港的城市道路坞建造时间、节省岸上施工场地和节省航道疏浚费[2]海底隧道,1993年底建成通车的广州黄沙至芳村珠用的优势。但是对于管节长度较大,管节数较多江水下隧道,成为我国大陆首次用沉管工法建成的的沉管隧道,往往并不适用。以澳门澳凼隧道为例,第一座大型道路与地下铁道共管设置的水下隧道。该隧道为双向六车道,设计速度60km/h,线路总长以后相继建成了宁波甬江沉管隧道、澳门澳凼隧道、2550m,其中沉管段长1090m,分10节管段,每节上海外环隧道,正在建设的沉管隧道还有广州珠江管段长约110m
4、。采用移动干坞方案将会遇到半潜仓头岛—生物岛沉管隧道,这些隧道的相继建成,大驳数量有限、施工工期长、造价太高的问题。因为移大推动了我国在这一技术领域的发展。笔者结合澳动干坞方案所需的最基本设备半潜驳除了要满足管凼隧道等对沉管法修建水下隧道的关键问题进行探段预制所需的平面尺寸、船体刚度、载重能力等要求讨和归纳。外,还要满足能够注水下潜使船面下潜到水面以下不小于10m的功能。澳凼隧道每节管段长110m、2干坞施工方案比选宽32.2m,不计施工荷载每节管段就重达33000t。干坞根据其构造形式,一般分为移动干坞和固国内现有满足本工程所需的大型半
5、潜驳只有一条,定干坞两类。移动干坞方案就是修造或租用大型半每节管段制作周期按5个月考虑则管段预制工期就潜驳作为可移动式干坞,在移动干坞上完成管段的需要50个月,远远不能满足业主规定的不超过32预制,然后利用拖轮将半潜驳拖运到隧道附近已建个月工期的要求;若考虑重新建造合适的半潜驳,单[收稿日期]2009-03-16[作者简介]杜朝伟(1973-),男,河南禹州市人,高级工程师,研究方向为隧道及地下工程;E-mail:dcw73@vip.sina.com76中国工程科学艘造价在1.5亿澳元以上,建造期12个月以上,更加涂一层环氧—聚氨酯外防水
6、涂料。不能满足本工程所需。另外,当沉管段规模较小、节管段与管段之间的接头防水十分重要,常采用数不多(一般不多于4节)时,移动干坞方案在造价GINA,OMEGA两种止水带来承担管段接头防水任上具有一定的优势,但是当沉管段规模较大、节数较务,如图1所示。GINA止水带的材质一般为天然橡多时,其造价优势不复存在。以澳凼隧道为例,胶或丁苯橡胶,OMEGA止水带的材质一般为丁苯50000t左右的半潜驳,每天的租用费将在15万元橡胶。GINA止水带的型号根据各接头所承受的不以上,每节预制周期5个月,租用费为2250万元,同水压确定。OMEGA止水带应
7、与所选用的GINA10节管段租用费就是2.25亿元。再加上航道疏止水带相匹配,以充分适应管段间的变形。OMEGA浚、下潜港池开挖、管段临时系泊等费用,移动干坞止水带安装完毕后,通过埋设于端钢壳内的水管,向方案的工程总造价将接近3亿元。因此,在澳凼隧GINA止水带和OMEGA止水带之间形成的肋腔内道中没有采用移动干坞方案,而是选择了凼仔侧海注水,以检测在一定的水压下,OMEGA止水带的密床围堰建造干坞方案。封性。3管段及接头的防水设计毫无疑问,对沉管隧道来说,防水是一个非常重[3,4]要的工程。沉管隧道的防水包括管段的防水和接头的密封防水。
8、管段结构形式有圆形钢壳式和矩形钢筋混凝土式两大类,钢壳管节以钢壳为防水层,其防水性能的好坏取决于拼装成钢壳的大量的焊缝质量。为了保证焊缝的防水质量,应对焊缝质量进行严密检查。钢筋混凝土管段的防
