沉管法施工技术.ppt

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1、10.沉管法施工技术10.1基本原理沉管法：在隧址附近修建的临时干坞内(或船厂船台)预制管段，用临时隔墙封闭，然后浮运到隧址规定位置，此时已于隧址处预先挖好水底基槽。待管段定位后灌水压载下沉到设计位置，将此管段与相邻管段水下连接，经基础处理并最后回填覆土即成为水底隧道。在已修筑好的干坞内预制管段一般由敞开段、暗埋段、岸边竖井与沉埋段等组成。沉埋段两端通常设置竖井作为起讫点，竖井起到通风、供电、排水和监控等作用。根据两岸地形与地质条件，也可将沉埋段与暗埋段直接相接而不设竖井。沉管隧道的组成整体结构：水下沉管隧道的整体结构是由管段基槽、基础、管段、覆盖层等组成，整体

2、坐落于河（海）水底。沉管隧道的横断面结构覆盖层管段基础基槽10.2沉管隧道结构10.2.1沉管隧道结构分类按断面形状：圆形矩形等按建筑材料：钢壳混凝土钢筋混凝土按管段的制作方式：船台型干圬型船台型1）造船厂船台上预制钢壳2）滑行下水，水上悬浮状态灌注混凝土3）横断面一般为圆形、八角形、花篮形，多为圆形优点：1）圆形，弯矩较小；水深大时，较经济2）管段底面积小，基础容易处理3）钢外壳既是外模，又是防水层，同时保护内侧混凝土缺点：1）断面空间不能充分利用；车道数少2）隧道深度增加，基槽土方量增加3）耗钢量大，造价高，焊接质量无法保证，没完没了的堵漏4）钢壳防锈问题、

3、防水问题。干圬型1）临时干圬中制作钢筋混凝土管段，外涂防水涂料2）圬内灌水，管段上浮；拖运到隧址陈设3）断面多为矩形优点：1）管段在干船坞内制造，不需钢壳，节约钢材2）断面大小不受限制缺点：1）必须在合适地点修建干船坞2）需设置防水层，并加以保护，以保证防水性3）混凝土工艺要求高，特别是水密性要求4）底面积大，基础处理麻烦10.2.2沉管隧道结构设计要点设计内容主要有：总体几何设计；结构设计；通风设计；照明设计；内装设计；给排水设计；供电设计；运行管理设施设计等。（1）横断面的设计用干船坞制作的钢筋混凝土管段，从施工的角度看，在应力方面是不会有问题的。决定横断面

4、时，就是要注意对浮力的平衡。决定断面尺寸时，一般都按采用平面框架结构进行应力计算。一般管段结构设计横断方向的钢壳断面，一般决定于混凝土灌注时的应力。随着混凝土的灌注，吃水深度增加，而水压增大。设计断面也随之变化。因此，应对每一施工阶段的混凝土重量和水压进行应力计算，而后按最危险状态，决定钢壳断面。（2）纵断面的设计施工阶段：主要计算浮运、沉设等阶段时主要由施工荷载引起的弯矩，浮运管段越长，所受弯矩越大。使用阶段：弹性地基梁理论计算纵向内力钢壳作为整体梁分析，保证纵向发生变形而横截面方向无显著变形，可利用横柱和支柱增强截面的刚度（3）预应力混凝土管段设计跨度较大时

5、，并且土、水压力较大时，采用管段顶、底及隔墙预应力设计，改善管段结构的抗裂性能。10.3沉管隧道施工工艺10.3.1沉管法施工前期调查工作水力调查：流速、流向、密度差异、潮汐、水位变化、海浪和波浪影响、水质情况地质调查：地基承载力、水下障碍物、浚挖技术气象调查：风、温度、能见度等地震调查：断层位置、地震记录、土层性质或成层状态，特别注意液化问题10.3.2临时干船坞的构造与施工（1）规模取决于管段节数、管段宽度与长度、管段预制批量，同事考虑工期因素。小型干圬：分批制作瑞典Tingstad隧道（5节管段，长93.5m，80m，宽30m）：干圬3500平米（100×

6、35m）大型干圬：一批制作日本东京港水底隧道（9节管段，长115m，宽37.4m）：干圬81270平米（645×126m）（2）深度保证管段制作好后能顺利浮运出坞。（3）坞底与边坡坞底20-30cm无筋混凝土或钢筋混凝土（铺砂砾或碎石层）或1-2.5m的黄砂；上覆20-30cm砂砾或碎石一般坞底强度不存在问题边坡需进行边坡稳定性分析可采用防渗墙及井点系统分批制作时，需分析干圬排水时边坡的稳定性（4）坞首、坞门一批制作时：一般不采用坞门，仅用土围堰、钢板桩围堰；局部拆除围堰，将管段拖运出坞分批制作时：双排钢板桩围堰；单排钢板桩作坞门10.3.3管段制作（1）施工缝

7、、变形缝的控制纵向施工缝：竖墙下端30-50cm处横向施工缝：垂直缝（水密性难以保证）设置垂直于隧道轴线方向的变形缝，以防止管段开裂，长短一般为15-20m（2）底板地层不均匀沉降可能引起管段裂缝。一般在坞底沙层上铺设一块6mm厚的钢板，与底板混凝土浇筑在一起，既防水，又防止外力对底板的破坏。或者用9-10cm的钢筋混凝土板代替钢板，并贴上防水膜。（3）侧墙与顶板侧墙外周可用钢板（做外模板和侧防水），应确保焊接质量。也可用防水膜，并做好防水膜保护。顶板上通常铺设防水膜，浇筑15-20cm厚的钢筋混凝土保护层，一直包到侧墙上部，并做成削角，避免被船锚钩住。（4）临

8、时隔墙设置于管段两端50