沉管隧道技术的应用与现状分析

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1、万方数据第“卷第4期2007年8月现代隧道技术M0demTunnelljngTecllnolo盯V01．44N0．4Aug．2007文章编号：l∞9—658212007104—0004一Ol沉管隧道技术的应用与现状分析王艳宁熊刚(天津市市政工程设计研究院，天津300051)摘蔓文章回顾了沉管隧道技术的发展历程和国内外的应用概况；并对越旺隧道工程中采用的不同施工方法、隧道与桥梁方案的比较以及沉管隧道设计翮施工过程中的地基处理、管段浮运与沉放和管段防水等关键技术进行了分析和论述；最后。介绍了沉管技术在国内的应用情况，分析了沉管

2、隧道的应用前景，并指出随着地下空间的开发利用，沉管隧道因其独特的优越性必将会越来越受到青睬。关键词沉管隧道方案比较关键技术中圈分类号：u455．46文献标识码：Al引言修建水下隧道的主要施工方法⋯有：矿山法、盾构法、围堰明挖法和沉埋管段法(简称沉管法)，而修建大型水下隧道主要采用沉管法和盾构法。沉管法心1是指在干坞内或大型驳船上先预制管段，再浮运到指定位置下沉对接固定，进而建成过江隧道或水下构筑物的施工方法。采用沉管法施工的隧道叫沉管隧道，有钢壳管段和钢筋混凝土管段两种结构型式。早期修建的沉管隧道多为钢壳管段，随着水力压接

3、法和管段防水等关键技术的进步，钢筋混凝土管段逐渐取代了钢壳管段，近几十年修建的沉管隧道大多以钢筋混凝土管段为主。2沉管隧道的发展2．1世界沉管隧道的历史世界沉管技术的研究始于1810年首次在伦敦进行的沉管隧道试验，但试验未能解决防水问题。直到1896年美国首次利用沉管法建成穿越波士顿港的输水隧洞和1910年在美国建成底特律水底铁路隧道才宣告沉管法的成功诞生。荷兰于1942年首次建成位于鹿特丹的M舳8隧道，即世界上首次采用矩形钢筋混凝土管段建成的沉管隧道。1959年加拿大成功采用水力压接法建成De*隧道。沉管隧道关键技术的突

4、破，使得沉管法很快被世界各国修改稿逗回日期：2007一05—30作者简介：王艳宁．男。高级工程师．普遍采用。美国的FonMcHenry隧道、荷兰的Drecht隧道和中国上海外环隧道为目前世界上车道数最多的沉管隧道，均为8车道。美国BayAr％mpid’Ihl9it隧道全长5825m，由58节管段组成，是世界上最长的沉管隧道之一。目前世界上建造沉管隧道最多的国家为美国、荷兰和日本。据统计，现在全世界已有约150座沉管隧道。2．2沉管隧道技术的发展沉管技术自问世以来，就不断被工程界改进和完善。从英国人最初的试验，到美国人修建实

5、际的沉管隧道，直到荷兰人引进后又进行了新的创新，使沉管隧道技术得到了不断的发展。荷兰于20世纪60年代发明了Gim止水带，日本在此基础上又进行了新的研发。基础处理技术方面，丹麦于40年代发明喷砂法，瑞典于60年代首先采用灌囊法，荷兰在70年代发明了压砂法，日本在70年代推出压注混凝土法和压浆法BJ。日本在抗震方面也开展了大量研究，并编写了沉管隧道抗震设计规范。这些技术上的重大革新，对沉管隧道的发展和应用具有重要意义。2．3悬浮隧道水中悬浮隧道(sFr)，在意大利又称阿基米德桥，是在沉管技术基础上发展起来的一种跨越水域的新概

6、念。其基本结构包括悬浮在水面以下一定深万方数据现代隧道技术度的管状结构、锚固在水下基础的锚索装置、桥体管节之间的连接装置和隧道与两岸相连的构筑物等四个部分。水中悬浮隧道已经被欧洲、美国和日本等国科技界和政府所关注，但迄今世界上还没有建成一座水中悬浮隧道，这方面仍处于理论和试验研究阶段。。3隧、桥方案比较和隧、隧方案比较3．1沉管隧道与桥梁的比较隧道和桥梁是跨越江河海湾的两种主要形式。对越江交通工程的选择，应根据城市总体规划、航运、逾质、水文、景观及工程拆迁量等具体建设条件进行全面的比较分析和论证而定。(1)有大吨位船舶通过

7、江河港湾时，桥梁需要一定的垂直净空和引桥长度；而隧道运营期间不侵占航道净空，不影响水路航运和港口船舶的进出，能有效避免航运和桥梁之闯的矛盾。长江是我国的内河道航黄金水道，早期修建的长江大桥在当时能够满足长江通航需要；随着我国经济的快速发展，对长江航运也提出了更高要求，长江上的多座大桥因净空偏低已经制约了长江的通航能力”1。对通航要求较高的水域修建隧道要优于桥梁，香港维多利亚的多座跨越港湾通道采用隧道方案而不用桥梁即为例证”01。为保证长江航运畅通，武汉和南京等长江流经地新的越江工程已开始采用隧道方案。(2)在繁华区域建造越

8、江工程，桥梁方案因引桥的建设会涉及大量拆迁和土地占用，进而增加工程造价和工程建造难度。当建桥占地多、拆迁困难或需要充分利用原有城市基础设施时宜采用水下隧道方案。将隧道与地下停车场相连形成地下空间一体化，还可提高资源利用效率。(3)城市越江工程型式的选择应兼顾考虑保障城市安全。水下隧道交通不受恶劣天气影响