第7章沉管隧道施工ppt课件.ppt

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1、第七章　沉管隧道施工沉管法修筑水底隧道的主要方法1810年-----伦敦试验1894年1904年1984年-----高雄海底隧道1993年-----广州珠江海底隧道1995年-----宁波甬江海底隧道沉管法－－－预制管段沉放法沉管法修隧道首先是在隧址以外的预制场制作隧道管段，管段两端用临时封墙封闭，待达到设计强度后托运到隧址位置，沉放管段到已预先进行了沟槽浚挖的设计位置上，然后进行管段水下连接，处理管段接头及基础，覆土回填，以完成隧道构筑的全部工作。上海外环沉管隧道管节在黄埔江上运输中管节在黄埔江上运输中水上作业，下

2、锚碇水上作业水上作业图片：沉管法优点：（１）施工方法简单，对地质水文条件适应性强；采用管段预制，浮运沉放的方法，可避免难度较大的水下作业工作，施工简便。隧址开挖较浅，基槽开挖和基础处理的施工技术比较简单，地质适应性强。（２）施工工期短，施工质量容易保证；管段地面预制，施工场地集中，管理方便，管段的结构与防水措施质量得到充分保证，在隧址的施工时间短。（３）工程造价低；管段预制，水底的土石方量小。（４）有利于多车道和大断面布置。第一节　沉管隧道的结构与设计一、沉管隧道的基本结构圆形矩形船台型干坞型（一）圆形管段圆形管段的

3、内轮廓线为圆形，外轮廓线有圆形、八角形和花篮形，还有组合形断面。圆形管段一般在造船厂的船台上制造，所以又称为船台型管段．制作时是先预制钢壳，然后沿船台滑道滑行下水成为浮体，在漂浮状态下灌注钢筋混凝土．圆形沉管隧道的特点：优点：（1）结构受力比较合理；（2）底部宽度小，基础处理比较容易；（3）钢壳既是浇注混凝土的外模，又是隧道的防水层，该防水层在浮运过程中不易碰损，防水效果也好。圆形沉管隧道的缺点：（1）断面空间利用率不高；（2）断面不便于建造多车道隧道；（3）管段制造钢材消耗量大，造价高。（二）矩形管段矩形管段一般为

4、钢筋混凝土结构，在临时干坞中制作，制作后往坞内灌水使之浮起并拖运到隧址沉放。矩形管段特点：优点：（1）制作不占用造船厂设备，不妨碍造船工业生产；（2）车道断面利用率高；（3）建造多车道隧道时，工程量和施工费用均较省。矩形管段的缺点：（1）需建造临时干坞；（2）管段混凝土灌注及浮运过程要求严格。二、沉管隧道设计设计内容：几何设计、通风设计、结构设计照明设计、内装设计、给排水设计供电设计、运营与安全设计等。（一）几何设计包括：沉管管段的截面尺寸确定管段长度的确定截面尺寸的确定：截面尺寸的确定需要考虑隧道的用途和施工。要结

5、合考虑隧道施工的两个阶段（浮运阶段和沉放阶段）的要求，特别是外轮廓线要通过浮力设计才可最后确定，要有保证一定的干舷高度，抗浮安全系数。长度的确定：长度的确定要考虑:经济条件航道条件纵断面的形状管段的形状管段及其他的施工条件珠江水下隧道是连接广州市中心区和芳村区的重要交通廊道，是水下道路与地铁共管的隧道。其横断面为四孔钢筋砼箱型结构，其中两孔为双线机动车孔，一孔为上下行地铁孔，另一孔为管线廊，隧道建筑全长1238m，隧管段长721m，沉管（预制）段457m，宽33m，高8m，是我国首次采用沉管法施工的大型过江隧道。（二

6、）结构设计１.沉管隧道所承受的荷载包括：运营使用阶段荷载施工阶段荷载特殊荷载结构自重：取决于几何尺寸和选用的材料，使用阶段要考虑各种内部管线的作用。水压力：设计时要分别考虑高、低潮水位的压力，同时还要考虑当地最大台风或特大洪水水位的压力。土压力：垂直土压力和侧向土压力。波浪力：必须有适当措施防止波浪力使管段翻转。沉放摩擦力：回填土之后，沟槽底部受荷不均、沉放不均而引起的摩擦力。地基反力：（假设）直线分布；反力强度与各处地基沉降量成正比；弹性理论。沉船荷载：船只失事后沉在隧道顶上引起。温度应力：由于沉管内外侧之间存在温

7、差引起的。２.沉管隧道结构受力分析沉管的横断面结构形式多采用矩形，管段顶板、底版和侧壁的连接为刚接，多车道的沉管，横断面一般为多孔矩形结构，为高次超静定结构，通常先假定沉管构件尺寸进行内力计算，经过几次循环，最后确定结构尺寸。（1）由于隧道纵坡和河底标高的变化，各处断面所受水土压力不同，特别是接近岸边时，荷载变化较大。所以不能只从一个断面的结构分析确定内力，进行配筋。（2）为改善结构受力性能，减少裂缝出现，避免采用剪刀钢筋，采用变截面或折拱结构或椭圆形结构。（三）浮力设计浮力设计包括：干舷的选定抗浮安全系数的验算确定

8、沉管高度与外轮廓尺寸１.干舷为了保持管段稳定，管段顶面必须露出水面，其露出高度称为干舷。100－150mm400－500mm确定合理的干舷高度过小管段不稳定；过大则管段不容易沉放．确定浮力计算干舷高度计算浮力时，根据混凝土的最大容重和水的最小容重进行．２.抗浮安全系数抗浮安全系数：浮运时浮力大小与其自身重力之比。在施工阶段，临时施工设备的重量可