沉管隧道施工技術

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1、目錄第一部分沉管隧道的發(fā)展第二部分沉管隧道的主要分項工程第三部分海河沉管隧道施工技術第四部分國內其他沉管隧道簡介9第一部分沉管隧道的發(fā)展1.1前言隨著內河及遠洋航運事業(yè)的發(fā)展，在江河下游、海灣（峽）通行輪船的噸位和密度越來越大，要求橋下通行的凈空越來越高，跨度越來越大，使修建橋梁的造價及難度大增。因此，人們尋求另一種跨江河及海灣的新方式，即水下隧道的方式來實現(xiàn)。主要有如下幾種方式：（1）礦山法。（2）盾構法。（3）圍堰明挖法。（4）沉埋管段法（簡稱沉管法）。1.2沉管隧道的優(yōu)越性（1）隧道頂?shù)母餐翆雍穸瓤蛇_到零覆蓋，使隧址兩岸的經(jīng)濟高速發(fā)展、社會活動頻繁地區(qū)的交通疏解能

2、得到最大限度的優(yōu)化；（2）施工功能的多元化和隧道寬度的增大，達到大容量機動車的通行與軌道交通高速通行的目的；（3）建設期間可實現(xiàn)多工作面作業(yè)的工程策劃，施工工期較短；（4）沉管隧道水中段結構考慮抗浮設計，因此對地基承載力無特殊要求，有利于該工法在軟弱地層中的應用，特別在江河下游地區(qū)。1.3沉管隧道的適用條件沉管隧道在施工時，將受氣象、水文條件的制約，一定程度上影響航運。選擇沉管隧道要考慮以下原則：（1）與城市總體規(guī)劃要求的兩岸交通疏解方案相協(xié)調。要保證隧道與兩岸所需銜接的道路具有良好的連接。（2）具有較為合適的河（海）航道、水文及河（海）床條件。沉管隧道多在江河的下游修

3、建，因下游河床較平坦，水流緩。水流急或不穩(wěn)定，河床有深溝、陡壁，都會給管節(jié)的沉放與對接造成困難。（3）施工條件滿足要求。如航道能否有足夠的水深和寬度實施浮運、轉向和儲放；隧址附近有無合適的干塢修建地帶等。1.4沉管隧道的發(fā)展歷史　自1894年美國在波斯頓修建世界第一座沉管隧道以來，到現(xiàn)在世界上已經(jīng)修建了150余座沉管隧道。其中，長度在1400m以上的有13座，大于2000m的5座。各國修建的沉管隧道長度情況　我國早在20世紀60年代初在上海展開過此類工法理論研究。1976年在杭州灣的上海金山石化工程中首次應用建成一座排污水下隧道；1972年我國香港地區(qū)建成跨維多利亞港沉

4、管隧道；1984年我國臺灣地區(qū)建成高雄港沉管隧道；1993年建成珠江沉管隧道，成為我國大陸首次采用沉管法的隧道工程。其后，寧波甬江沉管隧道、上海外環(huán)沉管隧道的建成，標志著我國在這一技術領域進入一個新的發(fā)展時期。目前大陸地區(qū)在建的有廣州倫頭-大學城隧道、廣州生物島隧道、廣州佛山隧道、天津海河隧道，以及港珠澳大橋隧道。1.5沉管隧道的技術發(fā)展9沉管結構形式有鋼結構和鋼筋混凝土結構兩大類，鋼結構一般為圓形斷面，鋼筋混凝土結構一般為矩形斷面。美國習慣于使用圓形的鋼殼沉管，而荷蘭和和日本等國家則習慣用矩形鋼筋混凝土結構沉管。1942年荷蘭修建了位于鹿特丹的mass隧道，是世界上首

5、次采用矩形鋼筋混凝土管節(jié)的沉管隧道。50年代末，在加拿大的迪亞斯島隧道工程的設計與施工中，丹麥工程師利用水的壓力開發(fā)了一種巧妙的水力壓接法。60年代初，荷蘭發(fā)明了GINA止水帶。70年代末，荷蘭發(fā)明了壓砂法基礎處理，日本發(fā)明了壓漿法基礎處理。GINA與歐米茄橡膠止水帶、大體積混凝土澆注裂縫的控制、混凝土抗?jié)B能力的提高等關鍵技術的解決促進了沉管隧道的高速發(fā)展。1.6沉管隧道技術發(fā)展趨勢（1）管段管節(jié)的長度越來越長。荷蘭京斯麥爾隧道單節(jié)管節(jié)長268m，重50000T。橫斷面發(fā)展至50m寬，雙向八車道。（2）從單一用途向多用途發(fā)展。形成了城市道路與鐵路、公路與鐵路共管設置，設

6、置公共管廊。（3）沉管隧道的地基適用性越來越廣。在淤泥、軟土地區(qū)都能適用。（4）管節(jié)材料逐步由鋼筋混凝土代替。在防腐蝕和防滲方面具有優(yōu)勢。（5）在鋼筋混凝土預制過程中的防裂控制技術。（6）鋼筋混凝土管節(jié)的預制由傳統(tǒng)的干塢預制發(fā)展到工廠化流水線生產(chǎn)。9第二部分沉管隧道的主要分項工程2.1沉管法的概念　沉管法是在水底建筑隧道的一種施工方法。沉管隧道就是將若干個預制段分別浮運到海面（河面）現(xiàn)場，并一個接一個地沉放安裝在已疏浚好的基槽內，以此方法修建的水下隧道。沉管隧道的主要分項工程包括：干塢施工、管節(jié)制作、基槽浚挖、管節(jié)防水、管節(jié)沉放、基礎處理、回填覆蓋、管內工程等施工工序。

7、其中干塢施工、管段制作、基槽浚挖、管段的沉放、管段基礎處理是沉管隧道施工的主體。沉管隧道是一項綜合型工程，涉及專業(yè)多，工序復雜，安全風險高。沉管隧道在縱斷面上一般由敞開段、暗埋段、沉埋段以及岸邊豎井等部分。沉管隧道縱斷面一般結構示意圖2.2干塢施工干塢是沉管管節(jié)預制的場地。干塢選址結合沉管隧道附近的水域、通航情況，便管段的浮運與沉放；干塢規(guī)模根據(jù)管節(jié)的長度、工期及施工組織而定，可一次預制，也可以分批預制；干塢設計應確定塢底標高、塢底承載與起浮層、干塢邊坡、塢口結構，以及干塢排水系統(tǒng)等。船臺是沉管管節(jié)預制場地另一種形式。船臺預制的管節(jié)寬度一