13沉管結(jié)構(gòu)解析

地下結(jié)結(jié)構(gòu)工工程主講教師：：白哲哲第13章沉管結(jié)結(jié)構(gòu)13.1概述13.2沉管結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)13.3接縫管段處處理與防水水措施13.4沉管隧道施施工過程13.5工程實(shí)例水底隧道的的施工方法法：圍堤明挖法法、礦山法法、氣壓沉沉箱法、盾盾構(gòu)法以及及沉管法。二十世紀(jì)50年代解決了了兩項(xiàng)關(guān)鍵技技術(shù)——水力壓接法法和基礎(chǔ)處處理，沉管法已已經(jīng)成為水水底隧道最最主要的施施工方法世界上第一一條沉管鐵鐵路隧道建建于1910年，穿越美美國密歇根根州和加拿拿大安大略略省之間的的底特律河河。截止2011年底，我國共建成成8條沉管隧道道：上海外環(huán)環(huán)越江隧道道，另外有有寧波甬江江水底隧道道、廣州珠珠江水底隧隧道、香港港海底隧道道、香港西西區(qū)海底隧隧道、香港港東區(qū)海底底隧道和臺(tái)臺(tái)灣高雄過過港隧道。。13.1概述沉管法亦曾曾稱作預(yù)制管段沉沉放法。沉管施工時(shí)時(shí)，先在隧隧址附近修修建的臨時(shí)時(shí)干塢內(nèi)(或船廠的船船臺(tái))預(yù)制管段，預(yù)制管段段采用臨時(shí)時(shí)隔墻封閉閉；然后將此管管段浮運(yùn)到隧址址的設(shè)計(jì)位置置；預(yù)先在隧址址處，挖好水底基基槽；待管段定位就緒后，向向管段中灌灌水、壓載載，使其下沉到設(shè)計(jì)計(jì)位置；將此管段與與相鄰管段段在水下連接并并經(jīng)基礎(chǔ)處處理；最后回填覆土，完成水底底隧道。施工過程13.1概述干塢：修建沉管水水下隧道時(shí)時(shí)，應(yīng)先修修筑專門的的預(yù)制管段段的場(chǎng)地，，既能分節(jié)節(jié)預(yù)制管段段，又能在在管段制成成后灌水將其浮浮起，我們把這這個(gè)場(chǎng)地稱稱為干塢。。干塢一般由由塢墻、塢塢底、塢首首及塢門、、排水系統(tǒng)統(tǒng)、車道組組成。干塢施工一一般采用““干法”進(jìn)進(jìn)行干塢內(nèi)內(nèi)的土方開開挖。13.1概述干塢13.1概述13.1.1沉管隧道的的特點(diǎn)(1)對(duì)地質(zhì)水文文條件適應(yīng)應(yīng)能力強(qiáng)。。(2)可淺埋，與與兩岸道路路銜接容易易。(3)沉管隧道的的防水性能能好。(4)沉管法施工工工期短。。(5)沉管隧道造造價(jià)低。(6)施工條件好好。(7)可做成大斷斷面多車道道結(jié)構(gòu)。13.1概述1）按斷面形狀狀：沉管隧道道有圓形、、半圓形、、橢圓形、、矩形、組組合型等。。2）按制作材料料：沉管有鋼鋼殼混凝土土和鋼筋混混凝土。13.1.2沉管隧道的的分類13.1概述3）按管段制作作方法：分分為船臺(tái)型型和干塢型型。船臺(tái)型：施工時(shí)，，先在造船船廠的船臺(tái)臺(tái)上預(yù)制鋼鋼殼，而后后將其牽引引、停泊在在懸浮狀態(tài)態(tài)下，灌注注內(nèi)部混凝凝土。主要制作圓圓形、半圓圓形、橢圓圓形鋼殼沉沉管。優(yōu)點(diǎn)：圓形斷面，，受力合理理，彎矩較較??；管段段底寬小，，基礎(chǔ)容易易處理；鋼鋼外殼既是是外模，又又是防水層層，同時(shí)保保護(hù)內(nèi)側(cè)混混凝土；工工期短，特特別是需要要的管段較較多時(shí)。缺點(diǎn)：斷面空間利利用率不高高，車道數(shù)數(shù)少；隧道道深度增加加，基槽土土方量增加加；耗鋼量量大，造價(jià)價(jià)高；鋼殼殼制作時(shí)，，焊接質(zhì)量量無法保證證，堵漏困困難；鋼殼殼抗蝕能力力差。13.1.2沉管隧道的的分類13.1概述3）按管段制作作方法：分分為船臺(tái)型型和干塢型型。干塢型：在臨時(shí)干干塢中制作作鋼筋混凝凝土管段，，制成后往往塢內(nèi)灌水水使之浮起起并拖運(yùn)至至隧址沉放放。主要制作矩矩形鋼筋混混凝土沉管管。優(yōu)點(diǎn)：不占船廠設(shè)設(shè)備，不影影響造船生生產(chǎn)；斷面面利用率高高，車道數(shù)數(shù)多，4-8車道；隧道道埋深減小小，全長縮縮短，土方方量?。还?jié)節(jié)約鋼材，，降低造價(jià)價(jià)。缺點(diǎn)：必須建造臨臨時(shí)干塢；；混凝土工工藝要求高高（干舷、、抗浮安全全系數(shù)）；；普通混凝凝土難以防防水，需考考慮防水措措施。13.1.2沉管隧道的的分類13.1概述13.2沉管結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)幾何尺寸設(shè)設(shè)計(jì)尤為重重要，取決決于：使用要求和和輔助設(shè)施施；施工條條件和施工工要求，即管段的浮浮運(yùn)和沉放放要求。首先根據(jù)使使用要求，，確定凈空空尺寸，然然后，外廓廓尺寸滿足足浮運(yùn)要求。管段的長度則需要考慮慮經(jīng)濟(jì)條件件、航道條條件、斷面面形狀、施施工及技術(shù)術(shù)條件。13.2.1沉管的斷斷面形狀狀和尺寸寸沉管結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)，必須須處理好好浮力與重重量的關(guān)系，，這就是是浮力設(shè)設(shè)計(jì)。浮浮力設(shè)計(jì)計(jì)包括干干舷的選選定和抗抗浮安全全系數(shù)的的驗(yàn)算。。13.2沉管結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)13.2.2沉管的浮浮力設(shè)計(jì)計(jì)1）干舷管段在浮浮運(yùn)時(shí)，，為了保保持穩(wěn)定定，必須須使管頂頂面露出出水面，，其露出高高度稱為為干舷。。具有一定定干舷的的管段，，遇風(fēng)浪浪后發(fā)生生傾斜而而自動(dòng)產(chǎn)產(chǎn)生反向向力矩，，保持平平衡。矩形斷面面管段，，干舷為為10~15cm；圓形斷斷面管段段多為40~50cm。干舷的高高度應(yīng)適適中，過小則則穩(wěn)定性性差，過過大時(shí)沉沉設(shè)困難難。有些情況況下，由由于管段段的結(jié)構(gòu)厚度度較大，無法自自浮，可可以設(shè)置置浮筒、鋼鋼或木圍圍堰助浮。浮力設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)，按按照最大大混凝土土容重、、最大混混凝土體體積和最最小河水水的比重重來計(jì)算算干舷。。13.2沉管結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)13.2.2沉管的浮浮力設(shè)計(jì)計(jì)1）干舷2）抗浮安安全系數(shù)數(shù)抗浮安全全系數(shù)K＝管段總總重/管段排水水重(浮力)在管段沉沉設(shè)施工工階段，，應(yīng)采用用1.05～1.1的抗浮安安全系數(shù)數(shù)。在覆土完完畢后的的使用階階段，抗浮安全全系數(shù)應(yīng)采用1.2～1.5。設(shè)計(jì)時(shí)需需要按照照最小混凝凝土容重重、最小小混凝土土體積和和最大河河水的比比重來計(jì)計(jì)算抗浮浮安全系系數(shù)。13.2沉管結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)13.2.2沉管的浮浮力設(shè)計(jì)計(jì)3）沉管結(jié)結(jié)構(gòu)的外外廓尺寸寸總體設(shè)計(jì)計(jì)只能確確定隧道道的內(nèi)凈寬度度以及車車道凈空空高度；沉管結(jié)構(gòu)構(gòu)的外廓廓尺寸，，必須通過過浮力設(shè)計(jì)計(jì)才能確定定；在浮力設(shè)設(shè)計(jì)中，，既要保持持一定的的干舷，，又要保保證一定定的抗浮浮安全系系數(shù)。沉管結(jié)構(gòu)構(gòu)的外廓廓高度，，往往超超過車道道凈空高度度與頂?shù)椎装搴穸榷戎汀?3.2沉管結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)13.2.2沉管的浮浮力設(shè)計(jì)計(jì)作用在沉沉管上的的荷載有有：結(jié)構(gòu)自重重、水壓壓力、土土壓力、、浮力、、施工荷荷載、波波浪壓力力、水流流壓力、、沉降摩摩擦力、、車輛活活荷載、、沉船荷荷載，以以及地基基反力、、溫度應(yīng)應(yīng)力、不不均勻沉沉降所產(chǎn)產(chǎn)生的附附加應(yīng)力力、地震震等作用用。作用在沉沉管上的的水壓力是主要荷荷載。分別計(jì)算算高、低低潮位和和特大洪洪水位的的水壓力力。垂直向土土壓力：一般為為河床底底到沉管管頂面間間的土體體重量；；水平向向土壓力力，隨著著土的固固結(jié)發(fā)展展而減小小。施工荷載載：壓載、、封端墻墻、定位位塔等施施工設(shè)施施的重量量。13.2沉管結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)13.2.3作用在沉沉管結(jié)構(gòu)構(gòu)上的荷荷載波浪力和和水流壓壓力對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)影響響很小，，但對(duì)于于水流壓壓力，須須進(jìn)行水工模型型試驗(yàn)予以確定定，據(jù)此此設(shè)計(jì)沉沉設(shè)工藝藝及設(shè)備備。沉降摩擦擦力則是由于于回填后后，沉管管沉降和和沉管側(cè)側(cè)土體沉沉降并不不同步，，管側(cè)土體體大于沉沉管，因此在在沉管側(cè)側(cè)壁外承承受向下下摩擦力力。為了了降低摩摩擦系數(shù)數(shù)，常常在側(cè)壁壁外噴涂軟瀝瀝青，以以減少摩摩擦。13.2沉管結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)13.2.3作用在沉沉管結(jié)構(gòu)構(gòu)上的荷荷載在水底隧隧道中，，車輛交通通荷載則往往可可以忽略略。沉船荷載載由于產(chǎn)生生的幾率率太小，，對(duì)此項(xiàng)項(xiàng)荷載是是否計(jì)算算，計(jì)算算采用荷荷載值的的大小仍仍在探討討之中。。地基反力力的分布規(guī)規(guī)律有不不同的假假定：（（1）直線分布布，反力強(qiáng)強(qiáng)度和各各點(diǎn)沉降降量成正正比，即即溫克爾爾假定，，又可以以分為單單一系數(shù)數(shù)和多種種地基系系數(shù)兩種種；（2）假定地地基為半半無限彈彈性體，，按彈性理論論計(jì)算反力。沉管內(nèi)外外壁之間間存在溫溫差，外外壁基本本上與周周圍土體體一致，，可以視視作恒溫溫，而內(nèi)內(nèi)壁的溫溫度與外外界一致致，四四季變化化。一般般冬季外外高內(nèi)低低，夏天天外低內(nèi)內(nèi)高，溫差將產(chǎn)產(chǎn)生溫度度應(yīng)力。13.2沉管結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)13.2.3作用在沉沉管結(jié)構(gòu)構(gòu)上的荷荷載沉管的結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)，按縱縱斷面和和橫斷面面分別進(jìn)進(jìn)行，大大多數(shù)是是多孔箱型型結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)內(nèi)力力分析須須經(jīng)過““假定截面面尺寸——分析內(nèi)力力——修正尺寸寸——復(fù)算內(nèi)力力”的幾次循環(huán)，工工作量較較大。為了避免免采用剪剪力鋼筋筋，改改善結(jié)構(gòu)構(gòu)性能，，減少裂裂縫出現(xiàn)現(xiàn)，常采采用變截面或或折拱形形結(jié)構(gòu)。各處截面面所受的的水、土土壓力可可能不同同，不能能只以一一個(gè)斷面面的結(jié)構(gòu)構(gòu)分析來來代表整整節(jié)管段段。13.2沉管結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)13.2.4管段結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)13.2沉管結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)13.2.4管段結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)1）鋼殼殼方式的的管段設(shè)設(shè)計(jì)（（1）橫斷面面設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)特征征：鋼殼殼同時(shí)作作為混凝凝土灌注注時(shí)的模板。鋼殼很難難視為承承載的有有效構(gòu)件件，多按按臨時(shí)構(gòu)件件設(shè)計(jì)。橫斷面方方向的鋼鋼殼斷面面，一般般取決于于混凝土灌灌注時(shí)的應(yīng)力力。13.2沉管結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)13.2.4管段結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)1）鋼殼殼方式的的管段設(shè)設(shè)計(jì)（（2）縱斷面面設(shè)計(jì)把整個(gè)鋼鋼殼視為為縱向的梁梁，按施工工荷載研研究強(qiáng)度度和變形形。設(shè)計(jì)狀態(tài)態(tài)：進(jìn)水時(shí)，，混凝土土灌注時(shí)時(shí)，拖航航停泊時(shí)。鋼殼在船船臺(tái)上制制作，縱向進(jìn)水水時(shí)會(huì)產(chǎn)生生較大應(yīng)應(yīng)力，故故多由此此狀態(tài)決決定斷面面尺寸。。13.2沉管結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)13.2.4管段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)2）鋼筋混凝凝土管段的設(shè)設(shè)計(jì)（1）橫斷面設(shè)計(jì)計(jì)橫斷面尺寸，，一般采用平面骨架結(jié)構(gòu)構(gòu)進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算算。橫斷面構(gòu)件的的厚度，一般般按鋼筋混凝土構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算即可，，同時(shí)要考慮慮施工鋼筋的布置。13.2沉管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)13.2.4管段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)2）鋼筋混凝凝土管段的設(shè)設(shè)計(jì)（2）縱斷面設(shè)計(jì)計(jì)管段的縱向設(shè)設(shè)計(jì)，考慮混混凝土灌注時(shí)、牽引引時(shí)、沉放時(shí)的狀態(tài)；還要考慮完成成后的地震影響、地地層下沉影響響、溫度變化化的影響等。沉管結(jié)構(gòu)的混混凝土強(qiáng)度，，宜采用C30-C40。由于沉管結(jié)構(gòu)構(gòu)對(duì)貫通裂縫縫非常敏感，，非貫通裂縫縫宜控制在0.15-0.2mm以下，因此采采用鋼筋等級(jí)級(jí)不宜過高，，不宜采用HRB400及以上的鋼筋筋。13.2沉管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)13.2.4管段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)3）配筋一般情況下，，沉管隧道采采用普通混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)而不用預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝土土結(jié)構(gòu)。因沉管的結(jié)構(gòu)厚度并非非強(qiáng)度決定，而是由抗浮安全系數(shù)數(shù)決定。施加預(yù)應(yīng)力雖雖然能提高抗?jié)B性，但不經(jīng)濟(jì)。。當(dāng)隧道跨度較較大，達(dá)三車車道以上，或或者水、土壓壓力又較大時(shí)時(shí)，沉管結(jié)構(gòu)構(gòu)的頂板、底底板受到的剪剪力相對(duì)大，，此時(shí)可采用用預(yù)應(yīng)力混凝土土結(jié)構(gòu)。13.2沉管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)13.2.4管段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)4）預(yù)應(yīng)力的的作用管段接頭應(yīng)具具有以下功能能和要求：第一，滿足水水密性的要求求；第二，應(yīng)具有有抵抗各種荷荷載作用和變變形的能力；；第三，各構(gòu)件件功能明確，，造價(jià)適度；；第四，施工性性好，施工質(zhì)質(zhì)量能夠保證證，并盡量做做到能檢修。。13.2沉管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)13.2.5管段接頭設(shè)計(jì)計(jì)（1）連續(xù)構(gòu)造接頭頭-接頭與管段具具有同樣的強(qiáng)強(qiáng)度、剛性。。（2）可撓性接頭-又稱柔性接頭頭，接頭和管管段之間能夠夠相互伸縮、、轉(zhuǎn)動(dòng)。13.2沉管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)13.2.5管段接頭設(shè)計(jì)計(jì)1）接頭類型型連續(xù)構(gòu)造接接頭在管段的接頭頭處，不管是是哪種接頭形形式，都要進(jìn)進(jìn)行止水構(gòu)造造的設(shè)計(jì)。一一般說，橡膠密封墊的一次止水構(gòu)構(gòu)造，是最基基本的構(gòu)造。。決定橡膠密封封墊的材質(zhì)、、形狀、尺寸寸時(shí)，要滿足足以下條件：：止水構(gòu)件材質(zhì)質(zhì)的長期穩(wěn)定定性和耐久性性；管段接合合時(shí)具有所規(guī)規(guī)定的止水性性；水力壓接接時(shí)具有合適適的荷載—壓縮變形特性性；有永久的的止水性能等。采用可撓性接接頭時(shí)，要在在設(shè)計(jì)的伸縮縮量條件下，，能確保止水性；接合后，對(duì)對(duì)外側(cè)水壓是是安全的。13.2沉管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)13.2.5管段接頭設(shè)計(jì)計(jì)2）止水構(gòu)造造沉管隧道的接接頭，一般分分為中間接頭頭、與豎井的的接頭及最后后接頭3類，其結(jié)構(gòu)形形式有些差異異。最后接頭是最后一節(jié)管段段與前設(shè)管段段的接頭，與管段一般般段的接頭不不完全相同。。最后接頭的位位置，一般設(shè)設(shè)在管段與豎井處處。從目前采用的的最后接頭的的施工方法看看，大致有以以下幾種方式式：干施工方式；；水下混凝土土方式；接頭頭箱體方式；；止水板方式式；楔形箱體體方式。13.2沉管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)13.2.5管段接頭設(shè)計(jì)計(jì)3）最后接頭頭地面建筑中，，如果基底地地質(zhì)條件差，，可能會(huì)發(fā)生生過量沉降，，甚至發(fā)生坍坍塌。在水底沉管隧隧道中，作用用在溝槽底部部的荷載，在在設(shè)置沉管后后，非但未增增加，反而減小了。沉管隧道對(duì)各各種地質(zhì)條件件的適應(yīng)性很很強(qiáng)。13.2沉管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)13.2.6基礎(chǔ)設(shè)計(jì)1）地質(zhì)條件件和沉管基礎(chǔ)礎(chǔ)原因：因?yàn)樵陂_槽作作業(yè)中，挖成成后的槽底表表面總有不同同程度的不平整。使槽底表面面與沉管底面面之間存在著著很多不規(guī)則則的空隙。會(huì)導(dǎo)致地基基土受力不均均而局部破壞壞，從而引起起不均勻沉降，使沉管結(jié)構(gòu)構(gòu)受到較高的的局部應(yīng)力，而而致開裂。目的：是墊平，消除槽底表表面的不平整整。方法：大體可分為先鋪法和后填填法兩類。先鋪法：在管段沉放放之前，先在在槽底鋪上砂砂、石墊層，，然后將管段段沉放在墊層層上。適用于于底寬較小的沉沉管隧道。先鋪法有刮砂法，刮石石法等。后填法：在管段沉放放完畢后，再再進(jìn)行墊平工工作。適用于于底寬較大的沉沉管隧道。后填法有灌砂法、噴砂砂法、壓漿法，壓砂砂法等。13.2沉管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)13.2.6基礎(chǔ)設(shè)計(jì)2）基礎(chǔ)處理如果沉管隧道道下的地基土土特別軟弱，，容許承載力力非常小，僅僅做墊平處理是不夠的。解解決辦法有：：以砂置換軟土層層；打砂樁，，并加荷預(yù)壓壓；減輕沉管管重量；采用樁基。沉管隧道采用用樁基后，也會(huì)遇到到一些通常地地面建筑所碰碰不到的問題。基樁樁頂標(biāo)高高在實(shí)際施工工中不可能達(dá)到完完全齊平。在管段段沉置置完畢畢后，，難以以保證證所有有樁頂與與管底底接觸觸。13.2沉管結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)13.2.6基礎(chǔ)設(shè)設(shè)計(jì)3）軟軟弱土土層中中的沉沉管基基礎(chǔ)為使各各樁能能均勻勻受力力，采采取以以下措措施：：水下混混凝土土傳力力法；；砂漿漿灌囊囊傳力力法；；活動(dòng)樁樁頂法法。水下混混凝土土傳力力法：：基樁打打好后后，先先澆一一、二二層水下混混凝土土將樁頂頂裹住住。而而后再再在水水下鋪鋪上一一層砂石墊墊層，使沉沉管荷荷載經(jīng)經(jīng)砂石石墊層層和水水下混混凝土土層傳傳通到到樁基基上去去。砂漿灌灌囊傳傳力法法：在管段段底部部與樁樁頂之之間，，用大型化化纖囊囊袋灌注水水泥砂砂漿加加以墊墊實(shí)，，使所所有基基樁均均能同同時(shí)受受力。。13.2沉管結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)13.2.6基礎(chǔ)設(shè)設(shè)計(jì)3）軟軟弱土土層中中的沉沉管基基礎(chǔ)1-鋼管樁樁；2-樁靴；；3-水泥漿漿；4-活動(dòng)樁樁頂；；5-預(yù)制混混凝土土樁；；6-導(dǎo)向管管；7-尼龍布布囊；；8-壓漿管管13.2沉管結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)13.2.6基礎(chǔ)設(shè)設(shè)計(jì)3）軟軟弱土土層中中的沉沉管基基礎(chǔ)活動(dòng)樁樁頂法法豎井分分別位位于沉沉管隧隧道的的兩端端，是是沉管管隧道道和陸陸上隧隧道的的接續(xù)續(xù)點(diǎn)。。對(duì)公公路隧隧道，，還具具有風(fēng)井的功能能。對(duì)對(duì)其它它用途途的隧隧道．．多用用于排水設(shè)設(shè)施和和電氣氣設(shè)施施，以及及附屬屬設(shè)施施等的的收容容空間間。豎井設(shè)設(shè)計(jì)的的主要要任務(wù)務(wù)是確確保其其穩(wěn)定性性。豎井井的穩(wěn)穩(wěn)定，，一般般是由由地震震及施施工時(shí)時(shí)的穩(wěn)穩(wěn)定性性所決決定的的。豎井基基礎(chǔ)形式是是多種種多樣樣的，，要根根據(jù)地地質(zhì)條條件、、隧道道規(guī)模模、埋埋深以以及豎豎井的的功能能要求求等條條件選選定。。13.2沉管管結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)13.2.7豎井井和和引引道道設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)1）豎豎井井引道道構(gòu)構(gòu)造造，，通通常常都都是是明渠渠式式的。。此此時(shí)時(shí)，，視視引引道道深深度度的的變變化化，，可可采采用用U型擋擋墻墻、、L型擋擋墻墻或或反反T型擋擋墻墻、、重重力力式式擋擋墻墻等多多種種形形式式的的構(gòu)構(gòu)造造。。采用用擋擋墻墻形形式式的的區(qū)區(qū)間間，，其其開開挖挖深深度度，，一一般般不不要要超超過過15m。陸上上隧隧道道，，—般用用明挖挖法法施施工工，如如深深度度很很深深，，可可采采用用沉沉箱箱法法。。引道道設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)應(yīng)應(yīng)特特別別注注意意的的是是U型擋擋墻墻的的上上浮浮性性。13.2沉管管結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)13.2.7豎井井和和引引道道設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)2）引引道道沉管管隧隧道道容容易易因因隧隧道道的的縱向向變變形形而導(dǎo)導(dǎo)致致開開裂裂；；不均均勻勻沉沉降降等影影響響也也易易致致管管段段開開裂裂。。這這類類縱縱向向變變形形引引起起的的裂縫縫對(duì)對(duì)隧隧道道防防水水極極為為不不利利，必必須須采采取取適適當(dāng)當(dāng)措措施施加加以以防防止止。。最有有效效的的措措施施是是設(shè)設(shè)置置垂直直于于隧隧道道軸軸線線方方向向的的變變形形縫縫，將將每每節(jié)節(jié)管管段段分分割割成成若若干干節(jié)節(jié)段段。。根根據(jù)據(jù)實(shí)實(shí)踐踐經(jīng)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)，，節(jié)節(jié)段段的的長長度度不不宜宜過過大大，，一一般般為為15～20m左右右。。13.3接縫縫管管段段處處理理與與防防水水措措施施13.3.1變形形縫縫的的布布置置與與構(gòu)構(gòu)造造1.能適適應(yīng)應(yīng)一一定定幅幅度度的的線變變形形與與角角變變形形。2.在浮浮運(yùn)運(yùn)、、沉沉設(shè)設(shè)時(shí)時(shí)能能傳遞遞縱縱向向彎彎矩矩。3.在任任何何情情況況下下能能傳遞遞剪剪力力。4.變形形前前后后均能能防防水水，一一般般在在變變形形縫縫處處設(shè)設(shè)置置一一道道或或二二道道止止水水縫縫帶帶。。13.3接縫縫管管段段處處理理與與防防水水措措施施13.3.1變形形縫縫的的布布置置與與構(gòu)構(gòu)造造變形形縫縫構(gòu)構(gòu)造造，，滿滿足足以以下下4點(diǎn)要要求求：：止水水帶帶的的種種類類與與形形式式很很多多，，有有銅銅片片止止水水帶帶、、塑塑料料止止水水帶帶，，使使用用較較普普遍遍的的是是橡膠止水水帶和鋼鋼邊橡膠膠止水帶帶。橡膠止水水帶可用用含膠率率大于70％的天然橡膠膠制成。形形式有平板形的的和帶管管孔的。所有的橡橡膠止水水帶均由由本體部與與錨著部部兩部分組組成。。13.3接縫管段段處理與與防水措措施13.3.2止水縫帶帶(止水帶)鋼邊橡膠膠止水帶帶是在橡橡膠止水水帶兩側(cè)側(cè)錨著部中加鑲一一段薄鋼板，其厚度度僅0.7mm左右。13.3接縫管段段處理與與防水措措施13.3.2止水縫帶帶(止水帶)沉管外防防水和沉沉管自防防水兩類類。外防水包包括了鋼殼，鋼鋼板防水水，卷材材防水，，涂料防防水等不同方方法；自防水主主要是采采用防水混凝凝土。13.3接縫管段段處理與與防水措措施13.3.3管段外壁壁的防水水措施鋼殼防水水：在沉管管的三面面（底和和兩側(cè)墻墻）甚至至四面（（包括頂頂面）用用鋼板包裹裹的防水方方法。耗耗鋼量大大、焊縫縫防水可可靠性不不高、鋼鋼材防銹銹等問題題仍未切切實(shí)解決決，已日日趨淘汰汰，改用用鋼板防防水的工工程增多多。鋼板防水水：排除了了焊接質(zhì)質(zhì)量問題題，用鋼鋼量低。。13.3接縫管段段處理與與防水措措施13.3.4鋼殼與鋼鋼板防水水卷材防水水層：用膠料料粘結(jié)多多層瀝青青卷材或或合成橡橡膠類卷卷材而成成的粘結(jié)式防水層。瀝青類卷卷材一般般均用澆油攤鋪鋪法粘結(jié)，卷材粘結(jié)完畢后，，須在外外邊加設(shè)設(shè)保護(hù)層層。保護(hù)護(hù)層構(gòu)成成視部位位不同而而異。管管段底板板下用卷卷材防水水層時(shí)，，可在干干塢底面面上先鋪鋪設(shè)一層層混凝土土磚，后后鋪素混混凝土作作為保護(hù)護(hù)層，再再在混凝凝土保護(hù)護(hù)層上攤攤鋪卷材材。卷材防水水的主要要缺點(diǎn)是施施工工藝藝較繁，而且在在施工操操作工程程中稍有有不慎就就會(huì)造成成“起殼””而返工工，返工工時(shí)耗時(shí)時(shí)、耗力力。若在在管段沉沉設(shè)過程程中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)防水層層“起殼殼”，根根本無法法補(bǔ)救。。13.3接縫管段段處理與與防水措措施13.3.5卷材防水水預(yù)制場(chǎng)制作管段拖運(yùn)至隧址沉放管段管段水下連接覆土回填內(nèi)部設(shè)備安裝溝槽浚挖、支座設(shè)置13.4沉管隧道道施工過過程管段制制作的的基本本要求求：本身身不漏漏水，，承受受最大大水壓壓時(shí)也也不漏漏水；；管段段本身身是均均質(zhì)的的，重重量對(duì)對(duì)稱，，以保保證浮浮運(yùn)時(shí)時(shí)穩(wěn)定定、結(jié)結(jié)構(gòu)牢牢固。。制作方方式：：干塢塢方式式；船船臺(tái)方方式。船臺(tái)方方式：這種種管段段通常常是只只在造造船廠廠的碼碼頭、、船臺(tái)臺(tái)或岸岸壁等等處制作鋼鋼殼，而后后，將將其牽牽引，，停泊泊在懸懸浮狀狀態(tài)下下，灌灌注內(nèi)內(nèi)部混混凝土土而完完成的的。干塢方方式：管段段是在在管段段制作作碼頭頭制作作，完完成后后牽引引。在在裝配配碼頭頭處搭搭載各各種沉沉放設(shè)設(shè)備并并沉放放的。。一般般說，，在這這種情情況下下，管管段的的制作作是幾幾個(gè)管管段同同時(shí)制制作的的，因因此，，干塢塢的規(guī)規(guī)模要要求很很大。。13.4沉管隧隧道施施工過過程13.4.1管段制制作沉放前前要先先在預(yù)預(yù)沉放放地點(diǎn)點(diǎn)開挖溝溝槽。溝槽槽開挖挖比通通常的的航道道疏浚浚開挖挖深度度要深深，而而且對(duì)對(duì)底面面的平平整度度精度度要求求較高高。因因此，，要仔仔細(xì)選選擇疏疏通方方法，，一般般使用用各種種疏浚浚船進(jìn)進(jìn)行施施工。。特別要要注意意的是是：不要擾擾動(dòng)海海底溝溝槽面面的土土質(zhì)，在沉沉放過過程中中始終終保持持良好好的狀狀態(tài)。。溝槽施施工的的費(fèi)用用，通通常占占總費(fèi)費(fèi)用的的很小小一部部分，，但航航道的的變更更、管管體泊泊位以以及拖拖航水水路的的疏?？５鹊牡奶幚砝砹渴鞘呛艽蟠蟮摹?。因此此要規(guī)規(guī)劃各各階段段的疏疏浚土土量和和棄碴碴場(chǎng)，，選擇擇疏?？７椒ǚê妥髯鳂I(yè)設(shè)設(shè)備。。13.4沉管隧隧道施施工過過程13.4.2溝槽施施工管段制制作完完成后后，開開始向向干塢塢內(nèi)注注水，，此時(shí)時(shí)需檢檢查管段是是否漏漏水。一旦發(fā)發(fā)現(xiàn)漏漏水，，應(yīng)立立即停止注注水，查明明原因因并做做修補(bǔ)補(bǔ)。注水完完畢后后，調(diào)調(diào)整好好各節(jié)節(jié)管段段，打打開干干塢塢塢門，，用拖拖船將將管段段拖出出，浮運(yùn)到到隧址址處。13.4沉管隧隧道施施工過過程13.4.3管段的的浮運(yùn)運(yùn)管段沉沉放不不但受受到氣氣候、、河道道條件件的直直接影影響，，還受受到航航道、、設(shè)備備條件件的制制約，，需選選用最經(jīng)濟(jì)濟(jì)的沉設(shè)設(shè)方案案。沉設(shè)方方法有有吊沉法法和拉拉沉法法，其中中吊沉沉法又又分為為分吊法法、扛扛吊法法和騎騎吊法法。沉埋作作業(yè)的的主要環(huán)環(huán)節(jié)有：拖拖運(yùn)管管段到到沉放放現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)；用用纜繩繩定位位管段段，以以便精精確沉沉放；；施加加下沉沉力。。13.4沉管隧隧道施施工過過程13.4.4管段的沉放放與水下連連接1）管段的的沉放作業(yè)業(yè)在管段制作作時(shí)，預(yù)埋3~4個(gè)吊點(diǎn)，在沉設(shè)作作業(yè)中采用用用2～4艘起重船提提著各個(gè)吊吊點(diǎn)，將將管段沉放放到設(shè)計(jì)位位置。也可用浮筒筒、浮箱代代替起重船船。13.4沉管隧道施施工過程13.4.4管段的沉放放與水下連連接1）管段的的沉放作業(yè)業(yè)(1)分吊法又稱駁扛吊法，有雙駁扛扛吊和四駁駁扛吊兩種種。將駁分布在在管段左右右，架設(shè)兩兩根扛棒。。13.4沉管隧道施施工過程13.4.4管段的沉放放與水下連連接1）管段的的沉放作業(yè)業(yè)(2)扛吊法騎吊法系用用水上作業(yè)平平臺(tái)“騎”于管管段上方，，將其慢慢慢地吊放沉沉設(shè)。其平臺(tái)部分分實(shí)際為一一個(gè)浮箱，反復(fù)調(diào)整整浮箱內(nèi)水水壓進(jìn)行定定位。13.4沉管隧道施施工過程13.4.4管段的沉放放與水下連連接1）管段的的沉放作業(yè)