沉管法隧道施工技術(shù)發(fā)展及關(guān)鍵技術(shù)

沉管法隧道施施工技術(shù)發(fā)展展及關(guān)鍵技術(shù)術(shù)賀維國(guó)2013年9月昆明主要匯報(bào)內(nèi)容容沉管法隧道發(fā)發(fā)展沉管法隧道關(guān)關(guān)鍵技術(shù)1）廣州市侖頭頭~生物島、生物物島~大學(xué)城隧道工工程2）佛山汾江路路南延線工程程3）港珠澳大橋橋海底隧道工工程3.沉管法隧道關(guān)關(guān)鍵技術(shù)4.沉管法隧道適適用條件何為沉管法隧隧道？沉管法是一種種水下隧道的的建設(shè)方法，，即：通過(guò)預(yù)預(yù)制的方式建建造隧道，然然后將預(yù)制段段分別浮運(yùn)到到隧址，然后后通過(guò)沉放對(duì)對(duì)接的方式，，在開(kāi)挖的水水下基槽內(nèi)將將各預(yù)制段一一節(jié)一節(jié)連接接起來(lái)，形成成一個(gè)貫通的的隧道。1.沉管法隧道技技術(shù)發(fā)展沉管法隧道工工藝流程1910年美國(guó)建成了了第一條底特特律河的雙線線鐵路隧道，，被公認(rèn)為世世界第一條真真正意義上的的沉管法隧道道，本隧道沉沉管段由10節(jié)長(zhǎng)80米的鋼殼管段段組成。1.沉管法隧道技技術(shù)發(fā)展全世界沉管法法隧道最發(fā)達(dá)達(dá)的地區(qū)主要要是北美和歐歐洲，其次是是亞洲的日本本，根據(jù)國(guó)際際隧協(xié)到1997年的統(tǒng)計(jì)資料料，世界各國(guó)國(guó)已建、在建建的沉管隧道道共有108條，目前已超過(guò)過(guò)120條。1.沉管法隧道技技術(shù)發(fā)展國(guó)家（地區(qū)）數(shù)量國(guó)家（地區(qū)）數(shù)量美國(guó)25.5俄羅斯1荷蘭22英國(guó)2日本20澳大利亞1德國(guó)7希臘1加拿大2.5古巴1法國(guó)5西班牙1瑞典2中國(guó)6比利時(shí)3香港地區(qū)5丹麥3愛(ài)爾蘭1阿根廷1韓國(guó)1各國(guó)已建設(shè)成成沉管隧道統(tǒng)統(tǒng)計(jì)表里程牌項(xiàng)目厄勒海峽是橋橋隧組合項(xiàng)目目，中間通過(guò)過(guò)人工島實(shí)現(xiàn)現(xiàn)橋隧間的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換，隧道沉沉管段全長(zhǎng)3.51km，共分20個(gè)管節(jié)，首次次采用了工廠廠化干塢，流流水化方式制制作管節(jié)。2000年建成。工廠化干塢?RESUND里程牌項(xiàng)目?RESUND釜山巨濟(jì)公路路隧道長(zhǎng)3.24千米，采用節(jié)節(jié)段式管節(jié)，，最大水深為為50米。地基處理理分別采用了了擠密砂樁、、深層水泥攪攪拌工法改良良軟海泥層，，局部較薄軟軟土采用了換換填處理，解解決了不均勻勻沉降問(wèn)題。。2010年建成。釜山海底公路隧道里程牌項(xiàng)目Busan-Geoje里程牌項(xiàng)目Busan-GeojeFehmarn-Belt在建的丹麥與與德國(guó)之間Fehmern-Belt（費(fèi)馬恩）海海底隧道，為為公路雙向4車(chē)道+鐵路雙線的兩兩用跨海通道道。隧道總長(zhǎng)長(zhǎng)度20.4km，其中沉管段段長(zhǎng)18.6km，中部設(shè)置一一個(gè)通風(fēng)井。。里程牌項(xiàng)目我國(guó)的沉管法法隧道技術(shù)研研究起步較晚晚，但是發(fā)展展速度很快。。1994年建成了我國(guó)國(guó)的第一座沉沉管法隧道———廣州珠江江隧道，1996年建成了第二二座沉管法隧隧道——寧波波甬江隧道。。香港地區(qū)于于1972年建成了跨越越維多利亞港港的城市道路路海底隧道，，臺(tái)灣省于1984年建成了高雄雄港道路沉管管隧道。1.沉管法隧道發(fā)發(fā)展處于規(guī)劃或者者前期研究階階段的沉管法法隧道還有十十余條。包括括深中通道工工程等。1.沉管法隧道技技術(shù)發(fā)展序

號(hào)目前狀態(tài)隧道名稱(chēng)所在地建設(shè)年代1建成珠江隧道廣州19932甬江隧道寧波19963常洪隧道寧波20024外環(huán)隧道上海20035侖頭-生物島隧道廣州20106生物島-大學(xué)城隧道廣州20107

在建海河隧道天津沉管段已完工8沈家門(mén)海底隧道舟山沉管段已完工9洲頭咀隧道廣州2007開(kāi)工10佛山汾江路南延線工程隧道佛山2010開(kāi)工11港珠澳大橋珠海2010年開(kāi)工12南昌紅谷隧道南昌擬13年12月開(kāi)工我國(guó)大陸在建建或建成的沉沉管隧道港珠澳大橋海海底隧道工程程港珠澳大橋海海底隧道工程程港珠澳大橋海海底隧道的幾幾項(xiàng)重要技術(shù)術(shù)：1）人工島快速速修建技術(shù)2）工廠化預(yù)制制沉管隧道管管段3）先鋪法碎石石整平船4）專(zhuān)用沉放船船以及深水區(qū)區(qū)沉放對(duì)接技技術(shù)（無(wú)測(cè)量量塔）5）深厚軟土處處理技術(shù)港珠澳大橋海海底隧道工程程人工島采用40~50米高的大圓筒筒依次振沖形形成封閉島體體沉管法隧道的的發(fā)展趨勢(shì)：：1、隧道越來(lái)越越長(zhǎng)2、水深越來(lái)越越大3、環(huán)境條件越越來(lái)越苛刻，，水流速度大大、風(fēng)浪較大大的海洋環(huán)境境、海洋環(huán)境境自然保護(hù)區(qū)區(qū)4、隧道斷面越越來(lái)越大，多多車(chē)道、公鐵鐵合建等1.沉管法隧道技技術(shù)發(fā)展3.沉管法隧道關(guān)關(guān)鍵技術(shù)干塢管段制作水下基槽開(kāi)挖挖與臨時(shí)航道道疏浚接頭、護(hù)岸結(jié)結(jié)構(gòu)工程管段浮運(yùn)管段沉放對(duì)接接基礎(chǔ)處理最終接頭結(jié)構(gòu)防水9項(xiàng)3.沉管法隧道關(guān)關(guān)鍵技術(shù)干塢3.沉管法隧道關(guān)關(guān)鍵技術(shù)干塢港珠澳大橋海海底隧道工程程工廠化干塢預(yù)預(yù)制場(chǎng)3.沉管法隧道關(guān)關(guān)鍵技術(shù)干塢3.沉管法隧道關(guān)關(guān)鍵技術(shù)干塢設(shè)計(jì)主要分普通固固定干塢、工工廠化干塢、、移動(dòng)干塢三三大類(lèi)。普通固定干塢塢、工廠化干干塢主要考慮慮：1）干塢選址，，場(chǎng)地情況、、管段浮運(yùn)路路線水深情況況2）干塢規(guī)模，，管段分幾批批預(yù)制3）干塢設(shè)計(jì)，，塢底標(biāo)高、、邊坡設(shè)計(jì)（（多次進(jìn)排水水）、塢底承承載力工廠化還有：：淺塢、深塢塢標(biāo)高，工廠廠化流水線設(shè)設(shè)計(jì)移動(dòng)干塢主要要考慮1）浮船塢的選選擇，大小、、承載變形能能力、浮運(yùn)穩(wěn)穩(wěn)定性、行深深2）管段制作碼碼頭3）浮船塢浮運(yùn)運(yùn)路線及下潛潛港池設(shè)計(jì)干塢3.沉管法隧道關(guān)關(guān)鍵技術(shù)管段制作混凝土配合比比試驗(yàn)研究，，解決大體積積混凝土的防防滲抗裂以及及浮力設(shè)計(jì)問(wèn)問(wèn)題侖頭-生物島隧道工工程沉管段主體結(jié)結(jié)構(gòu)：C35、S10，重量：2.36t/m3(-0.01~+0.01t/m3)管段頂防錨層層：C20，重量：2.35t/m3(-0.01~+0.02t/m3)管段內(nèi)壓艙混混凝土：C20，重量：2.35t/m3(-0.01~+0.02t/m3)名稱(chēng)管段外包寬度管段外包高度管段長(zhǎng)度頂、底板厚度內(nèi)孔凈寬內(nèi)孔凈高外墻、內(nèi)墻厚度允許誤差+5～-10mm+5～-10mm+30～-30mm+0～-5mm+0～+10mm+0～+5mm+0～-10mm管段制作幾何何尺寸允許誤誤差后澆帶根據(jù)管段預(yù)制制質(zhì)量及精度度要求，管段段混凝土采用用橫向分層、、縱向分段進(jìn)進(jìn)行澆注?？v縱向根據(jù)每節(jié)節(jié)管段的長(zhǎng)度度進(jìn)行分段，，每小段長(zhǎng)15~18米，相鄰兩小段之之間設(shè)置1.5米的后澆帶。。橫斷面分底板板、側(cè)墻和頂頂板兩次澆筑筑。3.沉管法隧道關(guān)關(guān)鍵技術(shù)管段制作系纜樁舾裝設(shè)備管段制作中存存在大量的舾舾裝設(shè)備安裝裝以及臨時(shí)結(jié)結(jié)構(gòu)的施工為了滿足管段段浮運(yùn)、沉放放對(duì)接的需要要，管頂?shù)聂隔秆b設(shè)備包括括：接頭拉合合裝置、系纜纜樁、人孔、、測(cè)量塔、控控制塔、導(dǎo)向向裝置、滑輪輪組、吊點(diǎn)等等。測(cè)量塔吊點(diǎn)拉合座滑輪組人孔3.沉管法隧道關(guān)關(guān)鍵技術(shù)滑輪組管段制作時(shí)先先將各類(lèi)舾裝裝設(shè)備的底部部構(gòu)件進(jìn)行預(yù)預(yù)埋，管段沉沉放前二次舾舾裝時(shí)再安裝裝其上部構(gòu)件件。系纜樁人孔吊點(diǎn)拉合座舾裝設(shè)備3.沉管法隧道關(guān)關(guān)鍵技術(shù)單柱系纜樁雙柱系纜樁人孔舾裝設(shè)備3.沉管法隧道關(guān)關(guān)鍵技術(shù)為了滿足管段段在浮運(yùn)、沉沉放期間整體體抗浮的需要要，在管段內(nèi)內(nèi)部設(shè)置了壓壓載水箱，水水箱采用型鋼鋼作骨架，4mm厚的鋼板作水水箱內(nèi)模。各各管節(jié)水箱數(shù)數(shù)量根據(jù)抗浮浮計(jì)算確定。。3.沉管法隧道關(guān)關(guān)鍵技術(shù)壓載水箱3.沉管法隧道關(guān)關(guān)鍵技術(shù)壓載水箱預(yù)應(yīng)力鋼索上鼻托梁水密門(mén)端封墻3.沉管法隧道關(guān)關(guān)鍵技術(shù)端封墻等GINA止水帶安裝3.沉管法隧道關(guān)關(guān)鍵技術(shù)3.沉管法隧道關(guān)關(guān)鍵技術(shù)水下開(kāi)挖注意意：1）開(kāi)挖方式的的選擇，尤其其是普通開(kāi)挖挖與水下爆破破開(kāi)挖的界線線2）開(kāi)挖對(duì)環(huán)境境的影響3）回淤對(duì)開(kāi)挖挖的影響4）與臨時(shí)航道道改移方案匹匹配5）沉管隧道基基槽開(kāi)挖的一一般要求：分分層、分段，，不得有淺點(diǎn)點(diǎn)等6）臨時(shí)航道疏疏浚應(yīng)注意滿滿足行船寬度度、行深及轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎半徑要求求水下基槽開(kāi)挖挖與臨時(shí)航道道疏浚接頭鋼管樁岸上段和沉管管段的接頭是是沉管隧道設(shè)設(shè)計(jì)的的一個(gè)個(gè)難點(diǎn)。岸上段施工時(shí)時(shí)在接頭處需需要做臨時(shí)圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)。岸岸上段施工完完畢，為了滿滿足管段沉放放，接頭段需需要拆除，然然后進(jìn)行基槽槽開(kāi)挖。所以以接頭段除了了要滿足前期期岸上段施工工時(shí)的結(jié)構(gòu)安安全，還要滿滿足后期拆除除的方便、可可行。岸上段沉管段接頭3.沉管法隧道關(guān)關(guān)鍵技術(shù)接頭鋼管樁上上部為Φ1040mm的鋼管、下部部為鋼筋籠，，整體吊裝入入Φ1100mm的鉆孔中，再再水下灌注混混凝土至基槽槽開(kāi)挖面。接接頭破除前工工人從鋼管內(nèi)內(nèi)部將鋼管截截?cái)?，然后將將鋼管整體拔拔出。接頭鋼管樁接頭鋼管樁平平面接頭鋼管樁加加工3.沉管法隧道關(guān)關(guān)鍵技術(shù)護(hù)岸結(jié)構(gòu)沉管沉放前需需要進(jìn)行水下下基槽開(kāi)挖，，基槽開(kāi)挖使使基槽兩側(cè)的的既有堤岸失失去保護(hù)，也也使其原有的的基礎(chǔ)遭到破破壞，從而危危及堤岸安全全，因此需作作護(hù)岸結(jié)構(gòu)，，這部分護(hù)岸岸結(jié)構(gòu)由于一一側(cè)臨江，無(wú)無(wú)法設(shè)計(jì)內(nèi)支支撐。岸上段沉管段沉管段3.沉管法隧道關(guān)關(guān)鍵技術(shù)浮運(yùn)方案與干干塢形式、干干塢位置有關(guān)關(guān)一般干塢離隧隧道很近時(shí)，，通常采用岸岸控方式將管管段從塢內(nèi)絞絞移到隧址即即可。干塢位置較遠(yuǎn)遠(yuǎn)時(shí)，需全面面調(diào)查氣象、、水文、航道道情況，研究究確定管段的的浮運(yùn)方式、、拖航路線等等。頂推浮運(yùn)方式拖輪浮運(yùn)方式

拖輪、駁船組合浮運(yùn)方式

3.沉管法隧道關(guān)關(guān)鍵技術(shù)管段浮運(yùn)3.沉管法隧道關(guān)關(guān)鍵技術(shù)管段沉放常用的沉放方方案有三種：：抗吊法起重船沉吊法雙浮駁騎吊法港珠澳大橋海海底隧道工程程專(zhuān)用沉放船3.沉管法隧道關(guān)關(guān)鍵技術(shù)管段沉放對(duì)接接采用在管首首設(shè)鼻托，管管尾設(shè)兩個(gè)垂垂直千斤頂?shù)牡娜c(diǎn)支撐方方式。沉放對(duì)對(duì)接完成后再再通過(guò)基礎(chǔ)處處理進(jìn)行豎向向受力的置換換，然后拆掉掉鼻托、及支支撐千斤頂。。為了浮運(yùn)沉放放的需要，在在管段端部需需設(shè)置臨時(shí)端端封墻，端封封墻有鋼面板板與混凝土面面板兩種。上鼻托下鼻托支撐桿上鼻托下鼻托托3.沉管法法隧道道關(guān)鍵鍵技術(shù)術(shù)管段沉沉放基礎(chǔ)處處理沉管隧隧道受受浮力力的作作用，，沉管管段對(duì)對(duì)各種種地質(zhì)質(zhì)條件件的適適應(yīng)性性強(qiáng)，，一般般不需需專(zhuān)門(mén)門(mén)構(gòu)筑筑人工工基礎(chǔ)礎(chǔ)，但但施工工時(shí)為為解決決槽底底的不不平整整問(wèn)題題，須須進(jìn)行行基礎(chǔ)礎(chǔ)處理理。本隧道道的基基礎(chǔ)處處理采采用灌灌砂法法。管管段預(yù)預(yù)制時(shí)時(shí)就在在其中中隔墻墻和側(cè)側(cè)墻中中預(yù)埋埋灌砂砂管，，管段段沉放放對(duì)接接后用用砂駁駁工程程船通通過(guò)預(yù)預(yù)埋的的灌砂砂管灌灌砂。。灌砂砂盤(pán)半半徑暫暫定為為8米，灌灌砂壓壓力等等參數(shù)數(shù)根據(jù)據(jù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)結(jié)果果確定定。3.沉管法法隧道道關(guān)鍵鍵技術(shù)術(shù)預(yù)埋灌灌砂管管側(cè)墻上上的灌灌砂管管口部部中隔墻墻上的的灌砂砂管口口部基礎(chǔ)處處理3.沉管法法隧道