沉管隧道技術(shù)解讀課件

沉管隧道技術(shù)第四組：歐陽(yáng)俊峰、孔翎旭、蘇冠宇、朱振杰、鄢然、趙騰飛沉管隧道技術(shù)第四組：歐陽(yáng)俊峰、孔翎旭、蘇冠宇、朱振杰、鄢然、匯報(bào)提綱1234沉管技術(shù)及其發(fā)展實(shí)例與展望沉管隧道的關(guān)鍵技術(shù)橋隧方案比選匯報(bào)提綱1234沉管技術(shù)及其發(fā)展實(shí)例與展望沉管隧道的關(guān)鍵技術(shù)沉管技術(shù)及其發(fā)展

沉管法是預(yù)制管段沉放法的簡(jiǎn)稱，是在水底建筑隧道的一種施工方法。其施工順序是先在船臺(tái)上或干塢中制作隧道管段（用鋼板和混凝土或鋼筋混凝土），管段兩端用臨時(shí)封墻密封后滑移下水（或在塢內(nèi)放水），使其浮在水中，再拖運(yùn)到隧道設(shè)計(jì)位置。定位后，向管段內(nèi)加載，使其下沉至預(yù)先挖好的水底溝槽內(nèi)。管段逐節(jié)沉放，并用水力壓接法將相鄰管段連接。最后拆除封墻，使各節(jié)管段連通成為整體的隧道。在其頂部和外側(cè)用塊石覆蓋，以保安全。水底隧道的水下段，采用沉管法施工具有較多的優(yōu)點(diǎn)。50年代起，由于水下連接等關(guān)鍵性技術(shù)的突破而普遍采用，現(xiàn)已成為水底隧道的主要施工方法。用這種方法建成的隧道稱為沉管隧道。沉管技術(shù)及其發(fā)展沉管技術(shù)及其發(fā)展沉管技術(shù)具體施工沉管技術(shù)及其發(fā)展沉管技術(shù)具體施工沉管技術(shù)及其發(fā)展沉管技術(shù)具體施工沉管技術(shù)及其發(fā)展沉管技術(shù)具體施工

沉管技術(shù)及其發(fā)展世界沉管隧道的歷史世界沉管技術(shù)的研究始于1810年首次在倫敦進(jìn)行的沉管隧道試驗(yàn),但試驗(yàn)未能解決防水問(wèn)題。直到1896年美國(guó)首次利用沉管法建成穿越波士頓港的輸水隧洞和1910年在美國(guó)建成底特律水底鐵路隧道才宣告沉管法的成功誕生。荷蘭于1942年首次建成位于鹿特丹的Mass隧道,即世界上首次采用矩形鋼筋混凝土管段建成的沉管隧道。1959年加拿大成功采用水力壓接法建成Deas隧道。沉管隧道關(guān)鍵技術(shù)的突破,使得沉管法很快被世界各國(guó)普遍采用。美國(guó)的FortMcHenry隧道、荷蘭的Drecht隧道和中國(guó)上海外環(huán)隧道為目前世界上車(chē)道數(shù)最多的沉管隧道,均為8車(chē)道。美國(guó)BayAreaRapidTransit隧道全長(zhǎng)5825m,由58節(jié)管段組成,是世界上最長(zhǎng)的沉管隧道之一。目前世界上建造沉管隧道最多的國(guó)家為美國(guó)、荷蘭和日本。據(jù)統(tǒng)計(jì),現(xiàn)在全世界已有約150座沉管隧道。沉管技術(shù)及其發(fā)展世界沉管隧道的歷史沉管隧道技術(shù)的發(fā)展沉管技術(shù)自問(wèn)世以來(lái),就不斷被工程界改進(jìn)和完善。從英國(guó)人最初的試驗(yàn),到美國(guó)人修建實(shí)際的沉管隧道,直到荷蘭人引進(jìn)后又進(jìn)行了新的創(chuàng)新,使沉管隧道技術(shù)得到了不斷的發(fā)展。荷蘭于20世紀(jì)60年代發(fā)明了Gina止水帶,日本在此基礎(chǔ)上又進(jìn)行了新的研發(fā)?；A(chǔ)處理技術(shù)方面,丹麥于40年代發(fā)明噴砂法,瑞典于60年代首先采用灌囊法,荷蘭在70年代發(fā)明了壓砂法,日本在70年代推出壓注混凝土法和壓漿法。日本在抗震方面也開(kāi)展了大量研究,并編寫(xiě)了沉管隧道抗震設(shè)計(jì)規(guī)范。這些技術(shù)上的重大革新,對(duì)沉管隧道的發(fā)展和應(yīng)用具有重要意義。水中懸浮隧道(SFT),在意大利又稱阿基米德橋,是在沉管技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種跨越水域的新概念。其基本結(jié)構(gòu)包括懸浮在水面以下一定深度的管狀結(jié)構(gòu)、錨固在水下基礎(chǔ)的錨索裝置、橋體管節(jié)之間的連接裝置和隧道與兩岸相連的構(gòu)筑物等四個(gè)部分。水中懸浮隧道已經(jīng)被歐洲、美國(guó)和日本等國(guó)科技界和政府所關(guān)注,但迄今世界上還沒(méi)有建成一座水中懸浮隧道,這方面仍處于理論和試驗(yàn)研究階段。沉管技術(shù)及其發(fā)展沉管隧道技術(shù)的發(fā)展沉管技術(shù)及其發(fā)展(1)有大噸位船舶通過(guò)江河港灣時(shí),橋梁需要一定的垂直凈空和引橋長(zhǎng)度;而隧道運(yùn)營(yíng)期間不侵占航道凈空,不影響水路航運(yùn)和港口船舶的進(jìn)出,能有效避免航運(yùn)和橋梁之間的矛盾。(2)在繁華區(qū)域建造越江工程,橋梁方案因引橋的建設(shè)會(huì)涉及大量拆遷和土地占用,進(jìn)而增加工程造價(jià)和工程建造難度。(3)城市越江工程型式的選擇應(yīng)兼顧考慮保障城市安全。水下隧道交通不受惡劣天氣影響,無(wú)論刮風(fēng)下雨,均能確保隧道交通安全,使車(chē)輛暢通無(wú)阻地全天候運(yùn)行。(4)水下隧道可以一洞多用,能安全穩(wěn)定地安排各種市政管道穿越水域。沉管隧道與橋梁的比較(1)有大噸位船舶通過(guò)江河港灣時(shí),橋梁需要一定的垂直凈空和引沉管法與盾構(gòu)法是兩種重要的隧道施工方法,而沉管法在大型越江工程中呈現(xiàn)許多明顯特點(diǎn)。(1)大斷面多車(chē)道的大型隧道,沉管法明顯優(yōu)于盾構(gòu)法。沉管隧道斷面形式可多樣,截面尺寸自由度大;而盾構(gòu)隧道斷面受盾構(gòu)機(jī)半徑影響,尺寸有限,且斷面多為圓形,空間利用率低。(2)防水性能好使得沉管隧道在越江工程中優(yōu)勢(shì)突出;而沉管節(jié)段長(zhǎng),接縫數(shù)量少,相對(duì)減少了滲漏水的機(jī)會(huì)。(3)沉管隧道主要施工工序可平行進(jìn)行,速度快,施工建設(shè)工期短。不同施工方法隧道與隧道的比較沉管法與盾構(gòu)法是兩種重要的隧道施工方法,而沉管法在大型越江工大型沉管管段的制作成為沉管法隧道中技術(shù)含量很高,質(zhì)量要求很?chē)?yán)的項(xiàng)目,是沉管隧道建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。(1)管段制作精度高。主要體現(xiàn)在對(duì)管段總重量、總體積、干塢高度、沉放對(duì)接精度的要求上。(2)管段防水要求高。主要體現(xiàn)在管段結(jié)構(gòu)不允許出現(xiàn)貫穿裂縫,盡量避免和控制表層裂縫。(3)由于沉管管段混凝土體積大、導(dǎo)溫系數(shù)低、早期的絕熱溫升和表面散熱等各種因素的影響,會(huì)在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生溫度應(yīng)力;同時(shí)由于混凝土的抗拉強(qiáng)度低,而產(chǎn)生穩(wěn)定裂縫。因此對(duì)沉管隧道混凝土的研究,則主要集中在溫度場(chǎng)及由之產(chǎn)生的應(yīng)力場(chǎng)的研究上。通過(guò)檢驗(yàn)積累和科學(xué)計(jì)算結(jié)果表明,管段側(cè)墻內(nèi)存在較大的拉應(yīng)力,需要采取合理的措施,以防止裂縫的發(fā)展。1、管段預(yù)制大型沉管管段的制作成為沉管法隧道中技術(shù)含量很高,質(zhì)量要求很沉管隧道在浚挖基槽前,應(yīng)根據(jù)河床泥沙以及水流速度等情況確定基槽的形狀、浚挖方法及基槽邊坡穩(wěn)定性。常用的挖泥船有靶吸、鏈吸、鏈斗、抓斗、鏟斗和射流等形式,選用時(shí)應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r盡量使用技術(shù)成熟、生產(chǎn)率高、費(fèi)用低的浚挖方式。隧道施工時(shí)還應(yīng)密切關(guān)注基槽淤泥的沉積問(wèn)題,應(yīng)采取必要的防范和清淤措施。2、基槽浚挖沉管隧道在浚挖基槽前,應(yīng)根據(jù)河床泥沙以及水流速度等情況確定基沉管隧道的基礎(chǔ)處理主要是解決開(kāi)挖引起的槽底不平整、地基土軟硬不均和基槽回淤與流砂管涌等問(wèn)題。管段基礎(chǔ)處理方法大致可分為先鋪法和后鋪法。先鋪法又可分為刮鋪法(刮砂法和刮石法)和樁基法兩種;后鋪法則有噴砂法、壓砂法、灌砂法、灌囊法和注漿法(灌漿法)之分。沉管隧道在基槽開(kāi)挖、管段沉放、基礎(chǔ)處理和最后回填覆土后,抗浮系數(shù)僅1.1～1.2,作用在溝槽底面的荷載不會(huì)因設(shè)置沉管而增加,相反卻有減小。沉管隧道基槽開(kāi)挖時(shí),無(wú)論采取何種挖泥設(shè)備,開(kāi)挖后溝槽底面總留有15～50cm的不平整度。溝槽底面與管段表面之間存在眾多不規(guī)則的空隙,導(dǎo)致地基土受力不均勻,引起不均勻沉降,同時(shí)地基受力不均也會(huì)使管段結(jié)構(gòu)受到較高的局部應(yīng)力,以至開(kāi)裂。而且,地震或列車(chē)通過(guò)時(shí)的振動(dòng)會(huì)使砂性基礎(chǔ)產(chǎn)生液化的不良后果。因此必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)處理,以消除這些有害空隙。3、地基處理沉管隧道的基礎(chǔ)處理主要是解決開(kāi)挖引起的槽底不平整、地基土軟硬管段接頭有柔性接頭和剛性接頭之分,根據(jù)位置不同,又分為中間接頭、岸邊接頭和合龍接頭幾種。接頭設(shè)計(jì)應(yīng)堅(jiān)持具有可靠的水密性、適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度與變形性能以及施工可操作性等幾條原則。管段防水應(yīng)堅(jiān)持以混凝土自防水為根本、以接頭防水為重點(diǎn)的多道防水、綜合治理的設(shè)計(jì)原則。（1）、對(duì)鋼殼管段,由于鋼殼管段被鋼殼完全封閉,其防水問(wèn)題主要是管段之間的接縫防水。防水方法主要是接縫對(duì)準(zhǔn)后使用鋼銷(xiāo)扣緊,在接縫兩側(cè)安裝模板后,用導(dǎo)管法灌注密實(shí)的混凝土,將接縫完全包圍住。（2）、對(duì)鋼筋混凝土管段,管段長(zhǎng)度一般在70～120m,管段之間接頭處是一漏水間隙。施工縫也是一漏水點(diǎn),混凝土本身也會(huì)產(chǎn)生裂縫,這些裂縫能造成管段的滲漏,使鋼筋銹蝕,甚至危及管段本身,所以管段的防水至關(guān)重要。管段的接頭防水是沉管隧道防水的關(guān)鍵部位,沉管管段接頭的設(shè)計(jì)不僅要滿足接頭部位在各工況下的防水要求,還要滿足管段沉放對(duì)接施工中接頭的水力壓接功能以及管段間接頭的柔性功能,例如GINA橡膠止水帶。4、防水與接頭問(wèn)題管段接頭有柔性接頭和剛性接頭之分,根據(jù)位置不同,又分為中間接預(yù)制管段浮運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)并沉放安裝的整個(gè)施工過(guò)程分為五個(gè)工況:管段起浮、出塢與浮運(yùn)、管段沉放與水力壓接、基礎(chǔ)構(gòu)筑及覆土。其中,隧道管段的出塢與浮運(yùn)、沉放定位與水下對(duì)接是沉管隧道施工中關(guān)鍵的階段,是沉放隧道施工過(guò)程中的一項(xiàng)重要技術(shù)。沉放是沉管施工過(guò)程中最危險(xiǎn)的階段,原因是沉放在水下施工,難度較大,同時(shí)為避免對(duì)船舶航行的影響等,要求作業(yè)時(shí)間短。管段沉放施工需要綜合考慮管段尺寸、水流速度和方向、深淺以及以往的施工經(jīng)驗(yàn)等,同時(shí),潮汐對(duì)管段施工也有很大的影響。5、浮運(yùn)、沉放與水下壓接預(yù)制管段浮運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)并沉放安裝的整個(gè)施工過(guò)程分為五個(gè)工況:管1、工程概況島隧工程包括長(zhǎng)625m的東、西人工島和5664m長(zhǎng)的海中沉管隧道。沉管隧道隧址沿線的最大水下深度超過(guò)45m?？紤]到遠(yuǎn)期30萬(wàn)t規(guī)劃航道疏浚的要求,沉管頂部最大埋深超過(guò)20m。預(yù)制沉管節(jié)共分33節(jié)管節(jié),最終接頭設(shè)置于E29和E30之間,長(zhǎng)度為2.5m,采用水下止水板方式施工。港珠澳大橋島隧工程沉管隧道施工實(shí)例1、工程概況島隧工程包括長(zhǎng)625m的東、西人工島和56642、沉管隧道管節(jié)工廠化生產(chǎn)橫斷面采用2孔1管廊形式,寬37.95m、高11.40m;標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)由8個(gè)長(zhǎng)22.5m的節(jié)段組成。2、沉管隧道管節(jié)工廠化生產(chǎn)橫斷面采用2孔1管廊形式,寬37.2、沉管隧道管節(jié)工廠化生產(chǎn)1)生產(chǎn)廠房用于將預(yù)制鋼筋網(wǎng)片的拼裝和管節(jié)澆筑、養(yǎng)護(hù)。(2)管節(jié)滑行區(qū)用于將已制作完成的節(jié)段推進(jìn)滑行。節(jié)段下方設(shè)置滑行梁,上部采用多點(diǎn)千斤頂系統(tǒng)和減摩墊層,控制差異沉降量,減少摩擦阻力,確保節(jié)段滑行時(shí)結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生有害裂縫。(3)管節(jié)臨時(shí)寄放區(qū)用于臨時(shí)寄放已經(jīng)完成養(yǎng)護(hù)并完成一次舾裝的管節(jié)。該區(qū)域可建于干塢出?？?減少干塢開(kāi)挖工作量。2、沉管隧道管節(jié)工廠化生產(chǎn)1)生產(chǎn)廠房用于將預(yù)制鋼筋網(wǎng)片的拼2、沉管隧道管節(jié)工廠化生產(chǎn)2、沉管隧道管節(jié)工廠化生產(chǎn)3、基槽開(kāi)挖基槽開(kāi)挖包括粗挖、精挖及清淤。1)粗挖是開(kāi)挖自然泥面至離設(shè)計(jì)底標(biāo)高約2m間的泥層,選用1萬(wàn)m3以上耙吸船承擔(dān)粗挖施工。2)精挖是開(kāi)挖粗挖完成后至設(shè)計(jì)底標(biāo)高間的泥層,選用具有定深和平挖功能的大型抓斗挖泥船，可減少底部擾動(dòng)和浮泥產(chǎn)生。3)清淤是清除粗挖結(jié)束后至精挖前基槽淤積的泥沙,以及精挖后基槽底和基床面回淤的浮泥層。選用專用清淤船進(jìn)行清淤,確保沉放時(shí)水容重的變化控制在要求范圍之內(nèi)。3、基槽開(kāi)挖基槽開(kāi)挖包括粗挖、精挖及清淤。3)清淤是清除粗挖4、碎石刮鋪基礎(chǔ)沉管隧道的基礎(chǔ)處理方法,以消滅不規(guī)則空隙為目的,可分為先鋪法(在管段沉設(shè)之前,先鋪好砂、石墊層)和后填法(先將管段沉設(shè)在預(yù)置在溝槽底上的臨時(shí)支座上,隨后再補(bǔ)填墊實(shí))。為減少外海沉放作業(yè)時(shí)間,隧道基礎(chǔ)的處理方法擬采用碎石刮鋪法的基礎(chǔ)墊層。采用碎石刮鋪船。該設(shè)備固定于打入海底的4根管樁,憑借船上的桁車(chē)移動(dòng)和填料刮鋪筒進(jìn)行碎石刮鋪施工。填料刮鋪筒出料口前后設(shè)有超聲波探測(cè)裝置,可詳細(xì)了解到碎石刮鋪狀態(tài)及偏差,并實(shí)時(shí)反映到中控室。刮鋪筒的填料口可以根據(jù)船體標(biāo)高靈活調(diào)整，其深度也可根據(jù)不同需要靈活調(diào)整。4、碎石刮鋪基礎(chǔ)沉管隧道的基礎(chǔ)處理方法,以消滅不規(guī)則空隙為目5、管節(jié)體外定位系統(tǒng)當(dāng)隧道管節(jié)放置到基礎(chǔ)上后,體外定位系統(tǒng)將投入使用。當(dāng)移動(dòng)隧道管節(jié)時(shí),接頭端和尾端兩側(cè)體外定位系統(tǒng)底座將提供支撐,并確保管節(jié)不會(huì)因?yàn)樗骱筒ɡ水a(chǎn)生側(cè)向位移。在輕微提升管節(jié)時(shí),體外定位系統(tǒng)底座將依靠下部的碎石基礎(chǔ)提供地基反力。當(dāng)管節(jié)被提升后,可以在減少管節(jié)底部摩擦的情況下調(diào)整管節(jié),管節(jié)向前移動(dòng)則由安裝在管節(jié)頂部的拉合千斤頂控制管節(jié)尾端橫向位置由安裝在底座上的橫向千斤頂調(diào)整。

5、管節(jié)體外定位系統(tǒng)當(dāng)隧道管節(jié)放置到基礎(chǔ)上后,體外定位系統(tǒng)將6、管節(jié)浮運(yùn)及沉放安裝1)管節(jié)的浮運(yùn)將采用拖輪拖帶的方式,結(jié)合工程實(shí)際情況,采用縱拖和橫拖相結(jié)合的浮運(yùn)方案。2)選用穩(wěn)定性和可控性較好的雙駁扛吊法進(jìn)行管節(jié)沉放安裝。使用管節(jié)外部定位系統(tǒng)及選用沉管水下測(cè)量定位系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)管節(jié)水下高精度測(cè)量定位。6、管節(jié)浮運(yùn)及沉放安裝1)管節(jié)的浮運(yùn)將采用拖輪拖帶的方式,結(jié)沉管隧道技術(shù)第四組：歐陽(yáng)俊峰、孔翎旭、蘇冠宇、朱振杰、鄢然、趙騰飛沉管隧道技術(shù)第四組：歐陽(yáng)俊峰、孔翎旭、蘇冠宇、朱振杰、鄢然、匯報(bào)提綱1234沉管技術(shù)及其發(fā)展實(shí)例與展望沉管隧道的關(guān)鍵技術(shù)橋隧方案比選匯報(bào)提綱1234沉管技術(shù)及其發(fā)展實(shí)例與展望沉管隧道的關(guān)鍵技術(shù)沉管技術(shù)及其發(fā)展

沉管法是預(yù)制管段沉放法的簡(jiǎn)稱，是在水底建筑隧道的一種施工方法。其施工順序是先在船臺(tái)上或干塢中制作隧道管段（用鋼板和混凝土或鋼筋混凝土），管段兩端用臨時(shí)封墻密封后滑移下水（或在塢內(nèi)放水），使其浮在水中，再拖運(yùn)到隧道設(shè)計(jì)位置。定位后，向管段內(nèi)加載，使其下沉至預(yù)先挖好的水底溝槽內(nèi)。管段逐節(jié)沉放，并用水力壓接法將相鄰管段連接。最后拆除封墻，使各節(jié)管段連通成為整體的隧道。在其頂部和外側(cè)用塊石覆蓋，以保安全。水底隧道的水下段，采用沉管法施工具有較多的優(yōu)點(diǎn)。50年代起，由于水下連接等關(guān)鍵性技術(shù)的突破而普遍采用，現(xiàn)已成為水底隧道的主要施工方法。用這種方法建成的隧道稱為沉管隧道。沉管技術(shù)及其發(fā)展沉管技術(shù)及其發(fā)展沉管技術(shù)具體施工沉管技術(shù)及其發(fā)展沉管技術(shù)具體施工沉管技術(shù)及其發(fā)展沉管技術(shù)具體施工沉管技術(shù)及其發(fā)展沉管技術(shù)具體施工

沉管技術(shù)及其發(fā)展世界沉管隧道的歷史世界沉管技術(shù)的研究始于1810年首次在倫敦進(jìn)行的沉管隧道試驗(yàn),但試驗(yàn)未能解決防水問(wèn)題。直到1896年美國(guó)首次利用沉管法建成穿越波士頓港的輸水隧洞和1910年在美國(guó)建成底特律水底鐵路隧道才宣告沉管法的成功誕生。荷蘭于1942年首次建成位于鹿特丹的Mass隧道,即世界上首次采用矩形鋼筋混凝土管段建成的沉管隧道。1959年加拿大成功采用水力壓接法建成Deas隧道。沉管隧道關(guān)鍵技術(shù)的突破,使得沉管法很快被世界各國(guó)普遍采用。美國(guó)的FortMcHenry隧道、荷蘭的Drecht隧道和中國(guó)上海外環(huán)隧道為目前世界上車(chē)道數(shù)最多的沉管隧道,均為8車(chē)道。美國(guó)BayAreaRapidTransit隧道全長(zhǎng)5825m,由58節(jié)管段組成,是世界上最長(zhǎng)的沉管隧道之一。目前世界上建造沉管隧道最多的國(guó)家為美國(guó)、荷蘭和日本。據(jù)統(tǒng)計(jì),現(xiàn)在全世界已有約150座沉管隧道。沉管技術(shù)及其發(fā)展世界沉管隧道的歷史沉管隧道技術(shù)的發(fā)展沉管技術(shù)自問(wèn)世以來(lái),就不斷被工程界改進(jìn)和完善。從英國(guó)人最初的試驗(yàn),到美國(guó)人修建實(shí)際的沉管隧道,直到荷蘭人引進(jìn)后又進(jìn)行了新的創(chuàng)新,使沉管隧道技術(shù)得到了不斷的發(fā)展。荷蘭于20世紀(jì)60年代發(fā)明了Gina止水帶,日本在此基礎(chǔ)上又進(jìn)行了新的研發(fā)?；A(chǔ)處理技術(shù)方面,丹麥于40年代發(fā)明噴砂法,瑞典于60年代首先采用灌囊法,荷蘭在70年代發(fā)明了壓砂法,日本在70年代推出壓注混凝土法和壓漿法。日本在抗震方面也開(kāi)展了大量研究,并編寫(xiě)了沉管隧道抗震設(shè)計(jì)規(guī)范。這些技術(shù)上的重大革新,對(duì)沉管隧道的發(fā)展和應(yīng)用具有重要意義。水中懸浮隧道(SFT),在意大利又稱阿基米德橋,是在沉管技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種跨越水域的新概念。其基本結(jié)構(gòu)包括懸浮在水面以下一定深度的管狀結(jié)構(gòu)、錨固在水下基礎(chǔ)的錨索裝置、橋體管節(jié)之間的連接裝置和隧道與兩岸相連的構(gòu)筑物等四個(gè)部分。水中懸浮隧道已經(jīng)被歐洲、美國(guó)和日本等國(guó)科技界和政府所關(guān)注,但迄今世界上還沒(méi)有建成一座水中懸浮隧道,這方面仍處于理論和試驗(yàn)研究階段。沉管技術(shù)及其發(fā)展沉管隧道技術(shù)的發(fā)展沉管技術(shù)及其發(fā)展(1)有大噸位船舶通過(guò)江河港灣時(shí),橋梁需要一定的垂直凈空和引橋長(zhǎng)度;而隧道運(yùn)營(yíng)期間不侵占航道凈空,不影響水路航運(yùn)和港口船舶的進(jìn)出,能有效避免航運(yùn)和橋梁之間的矛盾。(2)在繁華區(qū)域建造越江工程,橋梁方案因引橋的建設(shè)會(huì)涉及大量拆遷和土地占用,進(jìn)而增加工程造價(jià)和工程建造難度。(3)城市越江工程型式的選擇應(yīng)兼顧考慮保障城市安全。水下隧道交通不受惡劣天氣影響,無(wú)論刮風(fēng)下雨,均能確保隧道交通安全,使車(chē)輛暢通無(wú)阻地全天候運(yùn)行。(4)水下隧道可以一洞多用,能安全穩(wěn)定地安排各種市政管道穿越水域。沉管隧道與橋梁的比較(1)有大噸位船舶通過(guò)江河港灣時(shí),橋梁需要一定的垂直凈空和引沉管法與盾構(gòu)法是兩種重要的隧道施工方法,而沉管法在大型越江工程中呈現(xiàn)許多明顯特點(diǎn)。(1)大斷面多車(chē)道的大型隧道,沉管法明顯優(yōu)于盾構(gòu)法。沉管隧道斷面形式可多樣,截面尺寸自由度大;而盾構(gòu)隧道斷面受盾構(gòu)機(jī)半徑影響,尺寸有限,且斷面多為圓形,空間利用率低。(2)防水性能好使得沉管隧道在越江工程中優(yōu)勢(shì)突出;而沉管節(jié)段長(zhǎng),接縫數(shù)量少,相對(duì)減少了滲漏水的機(jī)會(huì)。(3)沉管隧道主要施工工序可平行進(jìn)行,速度快,施工建設(shè)工期短。不同施工方法隧道與隧道的比較沉管法與盾構(gòu)法是兩種重要的隧道施工方法,而沉管法在大型越江工大型沉管管段的制作成為沉管法隧道中技術(shù)含量很高,質(zhì)量要求很?chē)?yán)的項(xiàng)目,是沉管隧道建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。(1)管段制作精度高。主要體現(xiàn)在對(duì)管段總重量、總體積、干塢高度、沉放對(duì)接精度的要求上。(2)管段防水要求高。主要體現(xiàn)在管段結(jié)構(gòu)不允許出現(xiàn)貫穿裂縫,盡量避免和控制表層裂縫。(3)由于沉管管段混凝土體積大、導(dǎo)溫系數(shù)低、早期的絕熱溫升和表面散熱等各種因素的影響,會(huì)在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生溫度應(yīng)力;同時(shí)由于混凝土的抗拉強(qiáng)度低,而產(chǎn)生穩(wěn)定裂縫。因此對(duì)沉管隧道混凝土的研究,則主要集中在溫度場(chǎng)及由之產(chǎn)生的應(yīng)力場(chǎng)的研究上。通過(guò)檢驗(yàn)積累和科學(xué)計(jì)算結(jié)果表明,管段側(cè)墻內(nèi)存在較大的拉應(yīng)力,需要采取合理的措施,以防止裂縫的發(fā)展。1、管段預(yù)制大型沉管管段的制作成為沉管法隧道中技術(shù)含量很高,質(zhì)量要求很沉管隧道在浚挖基槽前,應(yīng)根據(jù)河床泥沙以及水流速度等情況確定基槽的形狀、浚挖方法及基槽邊坡穩(wěn)定性。常用的挖泥船有靶吸、鏈吸、鏈斗、抓斗、鏟斗和射流等形式,選用時(shí)應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r盡量使用技術(shù)成熟、生產(chǎn)率高、費(fèi)用低的浚挖方式。隧道施工時(shí)還應(yīng)密切關(guān)注基槽淤泥的沉積問(wèn)題,應(yīng)采取必要的防范和清淤措施。2、基槽浚挖沉管隧道在浚挖基槽前,應(yīng)根據(jù)河床泥沙以及水流速度等情況確定基沉管隧道的基礎(chǔ)處理主要是解決開(kāi)挖引起的槽底不平整、地基土軟硬不均和基槽回淤與流砂管涌等問(wèn)題。管段基礎(chǔ)處理方法大致可分為先鋪法和后鋪法。先鋪法又可分為刮鋪法(刮砂法和刮石法)和樁基法兩種;后鋪法則有噴砂法、壓砂法、灌砂法、灌囊法和注漿法(灌漿法)之分。沉管隧道在基槽開(kāi)挖、管段沉放、基礎(chǔ)處理和最后回填覆土后,抗浮系數(shù)僅1.1～1.2,作用在溝槽底面的荷載不會(huì)因設(shè)置沉管而增加,相反卻有減小。沉管隧道基槽開(kāi)挖時(shí),無(wú)論采取何種挖泥設(shè)備,開(kāi)挖后溝槽底面總留有15～50cm的不平整度。溝槽底面與管段表面之間存在眾多不規(guī)則的空隙,導(dǎo)致地基土受力不均勻,引起不均勻沉降,同時(shí)地基受力不均也會(huì)使管段結(jié)構(gòu)受到較高的局部應(yīng)力,以至開(kāi)裂。而且,地震或列車(chē)通過(guò)時(shí)的振動(dòng)會(huì)使砂性基礎(chǔ)產(chǎn)生液化的不良后果。因此必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)處理,以消除這些有害空隙。3、地基處理沉管隧道的基礎(chǔ)處理主要是解決開(kāi)挖引起的槽底不平整、地基土軟硬管段接頭有柔性接頭和剛性接頭之分,根據(jù)位置不同,又分為中間接頭、岸邊接頭和合龍接頭幾種。接頭設(shè)計(jì)應(yīng)堅(jiān)持具有可靠的水密性、適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度與變形性能以及施工可操作性等幾條原則。管段防水應(yīng)堅(jiān)持以混凝土自防水為根本、以接頭防水為重點(diǎn)的多道防水、綜合治理的設(shè)計(jì)原則。（1）、對(duì)鋼殼管段,由于鋼殼管段被鋼殼完全封閉,其防水問(wèn)題主要是管段之間的接縫防水。防水方法主要是接縫對(duì)準(zhǔn)后使用鋼銷(xiāo)扣緊,在接縫兩側(cè)安裝模板后,用導(dǎo)管法灌注密實(shí)的混凝土,將接縫完全包圍住。（2）、對(duì)鋼筋混凝土管段,管段長(zhǎng)度一般在70～120m,管段之間接頭處是一漏水間隙。施工縫也是一漏水點(diǎn),混凝土本身也會(huì)產(chǎn)生裂縫,這些裂縫能造成管段的滲漏,使鋼筋銹蝕,甚至危及管段本身,所以管段的防水至關(guān)重要。管段的接頭防水是沉管隧道防水的關(guān)鍵部位,沉管管段接頭的設(shè)計(jì)不僅要滿足接頭部位在各工況下的防水要求,還要滿足管段沉放對(duì)接施工中接頭的水力壓接功能以及管段間接頭的柔性功能,例如GINA橡膠止水帶。4、防水與接頭問(wèn)題管段接頭有柔性接頭和剛性接頭之分,根據(jù)位置不同,又分為中間接預(yù)制管段浮運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)并沉放安裝的整個(gè)施工過(guò)程分為五個(gè)工況:管段起浮、出塢與浮運(yùn)、管段沉放與水力壓接、基礎(chǔ)構(gòu)筑及覆土。其中,隧道管段的出塢與浮運(yùn)、沉放定位與水下對(duì)接是沉管隧道施工中關(guān)鍵的階段,是沉放隧道施工過(guò)程中的一項(xiàng)重要技術(shù)。沉放是沉管施工過(guò)程中最危險(xiǎn)的階段,原因是沉放在水下施工,難度較大,同時(shí)為避免對(duì)船舶航行的影響等,要求作業(yè)時(shí)間短。管段沉放施工需要綜合考慮管段尺寸、水流速度和方向、深淺以及以往的施工經(jīng)驗(yàn)等,同時(shí),潮汐對(duì)管段施工也有很大的影響。5、浮運(yùn)、沉放與水下壓接預(yù)制管段浮運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)并沉放安裝的整個(gè)施工過(guò)程分為五個(gè)工況:管1、工程概況島隧工程包括長(zhǎng)625m的東、西人工島和5664m長(zhǎng)的海中沉管隧道。沉管隧道隧址沿線的最大水下深度超過(guò)45m?？紤]到遠(yuǎn)期30萬(wàn)t規(guī)劃航道疏浚的要求,沉管頂部最大埋深超過(guò)20m。預(yù)制沉管節(jié)共分33節(jié)管節(jié),最終接頭設(shè)置于E29和E30之間,長(zhǎng)度為2.5m,采用水下止水板方式施工。港珠澳大橋島隧工程沉管隧道施工實(shí)例1、工程概況島隧工程包括長(zhǎng)625m的東、西人工島和56642、沉管隧道管節(jié)工廠化生產(chǎn)橫斷面采用2孔1管廊形式,寬37.95m、高11.40m;標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)由8個(gè)長(zhǎng)22.5m的節(jié)段組成。2、沉管隧道管節(jié)工廠化生產(chǎn)橫斷面采用2孔1管廊形式,寬37.2、沉管隧道管節(jié)工廠化生產(chǎn)1)生產(chǎn)廠房用于將預(yù)制鋼筋網(wǎng)片的拼裝和管節(jié)澆筑、養(yǎng)護(hù)。(2)管節(jié)滑行區(qū)用于將已制作完成的節(jié)段推進(jìn)滑行。節(jié)段下方設(shè)置滑行梁,上部采用多點(diǎn)千斤頂系統(tǒng)和減摩墊層,控制差異沉降量,減少摩擦阻力,確保節(jié)段滑行時(shí)結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生有害裂縫。(3)管節(jié)臨時(shí)寄放區(qū)用于臨時(shí)寄放已經(jīng)完成養(yǎng)護(hù)并完成一