隧道工程(第7章-2沉管1)

隧道工程(第7章-2沉管1)第一頁(yè)，共46頁(yè)。主要內(nèi)容

隧道掘進(jìn)機(jī)施工方法

盾構(gòu)法施工方法

頂管法施工方法

沉管法施工方法

明挖法施工方法第二頁(yè)，共46頁(yè)。7.2沉管法施工（1）沉管法先在隧址以外制作隧道管段，兩端用臨時(shí)封墻密封，運(yùn)到隧址指定位置上定位就緒后，向管段內(nèi)灌水下沉，然后將沉畢的管段在水下連接，覆土回填，進(jìn)行內(nèi)部裝修及設(shè)備安裝以完成隧道。1.概述管段制作浮運(yùn)沉設(shè)第三頁(yè)，共46頁(yè)。（2）沉管法的特點(diǎn)對(duì)地質(zhì)水文條件適應(yīng)能力強(qiáng)可淺埋且與兩岸道路銜接容易防水性能好施工工期短造價(jià)低施工條件好可做成大斷面多車道結(jié)構(gòu)7.2沉管法施工第四頁(yè)，共46頁(yè)。（3）沉管法的發(fā)展1910年，世界上首座沉管鐵路隧道，穿越美國(guó)Michigan州和加拿大Ontario省的Detroit河。19世紀(jì)50年代起，普遍應(yīng)用。20世紀(jì)50年代，解決了水力壓接和基礎(chǔ)處理兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，成為水底隧道主要施工方法。7.2沉管法施工第五頁(yè)，共46頁(yè)。底特律-溫莎隧道第六頁(yè)，共46頁(yè)。上海外環(huán)沉管隧道第七頁(yè)，共46頁(yè)。7.1隧道掘進(jìn)機(jī)施工方法寧波甬江沉管隧道第八頁(yè)，共46頁(yè)。7.1隧道掘進(jìn)機(jī)施工方法天津海河沉管隧道第九頁(yè)，共46頁(yè)。珠港澳沉管隧道第十頁(yè)，共46頁(yè)。南昌紅谷沉管隧道第十一頁(yè)，共46頁(yè)。九龍紅堪沉管隧道第十二頁(yè)，共46頁(yè)。韓國(guó)加德沉管隧道第十三頁(yè)，共46頁(yè)。第十四頁(yè)，共46頁(yè)。厄勒海峽沉管隧道第十五頁(yè)，共46頁(yè)。大連灣海底隧道第十六頁(yè)，共46頁(yè)。1（1）沉管隧道組成2.沉管隧道組成及結(jié)構(gòu)形式7.2沉管法施工第十七頁(yè)，共46頁(yè)。（2）沉管法的結(jié)構(gòu)按制作材料鋼殼結(jié)構(gòu)鋼殼混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)按斷面形狀按斷面布局圓形矩形混合型單孔式多孔組合式7.2沉管法施工第十八頁(yè)，共46頁(yè)。第十九頁(yè)，共46頁(yè)。第二十頁(yè)，共46頁(yè)。第二十一頁(yè)，共46頁(yè)。第二十二頁(yè)，共46頁(yè)。第二十三頁(yè)，共46頁(yè)。第二十四頁(yè)，共46頁(yè)。第二十五頁(yè)，共46頁(yè)。7.2沉管法施工第二十六頁(yè)，共46頁(yè)。沉管隧道是選用圓形鋼殼結(jié)構(gòu)還是矩形混凝土結(jié)構(gòu)？7.2沉管法施工第二十七頁(yè)，共46頁(yè)。3.沉管隧道設(shè)計(jì)管段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)管段浮力設(shè)計(jì)附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)管段基礎(chǔ)設(shè)計(jì)荷載組合7.2沉管法施工防水設(shè)計(jì)沉管隧道設(shè)計(jì)第二十八頁(yè)，共46頁(yè)。（1）荷載組合1）主要荷載7.2沉管法施工第二十九頁(yè)，共46頁(yè)。2）荷載組合

管段橫向靜力計(jì)算工況7.2沉管法施工第三十頁(yè)，共46頁(yè)。管段縱向靜力計(jì)算工況7.2沉管法施工第三十一頁(yè)，共46頁(yè)。（2）管段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）計(jì)算模型橫向計(jì)算簡(jiǎn)圖縱向計(jì)算簡(jiǎn)圖7.2沉管法施工第三十二頁(yè)，共46頁(yè)。2）設(shè)計(jì)要點(diǎn)斷面結(jié)構(gòu)分析

內(nèi)力分析須經(jīng)過“假定截面尺寸——分析內(nèi)力——修正尺度——復(fù)算內(nèi)力”的幾次循環(huán)。

避免采用剪力鋼筋

,常采用變截面或折拱形結(jié)構(gòu)。

不能以一個(gè)斷面結(jié)構(gòu)分析來代表整節(jié)管段及水中段全長(zhǎng)的橫斷面配筋計(jì)算?？v向結(jié)構(gòu)分析

施工階段：主要計(jì)算浮運(yùn)、沉設(shè)時(shí)，施工荷載、波浪力引起的內(nèi)力。

使用階段：一般按照彈性地基梁理論進(jìn)行計(jì)算。配筋沉管結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)，宜采用C30-C40。由于沉管結(jié)構(gòu)對(duì)貫通裂縫非常敏感，非貫通裂縫宜控制在0.15-0.2mm以下，因此鋼筋等級(jí)不宜過高，不宜采用III級(jí)和III級(jí)以上的鋼筋。7.2沉管法施工第三十三頁(yè)，共46頁(yè)。（3）管段浮力設(shè)計(jì)1）干舷設(shè)計(jì)

干舷：為使管段在浮運(yùn)時(shí)保持穩(wěn)定，必須使管頂面露出水

面，其露出高度稱為干舷。

作用：與風(fēng)浪后產(chǎn)生反向力矩，保持平衡。

尺寸：干舷高度應(yīng)適中，過小穩(wěn)定性差，過大沉設(shè)困難。

矩形斷面：10~15cm，其他斷面：40~50cm。

浮力設(shè)計(jì)時(shí)，按照最大混凝土容重、最大混凝土體積和最小河、海水的比重來計(jì)算干舷。7.2沉管法施工第三十四頁(yè)，共46頁(yè)。2）抗浮設(shè)計(jì)

施工階段：采用1.05-1.1的抗浮安全系數(shù)。

沉設(shè)完畢：抗浮安全系數(shù)務(wù)必大于1.05，防止“復(fù)浮”。

使用階段：采用1.2-1.5的抗浮安全系數(shù)。設(shè)計(jì)時(shí)按最小混凝土容重、最小混凝土體積和最大河海水的比重計(jì)算抗浮安全系數(shù)。7.2沉管法施工第三十五頁(yè)，共46頁(yè)。（3）附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

附屬結(jié)構(gòu)：端封墻、壓倉(cāng)水箱、剪切鍵、鼻托、臨時(shí)支撐、管頂設(shè)施。7.2沉管法施工第三十六頁(yè)，共46頁(yè)。端封墻由鋼梁、混凝土和預(yù)埋枕梁構(gòu)成。整墻按梁板體系設(shè)計(jì)（簡(jiǎn)支梁+等跨連續(xù)板）7.2沉管法施工第三十七頁(yè)，共46頁(yè)。壓倉(cāng)水箱用于調(diào)整管段平衡和提供必要的負(fù)浮力。須滿足沉放就位后管段抗浮安全系數(shù)大于規(guī)定值。7.2沉管法施工第三十八頁(yè)，共46頁(yè)。剪切鍵和鼻托垂直剪切鍵：根據(jù)不均勻沉降產(chǎn)生的垂直剪切力設(shè)計(jì)；水平剪切鍵：根據(jù)地震力引起的水平剪切力設(shè)計(jì)。7.2沉管法施工第三十九頁(yè)，共46頁(yè)。臨時(shí)支撐

管段沉放時(shí)，一端支撐在鼻托上，另一端用千斤頂支撐于臨時(shí)支撐上。臨時(shí)支撐須提供足夠的承載力和負(fù)浮力。7.2沉管法施工第四十頁(yè)，共46頁(yè)。管頂設(shè)施

包括吊點(diǎn)、人孔、定位塔、拉合裝置等。7.2沉管法施工第四十一頁(yè)，共46頁(yè)。7.2沉管法施工第四十二頁(yè)，共46頁(yè)。（4）管段基礎(chǔ)設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：壓縮量和抗壓強(qiáng)