地下結(jié)構(gòu)工程施工技術(shù)第九章沉管結(jié)構(gòu)

地下結(jié)構(gòu)工程第09章9沉管結(jié)構(gòu)9.1概述水底隧道的施工方法：圍堤明挖法、礦山法、氣壓沉箱法、盾構(gòu)法以及沉管法。世界上第一條沉管鐵路隧道建于1910年，穿越美國(guó)Michigan州和加拿大Ontario省之間的Detroit河；沉管法是十九世紀(jì)五十年代起普遍應(yīng)用,如今共有100多座沉管隧道。二十世紀(jì)50年代解決了兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)——水力壓接法和基礎(chǔ)處理，沉管法已經(jīng)成為水底隧道最主要的施工方法，尤其在荷蘭。我國(guó)現(xiàn)有6條沉管法隧道：上海金山供水隧道，另外5條在寧波（寧波甬江水底隧道）、廣州（廣州珠江水底隧道）、香港（香港西區(qū)沉管隧道、香港東區(qū)沉管隧道）和臺(tái)灣。過(guò)程沉管法亦曾稱作預(yù)制管段沉放法；先在隧址以外的預(yù)制場(chǎng)制作隧道管段，兩端用臨時(shí)封墻密封，制成以后用拖輪拖運(yùn)到隧址指定位置上。預(yù)先在設(shè)計(jì)位置處，挖好水底溝槽。待管段定位就緒后，往管段中注水加載，使之下沉，然后將沉設(shè)完畢的管段在水下連接起來(lái)，覆土回填，完成隧道，此之謂“沉管隧道”。沉管隧道有圓形和矩形兩類，其設(shè)計(jì)、施工及所用材料有所不同。（1）圓形沉管隧道：這類沉管內(nèi)邊均為圓形、外邊則為圓形、八角形或花籃形，多半用鋼殼作為防水層；

（2）矩形沉管隧道：在每個(gè)斷面內(nèi)可以同時(shí)容納2－8個(gè)車道，矩形斷面的空間利用率較高，

圓形沉管、矩形沉管9.2沉管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沉管式水底隧道的設(shè)計(jì)：包括幾何設(shè)計(jì)、通風(fēng)設(shè)計(jì)、照明設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、內(nèi)裝設(shè)計(jì)、給排水設(shè)計(jì)、供電設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)安全等設(shè)計(jì)。沉管察結(jié)構(gòu)疼所受乏的荷竹載結(jié)構(gòu)航自重?cái)_、水譯壓力欣、土害壓力慮、浮算力、烤施工饑荷載況、波腳浪和遲水流戴壓力架、沉征降摩滅擦力宵、車泳輛活梳荷載始、沉已船荷澡載，隨地基室反力吼、溫滑度應(yīng)腳力、秩不均糕勻沉戴降所肯產(chǎn)生駝的附球加應(yīng)鏟力、謝地震戲等作雀用。作用圍在沉雪管上評(píng)的水語(yǔ)壓力室是主蘭要荷戲載婆。沉降善摩擦半力地基申反力創(chuàng)的分獨(dú)布規(guī)艱律（1蛾）直弦線分釣布；（2晝）反痛力強(qiáng)背度和暗各點(diǎn)丑沉降感量成慢正比蜓，即伯文克悼爾假披定，駛又可搞以分賣為單蠢一系勝數(shù)和糞多種覺(jué)地基幸系數(shù)客的兩臂種；（3壇）假紗定地鄙基為挨半無(wú)忘限彈昏性體鳥(niǎo)，按眼彈性贏理論舍計(jì)算貨反力鵝。浮力盡設(shè)計(jì)1）統(tǒng)干舷管段重在浮篇運(yùn)時(shí)岔，為運(yùn)了保動(dòng)持穩(wěn)脈定，發(fā)必須漢使管逃頂面段露出冤水面景，其露居出高崖度稱格為干哄舷。具有若一定寫(xiě)干舷解的管亡段，稅與風(fēng)六浪后少產(chǎn)生轎反向社力矩徑，保亂持平右衡。干舷晝的高孩度應(yīng)疲適中帆，過(guò)神小則繁穩(wěn)定弟性差木，過(guò)筍大時(shí)芝沉設(shè)茄困難苗。浮力威設(shè)計(jì)時(shí)，鼠按照最大們混凝斤土容慕重、跑最大拘混凝叼土體青積和鵝最小消河水勁的比坦重來(lái)計(jì)阿算干超舷。2）毒抗浮煙安全說(shuō)系數(shù)在管瘦段沉掠設(shè)施對(duì)工階鞭段，潔應(yīng)采抓用1.君05抗～1嚇.1宋的抗鉗浮安哭全系恨數(shù)。管段降沉設(shè)鉆完畢將后，庸務(wù)必筐大于標(biāo)1.因05刮，防丹止“療復(fù)浮醒”。設(shè)計(jì)螞時(shí)需東要按錄照最小隊(duì)混凝淘土容帥重、喜最小酒混凝肆土體葉積和子最大葡河水厭的比孫重來(lái)步計(jì)算粘抗浮閣安全翅系數(shù)洗。3）澡沉管盾結(jié)構(gòu)脆的外判廓尺渴寸沉管宮結(jié)構(gòu)撲的外葡廓尺統(tǒng)寸，必須盾通過(guò)壺浮力魚(yú)設(shè)計(jì)徹才能躲確定找;沉管億結(jié)構(gòu)決的外買廓高演度，斬往往府超過(guò)充車道遠(yuǎn)凈空跡高度斯與頂膀底板宮厚度愉之和辦。結(jié)構(gòu)拉分析突與配筋筋1）槽.斷處面結(jié)廉構(gòu)分桂析其結(jié)哭構(gòu)內(nèi)遍力分雀析須量經(jīng)過(guò)嬌“假定曬截面匪尺寸味——侮分析慎內(nèi)力嘉——?jiǎng)P修正失尺度信——構(gòu)復(fù)算絞內(nèi)力穗”的訓(xùn)幾次循環(huán)跌。避免紅采用要剪力蹦鋼筋尤,舍常采射用變典截面兩或折吼拱形株結(jié)構(gòu)茄。不能省只以后一個(gè)抗斷面倍的結(jié)草構(gòu)分淺析來(lái)斗代表尤整節(jié)有管段難，以狹及河凱中段葡全長(zhǎng)皆的橫酒斷面趟配筋習(xí)計(jì)算況，所青以目牙前一離般采段用電算爸分析。沉管揚(yáng)折拱途形結(jié)坦構(gòu)2）良縱向豪結(jié)構(gòu)哪分析施工連階段的沉蘿管縱碎向受今力分潔析，岸主要握是計(jì)筋算浮紛運(yùn)、劍沉設(shè)壤時(shí)，芬施工狠荷載展、波助浪力資所引純起的穴內(nèi)力鍋。使用或階段的沉春管縱叛向受恢力分嘴析，訊一般按照利彈性干地基支梁理推論進(jìn)行禿計(jì)算困。3）垃配排筋沉管疼結(jié)構(gòu)雜的混結(jié)凝土寒強(qiáng)度冷等級(jí)團(tuán)，宜怠采用夸C3欺0-晝C4愿0。由于戲沉管辜結(jié)構(gòu)凡對(duì)貫脂通裂杰縫非除常敏貌感，從非貫津通裂種縫宜塞控制殘?jiān)谝辕B下，改因此雖采用寨鋼筋沫等級(jí)心不宜籮過(guò)高達(dá)，不宜頌采用載II終I級(jí)啞和I壤II啦級(jí)以羽上的古鋼筋分。4）照預(yù)應(yīng)辟力的刃應(yīng)用一般退情況慈下，勵(lì)沉管朋隧道斃采用鄉(xiāng)豐普通洲混凝識(shí)土結(jié)且構(gòu)而蛾不用思預(yù)應(yīng)她力混踏凝土屠結(jié)構(gòu)近。因緣瑞沉管查的結(jié)構(gòu)忘厚度刺并非秤強(qiáng)度演決定，而裳是由擱抗浮嫁安全親系數(shù)攝決定看。當(dāng)隧場(chǎng)道跨擦度較屋大，仗達(dá)三役車道看以上澇，或票者水口、土宵壓力廚又較諸大時(shí)終，采針用預(yù)者應(yīng)力硬。(a站)Al棉me盼nd餓ar際es(b閱)La藥fo澆nt練ai委ne1-預(yù)應(yīng)再力索查；2－臨幣時(shí)拉近索；3－防講水層本講躍要點(diǎn)沉管制運(yùn)輸晉中干送舷設(shè)錘計(jì)的霜意義城。沉管鞋結(jié)構(gòu)泳設(shè)計(jì)歸的方反法和匯原則房誠(chéng)。9.站3壘接縫賠管段乎處理準(zhǔn)與防洗水措躁施變形某縫的盟布置己與構(gòu)回造沉管肥結(jié)構(gòu)一般沖都是俯二次吩澆筑室，炭常易滴發(fā)生雞收縮網(wǎng)裂縫唱。方不均昂勻沉均降等健影響念也易旋致管甘段開(kāi)粉裂燈。變形減縫每節(jié)遲管段軋分割涉成若扔干節(jié)遺段，為一般淡為1墊5～稍20嗚m左誕右感。變形塞縫須枕滿足1.儀能適誦應(yīng)一廣定幅莖度的宏線變溫形與副角變醫(yī)形。2.砌在浮協(xié)運(yùn)、天沉設(shè)傍時(shí)能果傳遞洽縱向逐彎矩寒。（1題）外構(gòu)排縱澤向鋼扮筋全曬部切校斷。棉而內(nèi)欠排縱槽向鋼裝筋則瞇暫時(shí)預(yù)不予襯切斷戒，待曠沉設(shè)塊完畢潤(rùn)后再源將跨特越變忽形縫鮮之內(nèi)沃排縱朝向鋼句筋，貴全部權(quán)切斷價(jià)。（2比）浮塞運(yùn)之閱前安寺設(shè)臨恥時(shí)的拌縱向族預(yù)應(yīng)唐力索灑（筋啟），云待沉毀設(shè)完棕畢后襯再行救撤去3.奮在任牌何情通況下扶能傳劉遞剪單力，如圖4夢(mèng).變傾形前緩后均啟能防誼水，臺(tái)階景形變睡形縫回幻墓片241－沉蜜管外樸側(cè)；2－沉棉管內(nèi)煤側(cè)；3－卷弟材防摟水層食；4－鋼鑄邊橡彼膠止惡水帶匯；5－瀝湊青防能水；6－瀝云青填群料；7－鋼芒筋混侍凝土鼓保護(hù)縣層止水速縫帶普遍但的是蔬橡膠夫止水朵帶和代鋼邊稈橡膠跑止水蛙帶。1)竿橡膠息止水衡帶橡膠巡壽止水駱帶可安用天然豪橡膠（含至膠率轎）7漸0％艇）制陪成。惜亦可此用合成掀橡膠（如統(tǒng)氯丁從橡膠謀等）積制成址。橡膠件止水第帶的贊壽命潮濕湯、無(wú)樂(lè)日照膽及溫仇度較友低礎(chǔ)等環(huán)密境理墳想。地下速工程怖中的屋橡膠禮止水獸帶的鎖耐用失壽命長(zhǎng)應(yīng)在吊六十告年以紡上。經(jīng)老灶化加不速實(shí)乞驗(yàn)亦赴可斷衣定其馳安全召年限塌超過(guò)鼓10胡0年鳳。形式門：均由第本體辛與錨項(xiàng)著部有兩部嚷分組紫成;變形黑縫的陜張開(kāi)氣度、姥本體瞞部的漆寬度爬。這歸兩個(gè)農(nóng)因素暢共同銀決定英著止描水帶聞所受背拉力禮。2)餐鋼邊震橡膠恐止水刻帶鋼邊剪橡膠檢止水瞞帶，境系于時(shí)橡膠鼻止水囑帶兩籮側(cè)錨扯著部夢(mèng)中加特鑲一租段薄懸鋼板捉，其款厚度嚇僅0熊.7宏mm蔬左右瘋，初追于荷林蘭的祖凡爾研遜（海Ve品ls禿en港,1委95柔7）崖。管段犯外壁壘的防鍬水措濫施沉管翁外防駕水和陽(yáng)沉管法自防哥水兩劈燕類;外防唉水包刺括了鋼殼梨，鋼何板防洲水，供卷材策防水純，涂塊料防愉水等不肅同方尾法；自防意水主聯(lián)要是葛采用粒防水享混凝飾土。鋼殼補(bǔ)與鋼蹤蝶板防侮水在沉枯管的晃三面芬（底象和二信側(cè)）錯(cuò)甚至瀉四面威（包哥括頂妨面）恢用鋼板燦包覆的防估水槐;耗鋼皺量大泥、焊腔縫防驢水可化靠性恩不高墨、鋼煎材防色銹問(wèn)孟題仍臭未切盈實(shí)解警決;卷材暖防水用膠漏料粘毒結(jié)多嬸層瀝擇青類救卷材揮或合洋成橡西膠類闖卷材當(dāng)而成暴的粘貼修式（聞亦稱勉外貼泡式）防傲水層尤。均用盡澆油風(fēng)攤鋪呀法粘恒貼狹;卷材夸粘貼長(zhǎng)完畢故后，供須在荷外邊碑加設(shè)茄保護(hù)參層。到幻拾片6涂料劉防水施工節(jié)工藝忠較繁滋，施技工操久作工潤(rùn)程中陪會(huì)造蔬成“起闖殼”辟，無(wú)法菠補(bǔ)救動(dòng)；抗拉閃伸能舒力較車差。9.牙4管紫段沉擋設(shè)與峰水下盜連接1)鋪分吊某法2～刷4艘組起重扛船或棗浮箱浮筒償?shù)醭脸舴ǜ∠鋸B吊沉種法2）蒙扛吊為法最主紋要的堅(jiān)大型芬工具逼就是責(zé)四艘羨小型側(cè)方駁姐；3）且騎吊消法慚S品EP4）未拉沉某法1－方拉合怪千斤撥頂；羅2－辰拉沉齊卷?yè)P(yáng)息機(jī)；撐3－望拉沉貌索；咱4－映壓載絞水本講憂要點(diǎn)理解酸變形螞縫的聞設(shè)置臺(tái)原則了解謝防水伐措施知；了解澆沉設(shè)偶方法娘。水下瘡連接早期扛采用期灌筑瓦水下冶混凝持土施市工法蹈；二十憤世紀(jì)藝五十適年代手末，忽加拿皇大的南臺(tái)司逗隧道巾采用水力龜壓接房誠(chéng)法。用水袋力壓墨接法甘進(jìn)行壯水下帥連接趁的主陜要工洋序是罰：對(duì)位伍——跡拉合析——奮壓接柜——炎拆除錄端封醉墻9.越5隨管段捧接頭管段次接頭索的構(gòu)萄造，晌主要芝有剛冶性接水頭和屠柔性柄接頭賣兩種適。剛性緊接頭剛性劫接頭喬系于朋水下蝴連接船（不攔論采透用何馬法）凝完畢恨后，白于相捆鄰兩閥節(jié)管持段端再面之邀間，踐沿隧冶道外熱壁（屆二側(cè)酬與頂助、底特板）解以一間圈鋼補(bǔ)筋混忠凝土西連接日起來(lái)份，形廣成一率個(gè)永久魯性接燒頭。剛度叛較大狹，但活沉降隆不勻滑易開(kāi)合裂滲菌漏?！跋茸烊岷髽銊偂比嵝悦{接頭主要糧是利宿用水崗力壓奇接時(shí)弄所用踩的膠墊，吸厚收變紀(jì)溫伸怪縮與斯地基板不均著勻沉鐵降所邀致角內(nèi)變，命以消貨除或路減小辦管段他所受輸變溫揀或沉鞠降應(yīng)敬力。9.騙6朱沉管謊基礎(chǔ)在水世底沉動(dòng)管隧愿道中徐，因牽作用棟在溝鈴槽底擱面的跑荷載釋，不肥因設(shè)怒置沉伏管而按有所狀增加摔，相調(diào)反，遞卻有次所減更小?；A(chǔ)執(zhí)處理紫——悉墊平沉管年隧道毒的基筋礎(chǔ)處評(píng)理方袖法，殲大體壯上分鎮(zhèn)為先鋪撒法和肉后填間法兩大搏類；先鋪屆法有刮砂創(chuàng)法，棵刮石佩法等；后填麥法有灌囊象法，答壓漿縣法，沒(méi)壓砂泡法等。1)垂先鋪勇法先鋪蛙法實(shí)寒際上炸是利塔用刮鋪首機(jī)將鋪因墊材磁料（緣瑞砂或精石）麗設(shè)置彈成平無(wú)整的討墊層縣。1－方黨環(huán)形禍浮箱佩；2－砂糟石喂裂料管拜；3－刮因板；4－砂零石墊橡層（）；5-錨塊炎；6－溝哄槽底愈面；7－鋼開(kāi)軌；8－移厲形鋼渾梁2）渴后填心法在后貢填法道中，趙安設(shè)蔑水底臨時(shí)廢支座郵，臨時(shí)冊(cè)支座閥大多辜數(shù)為鳳道渣全堆上暑設(shè)置巾鋼筋慢混凝襲土支填承板芬，也厚可以墨采用墳短樁極簡(jiǎn)易功墩。灌砂扯法噴砂菠法灌囊獻(xiàn)法壓漿宅法壓砂煤法（1羊）、練灌砂欄法（銅2）菠、噴折砂法1－預(yù)冷制支董承板吼；2－噴濟(jì)砂臺(tái)澆架；3－噴精