沉管隧道結(jié)構(gòu)及施工講義

沉管隧道施工沉管隧道施工沉管隧道施工

沉管法：就是在水底預(yù)先挖好溝槽，把在陸地上特殊場(chǎng)地預(yù)制的適當(dāng)長(zhǎng)度的管段浮運(yùn)到沉放現(xiàn)場(chǎng)，順序地沉放到溝槽中并進(jìn)行連接，然后回填覆蓋成的隧道。LOGO沉管隧道施工沉管隧道施工

LOGO沉管隧道施工1概論1.1發(fā)展史

19世紀(jì)末，美國(guó)首先用沉管法建成波士頓的下水道工程，之后，于1910年用此法建成底特律河水底鐵路隧道，這是世界上第一條沉管建造的鐵路隧道。日本是東亞第一個(gè)建成沉管隧道的國(guó)家。自1944年第一條沉管道路隧道－庵治河隧道通車以來(lái)，已建成鐵路和公路隧道18條。目前世界上最長(zhǎng)的沉管隧道是美國(guó)舊金山海灣地區(qū)快速交通隧道，全長(zhǎng)5825米，由58節(jié)管段組成。管段最寬的隧道是比利時(shí)亞珀?duì)査淼溃瑢掃_(dá)53.1m，全長(zhǎng)336m。單節(jié)管段最長(zhǎng)的隧道是荷蘭海姆斯普爾隧道，最長(zhǎng)一節(jié)管段長(zhǎng)268m，寬21.5m重50000KN。LOGO沉管隧道施工1.1發(fā)展史

根據(jù)國(guó)際隧道協(xié)會(huì)沉管與懸浮式隧道到1994年的統(tǒng)計(jì)資料，世界各國(guó)已建、在建或擬建的沉管隧道共有93條，就管段制作而言，混凝土隧道59條，鋼殼隧道34條；從使用功能上來(lái)看，公路隧道61條，鐵路隧道26條（包括地鐵隧道），公路、鐵路兩用隧道4條，人行隧道2條；就管段橫截面形狀來(lái)說(shuō)，矩形截面隧道73條，圓形（含花籃形、八角形、馬蹄形、橢圓形）截面隧道20條；從規(guī)模上看，早期的沉管多為雙車道或四車道，從60年代中期，陸續(xù)建成一些六車道隧道，到目前世界已建的6／8車道共有19條。LOGO沉管隧道施工1.1發(fā)展史

在我國(guó)，香港和臺(tái)灣借助國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)共建成四條沉管隧道，中國(guó)大陸第一條沉管道路隧道－廣州珠江隧道于1993年底通車，已建成寧波甬江隧道。我國(guó)目前的沉管隧道設(shè)計(jì)及施工技術(shù)還處在積累經(jīng)驗(yàn)階段，但我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展為其進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件。如上海外環(huán)線吳淞口越江隧道確定采用沉管法隧道。由于多車道沉管隧道明顯節(jié)約投資，因此沉管隧道在我國(guó)具有廣闊的前景。LOGO沉管隧道施工1.2方法實(shí)質(zhì)先在干塢中或船臺(tái)上預(yù)制大型砼箱形構(gòu)件，或是砼和鋼的組合箱形構(gòu)件，每個(gè)構(gòu)件長(zhǎng)60～140m，并于兩端用臨時(shí)隔墻封閉，用拖輪拖至預(yù)沉位置，定位后，將這些構(gòu)件沉放在河床上預(yù)先浚挖好的溝槽中并聯(lián)接起來(lái)，回填砂石，拆除隔墻形成隧道。LOGO沉管邪隧道忘施工LO乏GO1.渡3、蜘優(yōu)點(diǎn)1對(duì)地兄質(zhì)水判文適病應(yīng)能猾力強(qiáng)因在址基槽帆中開那挖較脹淺，絡(luò)基槽滿開挖俊和基漠礎(chǔ)處抬理的艙施工僚技術(shù)嗚比較寬簡(jiǎn)單因沉艇管受惱到水將的浮聞力，念作用列于地鍛基的蜓荷載宇較小因管夕段采姿用先攪預(yù)制情再浮思運(yùn)沉現(xiàn)放的圣施工失工藝搖，避復(fù)免了著難度辨較大是的水另下作攀業(yè)，存故可蛾在深辜水施飯工，殘且對(duì)掠潮差位和水舍流速降的適幼應(yīng)能輛力強(qiáng)沉管各隧道乎施工LO灶GO2可淺塊埋與哲兩岸弟道路全銜接塵容易與埋鎖深較耗大的孟盾構(gòu)脅隧道忠相比體，沉營(yíng)管隧悅道路緊面標(biāo)陶高可黃抬高流，與掌岸上淘道路樂(lè)隧道餡很容任易銜傍接1.果3、軋優(yōu)點(diǎn)沉管皮隧道追施工LO餐GOLO挖GO沉管裹隧道粗施工LO啞GO3防水懂性能寨好每節(jié)彎預(yù)制仿管段席很長(zhǎng)濾，一臨般約10蓋0m庫(kù),而剛盾構(gòu)父隧道涂預(yù)制蠅管片攻環(huán)寬活僅為時(shí)1m錯(cuò)，因晨而沉膊管隧聲道接隱縫數(shù)您量少4沉管琴隧道迅施工疫工期灣短由于嚷每節(jié)份預(yù)制玩管段討較長(zhǎng)舟，一予條沉稠管隧圓道只蓮用幾典節(jié)預(yù)灑制管喝段就哲可完璃成，識(shí)預(yù)制生管段詞和基屋槽開爬挖可寇同時(shí)競(jìng)進(jìn)行江，且蟲預(yù)制晨管段據(jù)不在哈隧址縫，施擋工干新擾時(shí)產(chǎn)間短1.蠻3、大優(yōu)點(diǎn)沉管割隧道得施工LO農(nóng)GO5沉管隙隧道狡造價(jià)備低水底企挖基扣槽土欣方量炮少，稠比地見下挖身土單算價(jià)低腹，管堵段預(yù)秩制與撤盾構(gòu)煮相比蹈，所誕需費(fèi)去用低姥。6施工睬條件洋好沉管捉隧道畫施工詠時(shí)，饒預(yù)制陳和浮崖運(yùn)沉溝放管光段等冬主要懇工序截大部湖分在花水上版進(jìn)行隸，水潑下作丸業(yè)極恭少，克除少殲數(shù)潛染水工傲外，方工人冬們都餃在水骨上作使業(yè)，斬且不哥需在乘氣壓脖下工辮作1.究3、冶優(yōu)點(diǎn)沉管蠶隧道痛施工LO慮GO7沉管鳥可作培成大妨斷面膀多車砌道一個(gè)辯隧道慣橫斷含面可磨同時(shí)鏟容納4～墓8條論車道真。而且結(jié)構(gòu)灰尺寸躍不限江。對(duì)犁盾構(gòu)秘受尺步寸限劈燕制，制一般內(nèi)只能拆雙車產(chǎn)道1.架3、掌優(yōu)點(diǎn)沉管拉隧道爹施工LO塞GO1.嗓4、巧沉管彎隧道蠟類型按斷茂面形售狀圓形沉管獎(jiǎng)隧道至施工LO亂GO矩形沉管短隧道哈施工LO岡GO按管忠段制爸作方你式船臺(tái)域型沉管刻隧道獅施工LO屠GO干塢震型沉管牢隧道默施工LO威GO沉管搬隧道述施工LO見GO浮船鄉(xiāng)豐塢沉管新隧道綠施工LO丟GO干塢LO窯GO管段毯預(yù)制LO請(qǐng)GO防錨宴層施搏工LO酒GO沉管船隧道朋內(nèi)部LO擾GO2沿沉歪管結(jié)蛾構(gòu)設(shè)籠計(jì)2.小1、沉史管結(jié)牌構(gòu)浮毒力計(jì)積算計(jì)算猾內(nèi)容干舷撇浮力益計(jì)算抗浮匪安全米系數(shù)誘計(jì)算1南干紡舷：燭能保曬持管決頂露猛出水頓面的族管段殺外露哥高度折，對(duì)趙矩形拉截面匹管段護(hù)，高葛度多竟為1史0～什15縣cm傅。對(duì)矩班形斷悔面，績(jī)太小徹，制脊作困灣難；太大糧，消句除干腸舷下版沉的毒壓載憐水容技量太暑大計(jì)算摸方法畢：按溪最大撞的砼朽容重殘，最等大的鴨砼體尼積和調(diào)最小耗的河適水比騰重計(jì)羽算干屈舷沉管盤隧道緩施工LO貸GO抗浮剖安全或系數(shù)跌KK＝濱管段貞總重厲／管飾段排鳳水重K=羅1.膚05勾～1巖.1君0躬管切段沉岡放階閉段K=鞏1.楚2～株1.旅5許管捕段使蓄用階浩段設(shè)計(jì)日計(jì)算靜時(shí)，物應(yīng)按短最小粗的混與凝土驅(qū)容重拌和體悔積，靜最大危的河監(jiān)水比創(chuàng)重來(lái)蠟計(jì)算畜各階漿段的到抗浮甘安全乏系數(shù)臣。沉管援隧道復(fù)施工LO嬸GO2.藏2、尖作用敘在沉棚管上如的荷燙載和青結(jié)構(gòu)今分析（一釘）、刺作用基在沉捐管上封的荷章載1結(jié)構(gòu)指自重管段哄重量記：砼(2變3.永7～英24多.1挖)+夢(mèng)鋼筋猴(1屢.6憑～2旺.0先5)您K宰N/字m3壓載司混凝逐土重似量：慎22短.5酷KN泛/m3路面潛鋪裝打重量沉管隸隧道兼施工2水壓詢力主要秀荷載鉛之一染，分治別計(jì)酸算高腎、低務(wù)潮位杰和百陽(yáng)年一卵遇的殊特大攔洪水辟位的突水壓串力LO搖GO3土壓新力主要奮荷載激，但息不一儀定是鴿常荷纏載，侍表示片河床仆底面唉到管饅段頂絲式面的短土重棵。隧競(jìng)道剛寺建時(shí)雞，可濕能很允小，頓以后示逐漸橋增加4浮力浮力摧＝排滅水重5旋施暢工荷巡壽載：惠封端蠅墻、桐定位態(tài)塔、塊出入原洞、蔬壓載補(bǔ)水柜蒼、索童具、業(yè)浮箱股等重妥量。6浩波者浪力擴(kuò)：在元浮運(yùn)噴時(shí)發(fā)剪生7歷流售水壓淚力：除在浮回運(yùn)時(shí)塞發(fā)生2.病2、耍作用預(yù)在沉捆管上化的荷肚載和慮結(jié)構(gòu)趁分析LO吊GO8毒負(fù)遍摩阻魚力：兵管段猜橫向凝外側(cè)記覆土高沉降敢到管緞段的洪向下姨摩擦姻力9胞車辰輛荷奔載：瞧在道選路隧恰道中歡，如出果路菠面鋪引設(shè)在站壓載示混凝底土層賄上面膏，則劃可略釘去車掀輛活尖載對(duì)能管段棗的影笛響。10券地基敬反力2.格2、障作用哲在沉鞏管上廚的荷船載和拘結(jié)構(gòu)段分析LO瓣GO偶然素荷載扶：11孩沉船蹲荷載12戒投錨悲與拖貿(mào)錨荷仆載13刺車行特隧管汪內(nèi)的減爆炸凱力2.狡2、鼓作用音在沉肅管上遮的荷筑載和搜結(jié)構(gòu)遍分析LO爬GO二、竟作用思在沉捎管上賓的荷傍載其他先荷載落：砼妄收縮禿、變盞溫影禿響、免不均單勻沉架降、薪地震（二貸）、燒結(jié)構(gòu)決分析1橫斷捕面結(jié)厭構(gòu)在水紐奉底隧以道沉拘管結(jié)帖構(gòu)中薄，常陷采用巡壽變截納面或賠折線煉形結(jié)只構(gòu)。駛即使娘在同需一節(jié)塔管段痕（一纖般長(zhǎng)警度為10甘0m綠左右恩）中支，因葵隧道鑼縱坡佩和河舒底標(biāo)購(gòu)高的鴿變化爹，各扶處斷篩面所秘受水雅、土營(yíng)壓力辜也不店同（擦特別傾在接仆近岸固邊時(shí)冰），鍛因此毀一般釘不能置只以挖一個(gè)比橫斷尼面的彎結(jié)構(gòu)幸分析孕來(lái)進(jìn)口行整布節(jié)管敢段的繩分析亭計(jì)算江。工它作量描大，碼常采樣用電灘算的贈(zèng)方式霞進(jìn)行凱?？沙洳捎猛埔话銉H的平裕面桿評(píng)系結(jié)推構(gòu)分碎析的乖通用唱程序逗進(jìn)行桑計(jì)算邪。LO險(xiǎn)GO2縱向探結(jié)構(gòu)施工樣階段淡的沉礦管縱睜向受門力分父析，貪主要欄是計(jì)森算浮徹運(yùn)，菜沉設(shè)洗時(shí)的犬施工漁荷載閥、波促浪力族所引帶起的勞內(nèi)力阻。使盯用階為段的鍬沉管忌縱向填受力番分析灑，一紅般按謊彈性之地基鉤梁理混論進(jìn)濟(jì)行計(jì)鏡算。3配筋因抗搜剪的漠需要繞，沉渡管應(yīng)丹采用峰較高婚標(biāo)號(hào)屈的混抱凝首土，嗚一般銜采用28冠天強(qiáng)賣度為竄30加0～筐4蓮50商kg似/c趴m2每混凝粉土。由于參沉管耳結(jié)構(gòu)刺不容敬許出污現(xiàn)任泡何通造透性滑的裂森縫；污非通閱透性中的裂思縫開醉展的蜘寬度已應(yīng)控燥制在捉0.殼15賣～膜0敏.2劣mm猾以下昨。因叉此不詢宜采赤用Ⅲ蔽級(jí)及材Ⅲ級(jí)圈以上畏的鋼滋筋。LO框GO3園管止段制睡作一、掃臨時(shí)溫干塢括：位置改應(yīng)選酬擇距警隧址仆較近年，地催質(zhì)條理件較址好，仿便于浸浮運(yùn)遍的地蘇方（一躁）干爸塢規(guī)咳模：根據(jù)岡工程選規(guī)模蛋、管霉段長(zhǎng)肝寬尺惜寸和歲管段炮數(shù)量返，結(jié)勝合塢臘址的叼地形釀、地蠻質(zhì)條蕉件、站工期拔、土槽地使狗用費(fèi)浴和施密工設(shè)須備綜晝合考跡慮。LO時(shí)GO1概一加次預(yù)舉制管嗓段時(shí)及的干次塢在干惜塢內(nèi)曬一次娛完成感所有沉管段普的制音作，磨它只潮需放筒一次帥水進(jìn)筒干塢供，干株塢不系需要東閘門率，施峰工簡(jiǎn)種便，隱干塢遮僅用耕土圍剩堰或末鋼板刪圍堰里作塢愉首。出管段顯出塢浸時(shí)，怕拆除巧塢首污圍堰補(bǔ)便可矛將管饒段浮概運(yùn)出義塢。得規(guī)模軟大，呼占地橡多，呢適用鐘于：猜工程生量較慕小，度管段擺數(shù)量鵲少，體土地私價(jià)格抄低和令塢址倘地質(zhì)湯條件逼較差敵的工轎程。3弄管惑段制荒作LO放GO2基分敞批預(yù)娃制管匠段時(shí)惰的干盈塢分批夜預(yù)制翻管段鼻是在兇干塢研內(nèi)分徑批制貞作管敗段，原每批擱管段辯預(yù)制譯完成吵，就冬放一涌次水懶進(jìn)塢無(wú)，使單之浮予運(yùn)出程塢，鳳干塢繩的塢穴門需免開啟畜多次筍，這俘種干休塢規(guī)旗模小寺，占化地少現(xiàn)，造英價(jià)低脖，重初復(fù)使遺用率徐高，付而且往有利劉于與散其它平施工遭程序灶配合銀縮短穩(wěn)工期磁。但州這種橋方式扛也有鑄不少街缺點(diǎn)暈：①艷若不澤采用缺啟閉任式塢饒門（櫻閘門侵），顛則每塵次修撒復(fù)塢變門難吵度大適。若格采用時(shí)閘門范式塢盲門，龜造價(jià)脈又高屠。②齡先批忽出塢喊后沉烈放的舞管段攜，至胳少有素一端眉擱置敏在基儀槽中踢的臨零時(shí)支頌座上谷，需頭待幾炸個(gè)月園時(shí)間永才能騙與后藍(lán)批管補(bǔ)段相奶接，李這樣怖不利即于先酬沉放械管段正的穩(wěn)蘿定，牌其安刑全難蒸于保幣證。③穿原已沙開挖卵的基蛇槽，正在后售批管脅段出攝塢時(shí)型己有需回淤蓮，且紛難于韻清除約，將螞影響儀后批巷管段津基礎(chǔ)爺?shù)馁|(zhì)規(guī)量。LO兆GO④縱重復(fù)勞使用播干塢詳，反澆復(fù)灌堤水、刪排水塊，抽雞水時(shí)反難以倦保證芝干塢背邊坡奸的穩(wěn)闖定性灑。重復(fù)呈使用淋干塢哄還會(huì)數(shù)造成而難以加徹底斧清除藏塢底湯墊層駐上的徒淤泥叛，必艷然影調(diào)響塢肢底的盛透水睜性，日削弱需塢底獵防排藍(lán)水能欲力與章承載生力，寬從而舉影響峰再次芳預(yù)制俊管段繪的質(zhì)必量，猶對(duì)管藍(lán)段上錦浮也德不利妄，甚認(rèn)至造頃成吸告附現(xiàn)侮象而涌使管姓段平紙衡失劃控。⑤授分批筐預(yù)制糕管段插會(huì)增礦加塢矩底施爸工設(shè)柜備的障拆遷菜和再或組裝宣工作墊，使主臨時(shí)注工程餓費(fèi)用義增加舊。⑥懸后批絞管段肯浮運(yùn)斑時(shí)，午可能冊(cè)需要檔再次新對(duì)臨臂時(shí)航擦道進(jìn)尚行疏場(chǎng)浚工邁作。為克奴服上譽(yù)述缺希點(diǎn)，漆在丹先麥至津瑞典渾跨海耽聯(lián)絡(luò)盾線的往厄勒宵海峽皺水底閃沉管膽隧道培的分縫批預(yù)痛制管臉段干塢變中采南用了臂兩級(jí)箱干塢克的型要式，廟即干缸塢由奇淺水蜜槽和搶深水偵槽組沿成。辨采用食船閘蠟的方場(chǎng)式逐綠段發(fā)借送管搬段單答元。LO燙GO（二捧）干刊塢的壤構(gòu)造干塢室一般趕由塢株墻、拼塢底馬、塢葡首及狀塢門議、排鋪水系濾統(tǒng)、增車道樓組成LO慌GO干塢沫的深度請(qǐng)應(yīng)保愚證管冰段在緩制成物后能德順利挖地進(jìn)辣行安研裝工脫作并峽浮運(yùn)趕出塢灶，要桐求塢妙室深耕度能惠使管巡壽段在貴低水緞位時(shí)撇露出壁水面險(xiǎn)，高物水位描時(shí)有窩足夠脖的水樂(lè)深以僚安設(shè)微浮箱靈，中慕水位志時(shí)能蕉自由濁浮升處。此稈外為爺確保其安全胞管段振在浮粱起時(shí)舅，底嗓部的鋼富余恢深度蒸為1m。管段犬制作扁：注企意所昌設(shè)置省施工叫縫和是變形詠縫并膜密封LO修GOLO融GOLO絨GOLO周GOLO滅GOLO微GOLO篩GOLO菊GO（三艱）管春段預(yù)柱制一）蘇鋼筋?；炷两Y(jié)繞構(gòu)保證隙浮運(yùn)樓時(shí)有研規(guī)定晃的干核舷高畏度由于門矩形濟(jì)管在壁浮運(yùn)沖時(shí)的周干舷好高度疫僅為10～15境cm，占管醫(yī)段全勞高的1.遍2～2%，確銳保管舟段的剩容重猜變化她控制按在既售不使嘗管段霞出現(xiàn)誘下沉炸，也喇不使旦管段連上浮賴過(guò)多謝。制定欄嚴(yán)密久的接萌縫防田滲漏熔措施管段瞎的縫只隙主篇要有云縱向嗽施工建縫和牙豎向詠?zhàn)冃瘟T縫。（1）瞧縱趁向施賓工縫縱向藥施工并縫由輩于混膏凝土折底板忙和上車部管焰段的漏不同點(diǎn)時(shí)澆揀注產(chǎn)唐生，侍主要嶺由于夢(mèng)水泥撲的水痰化熱然作用呆而引早起的畢。防鏡止措韻施應(yīng)錄從防延止混艱凝土恩的開爛裂出避發(fā)。烤包括毅合理讓組成承混凝阿土，粗降低頌溫差趕等。LO蜜GO2）棗變形婦縫在垂雀直于祖隧道義軸線狹方向隱設(shè)置找，把擔(dān)每一把管段尊分割輔成若惰干節(jié)降段，輩每一蓋段節(jié)殿段的框長(zhǎng)度改一般景在1許5～泛20呼m。彩用于詞較長(zhǎng)脫的混蝦凝土撫管段脫（節(jié)扛）單猴元連獎(jiǎng)接和再抵抗魄差異幟沉降哭和由引溫差凈所造救成的黃變形海。接策縫應(yīng)耐設(shè)在什混凝勉土結(jié)保構(gòu)的易中斷暢處。變形添縫的內(nèi)構(gòu)造諒應(yīng)滿箱足三匹個(gè)主慮要要撓求：遙能適狡應(yīng)一隱定幅帶度的境線變靜形和迎角變啞形；伸施工視階段撓能傳污遞彎噴矩，憐使用視階段哨能傳岸遞剪盼力；櫻變形仇前后今均能勇防水絹。LO修GO2）乓變形辛縫LO形GOLO孤GOLO岸GO4肌水先底浚益挖用改不裝后鄙的挖懲泥船份，沉裙管基杜槽斷臉面LO塑GOLO量GOLO州GO5構(gòu)管塊段沉爸設(shè)與亂水下慘聯(lián)接一、鵲沉設(shè)扇方法管段形浮運(yùn)增：已給完成袍的管基段自脹干塢診向預(yù)搜定沉廳放位痛置的芝運(yùn)輸塢內(nèi)驗(yàn)浮起粱－出狼塢－敘系泊榴等待幟－托峰運(yùn)至叫隧址LO盈GOLO器GOLO憶GOLO盈GO二、呼沉設(shè)深作業(yè)（一勤）沉碧設(shè)準(zhǔn)始備完成越溝槽概清淤水上榨管制（二澡）管以段的鍬沉設(shè)默方法衫有許蒼多種倘，歸資納起小來(lái)有呢：LO拍GOLO面GOLO喪GOLO床GOLO貪GOLO主GOLO維GOLO拾GOLO復(fù)GO自升喘式海約上作赴業(yè)平榜臺(tái)LO候GOLO殊GO（三繩）管羅段下獵沉：靠管段循下沉猜的全蔽過(guò)程昌，一悔般需鋸要2凈