沉管隧道設(shè)計(jì)簡介

1、AECOMAECOMAECOMAECOMAECOMAECOM采用沉管法施工的水下隧道，比用盾構(gòu)法施工具有較多優(yōu)點(diǎn)采用沉管法施工的水下隧道，比用盾構(gòu)法施工具有較多優(yōu)點(diǎn), ,主要有：主要有：(1)(1)容易保證隧道施工質(zhì)量。容易保證隧道施工質(zhì)量。因管段為預(yù)制，混凝土施工質(zhì)量高，易于做好防水措施；管段較因管段為預(yù)制，混凝土施工質(zhì)量高，易于做好防水措施；管段較長長, ,接縫很少接縫很少, ,漏水概率大為減少漏水概率大為減少(2)(2)工程造價(jià)較低。工程造價(jià)較低。因水下挖土單價(jià)比河底下挖土低；管段的整體制作因水下挖土單價(jià)比河底下挖土低；管段的整體制作, ,浮運(yùn)費(fèi)用比制造、運(yùn)浮運(yùn)費(fèi)用比制造、運(yùn)送大量的管片

2、低得多送大量的管片低得多; ;又因接縫少而使隧道每米單價(jià)降低；再因隧道頂部覆蓋層厚度可以又因接縫少而使隧道每米單價(jià)降低；再因隧道頂部覆蓋層厚度可以很小，隧道長度可縮短很多，工程總價(jià)大為降低很小，隧道長度可縮短很多，工程總價(jià)大為降低(3)(3)在隧道現(xiàn)場的施工期短。在隧道現(xiàn)場的施工期短。因預(yù)制管段等大量工作均不在現(xiàn)場進(jìn)行因預(yù)制管段等大量工作均不在現(xiàn)場進(jìn)行(4)(4)操作條件好、施工安全。操作條件好、施工安全。因除極少量水下作業(yè)外，基本上無地下作業(yè)，更不用氣壓作業(yè)因除極少量水下作業(yè)外，基本上無地下作業(yè)，更不用氣壓作業(yè)(5)(5)斷面形狀、大小可自由選擇，斷面空間可充分利用。斷面形狀、大小可自由選擇

3、，斷面空間可充分利用。大型的矩形斷面的管段可容納大型的矩形斷面的管段可容納4 48 8車車道，而盾構(gòu)法施工的圓形斷面利用率不高，且只能設(shè)雙車道道，而盾構(gòu)法施工的圓形斷面利用率不高，且只能設(shè)雙車道(6)(6)容易與周邊道路和立交相連接。容易與周邊道路和立交相連接。因沉管隧道埋深淺，要求更短的進(jìn)（出）口段長度因沉管隧道埋深淺，要求更短的進(jìn)（出）口段長度AECOM適合于沉管法施工的主要條件：適合于沉管法施工的主要條件： 水道河床穩(wěn)定水道河床穩(wěn)定- -便于順利開挖溝槽，減少土方量便于順利開挖溝槽，減少土方量(1)(1)水流不能過急水流不能過急- -便于管段浮運(yùn)、定位和沉放便于管段浮運(yùn)、定位和沉放 AE

4、COMAECOMAECOM沉管隧道施工大致包括以下八個(gè)步驟：沉管隧道施工大致包括以下八個(gè)步驟：第一步：干塢開挖（用于制作預(yù)制管段）第一步：干塢開挖（用于制作預(yù)制管段）第二步：預(yù)制管段制作第二步：預(yù)制管段制作第三步：干塢進(jìn)水，打開塢門第三步：干塢進(jìn)水，打開塢門AECOM第四步：沉放基槽開挖及清淤第四步：沉放基槽開挖及清淤第五步：將預(yù)制管段浮運(yùn)至基槽指定位置第五步：將預(yù)制管段浮運(yùn)至基槽指定位置第六步：管段沉放及接頭安裝第六步：管段沉放及接頭安裝AECOM第七步：基礎(chǔ)處理第七步：基礎(chǔ)處理第八步：基槽回填覆蓋第八步：基槽回填覆蓋AECOM沉管隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括：沉管隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括：(1)(1)管段結(jié)構(gòu)

5、設(shè)計(jì)管段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(2)(2)管段浮力設(shè)計(jì)管段浮力設(shè)計(jì)(3)(3)附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(4)(4)管段基礎(chǔ)設(shè)計(jì)管段基礎(chǔ)設(shè)計(jì) AECOM(1)(1)管段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)管段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)A) 包括設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)橫斷面、端鋼殼、管段接頭等包括設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)橫斷面、端鋼殼、管段接頭等B) 荷載：結(jié)構(gòu)自重、設(shè)備荷載、土壓力、水壓力、基礎(chǔ)抗力、混凝土收縮、地基沉荷載：結(jié)構(gòu)自重、設(shè)備荷載、土壓力、水壓力、基礎(chǔ)抗力、混凝土收縮、地基沉降、車輛荷載、溫度荷載、施工荷載、爆炸荷載、沉船荷載、地震力等。降、車輛荷載、溫度荷載、施工荷載、爆炸荷載、沉船荷載、地震力等。C) 計(jì)算模型：計(jì)算模型：AECOMD) 荷載組合荷載組合管段橫向靜力計(jì)

6、算工況管段橫向靜力計(jì)算工況AECOM管段縱向靜力計(jì)算工況管段縱向靜力計(jì)算工況AECOM(2)(2)管段浮力設(shè)計(jì)管段浮力設(shè)計(jì)浮運(yùn)階段管段干舷高度設(shè)計(jì)浮運(yùn)階段管段干舷高度設(shè)計(jì)為保持穩(wěn)定，管段在?。ㄍ希┻\(yùn)階段必須露頂，為保持穩(wěn)定，管段在浮（拖）運(yùn)階段必須露頂，設(shè)計(jì)干舷高度一般為設(shè)計(jì)干舷高度一般為1015cm計(jì)算干舷高度時(shí)，需考慮制作誤差、結(jié)構(gòu)含鋼計(jì)算干舷高度時(shí)，需考慮制作誤差、結(jié)構(gòu)含鋼量、水密度等的影響量、水密度等的影響沉放后管段抗浮設(shè)計(jì)沉放后管段抗浮設(shè)計(jì)工況一：未回填覆蓋時(shí)管段的抗浮安全系數(shù)工況一：未回填覆蓋時(shí)管段的抗浮安全系數(shù)工況二：考慮回填覆蓋時(shí)管段的抗浮安全系數(shù)工況二：考慮回填覆蓋時(shí)管段的抗

7、浮安全系數(shù)AECOM(3)(3)附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括設(shè)計(jì)端封門、壓艙水箱、剪切鍵、鼻托、臨時(shí)支撐、管頂設(shè)施等。包括設(shè)計(jì)端封門、壓艙水箱、剪切鍵、鼻托、臨時(shí)支撐、管頂設(shè)施等。端封門：密封管段的臨時(shí)性結(jié)構(gòu)，由鋼梁、混凝土板和預(yù)埋枕梁構(gòu)成，整扇封門按端封門：密封管段的臨時(shí)性結(jié)構(gòu)，由鋼梁、混凝土板和預(yù)埋枕梁構(gòu)成，整扇封門按梁板體系設(shè)計(jì)（簡支梁梁板體系設(shè)計(jì)（簡支梁+等跨連續(xù)板），考慮水壓力及因四點(diǎn)支撐和管段對接時(shí)應(yīng)力等跨連續(xù)板），考慮水壓力及因四點(diǎn)支撐和管段對接時(shí)應(yīng)力集中的影響集中的影響壓艙水箱：在管段起浮、拖運(yùn)、沉放階段調(diào)整管段平衡和提供必要的負(fù)浮力。水箱壓艙水箱：在管段起浮、拖運(yùn)、沉放階段調(diào)

8、整管段平衡和提供必要的負(fù)浮力。水箱容量（或個(gè)數(shù)）須滿足沉放就位后管段抗浮安全系數(shù)大于規(guī)定值（如容量（或個(gè)數(shù)）須滿足沉放就位后管段抗浮安全系數(shù)大于規(guī)定值（如1.04)AECOM剪切鍵與鼻托：包括垂直剪切鍵與水平剪切鍵。根據(jù)管段不均勻沉降時(shí)產(chǎn)生的垂直剪切鍵與鼻托：包括垂直剪切鍵與水平剪切鍵。根據(jù)管段不均勻沉降時(shí)產(chǎn)生的垂直剪切力設(shè)計(jì)垂直剪切鍵，根據(jù)由地震所引起的水平剪切力設(shè)計(jì)水平剪切鍵。水平剪剪切力設(shè)計(jì)垂直剪切鍵，根據(jù)由地震所引起的水平剪切力設(shè)計(jì)水平剪切鍵。水平剪切鍵在拆除壓艙水箱之后安裝，上垂直剪切鍵（鼻托）在管段預(yù)制時(shí)制作，下垂直切鍵在拆除壓艙水箱之后安裝，上垂直剪切鍵（鼻托）在管段預(yù)制時(shí)制作，

9、下垂直剪切鍵須待管段沉放對接之后方可施工剪切鍵須待管段沉放對接之后方可施工臨時(shí)支撐：管段沉放時(shí)，一段支撐在鼻托上，另一段用千斤頂支撐于臨時(shí)支撐（鋼臨時(shí)支撐：管段沉放時(shí)，一段支撐在鼻托上，另一段用千斤頂支撐于臨時(shí)支撐（鋼管樁、墊塊等）。臨時(shí)支撐須提供滿足設(shè)計(jì)要求的承載力和負(fù)浮力管樁、墊塊等）。臨時(shí)支撐須提供滿足設(shè)計(jì)要求的承載力和負(fù)浮力管頂設(shè)施：包括吊點(diǎn)、人孔、定位塔、拉合裝置等。管頂設(shè)施：包括吊點(diǎn)、人孔、定位塔、拉合裝置等。AECOM(4)(4)管段基礎(chǔ)處理管段基礎(chǔ)處理 目的：使管段溝槽底面平整目的：使管段溝槽底面平整 由于浮力的存在，沉管隧道對基礎(chǔ)承載力要求不高，但由于開挖后的基槽非常由于浮力

10、的存在，沉管隧道對基礎(chǔ)承載力要求不高，但由于開挖后的基槽非常不平整，如不處理，會產(chǎn)生導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的不均勻沉降不平整，如不處理，會產(chǎn)生導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的不均勻沉降處理方法：灌砂法、噴砂法等處理方法：灌砂法、噴砂法等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：灌砂基礎(chǔ)壓縮量和抗壓強(qiáng)度技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：灌砂基礎(chǔ)壓縮量和抗壓強(qiáng)度AECOM包括管段結(jié)構(gòu)自身防水與管段接頭密封防水，本培訓(xùn)僅簡單介紹管段接頭密封防包括管段結(jié)構(gòu)自身防水與管段接頭密封防水，本培訓(xùn)僅簡單介紹管段接頭密封防水水雙止水帶防水：雙止水帶防水：GINA GINA 和和 OMEGAOMEGA為何采用雙止水帶？為何采用雙止水帶？防水雙重保障，無需擔(dān)心滲漏水防水雙重保障，無需擔(dān)心滲漏水GINAGINA止水帶與鋼端殼結(jié)合不緊密（地震或基礎(chǔ)不均勻沉降造成）時(shí)，止水帶與鋼端殼結(jié)合不緊密（地震或基礎(chǔ)不均勻沉降造成）時(shí)，OMEGAOMEGA承擔(dān)防水任務(wù)承擔(dān)防水任務(wù)可拆卸、修復(fù)、更換可拆卸、修復(fù)、更換OMEGAOMEGA止水帶止水帶AECOM施工順序及作用機(jī)理施工順序及作用機(jī)理GINA止水帶固定方式：卡箍式止水帶固定方式：卡箍式管段連接方法：水力壓接法管段連接方法：水力壓接法用用拉合千斤頂將剛沉放的管段拉向前一節(jié)管段，使膠墊的拉合千斤頂將剛沉放的管段拉向前一節(jié)管段，使膠墊的尖肋略為變形，起