《隧道工程》第十章

會(huì)計(jì)學(xué)1《隧道工程》第十章2第二節(jié)沉管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

一、沉管結(jié)構(gòu)的浮力設(shè)計(jì)：

１、浮力設(shè)計(jì)的內(nèi)容：干計(jì)算和抗浮安全系數(shù)計(jì)算。２、干和抗浮安全系數(shù)的概念：３、干計(jì)算時(shí)的要求：

a.干設(shè)計(jì)范圍為１０～１５cm，太小對(duì)管數(shù)施工的精度要高，難以達(dá)到，太大浮運(yùn)過程中穩(wěn)定性差。

b.計(jì)算時(shí)按照最大的重量和最小的河水比重計(jì)算。

４、抗浮安全系數(shù)計(jì)算要求。

a、設(shè)計(jì)范圍：施工階段：１.05～１.１使用階段１.2～１,5b、按最小的混凝土容重和體積，最大的水比重來計(jì)算

５、管段的結(jié)構(gòu)R按照干的驗(yàn)算：

f２+(W-2a)f－[S外*rw－(S外+S內(nèi))rs]/rw=0

式中：f—干W—管段外寬（m）

S外、S內(nèi)—管數(shù)內(nèi)外斷面積

a—管數(shù)頂部切角寬度

rs、rw—水、混凝土的容重。第1頁/共15頁3二、作用在沉管結(jié)構(gòu)上的載荷

１、結(jié)構(gòu)自重（恒載）混凝土容重：２.37～２,41KN/m3

鋼筋量：１.6～2.05KN/m３２、水壓力：按最高水位計(jì)算３、土壓力：（恒載）管數(shù)頂面的覆土重量管數(shù)側(cè)面的水平土壓

４、浮力：管數(shù)的排水量５、地基反力：分布的不同假設(shè)：

a、直線分布：

b、反力與地基位移成正比

c、地基作為半無限彈性體，按彈性理論計(jì)算

第2頁/共15頁4６.施工載荷７.車輛載荷：設(shè)計(jì)時(shí)一般可忽略

8.投錨和拖錨載荷（偶然載荷）

投錨：當(dāng)覆土度>２米，可忽略當(dāng)覆土度<２米，可按落錨速度為７m/s計(jì)算此集中力拖錨：按錨索強(qiáng)度計(jì)算9.隧道內(nèi)爆炸產(chǎn)生載荷（偶然載荷）按１００pa計(jì)算10.溫度變化，地震，不均勻沉陷，混凝土收縮等造成的載荷。

第3頁/共15頁5三、管段內(nèi)力分析

１、橫向內(nèi)力分析：通常用計(jì)算機(jī)計(jì)算（由于需要計(jì)算多個(gè)截面）

２、縱向內(nèi)力分析：

施工階段：按施工載荷計(jì)算使用階段：按彈性地基理論計(jì)算

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第三節(jié)管段制作一、臨時(shí)干塢：指江河邊用于管數(shù)制作的臨時(shí)性土坑。

１、構(gòu)造：干塢的邊坡通常為土坡；坑的底做一層很薄的混凝土底版或不做。

２、大小：取決于管段的長(zhǎng)度和寬度和一次制作的節(jié)數(shù)。當(dāng)江邊用地緊張時(shí)，建小型干塢。當(dāng)江邊用不緊張時(shí)，建大干塢，一次性制作所需管數(shù)。

３、深度：施工期內(nèi)的最低水位再向下管數(shù)高度

４、邊坡：要據(jù)土力學(xué)知識(shí)進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，防止邊坡遇水滑坡。

５、塢底：混凝土?xí)r：２０～３０cm厚不用混凝土?xí)r３～２cm后黃河，再鋪２０～３０厚碎石

第5頁/共15頁7二、管段制作：

１、嚴(yán)格控制混凝土比重，每個(gè)班均應(yīng)?。保埃啊担埃吧炷猎嚰?，使共滿足２、縱向施工縫一般留在高出底板２０～５０

cm處；橫向施工縫一般每15~20m一條并加裝橡膠止水帶３、管數(shù)模板拆除后，在兩端面５０～１００

cm處，設(shè)封端墻，材料為鋼板式鋼筋混凝土，過后用防水涂料密封，墻上部設(shè)進(jìn)氣閥，下部設(shè)排水閥，并留有人員出入孔，出入孔設(shè)防水密閉門。４、壓載設(shè)施:墻前設(shè)置水箱，至少４個(gè)，均勻布置在管段內(nèi)。５、撿漏：先將壓載水箱注水壓載，再往干塢里灌水。再抽出部分空氣使管數(shù)內(nèi)氣壓降低，１～２天后，撿漏人員進(jìn)入,有漏排干塢進(jìn)修補(bǔ)。第6頁/共15頁8

第四節(jié)水底挖一、水底挖的內(nèi)容：１、沉管基槽：土方量和水下作業(yè)的深度最大。２、臨時(shí)航道３、浮運(yùn)線路４、沉設(shè)作業(yè)泊位

二、基槽斷面：由底寬、深度和邊坡坡度來確定。第7頁/共15頁9三、浚挖方式

１、挖泥船選擇時(shí)的考慮因素：

a.挖深度

b.開挖面的平整度

c.挖成本

d.挖速度

２、挖泥船種類：

a、吸揚(yáng)式挖泥船：利用絞刀式泥耕松土層，再用泥泵將泥,排泥管

b、抓斗式：

c、連斗式：

d、鏟斗：

３、挖泥船選擇：見P107表１５—４４、挖程序：分層位段挖，斷面上分２～３層，逐層挖。沿隧道軸向，分段開挖

第8頁/共15頁10

第五節(jié)基礎(chǔ)處理一、沉管基礎(chǔ)的特點(diǎn)和必要性１、受載甚至減少；２、適用于幾乎任何地質(zhì)條件；３、不需事先進(jìn)行地基鉆探；二、沉管基礎(chǔ)處理方法：先鋪法：刮沙法刮石法后填法：灌沙法噴沙法灌囊法壓漿法壓沙法第9頁/共15頁111、先鋪法的基本程序：

a、設(shè)挖溝槽時(shí)先超挖60~80cm。

b、在基槽底部?jī)蓚?cè),打數(shù)

c、通過管道從水面船只泵送粗砂式碎石（粗徑100mm）.確良填滿一節(jié)管段的基槽。

d、用專用刮鋪機(jī)按導(dǎo)軌所確定的厚度，坡度反復(fù)刮斗。刮沙法中，表面平整度要達(dá)到５cm刮石法中，表面平整度要達(dá)到２０cme、管段沉設(shè)后，灌滿壓載水箱并加壓石料，壓緊墊層。

f、如采用刮石法，可通過管數(shù)底板上預(yù)埋的壓漿九，向墊層壓注混凝土砂漿。第10頁/共15頁12２、先鋪法的適用條件和特點(diǎn)a.適用于底寬較小的沉管隧道，及河道深，河底流速慢的河道。b.導(dǎo)軌架設(shè)潛水作業(yè)，要求精確度高，費(fèi)工費(fèi)時(shí)。c.刮鋪?zhàn)鳂I(yè)時(shí)間較長(zhǎng)，船只水上停留時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)航運(yùn)影響較大。３、后填法的基本工序：

a.基槽超挖１米左右；

b.在溝底安設(shè)臨時(shí)支座；

c.管段沉設(shè)安放在臨時(shí)支座上后，往管底空間回填墊料。

d.臨時(shí)支座通常為４只，由７＊７＊０.５m３的鋼筋混凝土予制板組成。

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４、后填法的主要特點(diǎn)：

a.高程挖制容易達(dá)到精度要求；

b.作業(yè)時(shí)間短，對(duì)航行干擾少。

５、哄沙法。P122~P123

６、灌囊法：先往基槽中鋪設(shè)一層砂石墊層約８０mm厚管數(shù)沉設(shè)后再往預(yù)先固定在管數(shù)底部的囊袋中用皮管由水面灌注黏土，水銀，蒸沙和水的混合沙漿。水合空氣從囊袋中排除，混合砂漿凝固后的強(qiáng)度只要５＊１０6、壓漿法：

優(yōu)點(diǎn)是：在基礎(chǔ)處理進(jìn)程中，不受外界條件影響，基本不干擾航運(yùn)；不需要專門的設(shè)備和潛水作業(yè)；操作簡(jiǎn)單，省時(shí)省力省錢。便于日夜連續(xù)作業(yè)第12頁/共15頁14第六節(jié)管數(shù)沉設(shè)與水下聯(lián)結(jié)

一、沉設(shè)方法：起重船吊沉法P108

浮箱吊沉法P108船組吊沉法拉沉法工作臺(tái)法（水上平臺(tái)法）二、沉設(shè)作業(yè)的氣象條件要求（P112）三、沉設(shè)作業(yè)的主要設(shè)備：

１、起重船，浮箱、移船２、卷揚(yáng)機(jī)，拉合千斤頂，定位塔，出入井筒，各種測(cè)量和指揮通訊器