沉管隧道結(jié)構(gòu)及施工講義二

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沉管法：就是在水底預(yù)先挖好溝槽，把在陸地上特殊場地預(yù)制的適當(dāng)長度的管段浮運(yùn)到沉放現(xiàn)場，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)建成沉管隧道的國家。自1944年第一條沉管道路隧道－庵治河隧道通車以來，已建成鐵路和公路隧道18條。目前世界上最長的沉管隧道是美國舊金山海灣地區(qū)快速交通隧道，全長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?，寬達(dá)53.1m，全長336m。單節(jié)管段最長的隧道是荷蘭海姆斯普爾隧道，最長一節(jié)管段長268m，寬21.5m重50000KN。LOGO沉管隧道施工1.1發(fā)展史

根據(jù)國際隧道協(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說，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，香港和臺(tái)灣借助國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)共建成四條沉管隧道，中國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，回填砂石，拆除隔墻形成隧道。LOGO沉管隧道施工LOGO1.3、優(yōu)點(diǎn)1對(duì)地質(zhì)水文適應(yīng)能力強(qiáng)因在基槽中開挖較淺，基槽開挖和基礎(chǔ)處理的施工技術(shù)比較簡單因沉管受到水的浮力，作用于地基的荷載較小因管段采用先預(yù)制再浮運(yùn)沉放的施工工藝，避免了難度較大的水下作業(yè)，故可在深水施工，且對(duì)潮差和水流速的適應(yīng)能力強(qiáng)沉管隧道施工LOGO2可淺埋與兩岸道路銜接容易與埋深較大的盾構(gòu)隧道相比，沉管隧道路面標(biāo)高可抬高，與岸上道路隧道很容易銜接1.3、優(yōu)點(diǎn)沉管隧道施工LOGOLOGO沉管隧道施工LOGO3防水性能好每節(jié)預(yù)制管段很長，一般約100m,而盾構(gòu)隧道預(yù)制管片環(huán)寬僅為1m，因而沉管隧道接縫數(shù)量少4沉管隧道施工工期短由于每節(jié)預(yù)制管段較長，一條沉管隧道只用幾節(jié)預(yù)制管段就可完成，預(yù)制管段和基槽開挖可同時(shí)進(jìn)行，且預(yù)制管段不在隧址，施工干擾時(shí)間短1.3、優(yōu)點(diǎn)沉管隧道施工LOGO5沉管隧道造價(jià)低水底挖基槽土方量少，比地下挖土單價(jià)低，管段預(yù)制與盾構(gòu)相比，所需費(fèi)用低。6施工條件好沉管隧道施工時(shí)，預(yù)制和浮運(yùn)沉放管段等主要工序大部分在水上進(jìn)行，水下作業(yè)極少，除少數(shù)潛水工外，工人們都在水上作業(yè)，且不需在氣壓下工作1.3、優(yōu)點(diǎn)沉管隧道施工LOGO7沉管可作成大斷面多車道一個(gè)隧道橫斷面可同時(shí)容納4～8條車道。而結(jié)構(gòu)尺寸不限。對(duì)盾構(gòu)受尺寸限制，一般只能雙車道1.3、優(yōu)點(diǎn)沉管隧道施工LOGO1.4、沉管隧道類型按斷面形狀圓形沉管隧道施工LOGO矩形沉管隧道施工LOGO按管段制作方式船臺(tái)型沉管隧道施工LOGO干塢型沉管隧道施工LOGO沉管隧道施工LOGO浮船塢沉管掉隧道辯施工LO器GO干塢LOG扶O管段預(yù)居制LOG猾O防錨層備施工LOG服O沉管隧貌道內(nèi)部LOG講O2奔沉綿管結(jié)我構(gòu)設(shè)壇計(jì)2.1、沉管管結(jié)構(gòu)浮漏力計(jì)算計(jì)算桂內(nèi)容干舷浮敘力計(jì)算抗浮汪安全劑系數(shù)柳計(jì)算1墳干危舷：棍能保洗持管跳頂露趨出水季面的無管段往外露開高度草，對(duì)柳矩形竄截面材管段繞，高瞞度多奪為1勿0～遇15削cm訊。對(duì)矩蓄形斷憲面，躁太小昨，制冠作困虹難；太大捏，消借除干紫舷下尼沉的散壓載蚊水容激量太敲大計(jì)算方澆法：按找最大的本砼容重崇，最大籮的砼體馬積和最奸小的河惕水比重避計(jì)算干嘆舷沉管蓋隧道搬施工LO芬GO抗浮安籌全系數(shù)舅KK＝江管段秀總重囑／管掙段排瘋水重K=摧1.脊05昌～1銜.1賄0哥管醫(yī)段沉臭放階毛段K=磚1.鄭2～冷1.勵(lì)5掏管創(chuàng)段使廚用階友段設(shè)計(jì)召計(jì)算后時(shí)，碑應(yīng)按貓最小顏的混包凝土綠容重焦和體齒積，它最大休的河隊(duì)水比寬重來咽計(jì)算剪各階爬段的礦抗浮描安全搞系數(shù)株。沉管縫隧道剛施工LOG懼O2.2究、作用俗在沉管攏上的荷遍載和結(jié)條構(gòu)分析（一）圈、作用怒在沉管涌上的荷驅(qū)載1結(jié)構(gòu)招自重管段玩重量申：砼(2必3.雞7～態(tài)24床.1撫)+洋鋼筋銷(1栽.6存～2推.0京5)爪K脂N/止m3壓載榆混凝晴土重飼量：鼠22色.5逼KN愿/m3路面懸鋪裝懼重量沉管隧券道施工2水壓鞭力主要然荷載蜓之一嚴(yán)，分幻玉別計(jì)陣算高則、低貞潮位械和百吐年一僑遇的略特大暢洪水旺位的盒水壓型力LOG這O3土壓殲力主要內(nèi)荷載情，但頓不一昏定是盟常荷圣載，那表示馳河床仇底面質(zhì)到管筋段頂伍面的艱土重流。隧例道剛蚊建時(shí)努，可聚能很北小，寶以后態(tài)逐漸裹增加4浮力浮力反＝排奶水重5姑施詳工荷便載：虹封端牙墻、拴定位剃塔、跟出入融洞、伸壓載陶水柜葡、索蟻具、筒浮箱桃等重寇量。6伴波茄浪力斬：在咸浮運(yùn)擁時(shí)發(fā)豎生7沿流水壓突力：在優(yōu)浮運(yùn)時(shí)華發(fā)生2.湖2、延作用既在沉君管上乘的荷填載和攜結(jié)構(gòu)芳分析LO吩GO8本負(fù)摩阻權(quán)力：管巖段橫向留外側(cè)覆匠土沉降著到管段賞的向下臥摩擦力9座車伶輛荷等載：軌在道悅路隧鵲道中稀，如烘果路構(gòu)面鋪茅設(shè)在毫壓載安混凝爺土層直上面琴，則共可略團(tuán)去車確輛活岡載對(duì)茂管段霉的影廁響。10順地基稼反力2.2殲、作用濱在沉管捧上的荷谷載和結(jié)血構(gòu)分析LOG手O偶然荷剪載：11考沉船就荷載12翼投錨節(jié)與拖叨錨荷梅載13許車行扯隧管咸內(nèi)的汗爆炸賭力2.違2、禁作用凳在沉蕉管上渠的荷檔載和腸結(jié)構(gòu)妥分析LO此GO二、作擱用在沉犧管上的殺荷載其他荷您載：砼夸收縮、那變溫影松響、不炮均勻沉翻降、地斜震（二察）、棍結(jié)構(gòu)骨分析1橫斷努面結(jié)夫構(gòu)在水底同隧道沉節(jié)管結(jié)構(gòu)悶中，常扭采用變薯截面或雁折線形義結(jié)構(gòu)。鄙即使在欲同一節(jié)箏管段（閣一般長絕度為10奮0m雁左右百）中雀，因督隧道移縱坡消和河我底標(biāo)非高的望變化業(yè)，各販處斷謀面所朗受水率、土征壓力等也不跑同（顛特別型在接罵近岸買邊時(shí)鼓），緒因此盞一般青不能節(jié)只以瞇一個(gè)煉橫斷綁面的村結(jié)構(gòu)潑分析她來進(jìn)平行整寄節(jié)管彼段的仍分析呼計(jì)算販。工插作量跌大，螞常采占用電吊算的汁方式死進(jìn)行墳?？蓜挪捎媚_一般滋的平口面桿榨系結(jié)曬構(gòu)分顆析的農(nóng)通用捆程序糠進(jìn)行浩計(jì)算途。LO印GO2縱向結(jié)著構(gòu)施工階崇段的沉刑管縱向史受力分還析，主麥要是計(jì)慎算浮運(yùn)六，沉設(shè)盟時(shí)的施瘋工荷載爐、波浪辯力所引批起的內(nèi)搞力。使摟用階段缺的沉管辯縱向受土力分析固，一般診按彈性接地基梁蹲理論進(jìn)顏行計(jì)算亦。3配筋因抗剪孕的需要馳，沉管袋應(yīng)采用群較高標(biāo)螺號(hào)的混巾凝停土，一腐般采用28天豎強(qiáng)度為乘300摩～4釋50k酬g/c香m2混繩凝土。由于沉師管結(jié)構(gòu)臨不容許逝出現(xiàn)任通何通透花性的裂負(fù)縫；非雖通透性丘的裂縫緣瑞開展的土寬度應(yīng)刻控制在源0.1誘5～紗0.述2mm驕以下。酬因此不財(cái)宜采用咐Ⅲ級(jí)及兵Ⅲ級(jí)以憤上的鋼慶筋。LO財(cái)GO3諷管段制恒作一、臨壩時(shí)干塢余：位置便應(yīng)選唯擇距肌隧址飽較近尾，地眉質(zhì)條蘋件較辦好，療便于魔浮運(yùn)鞋的地敢方（一）狐干塢規(guī)滴模：根據(jù)今工程父規(guī)模環(huán)、管仙段長繁寬尺婆寸和刪管段態(tài)數(shù)量巾，結(jié)挖合塢急址的勿地形版、地妥質(zhì)條刻件、秋工期門、土楊地使授用費(fèi)墓和施趨工設(shè)快備綜搜合考傳慮。LO河GO1缺一次預(yù)期制管段納時(shí)的干控塢在干塢價(jià)內(nèi)一次汽完成所遷有管段艇的制作回，它只底需放一嶺次水進(jìn)柱干塢，汁干塢不出需要閘刺門，施私工簡便盜，干塢淺僅用土心圍堰或英鋼板圍窮堰作塢丑首。管電段出塢揀時(shí)，拆餃除塢首述圍堰便映可將管庫段浮運(yùn)座出塢。都規(guī)模大劫，占地蓄多，適盒用于：嬸工程量名較小，軋管段數(shù)奇量少，核土地價(jià)組格低和篩塢址地舟質(zhì)條件腐較差的夸工程。3犁管段制劣作LO屈GO2算分批預(yù)死制管段敘時(shí)的干筑塢分批預(yù)外制管段膚是在干策塢內(nèi)分繩批制作越管段，絹每批管聞段預(yù)制流完成，輪就放一嫁次水進(jìn)塘塢，使言之浮運(yùn)子出塢，魔干塢的嗓塢門需貸開啟多富次，這跌種干塢源規(guī)模小所，占地躬少，造行價(jià)低，藍(lán)重復(fù)使巨用率高哥，而且漏有利于占與其它科施工程水序配合覽縮短工笑期。但穩(wěn)這種方月式也有墳不少缺佛點(diǎn)：①血若不船采用嗓啟閉井式塢沸門（儀閘門搏），剃則每陰次修舅復(fù)塢附門難賞度大襲。若世采用熔閘門寄式塢宿門，回造價(jià)船又高敢。②先企批出塢惠后沉放閘的管段雜，至少主有一端跌擱置在奪基槽中干的臨時(shí)棟支座上今，需待命幾個(gè)月貍時(shí)間才塵能與后識(shí)批管段樣相接，肝這樣不達(dá)利于先巾沉放管尾段的穩(wěn)數(shù)定，其滋安全難醉于保證傾。③迷原已候開挖路的基示槽，塵在后芳批管約段出污塢時(shí)洋己有經(jīng)回淤寨，且輩難于真清除腫，將但影響漁后批缺管段朋基礎(chǔ)屆的質(zhì)湖量。LO否GO④重汗復(fù)使用逢干塢，思反復(fù)灌要水、排認(rèn)水，抽霜水時(shí)難習(xí)以保證侄干塢邊哲坡的穩(wěn)匙定性。重復(fù)伏使用摸干塢燥還會(huì)于造成油難以躺徹底飼清除躲塢底針墊層康上的占淤泥穿，必綠然影姥響塢奴底的敵透水川性，綱削弱碌塢底辰防排束水能況力與鼠承載蛾力，栗從而遼影響記再次仙預(yù)制甜管段福的質(zhì)熊量，側(cè)對(duì)管久段上末浮也懸不利皆，甚聚至造刊成吸搶附現(xiàn)乘象而現(xiàn)使管濤段平斥衡失聾控。⑤分琴批預(yù)制傳管段會(huì)枕增加塢斑底施工數(shù)設(shè)備的濱拆遷和貧再組裝工工作，儲(chǔ)使臨時(shí)走工程費(fèi)脾用增加舅。⑥后默批管段懂浮運(yùn)時(shí)類，可能挖需要再用次對(duì)臨腥時(shí)航道墾進(jìn)行疏傅浚工作漢。為克服磨上述缺烘點(diǎn)，在碎丹麥至各瑞典跨伯海聯(lián)絡(luò)怖線的厄滲勒海峽過水底沉防管隧道植的分批誦預(yù)制管算段干塢拋中采騾用了趴兩級(jí)惹干塢圾的型座式，徹即干舟塢由翠淺水吉槽和猴深水執(zhí)槽組頸成。宰采用檢船閘燒的方釀式逐弊段發(fā)器送管文段單披元。LOG部O（二秩）干罪塢的曾構(gòu)造干塢究一般持由塢挖墻、淘塢底緩、塢系首及傘塢門啄、排扮水系晴統(tǒng)、糟車道缺組成LO些GO干塢被的深度應(yīng)鴉保證管角段在制堪成后能摔順利地思進(jìn)行安萄裝工作我并浮運(yùn)沙出塢，械要求塢喜室深度廣能使管脫段在低以水位時(shí)葉露出水傘面，高挺水位時(shí)悼有足夠閥的水深塊以安設(shè)械浮箱，靈中水位反時(shí)能自許由浮升達(dá)。此外辰為確保帝安全管續(xù)段在浮睬起時(shí)，蘆底部的撥富余深戰(zhàn)度為1m。管段估制作捎：注抖意所蟲設(shè)置族施工茶縫和蓮變形荒縫并妙密封LO構(gòu)GOLOG常OLO接GOLO悶GOLO鵝GOLO阻GOLO面GOLOG余O（三）競管段預(yù)回制一）鋼答筋混凝革土結(jié)構(gòu)保證浮涉運(yùn)時(shí)有母規(guī)定的繳干舷高悠度由于長矩形卸管在胳浮運(yùn)星時(shí)的口干舷晌高度乳僅為10～15伴cm，占管斤段全興高的1.2～2%，確保蜓管段的蛋容重變藥化控制棍在既不型使管段過出現(xiàn)下瓶沉，也休不使管軌段上浮那過多。制定嚴(yán)獎(jiǎng)密的接筐縫防滲潮漏措施管段朋的縫販隙主吹要有借縱向胃施工冒縫和旅豎向賓變形戶縫。（1）護(hù)縱帳向施神工縫縱向辣施工諷縫由李于混割凝土珍底板它和上發(fā)部管彩段的它不同顛時(shí)澆拳注產(chǎn)小生，瓜主要嗓由于纏水泥宋的水糠化熱次作用敏而引滔起的謝。防喝止措沾施應(yīng)臂從防攀止混覺凝土接的開晉裂出換發(fā)。樣包括剛合理際組成群混凝穩(wěn)土，選降低財(cái)溫差詳?shù)?。LO甲GO2）變茄形縫在垂花直于端隧道亮軸線的方向皂設(shè)置近，把旅每一圾管段第分割原成若蘿干節(jié)劣段，吼每一愚段節(jié)乏段的訴長度濫一般匯在1基5～充20關(guān)m。杠用于管較長浴的混標(biāo)凝土巧管段閣（節(jié)斗）單冤元連鑼接和均抵抗嘉差異箭沉降騙和由旅溫差撞所造聰成的嫂變形嘆。接袋縫應(yīng)陪設(shè)在闖混凝守土結(jié)堅(jiān)構(gòu)的宰中斷辜處。變形辨縫的心構(gòu)造遠(yuǎn)應(yīng)滿治足三掙個(gè)主饞要要昨求：該能適掌應(yīng)一遼定幅稅度的單線變財(cái)形和艱角變邪形；旺施工虜階段旨能傳鉗遞彎搞矩，箭使用涼階段頁能傳穗遞剪培力；冶變形歷前后飄均能蓋防水獵。LOG求O2）友變形敏縫LOG影OLOG菌OLO燭GO4臟水超底浚勞挖用改少裝后泰的挖仔泥船查，沉圖管基旱槽斷賊面LOG狂OLO石GOLOG秒O5齊管奴段沉便設(shè)與同水下飛聯(lián)接一、鮮沉設(shè)庫方法管段首浮運(yùn)艱：已倒完成庭的管遵段自雜干塢推向預(yù)拍定沉值放位呆置的由運(yùn)輸塢內(nèi)浮除起－出辯塢－系膚泊等待識(shí)－托運(yùn)您至隧址LOG仍O(shè)LO搶GOLO店GOLOG涼O二、沉鬧設(shè)作業(yè)（一南）沉躍設(shè)準(zhǔn)息備完成溝稀槽清淤水上襲管制（二）考管段的師沉設(shè)方殺法有許站多種，厲歸納起區(qū)來有：LO趕GOLO良GOLO皂GOLOG狠OLOG授OLOG巷OLO緊GOLO掛GOLOG歉O自升式暖海上作目業(yè)平臺(tái)LO渠GOLOG蚊O（三）夜管段下摸沉：管快段下沉堪的全過船程，一暫般需要滾2～4敏小時(shí)，繁沉設(shè)周餐期多為腐每月一扁段初步下攔沉灌注酬壓載爛水（輸