沉管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)講義

11沉管結(jié)構(gòu)丁文其教授同濟(jì)大學(xué)地下建筑與工程系11.1概述11.2沉管結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)11.3沉管的防水設(shè)計(jì)11.4變形縫與管段接頭設(shè)計(jì)11.5沉管基礎(chǔ)設(shè)計(jì)11.1概述江河湖海、港灣渡越有輪渡、橋梁、水底隧道等。橋梁跨度、橋下凈空高度、引橋長度都受到水文地質(zhì)條件和航道要求的制約。橋梁的運(yùn)營條件也受氣候條件的影響。水底隧道經(jīng)濟(jì)、合理，運(yùn)營可以是全天候的，不需地面土地動(dòng)遷、影響環(huán)境。11.1.1水底隧道的主要施工方法構(gòu)筑圍堰，明挖施工最為簡單，較常用的是盾構(gòu)法和沉管法。

沉管法的主要優(yōu)點(diǎn)是：（1）隧道可緊貼河床最低點(diǎn)設(shè)置，隧道較短；（2）隧道主體結(jié)構(gòu)在干塢中工廠化預(yù)制，因而可保持良好的制作質(zhì)量和水密性；（3）對地基的適應(yīng)性強(qiáng)；（4）接頭數(shù)量少，只有管節(jié)之間的連接接頭，由于采用了GINA和OMEGA止水帶兩道防水屏障，隧道的防水性能好。沉管的主要缺點(diǎn)有：（1）需要一個(gè)站用較大場地的干塢，這在市區(qū)內(nèi)有時(shí)很難實(shí)施，需在遠(yuǎn)離市區(qū)較遠(yuǎn)的地方建造干塢；（2）基槽開挖數(shù)量較大且需進(jìn)行清淤，對航運(yùn)和市區(qū)環(huán)境的影響較大。另外，河（海）床地形地貌復(fù)雜的情況下，會(huì)大幅增加施工難度和造價(jià)（3）管節(jié)浮運(yùn)、沉放作業(yè)需考慮水文、氣象條件等的影響，有時(shí)需短期局部封航。另外，水體流速會(huì)影響管段沉放的準(zhǔn)確度，超過一定的流速可能導(dǎo)致沉管無法施工。11.1.2沉管隧道施工（一）沉管施工法簡介先在隧址以外建造臨時(shí)干塢，在干塢內(nèi)制作鋼筋混凝土的隧道管段（道路隧道用的管段每節(jié)長60～140m。兩端用臨時(shí)封墻封閉。向臨時(shí)干塢內(nèi)灌水，使管段逐節(jié)浮出水面，并用拖輪拖運(yùn)到指定位置。于設(shè)計(jì)隧位處預(yù)先挖好一個(gè)水底溝槽。待管段定位就緒后，向管段里灌水壓載，使之下沉。沉設(shè)完畢的管段在水下聯(lián)接起來。進(jìn)行基礎(chǔ)處理，經(jīng)覆土回填后，便筑成了隧道。（a）沉管隧道的施工工藝流程圖（b）沉管施工場景圖圖11-2沉管施工法（二）沉管隧道的特點(diǎn)1．隧道的施工質(zhì)量容易控制。預(yù)制管段在臨時(shí)干塢里澆筑，施工場地集中，管理方便，沉管結(jié)構(gòu)和防水層的施工質(zhì)量均比其它施工方法易于控制。在隧址現(xiàn)場施工的隧管接縫非常少，漏水的機(jī)會(huì)亦相應(yīng)地大為減少。采用水力壓接法，接縫能夠保證達(dá)到“滴水不偏”。2．建筑單價(jià)和工程總價(jià)均較低。（1）水上挖土單價(jià)比地下挖土低；（2）每節(jié)長達(dá)

100m左右的管段，整體制作，完成后從水面上整體拖運(yùn)，所需的制作和運(yùn)輸費(fèi)用比大量管片分塊制作，完成后用汽車運(yùn)送到隧址工地所需的費(fèi)用要低得多；（3）接縫數(shù)量少，費(fèi)用隨之亦少等。（4）沉管所需覆土很薄，甚至可以沒有，水底沉管隧道的全長總比盾構(gòu)隧道短得多，工程總價(jià)乃相應(yīng)大幅度降低。3．隧位現(xiàn)場的施工期短。在市區(qū)里建設(shè)水底隧道時(shí)，城市生活因施工作業(yè)而受干擾和影響的時(shí)間，以沉管隧道為最短。4．操作條件好?；旧蠜]有地下作業(yè)，水下作業(yè)亦極少，氣壓作業(yè)則完全不用。施工較為安全。5．對地質(zhì)條件的適應(yīng)性強(qiáng)，能在流砂層中施工，不需特殊設(shè)備或措施。6．適用水深范圍幾乎是無限制的，以潛水作業(yè)的最大深度作為限度，則沉管隧道的最大深度可達(dá)70m。7．?dāng)嗝嫘螤钸x擇的自由度較大，斷面空間的利用率較高。一個(gè)斷面內(nèi)可容納4～8個(gè)車道。8．水流較急時(shí)，沉設(shè)困難，須用作業(yè)臺施工。9．施工時(shí)須與航道部門密切配合，采取措施（如暫時(shí)的航道遷移等）以保證航道暢通。11.1.3沉管隧道的設(shè)計(jì)水底道路用的沉管隧道，設(shè)計(jì)內(nèi)容較多，涉及面較廣，主要有：總體幾何設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；通風(fēng)設(shè)計(jì)；照明設(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)行管理設(shè)施設(shè)計(jì)等。其中總體幾何設(shè)計(jì)非常重要，常是決定隧道工程設(shè)計(jì)成敗的一個(gè)關(guān)鍵?？傮w幾何設(shè)計(jì)的構(gòu)思是否先進(jìn)，對整個(gè)工程的經(jīng)濟(jì)性和合理性常帶來根本性的影響。圖11-3沉管隧道的斷面（矩形）11.2沉管結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

11.2.1沉管結(jié)構(gòu)的類型

鋼殼沉管和鋼筋混凝土沉管。鋼殼沉管為外壁或內(nèi)外壁均為鋼殼，中間為鋼筋混凝土或混凝土，鋼殼和混凝土共同受力的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。鋼殼在船塢內(nèi)預(yù)制，下水后浮在水面澆灌鋼殼內(nèi)的大部分混凝土，鋼殼既是澆灌混凝土的外模板又是隧道的防水層，省去了鋼筋混凝土管段預(yù)制所需的干塢工程。隧道耗鋼量大，鋼殼制作的焊接工作量大，防水質(zhì)量難以保證；鋼殼的防腐蝕、鋼殼與混凝土組合結(jié)構(gòu)受力等問題不易得到較好解決，且施工工序復(fù)雜；鋼殼沉管由于制造工藝及結(jié)構(gòu)受力等原因，斷面一般為園型，每孔一般只能容納兩車道，斷面利用率很低，不經(jīng)濟(jì)。鋼筋混凝土沉管主要由鋼筋混凝土組成，外涂防水涂料。沉管預(yù)制一般在干塢內(nèi)進(jìn)行，臨時(shí)干塢工程量較大；管段預(yù)制時(shí)須采取嚴(yán)格的施工措施防止混凝土產(chǎn)生裂縫。鋼筋混凝土沉管用鋼量少，造價(jià)相對較低。鋼筋混凝土管段一般采用矩形斷面，斷面利用率高，多管孔可隨意組合。11.2.2沉管結(jié)構(gòu)的荷載作用在沉管結(jié)構(gòu)上的荷載計(jì)有：結(jié)構(gòu)自重；水壓力；土壓力；浮力；施工荷載；預(yù)應(yīng)力；波浪和水流壓力；沉降摩擦力；車輛活載；沉船荷載；地基反力；混凝土收縮影響；變溫影響；不均勻沉陷影響；地震荷載等。只有結(jié)構(gòu)自重及其相應(yīng)的地基反力是恒載。水壓力是主要荷載之一。設(shè)計(jì)時(shí)要按各種荷載組合情況分別計(jì)算正常的高、低潮水位的水壓力，以及臺風(fēng)時(shí)或若干年一遇（如100年一遇）的特大洪水位的水壓力。土壓力是另一主要荷載，且常不是恒載。要考慮河床變遷所產(chǎn)生的附加土荷載。作用在管段側(cè)邊上的水平土壓力，在隧道剛建成時(shí)，側(cè)向土壓力往往較小，以后逐漸增加，最終可達(dá)靜止土壓力。設(shè)計(jì)時(shí)蹤蝶應(yīng)按不跟利組合屑分別取旅用其最欲小值與編最大值慮。浮力也不是住個(gè)常量咳。浮力奇應(yīng)等于圖排水量戰(zhàn)，但作服用于沉既設(shè)在粘故性土層劍中的管甘段上的隨浮力，萌有時(shí)也陰會(huì)由于么“滯后頓現(xiàn)象”伐的作用繭而大于愉排水量青。施工荷康載主要共是端封狹墻、定獎(jiǎng)位塔、急壓載等際重量。波浪力全一般不誼大，不榨致影響倘配筋。水流壓葬力對結(jié)橋構(gòu)設(shè)楚計(jì)影黎響亦富不大久，但蜜必須屑進(jìn)行殖水工邀模擬聰試驗(yàn)振予以枯確定破，以數(shù)便據(jù)以設(shè)計(jì)再沉設(shè)工岡藝及設(shè)駝備。沉降給摩擦釋力是奸在覆閱土回栗填之嘗后，殖溝槽淘底部芝受荷祖不均涼，沉鴉降亦茅不均陶的情撤況下略發(fā)生磚的。燥在沉抄管側(cè)厘壁防獻(xiàn)水層椅之外途再噴涂一孔層軟瀝括青，則往可使藥此項(xiàng)棗沉降肢摩擦交力大處為減瓦小。圖11-4沉降摩擦力車輛活域載在進(jìn)行懲橫斷面率結(jié)構(gòu)分童析、道田路隧道飾的縱斷愁面結(jié)構(gòu)撐分析時(shí)愿，常略餓去不計(jì)浪。沉船荷雹載是船雁只失歌事后勾恰巧勵(lì)沉在途隧道盈頂上充時(shí)，柏所產(chǎn)枕生的脖特殊撕荷載溉。應(yīng)視湯船只揚(yáng)的類畢型、趟噸位泛、裝桿載情清況、觀沉設(shè)婚方式晚、覆罰土厚潔度、爆隧頂擊土面錦是否候突出廉于兩糕側(cè)河立床底壩面等展等許質(zhì)多因小素而風(fēng)定，列常假汗定為50～130糞kN/流m2左右。其發(fā)烏生的機(jī)率太蛙小，猶如餓設(shè)計(jì)地木上建筑鬧時(shí)沒有珍必要考栽慮飛機(jī)素的失事盡荷載一講樣。地基纏反力戴的分筑布規(guī)賊律，有道不同柴的假淺定反力按急直線分炭布；反力強(qiáng)杠度與各負(fù)點(diǎn)地基零沉降量榜成正比尺（文克鴿爾氏假湊定）假定倆地基金為半跳無限娛彈性各體，弓按彈木性理畝論計(jì)倉算反嬌力。圖11偵-5地基叛反力謙假設(shè)盈的一府例有采用痰單一地梨基系數(shù)胃的，亦桃有采用多種捏地基泰系數(shù)的?；炷^土收陶縮影響每系由溝施工浪縫兩磨側(cè)不卵同齡班期混祝凝土板的（棚剩余玻）收端縮差咬所引惰起，溜應(yīng)按州初步星的施酷工計(jì)縫劃，再規(guī)定急齡期慕差并廟設(shè)定串收縮球差。變溫影響主釀要由沉撲管外璧夏的內(nèi)外剪側(cè)溫差冤所引起吼。設(shè)計(jì)陰時(shí)可按釋持續(xù)5～7天的最湖高氣溫頃或最低予氣溫計(jì)長算。計(jì)捐算時(shí)可畫采用日慰平均氣御溫，不引必按晝屑夜最高挎或最低騎氣溫計(jì)橋算。計(jì)攻算變溫腫應(yīng)力時(shí)綿，還應(yīng)弦考慮徐謙變影響涼。管段計(jì)禮算應(yīng)根單據(jù)管段神在預(yù)制會(huì)、浮運(yùn)報(bào)、沉設(shè)背和運(yùn)營展等各不朝同階段定進(jìn)行荷載叮組合，一緣瑞般考當(dāng)慮以唐下三匆種：A基本腫荷載指；B基本葛荷載+附加晨荷載腎；C基本敲荷載+偶然萍荷載栽。11.瓣2.3沉管結(jié)歪構(gòu)的浮械力設(shè)計(jì)浮力棕設(shè)計(jì)們的內(nèi)妨容包燭括干急舷的策選定善和抗耗浮安日全系唉數(shù)的社驗(yàn)算夸，其奧目的舞是最旨終確犧定沉伏管結(jié)流構(gòu)的去高度區(qū)和外仇廓尺尸寸。（一池）干舷管段坐在浮筍運(yùn)時(shí)宜，為朝了保憑持穩(wěn)滾定，宗必須索使其疊管頂煌露出圍水面瘦，露指出的腐高度遙就稱憶作為戚干舷面。叛具有泥一定啦干舷筑的管摟段，法遇到此風(fēng)浪墻而發(fā)時(shí)生傾濤側(cè)后鐘，它曠就會(huì)嫁自動(dòng)拳產(chǎn)生陵一個(gè)至反傾漸力矩M，使捐管段究恢復(fù)蠶平衡晃。一般庭矩形蘋斷面種的管恒段，少干舷頸多為10～15c載m，而圓皮形、八擴(kuò)角形或街花籃形喉斷面的舉管段，灑則因頂宋寬較小吊，故干侍舷高度統(tǒng)多采用40－50c返m。圖11-著6管段的妹干弦與晌反傾力訂矩干舷高錦度不宜恐過小，鄭否則穩(wěn)垮定性差螺。也不博宜過減大，晨因?yàn)殚w管段取沉設(shè)宴時(shí)，而首先碑要灌啊注一近定數(shù)橡量的唱壓載息水，油以消辱除上識述干毛舷所么代表勞的浮桌力而棒下沉穩(wěn)。干金舷越膚大，漢所需是壓載搶水罐〔或水柜斜）的容累量就越葉大，就豆不經(jīng)濟(jì)居。圖11取-7圓形豬、八板角形嗚和花杏籃形乞斷面極個(gè)別著的情況釣下，由立于沉管哥的結(jié)構(gòu)測厚度較記大，無注法自浮壯（即沒福有干舷這），則違須于頂部短設(shè)置酸浮筒字助浮，或在符管段頂上犬設(shè)置貿(mào)鋼圍伯堰，以產(chǎn)丈生必要割的干舷膏。在制灣作管未段時(shí)節(jié)，混以凝土透的重旗度和蠟?zāi)０逡俺叽绲?，總著不免佳有一掛定幅增度的戀變?dòng)靈和誤腎差;在漲努潮、只落潮酒以及提各不游同施壩工階希段中宇，河頓水比夫重也翁會(huì)有陜一定辦幅度緩的變牲動(dòng)。應(yīng)按最翻大的混紫凝土重日度，最蹦大的混救凝土體畫積和最盯小的河暖水比重看來計(jì)算偽干舷。（二）飾抗浮安權(quán)全系數(shù)在管段沉辭設(shè)施工旋階段，應(yīng)采鏈用1.外05～1.肉10的抗浮則安全系抬數(shù)。由于用在管驚段沉偽設(shè)完史畢，如進(jìn)行拋土回拌填時(shí)，周圍的赤河水會(huì)威一時(shí)混頑濁，其碑比重賊將大醉于原幫來的萌河水奸比重漆，浮黃力亦群即相嘆應(yīng)增保加。施工互階段燦的抗則浮安暑全系君數(shù)，載應(yīng)針拍對覆獅土回樸填開辛始前沸的情今況進(jìn)成行計(jì)敏算，斯務(wù)必輩確保跡在1.0演5以上，羊否則很摟易導(dǎo)致“丑復(fù)浮”、使崇施工梁遭受藝麻煩介。臨時(shí)視安設(shè)寧在管控段上阿的施梯工設(shè)帥備（襯如索草具，粘定位端塔，泡出入址筒，床端封奧墻等穴）的道重量盼，均展應(yīng)不晝計(jì)。在覆輔土完臭畢后座的使用信階段，應(yīng)采不用1.浪2～1.飼5的抗秀浮安內(nèi)全系吼數(shù)。計(jì)算漂使用郵階段綠的抗攪浮安注全系偉數(shù)時(shí)骨，可鵲考慮銜兩側(cè)墳填土策的部尋分負(fù)承摩擦泰力作堤用。進(jìn)行浮彼力設(shè)計(jì)博時(shí)，應(yīng)按公最小婦的混艘凝土粘容重頸和體術(shù)積，夢最大洗的河粘水比見重來計(jì)弟算各肢個(gè)階船段的跟抗浮腎安全旱系數(shù)縮慧。（三每）沉吉管結(jié)側(cè)構(gòu)的蓋外輪廚廓尺插寸根據(jù)決沉管尺隧道號使用拴階段甩的通閣風(fēng)要婦求及看行車年限界鮮等確經(jīng)定隧謹(jǐn)孔的來內(nèi)凈背寬度隨，以膨及車信行道伍凈空異高度散。沉管結(jié)沸構(gòu)的全識高以及取其它外鑼廓尺寸耕的確定這必須滿足碎沉管滿的抗備浮設(shè)夢計(jì)要掏求，必脂須經(jīng)想過浮嘗力計(jì)正算和貪結(jié)構(gòu)慚分析星的多隊(duì)次試混算與聞復(fù)算環(huán)，才掉能予艱以確攤定。11.鴿2.4沉管結(jié)版構(gòu)計(jì)算疤與配筋（一）淘橫向結(jié)融構(gòu)計(jì)算橫截勾面多殼是多登孔（紛單孔縱的極懸少）殘箱形車框架.管段橫諷斷面內(nèi)骨力一般翻按彈性池支承箱看形框架譜結(jié)構(gòu)計(jì)歸算。由于荷緣瑞載組合慣的種類家較多，豎而箱形洞框架的滅結(jié)構(gòu)分蜻析必須貨經(jīng)過“轟假定構(gòu)帶件尺寸—分析內(nèi)螺力―修正眼尺寸―復(fù)算內(nèi)逐力”的害幾次循覽環(huán)，而案且即使幼在同一粱節(jié)管段鏈（一般鼻為10乓0m長）屯中，隔因隧弟道縱拐坡和娘河底菠標(biāo)高服變化響的關(guān)僻系，行各處暢斷面站所受脹水、飽土壓技力不上同（償尤其交是接阿近岸磨邊時(shí)泄，荷潛載常窮急劇船地變宋化）。不能易僅按埋一個(gè)木橫斷猛面的復(fù)結(jié)構(gòu)急分析唇結(jié)果熱來進(jìn)腰行整棄節(jié)管寸段的莊橫向漆配筋塔。圖11-8沉管的結(jié)構(gòu)截面（二）愁縱向結(jié)斬構(gòu)計(jì)算施工可階段的沉梨管縱艇向受悟力分供析，庸主要厘是計(jì)課算浮赤運(yùn)、雕沉設(shè)每時(shí)施敘工荷眠載（館定位窗塔、記端封誦墻等引）所蛛引起決的內(nèi)轟力。使用階蝕段的縱向咳受力分縮慧析，一刃般按彈干性地基番梁理論彎進(jìn)行計(jì)拒算。沉管血隧道輪縱斷山面設(shè)農(nóng)計(jì)需怎要考慮姿溫度哭荷載擁和地靜基不鳴均勻端沉降以及柏其他騙各種搏荷載消，根筋據(jù)隧抱道性停能要兵求進(jìn)皆行合憂理組烈合。（三怪）結(jié)毫構(gòu)驗(yàn)伶算及鞏配筋沉管惱結(jié)構(gòu)柏的截繼面和狀配筋云設(shè)計(jì)導(dǎo)，應(yīng)何遵照暫交通菊部《公路橋擱涵設(shè)計(jì)獄規(guī)范》進(jìn)行婦。沉管結(jié)豪構(gòu)的混它凝土28天強(qiáng)度坑等級，栗宜采用C3扎0～C4偏5。采用芬較高軍的強(qiáng)薯度等傭級，病主要瓜是為窮了抗濫剪的到需要傷。設(shè)計(jì)差時(shí)可士根據(jù)漢施工啄進(jìn)度仍計(jì)劃鑄的安血排，箱盡量與充分誕利用脂后期基強(qiáng)度梢。在曬干塢戚規(guī)模先較小旦，需菜分批其澆筑講時(shí)，窩尤可員按更醋長的急齡期跡計(jì)算紙。沉管結(jié)電構(gòu)在外撲防水層態(tài)保護(hù)下貢的最大兩容許裂炎縫寬度剛為0.1股5～0.蔽2m廟m，不宜裁采用II完I級或II找I級以上創(chuàng)的鋼筋發(fā)。鋼筋的灶容許應(yīng)蜓力一般產(chǎn)限于135～16千0M必Pa，設(shè)計(jì)橡時(shí)采用蚊的容許奔應(yīng)力可借按不同豎的荷載波組合條窯件，分夜別加以身相應(yīng)的襖提高率靜：A結(jié)構(gòu)自存重＋保夜護(hù)層、菊路面、及壓載重裝量＋覆但土荷載晚十土壓腿力＋高鋼潮水壓隨力0%B結(jié)構(gòu)事自重服＋保絲式護(hù)層利、路柔面、傘壓載警重量留＋覆剩土荷陡載＋形土壓喪力＋師低潮照水壓信力0%C結(jié)構(gòu)自結(jié)重＋保妨護(hù)層、促路面、君壓載重拾量十覆督土荷載禾＋土壓絡(luò)力＋臺眨風(fēng)時(shí)或蓄特大洪品水位水咳壓力30以%D艙A＋變栗溫影前響15％E奶A十特殊漠荷載（牛如沉船涂、地震襖等）混埋凝土的朝主拉應(yīng)遭力30％其他應(yīng)士力50％沉管結(jié)娛構(gòu)的縱母向鋼筋暢，一般徑不應(yīng)少呢于0.2兄5％。11墊.2寒.5預(yù)應(yīng)齊力的捆應(yīng)用當(dāng)隧孔圾跨度較天大（例鑄如車道腥數(shù)較多特，達(dá)三礎(chǔ)車道以餓上），陪而且水摩、土壓障力又較僻大（例溜如達(dá)到300～400改kN/落m2）時(shí)僵，沉舉管結(jié)擺構(gòu)的斬頂、怪底板冒受到孕的剪宮力相巾當(dāng)可站觀，鐮必須勤放大耍支托坊。只能要相應(yīng)縣地增制加沉蔽管結(jié)隱構(gòu)的摟全高盼度（拋常需鏈為此勿而增授加土1～1.儉5m）。裝必然允導(dǎo)致向：（1）增加何沉管的冶排水量將。但為跪保證規(guī)青定的抗弄浮安全箱系數(shù)，灰又要相野應(yīng)地增匠加壓載伐混凝土脆的數(shù)量械；（2）增杰加水師底溝撥槽的平開挖旗深度邪。亦料即增偷加淺旗挖土刻方量賞；（3）增榨加引俗道深評度。距不但誘使引往道的腎支擋漏結(jié)構(gòu)嶄受到瞞更大骨的土栗壓力辜，從飛而增嚇加這畢部分成結(jié)構(gòu)乎的工府程量糖，有綿時(shí)更美會(huì)遇足到其求他水蘋文地善質(zhì)上革的困豆難；（4）增懲加隧片道全獅長、姻總工枯程量井和總歡造價(jià)腳。采用宮預(yù)應(yīng)疫力混糞凝上尺結(jié)構(gòu)躲可得災(zāi)到較糠經(jīng)濟(jì)節(jié)的解干決。怕有兩旺種做淋法。逃一種顆是全梳預(yù)應(yīng)腳力，兔一種隱是部連分預(yù)最應(yīng)力問?？稍谒砜瓶卓缰欣铮陧旚~、底板策之間設(shè)沒置臨時(shí)貼性的對艙拉預(yù)應(yīng)兇力筋。在干壯塢中軍進(jìn)行虎預(yù)應(yīng)現(xiàn)力生部索的乖張拉顆時(shí)，秋同時(shí)宅張拉滅這些表臨時(shí)瘦性的清對拉航預(yù)應(yīng)已力筋混，使徐起等腐代沉脖設(shè)和第回填帖完畢珠后的嚷水、以土壓畝力的訪作用各。待沉特設(shè)施尾工開寒始后挽，隨驗(yàn)著水餃、土您壓力盼的增觸加，眨逐步旺卸去逐這些棍臨時(shí)旱拉筋芹中的莫應(yīng)力悲。比較環(huán)多的據(jù)是采您用部恩分預(yù)季應(yīng)力摩的。崖但一噸般仍磚配置沫一定故數(shù)量黑的普朽通非紙預(yù)應(yīng)注力鋼潔筋，才以作丸臨時(shí)傾杭衡缸之用她，數(shù)樹量可名少些素。11.遷3沉管咳的防妥水設(shè)沾計(jì)11地.3熄.1沉管療的防艇水措桿施早期的素沉管隧旨道都是轎采用鋼衡殼，既固是施工駝階段的吩外模，縮慧又是管臺段沉設(shè)仿以后使籮用階段群的防水倚層。最初林的矩奇形鋼生筋混霞凝土規(guī)管段匹，還跨是用四鏟邊包有裹的夾鋼殼。不魯?shù)桌郯逑挛葸吋澳憾?cè)施墻外做邊用直鋼板端防水賣，連惱頂板端上面拖亦用犬鋼板等防水違。五十年喜代以后宮，開始改用交三邊祝包裹垮的鋼因殼，頂逢板上情的鋼斷板改瓜以柔兼性防貢水層復(fù)代替襖，不洋但節(jié)順省了慣鋼材彩，降處低了蘿造價(jià)搖，而笨且也昏便利挨了施她工。從19訊56年以既后，辣又發(fā)百展成碼為單邊遣鋼板破防水星加三遣邊柔趟性防園水的兇做法，只哈在底僵板之令下仍發(fā)保留姨鋼板且作防楊水層陸（取乒其在端施工草階段眾不易主披損趨壞）奧。到六遺十年甜代初慢，全部采石用柔性烈防水，完喪全不罪用鋼況板。柔性衫防水輔層最陰初使域用的瀝青蟻油氈；五十年汽代開始動(dòng)采用了玻璃稱纖維嫁布油滴氈；六十川年代減后期技，異丁橡相膠卷材開始應(yīng)俊用于管售段防水貢上。近年來阿又發(fā)展償了涂料防勢水代替施殲工較麻箱煩的卷杯材防水蟻。沉管眾自身令防水亦是一辱項(xiàng)極為窮重要的崗防水措廟施。自識身防水臭在一定件條件下伴也可以民取代外寒防水。11矩.3省.2鋼殼與狂防水鋼論板鋼殼靜防水丈雖已績不再較常用叮，但濾到七假十年染代仍渾有一算些工嘉例繼咐續(xù)采候用它侍，然錘而其安主要勒的目染的，卻已不位僅是匆防水紡而已善，另凡一更患重要很的目局的是縮小干挽塢規(guī)模。如單珠純作為球防水措鵝施，鋼恥殼的缺外點(diǎn)不少兇，主要迷是：（1）耗鋼量亞大鋼殼的叉構(gòu)成，伸除了外榆皮是一公層6～10m育m厚的框鋼板堆外，債還要?jiǎng)儾簧偃庥尚蜑充摻M狂成的饒加勁辦和支榴撐件佳，因均此耗責(zé)鋼量離相當(dāng)宅可觀遣。（2）焊接質(zhì)儲(chǔ)量不保登證焊接餃質(zhì)量革問題嘴，是惕鋼殼綱防水肌中的尖一個(gè)癢棘手脹問題仆，雖莖然在靠施工如中盡個(gè)一切撒可能有使用巾自動(dòng)門焊接沈設(shè)備汗，但峰是手鼓焊仍獲是大鳥量的蘇。對斯焊縫幣作全也面檢厚驗(yàn)后賤，仍茫不免州有焊使接缺歐陷的檢發(fā)生豆與存幅在．合常導(dǎo)裁致沒梳完沒暫了的鬼堵漏紹工作銳。（3）防銹派問題霉仍未烏切實(shí)再解決目前多湊用噴涂種環(huán)氧焦爪油的辦肚法來防摸銹。噴謊涂前先尚用噴燈企燒除鋼芽殼表面清污垢，允而后噴跌涂防銹腸涂料，京過后再菌用噴燈宅加熱促持其固化倦。由于爐涂料薄協(xié)膜厚度舒很小，霧薄膠之屬外又不康設(shè)防護(hù)胡層，所錫以施工懷時(shí)仍不醉免在個(gè)無別地方傷被碰損躲。亦有恥用陰艱極保莖護(hù)法電防銹逐的，易但費(fèi)呢用較他高，籃工例鍋不多冶。（4）鋼板辣與混選凝土術(shù)之間印粘結(jié)禁不良在鋼殼禮底部，乘常有夾靜氣囊的排現(xiàn)象，經(jīng)而在鋼總殼的兩咬側(cè)（特弄?jiǎng)e在端引部）尤詢多大面匙積脫離嗎的現(xiàn)象影。加上焊炭縫質(zhì)量飄和防銹把措施的墳尚未切舅實(shí)解決霸，進(jìn)人擇鋼殼的肉水就會(huì)駁竄到另領(lǐng)外的地帖方，并醋滲漏到殺隧道里校面，堵雁漏工作尸非常困寧難。防水音鋼板的單貢位面撓積用歌鋼量道，比拌鋼殼棄的單宋位面會(huì)積用爸鋼量榴低得挺多，川僅為跑其1/扮4左右。島主要是漏鋼板厚酷度可以方薄很多價(jià)，而且鳳又略去瞇大量的劃加勁及度支撐，像基本上毫不再使檢用型鋼停。改用鋼刷板防水家（即僅剪在管段券底板下妨用鋼板框防水層鎖）的工賭例日漸攻增多。11.賢3.3卷材防姥水與涂搬料防水卷材防擦水層是叮用膠料側(cè)把多層斥瀝青類愚卷材或擠合成橡注膠類卷五材膠合悄成的粘遙貼式防刊水層。姐瀝青類破卷材品半種很多藥，沉管限隧道外濤防水用僵的卷材瓜，以選冒用織物杠卷材為接宜，取絮其強(qiáng)度敵大，韌辯性好。座尤其是陽玻璃纖求維布油左氈更適幅于水下尤或地下淺工程，伶我國許而多隧道段均用這猶種卷材萬作防水哄層。這起種玻璃結(jié)纖維布夏油氈系追以玻璃新纖維織膝布為胎白，浸涂脾瀝青制池成，性撒能全面艦，價(jià)僅裁稍高于縱普通瀝葬青油氈羊。合成橡蠢膠類卷素材應(yīng)用浪到沉管羅隧道防秤水上，幫最初是19落69年建巖成的賴丹麥捆簾姆案菲奧仿特斯(L層im多fj武or拌ds）水刻底道唱路隧干道。淘該隧禁道用咬的是怨異丁袋橡膠茶卷材沖，厚憐度僅2m售m。卷材魔的層源數(shù)，稅應(yīng)視將水頭條大小丟而定捧。水庫底隧示道的是水下店深度寫一般洪為20多米，臉?biāo)镁砟z材層數(shù)泉有達(dá)5～6層之毫多。訊但如饒精心希施工柜，三獨(dú)層亦行已足鑄夠，蟻采用另三層遠(yuǎn)的實(shí)把例不姜在少咬數(shù)。覺卷材蹦防水漆的主趕要缺噸點(diǎn)是蒸施工弱工藝巾較繁洋，而疾且在往施工雨操作皇過程立中稍梨有不嫩慎就幅會(huì)造享成“姿起殼醒”而奴返工絹，返稼工時(shí)番非常植費(fèi)事泥。隨旦著化歌學(xué)工予業(yè)的林發(fā)展奶，涂類料防譽(yù)水漸手被引在用到政管段謙防水體上來蒙，它污最突造出的彩優(yōu)點(diǎn)捉是操暖作工催藝比翻卷材勺防水打簡單仔得多洽，而忘且在筑平整常度較孩差的佳混凝禁土面牙上，臺可以惠直接渴施工森。目前涂料在貌管段防鳴水上尚抗未普遍絲式推廣，主要堆是延伸彼率還不元夠（不級及卷材間）。在繩沉管隧獲道中，騙結(jié)構(gòu)設(shè)蔑計(jì)的容苗許裂縫濕開展寬走度為0.引15～0.2，而組防水娃設(shè)計(jì)衰的容進(jìn)許裂架縫開嗚展寬予度為0.5。防水福卷材易瘋于滿足絞此要求折，而防協(xié)水涂料做尚不能威完全滿遠(yuǎn)足這項(xiàng)臨要求。抹因此提侵高延伸喜率，是顧當(dāng)前防貪水涂料嗓試驗(yàn)研偵究的一傘項(xiàng)主要澡課題。堵防水涂盟料的另患一要求活是能在榮潮濕的竹混凝土償面上能馳直接涂疑布，目輸前也沒孕有完全禽解決好勝。11帳.4變形縫晶與管段決接頭設(shè)俱計(jì)11蕩.4歸.1變形伍縫的視布置否與構(gòu)兔造鋼筋刃混凝對土的火沉管始結(jié)構(gòu)騙，如唯無適萄當(dāng)?shù)淖鸫胧┲欤苄菀装∫蛩碜サ赖难v向勵(lì)變形音而開梨裂。枯假定污混凝裁土澆稍筑溫輩度為5～15堪oC，沉管漢外側(cè)溫窄度為10扒oC，內(nèi)勾側(cè)溫恒度為0～25皆oC，而往整個(gè)結(jié)沉管摩隧道毒又是躬整體咐無縫鉛的，個(gè)那么在變溫黃影響下所產(chǎn)生纖的縱向皺應(yīng)力可她達(dá)40之kg/氣m2，沉瓶管結(jié)草構(gòu)勢據(jù)必發(fā)定生嚴(yán)業(yè)重的瓦開裂蓄。又如，盞管段在背干塢中員預(yù)制時(shí)遺，一般將都是先泰澆筑底趕板，隔蓬上若干吹時(shí)日后甘再澆筑稻豎墻和架頂板。兩次澆塵筑的混歲凝土，齡期妻、彈性華摸量、軟剩余收凳縮率均羊不相同雕，后澆可的混凝豎土不能腔自由收視縮，而吹要受到驅(qū)偏心受哈拉內(nèi)力健的作用掠，常易修發(fā)生如承圖11浙-1宣2所示的央裂縫。不均軋勻沉以降、蛾地震察影響等都可乖能導(dǎo)致池管段開冊裂。這皮種縱向魄變形所陸引起的蛋裂縫都填是通透革的，對備防水很必不利。耀因此，津在設(shè)計(jì)縮慧中必須閑采取適忠當(dāng)措施度加以防思止。最有效撕的措施侄是設(shè)置罷垂直遮于隧較道軸幫線方趟向的墨變形鈴縫，把每怒節(jié)管段嘉分剖成浙若干節(jié)銹段。根蜻據(jù)各國微的實(shí)踐坊經(jīng)驗(yàn)，桌節(jié)段的治長度不絮宜過大訪，一般鄰為15～20祖m左右球（圖11剝-1塊3)。變形傅縫的涌構(gòu)造要滿足度三個(gè)主隨要要求它：（1）綱能適使應(yīng)一選定幅挪度的歉線變雪形與膛角變點(diǎn)形；（2）筋施工氣階段救能傳冊遞灣株矩，基使用咸階段繼能傳庸遞剪滿力；（3）變強(qiáng)形前沃后均漂能防邀水。為滿牌足第扯一個(gè)犧要求甜，變鴨形縫恒左右突二側(cè)滿管段息節(jié)段池的端面之倍間，要鵲留一小嘗段間隙，不使輝直接接敢觸。間男隙中用梁防水材劑料充填歸。間隙深的寬度跨，應(yīng)按椒變溫幅備度與角據(jù)變量來丙決定，綁一般不缸少于2c嶄m。在管段臥浮運(yùn)時(shí)視，為了璃保持管顫段的整睜體性，變形縫叫一定要爬能傳遞懼由波浪強(qiáng)引起的幣縱向彎你矩。如管段旬結(jié)構(gòu)的沾縱向鋼塘筋在變飄形縫處劑全部切責(zé)斷，則筆需安設(shè)手臨時(shí)巧的預(yù)壺應(yīng)力紐奉索（疫或預(yù)柿應(yīng)力鮮筋）鞏，待沉設(shè)達(dá)完畢后蓋，再行將撤去。居如不設(shè)作臨時(shí)預(yù)剩應(yīng)力設(shè)聰施，則怒可將變?yōu)⑿慰p處爬的外側(cè)爸縱向鋼鋒筋切斷適，而臨時(shí)保歸留內(nèi)側(cè)嬸縱向鋼怎筋，待沉雞設(shè)完畢澡后，再值予切斷溪（圖11咐-1攀4）。為傳強(qiáng)遞橫哪向剪艙力，宜采用啄臺階縫，即圖11-壩15所示。為保證且變形前打后均能納防水，防一般均窮于變形調(diào)縫處設(shè)嫂置一道止水縫帶，免見圖11-佳15。圖11－14變形雞縫的途臨時(shí)朵傳力燈措施鋼圖撇圖11－15變形縫浸的抗剪傻措施1－管壁麥；2－變興形縫籠；3－鋼蓬片橡微膠止蹦水帶捧；4－止水兩鋼板11.味4.2止水縫罵帶變形亮縫的唉各組黎成部瘦分中裂，最演為主陪要的鞏是既畏能適盡應(yīng)變擋形，仰又能椅有效夫地堵瘡住滲卷漏的止水該縫帶依，又戴簡稱揀作止怨水帶。止水帶啟的種類王與型式揚(yáng)很多。銅片慣等金面屬止帥水帶現(xiàn)現(xiàn)已再很少暑采用。塑料（派聚氯乙輪烯）止無水帶彈遇性較差，只能貞適應(yīng)幅南度較小藥的變形螞，預(yù)制未管段中登用得不窄多。在管客段中疏用得超較普固遍的古是橡膠電止水渠帶和杯鋼邊繼橡膠胸止水閥帶。嗓橡膠箱止水璃帶系貍用天社然橡選膠（烈生膠窮）或影含膠槽率70％的天尤然像膠錢，或合芝成像膠震（如氯棚丁橡膠釘?shù)龋┲拼殖?。橡股膠止水弱帶的型捎式，有具平板形霉的，有拍帶管孔纏的。帶惰管孔的粉具有較中高的柔精度，能誤承受較灶大的剪種切差動(dòng)串變形鋼翻邊棣膠歌止水帶尋系于橡真膠止水財(cái)帶的兩傳端夾一協(xié)扁鋼片嚇（圖11-團(tuán)16)，以賤提高雙止水仇效果彈并節(jié)懷約橡斃膠，冷現(xiàn)在累國外宅已普蜻遍推怠廣。圖

11-16鋼邊橡膠止水帶

1—鋼邊（0.7mm厚鋼板）11凳.4宏.3管段鼻接頭管段沉撥設(shè)完畢由之后，夕須與前皇面已沉勵(lì)設(shè)好的恐管段（貧簡稱既這設(shè)管段攤）或豎亭井接合棚起來。飼這項(xiàng)聯(lián)交接工作抵在水下租進(jìn)行，抱故亦稱水下聯(lián)狐接。管段接襲頭應(yīng)具誰有以下視功能和總要求：第一反是水密性的要址求，亭即要檔求在病施工扛和運(yùn)搏營各辱階段搬均不柜漏水娃；第二是畏接頭應(yīng)桃具有抵抗院各種擦荷載蘋作用設(shè)和變寶形的怎能力；第三是遵接頭的各構(gòu)件鉛功能明榨確，造渴價(jià)適度；第四是扎接頭的施工施性好，施違工質(zhì)寇量能夫夠保解證，細(xì)并盡社量做相到能呈檢修漠。常用伴接頭借有GI犧NA止水帶造、OM怪EG宋A止水帶店以及水黨平剪切那鍵、豎徒直剪切紐奉鍵、波蚊形連接寺件、端記鋼殼及叫相應(yīng)的慘連接件，其中GIN刷A帶和OM配EG蚊A帶起防憑水作用，水不平剪邁切鍵兵可承吹受水芳平剪憲力，苦豎直寶剪切晴鍵可象承受濤豎直獻(xiàn)剪力熊及抵布抗不持均勻草沉降截，波袖形連裁接件粒增加護(hù)接頭左的抗舒彎抗胡剪能亂力，贊端鋼曬殼主勿要是利起安旋裝端略封門笛和接屬頭其脊他部存件、占調(diào)整慘隧道確縱坡命的作倉用(圖11鞭-1魔7(陪a)蚊)。水下繼聯(lián)接圖的方免法有貴兩種一種是水下混趁凝土聯(lián)卡接法，一種眾是水力壓丹接法。目前胸采用水刪力壓接慮法的較異多。水力業(yè)壓接犁法就是利用逝作用無在管顯段上那的巨公大水崇壓力使安妨裝在套管段員前端鐵面（丸即靠擔(dān)近已硬設(shè)管示段或諷豎井弦的端疲面）宣周邊球上的紅一圈株膠墊羨發(fā)生符壓縮胡變形還，形體成一咸個(gè)水梯密性畜相當(dāng)百良好景可靠書的管困段間悟接頭院。在管暖段下找沉就駱位完槽畢后濤，先愈將新活設(shè)管都段拉若向既窩設(shè)管國段并席緊密雙靠上丘，這光時(shí)膠角墊產(chǎn)季生了僚第一修次壓系縮變?nèi)?，腎并具受有初平步止繩水作估用。秩隨即餓將既娃設(shè)管倍段后鋒端的映端封舌墻與不新設(shè)包管段騰前端脾的端村封墻頑之間抖的水鉤（這齒時(shí)這地部分堪水已逐與河咽水隔深離）蒙排走管。排勤水之貞前，刑作用拔在新扔設(shè)管鑄段前聞、后闊二端鉤封墻宅上的變水壓畝力是漠相互開平衡略的。日排水罩之后哈，作內(nèi)用在辮前端嗚封墻挪上的軌水壓巖力變狀成一逼個(gè)大嬌氣壓蘆力的筍空氣罵壓力間。于狹是作慘用在懸后端械封墻咽上的黃成千伍上萬四噸的坊巨大恐水壓示力就槍將管僅段推各向前翠方，速使膠若墊產(chǎn)宗生第減二次嶄壓縮嚷變形圈（圖11舍-1亡7(方b)）。塌經(jīng)二渡次壓查縮變?nèi)坌魏鬁哪z芳墊，脆使管允段接充頭具從有非如常可蒸靠的濫水密坡性。堡水力菌壓接拴法具夢有工至藝簡恥單、位施工軍方便饒、質(zhì)券量可誼靠、強(qiáng)工料叨費(fèi)省膚等優(yōu)耍點(diǎn)，倍目前萍已在秩各國榮水底此隧道播工程排中普餓遍采壺用。1.5沉管呼基挨礎(chǔ)設(shè)駁計(jì)11離.5君.1地質(zhì)條瓶件與沉末管基礎(chǔ)在一土般地許面建徒筑中隊(duì)，如步果建爆筑物徒基底散下的阻地質(zhì)茶條件編差，雷就得昨做適該當(dāng)?shù)拇然A(chǔ)片，否詳則就姨會(huì)發(fā)透生有粒害的絡(luò)沉降牙，甚臥至有價(jià)發(fā)生轟坍塌吼的危撞險(xiǎn)。懂如有儀流砂勞層，測施工弦時(shí)還沉?xí)鲂值铰樽R煩或霧困難乎，非扣采取矩特殊情措施找（如劈燕疏干賣等）租不可奔。在水蔑底沉勝管隧蓮道中他，情況拳就完藥全不躍同。首跑先，勺不會(huì)揀產(chǎn)生腹由于統(tǒng)土壤自固結(jié)薪或剪勁切破屆壞所少引起濾的沉悼降。雪因作用在驚溝槽底貴面的荷畝載，在究設(shè)置沉黃管后非轉(zhuǎn)但未增陡加，倒誓反減小有了。在倒開槽蛋前，發(fā)作用林在槽漆底面（溫圖11棚-1犁8）上的洗壓力是:很少為需要鎖構(gòu)筑凱人工速基礎(chǔ)止以解恥決沉納降問樂題。沉管隧紅道施工飾時(shí)是在針?biāo)麻_宿挖溝槽且的，沒有勤產(chǎn)生拔流砂律現(xiàn)象榜的可露能，不象餃地面建其筑或其蕩它方法輸施工的辜水底隧調(diào)道（如尾明挖隧噴道，盾洽構(gòu)隧道暢等），沾遇到流完砂時(shí)就至必須采蒙用費(fèi)用巾較高的洽疏干措踏施。對各種駱地質(zhì)條殊件的適消應(yīng)性很桑強(qiáng)，幾乎余沒有什智么復(fù)雜蹲的地質(zhì)府條件能森把沉管紫施工難度倒。一般水聲底沉管躍隧道施堅(jiān)工時(shí)不趁必象其或它水底掘隧道施乒工法那哭樣，須勵(lì)在施工閘前進(jìn)行鋼大量的陵水上鉆浪探工作引。11.五5.2基礎(chǔ)處敲理仍須結(jié)進(jìn)行藍(lán)基礎(chǔ)弓處理冊。其目臘的是盲因?yàn)椴涝陂_翻槽作嘉業(yè)中錄，不災(zāi)論是畝使用要哪一厚種類闖型的駝挖泥冶船，年挖成召后的槽底表肆面總有球相當(dāng)程耗度的不兼平整。使槽底裂表面蜜與沉濫管底洋面之鄉(xiāng)豐間存蝕在著冬很多伶不規(guī)警則的離空隙。會(huì)導(dǎo)匹致地基土悼受力不呈勻而局杯部破敲壞，點(diǎn)從而音引起掀不均惱勻沉母降，學(xué)使沉明管結(jié)欣構(gòu)受壘到較休高的吳局部繩應(yīng)力區(qū)，而養(yǎng)致開青裂。在沉管途隧道中必須維進(jìn)行盲基礎(chǔ)徒處理——墊平，以婚消滅丸這些翅有害菜的空內(nèi)隙。沉管緒隧道唇的各禍種基遭礎(chǔ)處稿理方峰法，傷大體堂上可舞分為先鋪法升和后填冊法二大類芒。先鋪罷法是在管觸段沉設(shè)烈之前，掠先在槽趁底上鋪諒好砂、材石墊層工，然后第將段沉艇設(shè)在這僻墊層上門。適用躍于底寬惑較小的逃沉管工司程。后填國法是在虜管段暴沉設(shè)段完畢撒之后殃，再鋒進(jìn)行霞墊平畝作業(yè)松。后眠填法忙大多梅（除機(jī)灌砂臺法之伙外）女適用閃于底行寬較籌大的貸沉管運(yùn)工程形。各種壺不同踩的基曲礎(chǔ)處籃理方嘗法之瓶間的登差別濁，僅針是“稼墊平息”途換徑的掙不同葡而己涂。其誓效率風(fēng)、效總果以駐及費(fèi)器用上債的出摩入都霜很大稼，因勻此設(shè)亞計(jì)時(shí)御必須腫詳作綁比較宣。11邪.5攜.3軟弱土刺層中的副沉管基陶礎(chǔ)如果沉陷管下的地基梅土特薄別軟傭弱，容困許承窩載力蘆非常剝小，雀則僅海作“抗墊平表”處