1、第九章 沉管隧道施工,1 沉管工法概述 2 管段制作 3 水底浚挖 4 管段沉設(shè)與水下聯(lián)接 5 基礎(chǔ)處理 6 上海外環(huán)沉管隧道施工實(shí)例,1 沉管工法概述,沉管法定義： 也稱預(yù)制管段沉放法，簡(jiǎn)單地說就是先在干塢中或船臺(tái)上預(yù)制大型混凝土箱型構(gòu)件或是混凝土和鋼的組合箱型構(gòu)件，并于兩端用臨時(shí)隔墻封閉，舾裝好拖運(yùn)、定位等設(shè)備，然后將這些構(gòu)件浮運(yùn)沉放在河床上預(yù)先浚挖好的溝槽中并聯(lián)接起來，最后回填砂石并拆除隔墻形成隧道。,沉管隧道與盾構(gòu)隧道覆土深度比,橋與兩隧道方案比較,各國(guó)交通沉管隧道使用情況,眼鏡形沉管段，香港地鐵（一期）鋼筋砼結(jié)構(gòu),眼鏡形沉管段，美國(guó) 道路，鋼殼、砼合成結(jié)構(gòu),矩形沉管段，香港西區(qū)道路，

2、鋼筋砼結(jié)構(gòu),矩形沉管段、上海外環(huán)隧道，鋼筋砼結(jié)構(gòu),沉管隧道的特點(diǎn),管段結(jié)構(gòu)質(zhì)量易控制； 隧道接縫非常少；如100m長(zhǎng)的雙車道水底隧道，盾構(gòu)隧道現(xiàn)場(chǎng)接縫長(zhǎng)4730m, 沉管隧道現(xiàn)場(chǎng)接縫長(zhǎng)僅40m. 工程造價(jià)較低；如水下挖漕；水上管段運(yùn)輸；接縫少；覆土淺，長(zhǎng)度短。 隧道現(xiàn)場(chǎng)施工工期短； 適用的水深范圍較大；如最深可達(dá)60m; 需要開挖干船塢及施工經(jīng)驗(yàn)不足而導(dǎo)致施工風(fēng)險(xiǎn)較大。,沉管隧道的施工,沉管隧道施工中的關(guān)鍵技術(shù),管段的水下連接 基礎(chǔ)處理,2 管段制作,管段制作的場(chǎng)地需要臨時(shí)干塢，但在管段制作階段最重要的工作是做好管段防水。 管段制作工序：臨時(shí)干塢-管段制作-管段防水-檢漏與干舷調(diào)整,干塢施工,

3、臨時(shí)干塢的規(guī)模決定于管段節(jié)數(shù)，每節(jié)寬度與長(zhǎng)度、以及管段預(yù)制批量。 臨時(shí)干塢的深度，應(yīng)保證管段制成后能順利地進(jìn)行安裝工作并浮運(yùn)出塢。 臨時(shí)干塢的塢底，通常采用20-30cm的無筋混凝土層。為防管段起浮時(shí)被“吸住”，要在管段底下鋪設(shè)一層砂礫或碎石。 臨時(shí)干塢的機(jī)具設(shè)備，一般都是普通土建工程的通用設(shè)備。,管段制作,管段制作中，最重要的是保證浮運(yùn)時(shí)能有規(guī)定的干舷，使用時(shí)不產(chǎn)生管壁滲漏，對(duì)施工縫、變形縫的布置要慎重安排。 施工縫分為二種，一種是底板與豎墻之間的施工縫，亦可稱作縱向施工縫；一種是管段長(zhǎng)度方向分段施工時(shí)的留縫，可稱作橫向施工縫。在軟土地層的沉管隧道中，一般將橫向施工縫成為變形縫。,管段制作,

4、變形縫的構(gòu)造應(yīng)滿足三個(gè)主要要求： 能適應(yīng)一定幅度的線變形與角變形； 施工階段能傳遞彎矩，使用階段能傳遞剪力； 變形前后均能防水。 通常采取的措施是： 把變形縫處的管壁外排縱向（水平）鋼筋全部斷開；內(nèi)排縱向鋼筋則保持連續(xù)并通過變形縫。待沉沒完畢后，再予以切斷，使之成為完全的變形縫。 在變形縫中，一般均設(shè)置一至二道止水縫帶。,管段制作,管段防水,和地下工程的常規(guī)防水方法差不多。 管壁外防水：鋼殼防水、卷材防水、涂料防水； 管壁自防水：提高砼密實(shí)度、減少水化熱、減少施工縫兩側(cè)溫差。,管段施工縫防水，上海外環(huán)隧道,管段噴涂防水層，悉尼港隧道,管段鋼板防水，東京灣隧道,檢漏與干舷調(diào)整,管段在制作完成后，

5、須采取注水試驗(yàn)檢漏。 管段在正式浮運(yùn)之前，須檢查四邊干舷是否合符規(guī)定，或有傾斜現(xiàn)象，可用調(diào)整壓載的辦法來糾正。,管段浮運(yùn)前,3 水底浚挖,水底浚挖主要指沉管基槽的浚挖，可根據(jù)河床泥土的類型選用不同的挖泥船，如吸揚(yáng)式挖泥船、抓斗式挖泥船、鏈斗式挖泥船、鏟斗式挖泥船等呀， 一般都采取分層分段浚挖方式。在基槽斷面上，分成二或三層，逐層浚挖。在平面上，沿隧道縱軸方向，劃成若干段，分段分批進(jìn)行浚挖。,照片27、抓斗式挖泥船和絞吸式挖泥船，上海外環(huán)隧道,沉管基槽剖面,4 管段沉設(shè)與水下聯(lián)接,管段的沉設(shè)作業(yè)是沉管隧道施工中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。它受到管段尺度、地形、水流條件以及氣象條件的影響很大，還受到航運(yùn)條件的

6、制約。 目前的沉設(shè)方法主要是浮箱吊沉法。此外，在外海作業(yè)常采用自升式作業(yè)平臺(tái)法。,浮箱吊沉法示意圖,照片31、沉管沉放浮箱、悉尼港隧道,雙體式管段沉放船，東京灣隧道,自動(dòng)升降式作業(yè)船（SEP），香港地鐵隧道,管段沉設(shè)流程,沉設(shè)前的準(zhǔn)備：溝槽清淤、航道交通管制； 管段浮運(yùn)就位：在高潮平潮位浮運(yùn)到指定位置。 管段下沉：在低潮平潮之前12小時(shí)開始下沉，分為三個(gè)步驟：初步下沉、靠攏下沉、著地下沉。,管段沉設(shè)周期多為一個(gè)月沉設(shè)一節(jié),水下聯(lián)接,水下聯(lián)接法最可靠的施工工法是水力壓接法。 水力壓接法就是利用作用在管段上的巨大水壓力使安裝在管段前端面（即靠近已設(shè)管段或豎井的端面）周邊上的一圈膠墊發(fā)生壓縮變形，形

7、成一個(gè)水密性相當(dāng)可靠的管段間接頭。 其具體工序?yàn)椋簩?duì)位-拉合-壓接-拆除封墻 最后一個(gè)管段的最后一個(gè)端面聯(lián)接采用水中模板混凝土。,沉管封倉,沉管隧道的防水設(shè)計(jì),沉管隧道的防水設(shè)計(jì),沉管隧道的防水設(shè)計(jì),5 基礎(chǔ)處理,沉管隧道的基礎(chǔ)所承受的荷載通常較低，只作一般的處理，如用砂或碎石作為墊層就能滿足要求。 在沉管隧道中，仍須進(jìn)行基礎(chǔ)處理，主要工作是墊平，其目的避免槽底表面與沉管底面之間的不規(guī)則空隙會(huì)導(dǎo)致地基土受力不均勻局部破壞，從而引起不均勻沉降，導(dǎo)致沉管開裂。,基礎(chǔ)處理,基礎(chǔ)處理,基礎(chǔ)處理方法有：先鋪法和后填法 先鋪法是在管段沉設(shè)之前，先在槽底上鋪好砂、石墊層，然后將管段沉設(shè)在這墊層上。這種方法適

8、用于底寬較小的沉管工程。 后填法是在管段沉設(shè)完畢后，在進(jìn)行墊平作業(yè)。后填法適用于底寬較大的沉管工程。,后填法的基本工序,工序 在浚挖基槽時(shí)，先超挖1m左右； 在溝底安設(shè)臨時(shí)支座； 管段沉設(shè)完畢（在臨時(shí)支座上擱妥）后，往管底空間回填墊料。 優(yōu)點(diǎn) 臨時(shí)支座少而小，高程控制易于達(dá)到精度要求，與先鋪法的導(dǎo)軌相比，設(shè)置時(shí)方便得多。 作業(yè)時(shí)河道上占位時(shí)間短，對(duì)航行干擾少。 主要工法 噴砂法、壓漿法、壓砂法,噴砂作業(yè)的施工速度約為200m3/h. 當(dāng)管段底面極為3000-4000m2時(shí)，大約二天就可完成,壓砂法作業(yè)示意圖,壓砂法作業(yè)示意圖,6 上海外環(huán)沉管隧道施工實(shí)例,頂管法與箱涵法施工復(fù)習(xí)題,1、頂管法施工定義； 2、中繼間與觸變泥漿在頂管施工中的作用； 3、水平定向鉆的施工原理； 4、水平定向鉆施工前的勘察設(shè)備； 5、箱涵法施工的工藝流程。,沉井法施工復(fù)習(xí)題,1、沉井施工工法定義及應(yīng)用； 2、沉井的分類與構(gòu)造； 3、沉井下沉的施工工藝及不同工法中施工注意事項(xiàng)； 4、沉井封底方法； 5、沉井下沉系數(shù)計(jì)