第二节沉管法施工

1、 第二节第二节 沉管法施工沉管法施工一、要求一、要求1、沉管法的定义、分类2、沉管法的施工工艺（大）管段制作基槽浚挖管段沉设 水下连接基础处理二、概述1、定义：沉管法：曾称预制管段沉放法，先在隧址以外(如临时干坞，造船厂的船台设备等)，制作隧道管段(每节长60140m，多数为100m左右，最长达268m)，两端用临时封墙密封，运到隧址指定位置上，定位就绪后，向管段内灌水下沉，然后将沉毕的管段在水下连接，覆土回填，进行内部装修及设备安装以完成隧道用这种沉管法建成的隧道，即称沉管隧道。2、发展状况 19世纪末，U.S建造Boston下水道1910美国 Detroit river 铁路隧道（第一条铁

2、路隧道） 到1995 已建成25条 圆形（水比较深） 1924 Holland maas river 隧道 到1995 已建成19条 矩形（有效空间的利用要优） 1944 Japan 庵治河隧道 到1995 已建成18条 圆形（先进的造船设备） 目前世界上最长的沉管隧道是美国旧金山快速交通隧道，全长5825m，由58节管段组成。管段最宽的隧道是比利时亚珀尔隧道，宽达53.1m，全长336m。单节管段最长的隧道是荷兰海姆斯普尔隧道，最长一节管段长268m，宽21.5m，重50000kN。丹麦40年代喷砂法 1958年 古巴完全预应力的沉管隧道荷兰60年代吉那止水带；瑞典60年代灌囊法荷兰70年代

3、压砂法；日本70年代压注混凝土法和压浆法。 香港和台湾已建成四条沉管隧道，中国1993年第一条广州珠江隧道宁波甬江隧道上海外环线吴潞口越江工程；京沪高速铁路在南京越过长江；祟明至南通的越江方案宁波甬江隧道宁波甬江隧道 日本大阪南港海底隧道日本大阪南港海底隧道 3、沉管隧道的分类断面形状：圆形、矩形材料：钢结构、钢筋混凝土结构圆形八角形花篮形6车道的矩形沉管8车道的矩形沉管圆形矩形优点受力合理、底宽较小空间利用率高、车道最低点的高程较高、隧道全长较短、挖槽土方量少缺点空间利用率低、钢壳本身防锈问题、耗钢需临时干坞、干舷较小 三、沉管隧道的施工工艺 (一)管段制作（矩形钢筋混凝土） 1、注意点：

4、(1)保证混凝土的防水性、抗渗性、 (2)严格控制重度（1%）； (3)保证对混凝土均质性 (4)慎重处理施工缝及变形缝。 纵向施工缝(横断面上的施工留缝)，对于管段下端，靠近底板面一道留缝，应高于底板面以上3050cm。 横向施工缝(沿管段长度方向上分段施工时的留缝)需采取慎重的防水措施，为防止发生横向通透性裂缝，通常可把横向施工缝做成变形缝，每节管段由变形缝分成若干节段，每节段1520m左右长2、封墙 管段浮运前必须于管段的二端离端面50lOOcm处设置封墙。 封墙上须设排水阀、进气阀以及出入人孔。排水阀设于下部，进气阀设于顶部，口径lOOmm左右。出入孔应设置防水密闭门。3、压载设施 一

5、般采用水箱形式，须在管段封墙安设之前就位，每一管段至少设置四只水箱，对称布置于管段四角位置。水箱容量与下沉力要求、干舷大小、基础处理时“压密”工序所需压重大小等有关。(二)、基槽浚挖基槽的断面尺寸：底宽：一般比管段底宽大4-10m。深度：覆盖层厚度、管段高度以及基础 处理所需超挖深度三者之和。基槽边坡：与土壤的物理力学性能、基 槽的留置时间、水流情况等有关。施工原则：按照安全、快速、环保、经济的原则进行。浚挖作业一般分层分段进行。 即先粗挖后细挖 在基槽断面上，分成二层或三层逐层开挖。在平面沿隧道纵轴方向，划成若干段，分段分批进行浚挖。 (三)、管段沉设 1、沉设方法 根据自然条件、航道条件、

6、管段规模以及设备条件等因素，因地制宜选用最经济的沉设方案 分吊法分吊法 浮箱吊沉设备简单，适用于宽度特大的大型管段扛吊法扛吊法 只需要小方驳即足够，设备简单，费用低骑吊法骑吊法 适用于水流过大，无需抛设锚索，对航道干扰较小；但设备费很大，故较为少用拉沉法拉沉法2、管段沉设作业（1）沉设准备 沉设前必须完成沟槽浚挖清淤，设置临时支座，以保证管段顺利沉放到规定位置（2）管段就位在高潮平潮之前，将管段浮运到指定位置校正好前后左右位置。（3）管段下沉 下沉时的水流速度，宜小于0.15msec，如流速超过0.5msec，需采取措施。每段下沉分三步进行；即初次下沉、靠拢下沉和着地下沉。 10 初次下沉：下

7、沉到管底离设计高程45m为止。 20 靠拢下沉：将管段向前平移至已设管段2m左右处，再将管段下沉到管底离设计高程0.5lm左右。 30 着地下沉：先将前端搁在“鼻式”托座上或套上卡式定位托座，然后将后端轻轻地搁置到临时支座上。min(四)、水下连接1、水力压接法的发展50年代末期加拿大 台司隧道创造水力 压接法 60年代荷兰鹿特丹地下铁道沉管隧道，采用吉那(Gina) 型胶垫止水带尖肋：尖肋：初步止水初步止水主体：主体：承受水压力承受水压力 底翼缘：底翼缘： 方便安装方便安装 底肋：底肋：防防止管段端面止管段端面漏水漏水 吉那吉那(Gina) 型胶垫型胶垫止水带止水带2、水力压接法施工 水力压

8、接系利用作用在管段后端(亦称自由端)端面上的巨大水压力，使安装在管段前端(即靠近已设管段或风节的一端)端面周边上的一圈橡胶垫环(以下简称胶垫)发生压缩变形，并构成一个水密性良好，且相当可靠的管端间接头，下沉下沉对位对位 排水排水 主要工序：对位拉合压接拆除端封10、对位 上海金山沉管工程中曾用一种卡式托座，只要前端的“卡钳”套上，定位精度就自然控制在水平方向为2cm之内垂直方向上lcm之内。 20、拉合 使胶垫的尖肋部产生初步变形，起到初步止水作用30、压接 拉合完成之后，排出前后二节沉管封墙之间被胶垫所包围封闭的水。整个胶垫在全部水压力作用下，进一步压缩。其压缩量一般为胶垫本体高度的13左右。 40、拆