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1、沉管隧道施工 沉管隧道施工 沉埋法施工示意图 沉埋法施工示意图 浮船 压顶石 基础 管段 言 际 输 饭 邵 馅 仕 街 购 涌 搬 让 捶 钉 笑 笋 敞 终 届 临 粘 狄 窖 犀 多 护 篱 喇 争 绞 飘 磷 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第一节 概述 沉管法修筑隧道，就是在水底预先挖好沟槽， 把在陆地上特殊场地预制的适当长度的管段，浮运 到沉放现场，顺序地沉放到沟槽中并进行连接，然 后回填覆盖成的隧道。 争 咆 藐 股 鸦 宽 屁 百 粒 爷 屋 辆 曙 绕 漫 标 卧 乔 撞 膳 硫 翻
2、 举 求 藻 仔 杭 薪 枚 蛰 凤 逐 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第一节 概述 一沉管隧道的特点 沉管隧道与其他横断水路的隧道相比，主要有如下特点： 1.能够设置在只要不妨碍通航的深度下，隧道全长可以缩短 ； 2.管段是预制的，质量好，水密性高； 3.固有浮力作用在隧道上，视比重小，要求地层承载力不大 ； 4.断面形状无特殊限制，可按用途选择，适应较宽断面形式 ； 5.沉管的沉放，可在13日内完成，对航运的限制较小； 6.不需要压缩空气作业，在相当水深的条件下，能安全施工 ； 7.采用预制方式
3、施工，效率高，工期短。 冠 并 泌 确 课 挑 辆 咋 哄 面 滋 奶 秃 早 骸 纲 粤 予 胖 窘 磋 蛾 趋 冶 或 渴 镜 溢 弛 欢 蓑 置 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第一节 概述 二、沉管隧道的分类 按施工方式分类: 钢壳方式: 不需修建特殊的船坞，用浮在水上的钢壳 箱体作为模板制造管段. 干船坞方式: 在干船坞内制造箱体，而后浮运、沉放的 方式. 猾 砖 辣 裴 景 煞 芥 禹 梨 缕 辱 光 铆 索 划 确 想 猛 臻 维 姐 吵 勤 缆 吞 喧 乐 窝 壹 燃 觅 康 地 下
4、工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第一节 概述 钢壳方式与干船坞方式的比较 项 目钢壳方式干船坞方式 用 途双车道公路，单线铁道，下水管等 管段宽宽在10m以内的 多车道宽度大的公路(铁道，人行道 并置的情况也包括在内) 断 面 形 状圆形，外廓为变态八角形的矩形 材 料钢壳及钢筋混凝土钢筋混凝土 管段制造地点船台等临时干船坞 防 水 方 法钢壳防水层钢板(68mm)，沥青，橡胶 等 基 础 处 理一般整平机敷设砂砾要设临时承台，填充砂或砂浆 水 中 接 合水中混凝土或橡胶密封垫水压连接橡胶密封垫水压连接 浮
5、运 沉 放干舷高度3050cm，拖航；水上向 管段投入砂和混凝土，沉放 干舷高度10cm左右，拖航；用管段内 的水平衡方法沉放 婆 猎 骨 逸 拙 馋 衰 大 炭 奉 嫁 训 饼 寝 锻 涉 简 沙 扼 淳 遣 拽 酿 杨 蜂 票 乐 遇 贫 母 械 卵 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第一节 概述 三、按断面形状分类 断面形式有圆形、矩形、其它形状等。一般说，圆形 多为钢壳方式，矩形多为干船坞方式。 按材料分类 有铸铁、钢材、混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土 等。 炭 软 丽 甜 阁 巩 髓 坛 甸
6、 率 铀 兼 揍 声 掘 拿 烫 境 梗 篮 版 钟 界 闺 趴 搐 停 裙 醉 厌 洪 美 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第一节 概述 圆形断面沉管隧道 掘 链 啃 脂 敬 涟 秒 赖 酿 坤 翁 柔 血 该 峰 锥 很 短 舰 浚 君 嗽 撬 洗 纶 啡 臼 泅 规 炯 钾 哲 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第一节 概述 矩形断面沉管隧道 赋 责 腮 游 屡 碎 熄 撑 浸 灾 抛 禹 补 肛 湿 涕
7、 堡 狡 气 切 题 蛀 戊 窗 牲 志 拭 耻 缉 厦 途 蚜 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第一节 概述 四、沉管隧道的环境问题 对水道的影响：所有的沉管隧道要穿过水道，特别是河口或狭窄 的海峡。这种水道通常有复杂的自然特点，如水流、潮汐、 海洋生物分布、平面形状、沉积物的迁移，冲刷和沉积的特 点。 对地下水状况的影响：两个目的引道开挖和建造隧道管段的 干坞，沉管隧道施工一般包括大规模地降低地下水。 对开挖材料的处理：施工总是大量的挖泥作业，一般需要大型的 干燥坑道作引道结构。在工程中一直重复使
8、用挖泥和开挖材 料时，需要处理大量材料。 沉管隧道的修建应考虑到土地利用和水上通航的问题，尽量少占 用土地和在施工过程中最小的妨碍水上交通。 术 嚏 外 雅 狼 荫 洒 补 单 锗 登 瘁 帚 程 兜 锨 亿 或 趁 龙 抵 庸 姆 澳 币 膏 警 负 悉 希 饶 钩 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第二节 沉管隧道调查规划 在规划沉管隧道时，首先要充分调查建设现场的地 理、物理、以及人为等各种条件，并与桥梁及其他水 底隧道方案进行比较；在充分调查的基础上，进行利 用规划、选址、交通量和交通组成规划、
9、线形和横断 面选择、沉管的结构和长度、设备布置等规划。 一、 横断水路方案比选 1. 沉管隧道与桥梁方案比选 在横断水路的方式中，如既可采用桥梁，又可采 用隧道时，应从工费、施工、结构上的得失、运营的 利弊等，对两种方式进行比较。 仁 住 刹 烽 叁 胖 酿 躲 虽 累 转 便 溃 菠 破 界 姐 骚 耿 婉 剿 材 容 晰 舀 紧 众 费 考 勤 串 返 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第二节 沉管隧道调查规划 沉管隧道与平面桥的比较 伸 鬼 釜 锣 终 涸 策 崇 韩 断 菜 箱 沫 竖 拉 痛
10、猴 挽 历 舞 冗 云 睫 洛 佛 健 帚 冻 把 姬 裂 猴 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第二节 沉管隧道调查规划 沉管隧道与高架桥的比较 薛 坏 栈 娇 厩 移 排 抉 戍 沃 襄 乖 艘 萧 舌 姜 咯 苹 靖 霄 茫 稍 谚 受 邓 老 吾 豹 戌 徘 盟 酸 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第二节 沉管隧道调查规划 2. 沉管隧道与其它隧道方案比选 水底隧道的施工方法有盾构法、沉箱法、明挖法等。
11、 其中沉箱法、明挖法可在较浅的河道中采用。因此， 能够与沉管法进行实质性比较的只有盾构法。 盾构法的最大不同之点是，如何确保隧道上浮的稳定 性以及为保证掘进的安全，要有比沉管隧道更大的埋 深。所以，隧道长度要长些。 抽 兹 些 萌 叼 茶 斥 迢 野 统 猴 姐 蓖 沦 棠 昆 晋 娄 蔚 笑 铸 仅 然 艾 臂 趴 涛 栏 良 懒 甚 涕 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第二节 沉管隧道调查规划 沉管隧道与盾构隧道埋深的比较 粒 喇 篙 缔 踞 够 蒙 崇 吕 屁 雪 津 哦 赏 型 捆 蛔 秘 域
12、 云 悯 症 弓 巍 忿 蛹 杰 绽 嗽 叁 班 洋 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第二节 沉管隧道调查规划 二、前期问题和调查工作 沉管隧道的规划时，应先大概研究平面、纵剖面、断面 形状、沉管区段长度、管段长度、通风塔位置、引道 、沉管隧道预制场、基础处理等问题。 首先，为获得经济的线形，要进行线路方案比选。根据 水深和覆盖层厚度，初步决定纵断面的大致情况。在 规划线路和纵断面线形时，要掌握包括隧道的总长和 引道长度的施工区段的全长。 其次，视隧道用途，研究隧道净空断面和布置，设定沉 管横断面的大
13、概形状。对公路隧道、铁路隧道，除满 足建筑限界的要求外，还要配置管理通道、通风道、 照明、标志信号、排水设施等，选择构造上、空间利 用上、力学上都有利的横断面形状。 翰 蚌 招 迂 怜 腮 淳 绕 论 化 黔 梯 僧 钥 忽 快 博 桅 叼 测 匣 也 剥 改 盏 呐 酷 画 侣 弘 仍 接 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第二节 沉管隧道调查规划 研究了上述问题后，进行详细地质调查，其中包括： （1）基础的报告 包括：水路条件调查、周边土地利用、开发计划、制造码头等调查。 （2）测量调查 包括：水深
14、测量、引道范围的路线测量等。 （3）水文及水质调查 包括：水的比重、流速、波浪、水温等。 （4）地质及土质调查 包括：基础承载力、地层构成、土质常数等。采用各种手段调查。 （5）地震调查 沉管隧道，地震调查异常重要。要进行该区域的地震调查及用于设计的各种 动态土质常数等的调查。 （6）其它调查 包括：用地调查、渔业补偿、水质污染、弃土等调查 戊 婴 普 很 曝 拷 河 绒 找 昆 傀 烂 馅 情 呛 扯 湛 蓝 床 忻 瞩 鸯 箭 银 挖 舀 导 蛾 垦 国 窒 奔 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第
15、二节 沉管隧道调查规划 三、 沉管隧道规划 1、线形规划 决定位置时，首先找出几个比较线路，根据用途，在容许的线形条件 下，设定隧道的平面、纵剖面，其中选择最经济、合理、在构造上易于 制造预制管段的方案。要注意以下几点： 平面形状，沉管区段不进入平面曲线之内是最好的， 管段的纵剖面，一般管段都制成直线，多为折线构成。在设计时，要考 虑接头位置、净空高度、最小埋深等来决定； 在平面和纵断面曲线重合地段，管段制造复杂，尽量避免这种重合。 2、构造规划 构造规划应确定断面形状、管段的划分及基本构造等。 管段划分(管段长度)，要考虑上述的线形、沉设方法、沉放时对航道的干 扰等来决定。对铁道、公路隧道来
16、说，管段长通常取100m左右。 卯 菌 灯 歧 踏 澄 钝 岔 芜 秉 愧 侈 盾 沿 镇 捞 延 及 肾 侠 搏 精 高 辱 氯 芳 篓 游 层 舷 汽 旭 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第二节 沉管隧道调查规划 3、管段制造 干船坞方式，根据使用的用地规模来决定配置管段数和使用次数。干 船坞构造，应视土质条件、使用次数而定，采用明挖法最经济。 钢壳方式，应虑工地和制造地点距离、拖航航道条件等决定制造码头 。 4、基础 沉管视比重较小。一般基础承载力不会有问题，但要求均匀的反力传 递到地层，目前采
17、用的工法有：在沟槽底面上铺设均匀底层的方式 ；临时支承，向管段底和壕沟底空隙充填砂和砂浆基础的方式。 5、沉放 沉放方式有：固定脚手架方式，浮桥方式和沉放作业船方式。各有利 弊，应考虑管段规模、现场作业条件等选择。 6、进度 根据上述各点，最后研究整个工程的大概进度规划。 绍 邵 剪 凤 意 越 庶 卵 皑 涤 湿 族 薯 戴 到 烯 夹 弥 剥 林 孤 灵 蹲 雪 汉 猛 押 芬 审 窒 瞎 讨 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第三节 沉管隧道设计 沉管隧道技术综合了土木、建筑、机械、电气等各专业
18、领域。因此在设计时应从总体观点出发慎重的进行研 究，以便能满足其目的和功能。不要各专业单独考虑 ，而应以建成后的隧道状态为中心综合的设计。 沉管隧道的设计，因没有强制性的技术规范，这是沉管 隧道的修建在过去、将来都并不那么多的缘故。因此 ，在修建沉管隧道时要参考桥梁技术规范，但要根据 沉管隧道的特点来进行设计。 特点是：结构重量和浮力的平衡；具有水密性构造；施 工用的临时隔壁及水中接合构造等。因沉管隧道埋深 浅，应特别注意抗震性的设计。 灶 篆 敏 芒 芍 冀 硕 颧 住 黍 芯 氦 贱 债 柄 消 黍 伊 轻 让 咸 押 煮 亚 乎 年 秋 唾 汽 杏 至 纵 地 下 工 程 施 工 ( 沉
19、 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第三节 沉管隧道设计 一、设计内容与设计流程 沉管隧道的设计内容主要包括荷载组合、管段结构、 临时端隔墙、管段接头、防水设计、基础设计、抗震 设计、竖井和引道设计等。 狭 身 竟 媒 澜 陈 漫 彩 匆 噎 窿 绢 垂 羡 咬 廊 掳 蜜 工 薄 来 净 团 嫡 幽 寥 抿 闺 诸 双 民 晾 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第三节 沉管隧道设计 舆 咏 氖 抚 民 潭 嫂 冲 刀 拖 绳 召 葬 是 谨
20、耪 希 咖 妙 彼 堵 折 丁 扼 忘 指 殆 条 碳 款 响 妥 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第三节 沉管隧道设计 二、设计荷载及受力分析 考虑施工中和施工后可能作用的全部荷载组合。一般有下述荷载组合。 （1）自重 在沉管法中，在计算重量时，要特别注意各材料的单位容重和水的单位容 重。特别是在牵引拖运时，浮力和重量差只有1%左右。 （2）水压 通常采用HWL（平均满潮位）和HHWL(历史最高潮位)，或采用由概率决 定的以后出现的异常潮位， （3）土压 主要由回填土产生。垂直土压除考虑上覆土重外，
21、还要考虑淤泥的堆积厚 度等。水平土压按作用在刚性壁的土压考虑。土压系数取0.5。 （4）地震影响 这一部分参考有关专著。 （5）不均匀下沉的影响 一般都埋设在河底或海底的软弱层中，视比重也比既有地层的重量轻。基 础地层受到的先行荷载有所减少。一般不会出现对设计有影响的下沉。 蒋 仑 挞 咕 坊 交 部 瘤 拈 拭 栈 琉 较 匠 恋 事 攘 弧 浦 峰 娃 拆 热 哑 彝 饥 得 嗓 腾 捍 胜 狱 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第三节 沉管隧道设计 （6）温度变化的影响 沿隧道纵向，年间温度变化量
22、对轴向应力、轴向应变、 可挠性接头会产生影响。要研究其伸缩量。 沿隧道横向，要检查隧道壁面的里外温差，管段中壁的 温度变化等的影响。 年间温度的变化量，公路隧道的实测值在5度左右。是较 厚构件的地上温度变化量的1/2左右。 （7）施工荷载 施工荷载，因管段的制造方式而异。 （8）其它荷载 船舶沉没、投锚、走锚的影响；沉船荷载（丹麦沉管隧 道规定是100kPa力作用在250m2的面积上）；隧道火 灾的影响；爆发荷载(瓦斯管设置时)等。 三 输 笔 菌 蛆 杉 肛 滚 竖 禁 暂 腹 谈 机 键 测 溪 港 潍 救 绰 来 土 熏 韭 配 索 颤 纹 祖 登 邵 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管
23、 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第三节 沉管隧道设计 沉管隧道的荷载 银 默 聚 翟 区 颜 浮 哪 帘 蛆 亮 膀 狈 衙 簇 轰 屉 诫 雁 顽 羹 佃 残 伍 亿 近 雁 敢 蛰 抄 伍 窿 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第三节 沉管隧道设计 2. 容许应力 沉管隧道的混凝土的容许应力，基本上可按钢筋混凝土 结构同样考虑。 3. 荷载组合 荷载的组合和容许应力的增幅，要按各种设计状态设定 。一般情况的荷载组合和容许应力的增幅见下表。
24、虱 焉 隋 配 令 蜕 父 弦 猫 孟 菇 印 庆 也 融 兹 飘 厨 士 钞 曹 拧 珠 监 艺 赦 基 兔 桂 羊 颐 稠 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第三节 沉管隧道设计 荷载组合与容许应力的增幅 荷载组合容许应 力增幅 备注 自重+水压(HHWL)+土压+ 不均匀下沉+活荷载 0% 自重+水压(异常高潮位 )+土压+不均匀下沉+活 荷载 +50%未来可能 发生高潮 位 自重+水压(HHWL)+土压+ 不均匀下沉+活荷载+地 震影响 +50% 自重+水压(HHWL)+土压+ 不均匀下沉+活荷
25、载+温 度变化 +15% 鸦 莹 恶 爷 卓 邻 昔 鳖 某 涧 只 囤 挎 隧 玫 汇 佩 夺 佣 宁 宋 跳 沫 嚷 小 巨 保 颜 垂 巳 鼎 书 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第三节 沉管隧道设计 4. 浮力的影响 管段在施工中进行拖航和沉放后都要受到浮力，因此 要研究管段作为浮体的稳定性。要确保拖航时的干舷 高度以及上浮的安全度。这是确定断面的主要因素。 干舷高度，从既有实例看是3050cm左右。这相当于视 重量为总浮力的1%左右，拖航时，作为浮体的稳定 性是没有问题的。因此，各国对拖航时
26、的浮力都规定 在上述的1%的数值。 插 常 屠 蘸 世 课 欠 垂 悼 滋 衍 市 迂 欺 奴 衍 样 雨 仓 晌 勃 走 拭 罪 度 火 舶 匀 沧 懂 尉 椭 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第三节 沉管隧道设计 三、管段结构设计 （1）钢壳方式的管段设计 横断面设计 设计特征是钢壳同时要作为混凝土灌筑时的模板，钢壳要与混 凝土成为一体，作为永久构件存在。 钢壳存在腐蚀、残留应力和与混凝土为一体等问题，很难视其 承载是一个有效的构件。目前多按临时构件来设计。也曾试 行按钢和混凝土的组合构件来设计，
27、目前正在研究和试验。 钢壳断面，一般决定于混凝土灌筑时的应力。随着混凝土的灌 筑，吃水深度增加，水压增大,设计断面也应随之变化。因此 ，应对每一施工阶段的混凝土重量和水压进行应力计算，而 后按最危险状态，决定钢壳断面。 溺 瘦 揪 刚 搜 羚 牲 蜒 柔 卢 旋 七 八 屯 牢 惕 救 孵 塘 酿 稿 嫡 桶 惟 洼 浓 掩 脱 服 撒 擎 档 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第三节 沉管隧道设计 纵断面方向的设计 把整个钢壳视为纵断方向的梁，按施工荷载研究强度和 变形。设计状态可分为：进水时，混凝土
28、灌筑时，拖 航停泊时等状态。 钢壳在船台上制作，纵向进水时的状态，会产生比较大 的应力,故多由此状态决定断面尺寸,但也应研究其它 状态下的应力和变形。 混凝土灌筑时的应力，视一次混凝土灌筑量、灌筑地点 、灌筑顺序有根大的变化。因此，一次灌筑混凝土的 区段和灌筑顺序，要按使断面力最小的原则决定。 羞 慷 晰 泄 钝 元 选 责 溯 完 哲 澡 酸 啼 挖 禾 区 围 显 缄 鸦 缘 溯 什 查 郭 奥 喊 污 农 供 耪 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第三节 沉管隧道设计 （2） 钢筋混凝土管段的设计
29、 横断面的设计 用干船坞制作的钢筋混凝土管段，从施工角度看，在应力方面是不 会有问题的。决定横断面时，就是要注意对浮力的平衡。如干船 坞的基础软弱时，要进行地层改良或采用桩基，以防止在制作中 的管段产生有害的应力。 决定断面尺寸时，一般都按采用平面骨架结构进行应力计算。此时 ，作为结构系的支承条件，要设定地基的反力系数。但其值的采 用，要考虑地层的性质、基础宽度等。 横断面构件的厚度，一般按钢筋混凝土构件的计算即可。但因沉管 隧道主要是受水压、土压的作用，设计荷载的大半是永久荷载， 同时，在水下维修也是困难的。因此，混凝土和钢筋的应力，要 根据开裂宽度、混凝土的流变影响等，加以充分研究后选定设
30、计 的目标值。 舅 镊 吼 箔 晋 者 歪 菠 耙 生 烤 路 首 及 椎 喷 瘟 曳 电 盏 泰 圈 蕾 力 蒲 层 林 钉 赘 亨 捧 氮 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第三节 沉管隧道设计 纵断面方向的设计 管段的纵向设计，除考虑混凝土灌筑时、牵引时、沉放 时的状态外，还要考虑完成后的地震影响、地层下沉 影响、温度变化的影响等。 莱 阅 扬 庸 热 辜 唐 薛 倒 任 娥 急 额 贵 酶 遂 盅 实 甩 瑰 软 常 襟 截 链 藕 晦 照 渝 浮 洽 温 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧
31、 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第三节 沉管隧道设计 四、临时端隔墙的设计 沉管段的两端部，因牵引、沉放的要求，需设临时隔壁( 端隔墙)。 端隔墙的结构，因是承受施工中的水压，最好使之重量 小，而且易于拆除。为此，其结构形式多是由止水板 、桁架、加强肋等构成的钢结构。但也有钢筋混凝土 的和钢筋混凝土板与支持钢桁架构成的。选择时，应 考虑止水性、经济性、施工性等。 设计端隔墙时的荷载，主要是沉放时的水压。 褪 讲 挖 鲸 绑 伊 突 壹 棉 良 倘 慕 譬 禁 叶 蒂 辩 霍 暖 扬 阉 喝 腺 匈 遇 涅 俏 删 栅 绒 浩 闺 地 下
32、工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第三节 沉管隧道设计 五、管段接头的设计 1. 接头方法 沉管段在水中接合的方法，在沉管法的应用初期，多采 用水中混凝土的方法。但从橡胶密封垫的水压压接法 开发后，此法目前是采用最多的。 接头的构造有：与管段同样强度、刚性的连续构造形式 和管段能够相互伸缩、转动的柔性构造的可挠性接头 形式。 凸 件 做 慰 匈 凉 订 柠 烘 躇 坛 罢 待 窒 挪 剖 固 视 碱 洒 冻 谍 泵 碉 呸 坑 技 吃 圭 印 肮 馅 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地
33、下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第三节 沉管隧道设计 （1）连续构造接头的设计 此种接头在美国、加拿大等国采用较多。日本初期的沉 管隧道也多采用这种接头。 连续构造接头 薄 便 利 仕 蛋 闲 菠 逆 熏 拄 校 爹 经 荚 召 怎 酪 证 绞 乐 左 喇 淖 么 汞 扼 荐 小 要 郊 诗 囊 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第三节 沉管隧道设计 (2) 可挠性接头（柔性 接头）的设计 柔性接头是能使管段接 头处产生伸缩、转动 的结构。但不容许无 限制的位移，要根据
34、 止水性及交通功能等 ，规定出容许的位移 值，使接头的位移在 容许范围之内。 柔性接头构造 贵 从 澄 榔 膛 芋 叁 岭 湿 缄 沥 窍 贴 抖 船 泽 荔 榆 蛮 存 烷 恩 镑 矿 试 芍 乡 吹 慧 挟 及 蛔 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第三节 沉管隧道设计 2. 止水构造 在管段的接头处，不管是那种接头形式，都要进行止水 构造的设计。一般说，橡胶密封垫的一次止水构造是 最基本的构造。 决定橡胶密封垫的材质、形状尺寸时，要满足以下条件 ：止水构件材质的长期稳定性和耐久性；管段接合时 ，就
35、要具有所规定的止水性；水压压接时具有合适的 荷栽-压缩变形特性；有永久的止水性能等。 芒 缅 畴 笺 肿 鞭 亦 渺 偶 圃 昧 侈 厢 抉 待 雷 秘 窿 吝 象 锅 谴 趟 劫 担 牵 如 抄 疹 秩 撂 渠 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第三节 沉管隧道设计 橡胶止水带形状 端 逗 刮 爵 泥 颊 腕 湛 界 泰 科 皱 慕 糙 堂 灵 劫 埠 花 巨 抒 镍 烈 喀 盂 翅 蜗 氰 檬 硒 羚 矾 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧
36、 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第三节 沉管隧道设计 新型橡胶止水带 乖 巩 羞 备 喀 玲 婴 箭 轧 台 荤 帮 凹 巷 忌 滚 怕 梭 桓 苟 秋 烩 谗 疑 店 吧 豹 蚁 牌 狄 掖 整 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第三节 沉管隧道设计 二次止水装置(有时还有三次止水装置)是唯恐一次止水 发生故障时，而设的具有止水构造的安全阀，要能承 受外水压。 二次止水带 醒 兑 救 肃 拖 乃 驴 惟 烂 逃 漓 由 贸 锦 翠 久 涌 以 瘟 炽 沉 擞 侨 贝 丧 葱 钠 脾 慑 卑 搽 皮 地
37、 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第三节 沉管隧道设计 3. 最后接头 沉管隧道的接头，一般分为中间接头、与竖井的接头及 最后接头三类。其结构型式有些差异。其中，最后接 头是最后一节管段与前设管段等的接头,与管段一般段 的接头不完全相同。最后接头的位置，一般设在管段 与竖井处。最后接头处的水深比较浅时，可在接头范 围设围堰，用内部排水方式施工。 也可采用与水压压接相同的方法修最后接头，即在最后 接头周围安设橡胶密封垫的止水板，而后排出内部的 水，使止水板水压压接。此法与水深关系不大，是比 较合理的方法。
38、挑 缄 锋 骋 悔 寞 定 趁 暮 轿 潘 检 姥 卤 氛 舅 怖 旨 棚 顽 撰 恳 占 煤 泽 乎 俺 撕 切 窟 击 戒 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第三节 沉管隧道设计 最后接头的各种方式 淡 努 恋 姬 箕 璃 戳 薛 懂 害 锐 倚 务 预 槛 山 陷 捞 遇 稳 亭 秆 治 踊 育 傍 判 拦 亥 矩 蓟 蚊 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第三节 沉管隧道设计 六、 防水设计 沉管隧道，几
39、乎都是钢筋混凝土的，通常设在1030m 的水深处，受到0.10.3MPa的水压。因此，经常受 到海水的侵蚀，对混凝土的耐久性会产生不良影响。 此外，要防止因开裂而发生漏水，必须有充分的水密 性。为此，要采用各种的防水方法。防水方法大致有 两大类： （1）使结构物本身具有水密性的方法； （2）在结构物外侧覆盖防水层的方法。 经 煌 彰 犯 筐 街 闪 苹 周 稻 糟 虾 腐 凤 瓢 词 厚 俄 飞 揭 需 漆 否 洒 莽 蛇 堤 凛 劲 龟 读 说 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第三节 沉管隧道设计
40、七、基础设计 沉管隧道完成后的状态，是视重量比浮力稍大些，包括 回填土在内的上浮安全系数一般是F1.25左右。地层 反力是q3t/m左右。一般说，不需要专门的基础， 而且管段受到均匀的地层的支持，故要在施工上仔细 研究，并采取防止地层下沉的对策。 基础形式 害 稠 挫 厌 咆 那 碴 耀 辈 航 妓 硫 舍 胎 搂 忙 芜 呼 粪 东 沧 救 撕 鸽 晒 瑟 圣 漓 榷 渡 酬 竿 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第三节 沉管隧道设计 独立支持形式的基础 此 膳 狞 月 碍 哄 常 访 瞒 莱 聊 夸
41、 核 稽 腻 昂 爵 级 深 亨 交 惨 厢 特 膘 直 浚 卞 谗 掸 所 壹 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第三节 沉管隧道设计 巴黎地铁基础形式 待 境 铁 洼 慑 耶 俭 罩 歪 浙 橡 永 炎 枫 顺 着 陵 理 佳 要 步 泡 鄂 辣 子 健 隘 暮 偿 经 韦 质 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第三节 沉管隧道设计 八、 抗震设计 地震对地中结构物的影响，一般说比地面结构物小。因 此，对地铁
42、等重要城市设施，考虑地震影响的设计时 ，除特殊情况外，多不进行。 九、竖井和引道设计 1. 竖井 竖井分别位于沉管隧道的两端，是沉管隧道和陆上隧道 的接续点。对公路隧道，还具有风井的功能。对其它 用途的隧道，多用于排水设施、电气设施、附属设施 等的收容空间。 竖井设计主要任务是确保其稳定性。竖井的稳定，一般 说是由完成后的地震时及施工时的稳定性所支配的。 问 桃 卢 苟 酗 赏 几 儿 二 态 尹 亢 涵 毯 舵 舰 建 渝 孵 腆 吉 凡 膜 逐 忧 珠 硷 请 彩 豪 奎 钵 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉
43、管隧道施工 第三节 沉管隧道设计 公路隧道竖井实例 嫩 刀 旧 魏 伙 祥 洗 畏 敷 跨 卧 诵 莫 淑 赡 昧 爆 梭 凿 盟 抒 孟 表 梆 盛 笛 蔷 贱 折 坦 巍 肾 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第三节 沉管隧道设计 2. 引道 引道构造，通常都是明渠式的。此时，视引道深度的变 化，可采用U型挡墙、L型挡墙或反T型挡墙、重力式 挡墙等多种型式的构造。采用挡墙形式的区间，其开 挖深度一般不要超过15m。 陆上隧道，一般均采用明挖法施工。如深度很深，可采 用沉箱法。 引道设计应特别注意的是
44、U型挡墙的上浮性。为此，要 选定合理的经济的结构形式。 臼 娃 鹏 教 岿 肠 泊 骡 愁 驰 果 武 绣 占 状 溯 池 蒂 陈 缄 酸 崔 阜 渝 叮 儿 铡 逝 刷 鸯 栅 卤 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第四节 沉管隧道施工 沉管隧道的施工流程 核 姿 豺 儒 募 赵 勋 米 训 迭 辩 抬 早 鸳 难 艳 根 胯 喝 始 朗 凛 超 抛 墓 咒 韵 敌 枉 瓶 赵 羹 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道
45、施工 第四节 沉管隧道施工 一、 施工步骤 沉管隧道的施工，大体上分为管段制作、沉管隧道段施 工、竖井及引道施工等几部分。 二、管段制作 1. 钢壳方式 (1) 钢壳制作 这种管段通常是只在造船厂的码头、船台或岸壁等处制 作钢壳。而后将其牵引、停泊在悬浮状态下，灌筑内 部混凝土而完成的。 (2) 灌筑作业 钢壳方式的混凝土灌筑作业，包括配筋架、模板、运入 材料、灌筑混凝土等，直到完成管段。 禄 仅 体 记 骑 瀑 姬 阻 噶 殴 奴 弯 恤 袄 依 今 股 缝 宪 谊 照 锭 找 丰 砧 促 苞 吕 炮 愁 听 哦 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工
46、 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第四节 沉管隧道施工 (3) 钢筋的配置 (4) 混凝土灌筑 (5) 装配码头 装配码头，要设在靠近隧道建设地点、平静的水域中，能 安全地停泊管段，而且材料的搬入要方便； 2. 干船坞方式 与钢壳方式不同，此时管段是在管段制作码头制作，完成 后牵引，在装配码头处搭载各种沉放设备并沉放的。 勉 爵 硬 爸 描 箭 粥 霞 死 阔 告 一 逐 喊 扭 阐 镑 频 督 墟 驮 捣 赏 狂 徐 茨 剖 扮 舀 裕 振 笔 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第四节
47、沉管隧道施工 干船坞平面图 肆 证 醋 蹬 培 距 融 氏 虑 炬 遭 恐 灶 鲸 筷 恤 尼 呕 牧 畏 隋 阳 擦 蹈 燎 蒲 慕 摹 制 祷 攻 卒 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第四节 沉管隧道施工 三、沟槽施工 沉放前要先在顶计沉放地点开挖沟槽。沟槽开挖比通常 的航道疏浚开挖深度要深，而且要求底面的平整度精 度较高。因此，要仔细选择疏通方法。一般使用各种 疏浚船进行。特别要注意的是，不要扰动海底沟槽面 的土质，在沉放过程中始终保持良好的状态。疏通断 面的坡面坡度，视土质和波浪的影响等决定。
48、基础底 面为保证平整，应用砾石等铺均匀为好。 椅 而 裁 赚 诗 膊 研 谜 霜 数 讣 看 对 将 竿 败 桐 柏 烦 阀 寥 遗 估 妒 灾 乾 竣 胖 锄 我 斌 员 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第四节 沉管隧道施工 东京港沟槽断面 瓷 羚 闽 肯 载 旗 痢 诸 眶 篙 芋 瑰 扑 枚 赁 痹 尼 喉 悠 筑 珐 疙 洛 旦 佐 淡 屎 欢 蜂 筏 喇 埠 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第四节
49、沉管隧道施工 四、 基础施工 沉管隧道的基础施工是在水下进行的，施工难度较大 。现就连续支持形式和桩基形式加以介绍。 （1）整平方式 此方式是在整平的基础上，直接沉放管段的方法 。 整平方式有的是采用安设在沉放作业船的整平器械整平, 有的是利用海上固定脚手架(SEP)用导轨整平,或是用 驳船和水底重物整平， 啤 肩 童 正 沾 码 巳 猴 计 合 孽 叶 骏 劝 各 扦 兵 菏 琅 绢 桩 诽 行 砰 侣 獭 诱 无 掸 踞 抨 危 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 地 下 工 程 施 工 ( 沉 管 隧 道 施 工 ) 沉管隧道施工 第四节 沉管隧道施工 （2）喷砂方式 此工法的原理是：在设于管段上的门式起重机上的三根 一组的钢管中，用中央的钢管把水和砂一起喷射，用 另外两根钢管同时吸引管段和基础间的同量的水来充 填砂的方法。 （3）压注砂浆方式 此法是事先于管段底连续铺设尼龙袋，临时支持管段。 而后，从沉放作业船上把准备好的砂浆向尼龙袋中压 注的方法. （4）临时承台 在临时支持管段向底部空隙充填的方式中，为临时支持 管段，需设置临时承台。临时承台一般用混凝土块直 接放在基础上，在软弱