沉管隧道基础地基处理原因及方法
沉管隧道施工技术与管理
沉管隧道施工技术与管理一、引言在现代城市建设中,隧道的建设起到了至关重要的作用。
隧道可以为城市交通提供便利,解决交通拥堵问题,同时也可以为城市的供水、排水等基础设施提供保障。
而沉管隧道作为隧道建设的一种重要形式,具有施工简便、时间短、对环境影响小等优点,因而在城市隧道建设中得到了广泛应用。
二、沉管隧道的基本原理与构造沉管隧道是指将预制的混凝土管段沉放至水下或土中的方法进行隧道建设。
其基本原理是通过控制沉管的浮力和重力平衡,将沉管安装至预定位置。
沉管隧道通常由多个沉管段组成,每个沉管段由多个环构成。
沉管段之间通过橡胶垫片密封,以确保隧道的密封性和稳定性。
三、沉管隧道施工技术1. 沉管制造与运输沉管的制造是沉管隧道施工的关键环节之一。
首先,需要按照设计要求制作模板,并进行混凝土浇注。
浇注完成后,要进行养护,确保混凝土强度达到要求。
随后,沉管需要进行质量检验,包括外观质量、尺寸偏差等方面。
通过质量检验后,沉管需要进行运输。
由于沉管的尺寸较大,因此需要采用特殊的运输工具,如平板车、船舶等。
2. 沉管下沉与安装沉管的下沉与安装是沉管隧道的核心工作。
首先,需要挖掘沉管埋置的沟槽,沟槽的尺寸和形状要与沉管相适应。
然后,将沉管转运至沟槽旁边,利用起重机进行下沉。
下沉过程中需要进行精确的控制,以保证沉管的水平度和位置精度。
下沉完成后,需要进行固定和加固工作,确保沉管的稳定性和密封性。
3. 沉管隧道的施工监测沉管隧道的施工监测是保证施工质量和安全的重要手段。
监测内容包括沉管的下沉速度和位移、沉管的沉降与倾斜等。
通过实时监测,可以及时发现问题并采取相应措施,确保沉管隧道的安全施工。
四、沉管隧道施工管理随着隧道施工规模的不断扩大,沉管隧道施工管理变得尤为重要。
首先,需要建立科学的施工计划和进度安排,确保施工过程的顺利进行。
其次,需要加强施工现场的管理,包括资料管理、设备管理、人员管理等方面。
此外,还需要建立完善的安全管理体系,确保施工过程中的安全。
沉管隧道基础施工方案研究与改进
沉管隧道基础施工方案研究与改进随着城市建设的不断发展,地下交通系统的建设也变得越来越重要。
其中,沉管隧道被广泛应用于河流、湖泊和海底交通建设中。
作为一种常用的基础施工方式,沉管隧道的施工方案一直是研究和改进的热点问题。
本文将重点探讨沉管隧道基础施工方案的研究与改进。
一、沉管隧道基础施工方案的研究1.施工原理及步骤沉管隧道的基础施工方案主要包括两个关键步骤:先沉后挖和先挖后沉。
先沉后挖指的是先将预制的沉管沉入水下,在沉管内部进行泥土的挖除,然后逐渐推进沉管,直至完成隧道的建设。
先挖后沉则是先在水下挖出一个坑,再将预制的沉管逐渐推进坑中,最后再进行泥土的挖除。
对于不同的施工条件和需求,选择合适的施工方案至关重要。
2.影响因素(1)水下地质条件:沉管隧道的基础施工方案必须充分考虑水下地质条件,包括土质、地层、水位等因素。
在选择施工方案时,需要进行详细的地质勘测和水文测量,以确保施工的安全可靠性。
(2)工程要求:根据具体的工程要求,如隧道长度、承载能力、施工周期等,确定适合的施工方案。
例如,对于较长的隧道,可以采用先挖后沉的方案,以提高施工效率。
(3)环境保护:沉管隧道的施工可能对水生生物和水环境造成一定的影响。
因此,施工方案也要考虑环境保护的问题,采取相应的措施减少对环境的影响。
二、沉管隧道基础施工方案的改进1.新材料的应用随着科技的不断进步,新型材料的应用为沉管隧道的基础施工带来了新的突破。
比如,使用高强度钢材替代传统的混凝土沉管,可以减少组装时间和施工难度,提高工作效率。
此外,使用环保材料也可以减少对水环境的影响,进一步提高施工质量。
2.施工技术的改进(1)智能化施工:通过引入先进的机器人技术和自动化设备,可以大大提高施工效率和质量。
智能化施工系统可以实现对隧道设计的精确控制,减少人为因素的影响,提高施工安全性。
(2)模拟仿真技术:利用模拟仿真技术可以对施工方案进行全面的预测和分析。
通过模拟不同方案的施工过程,可以减少施工风险,提前解决问题,提高施工质量。
探究沉管隧道基础处理方法
探究沉管隧道基础处理方法摘要:随。
近年来,随着我国城市化建设的飞速发展,城市公路和轨道交通建设也处于快速发展的阶段,隧道作为我国城市交通建设中必不可少的重要部分,具有诸多优点,地面资源占用很少部分,对整个城市景观保护较好,交通安全且便捷等等,在城市建设中被广泛应用。
与此同时,由于城市通道资源的有限性,隧道成为了未来发展的趋势。
沉管法隧道施工技术难度大、要求高,而目前国内外尚没有关于沉管法隧道施工及其验收方面的技术规范,在大量隧道采用沉管法施工的情况下,为了规范我国沉管法隧道施工及质量验收,下文主要研究沉管隧道基础处理方法。
关键词:沉管隧道;基础处理;碎石垫层;减载1引言沉管隧道是一种对沉降比较敏感的地下结构。
同时,沉管隧道的荷载、荷载组合及施工工况有其特殊性。
基础设计与处理是沉管隧道施工的关键技术之一。
沉管隧道基槽开挖时,无论采用何种挖泥设备,开挖后沟槽底面总会有 15~50cm 的不平整度。
沟槽底面与管节底表面之间存在众多不规则的空隙,导致地基土受力不均匀,引起不均匀沉降,同时也会使管节结构受到较高的局部应力,以至开裂。
沉管隧道基础处理。
沉管隧道基础施工主要解决了以下问题:① 基槽开挖作业所造成的槽底不平整问题;② 地基土特别软弱或软硬不均等问题;③施工期间基槽回淤或流砂管涌等问题。
在现有技术水平和设备能力条件下的地基处理方式;根据沉管隧道地基基础的特点,给出了基础垫层施工的工艺流程以及相关的技术指标,提出了沉管隧道基础垫层检验标准。
2沉管基础垫层2.1沉管基础垫层比选沉管隧道基础垫层设计按处理方法大致可分为先铺法和后铺法两大类。
先铺法主要是指碎石整平垫层,后铺法有喷砂垫层、压砂垫层、压浆垫层等,其中压砂法工程案例较多,工艺较为成熟。
下文对碎石整平垫层和压砂法进行比选。
压砂法是指在沉管沉放对接后,通过预留的压砂孔,向基底压注砂水混合物,形成一定大小的砂积盘,通过相互重叠的砂积盘,最后将沉管下面的空隙填满,形成基础。
隧道沉降处置方案
隧道沉降处置方案1. 引言隧道是现代交通工程中常见的一种交通通道形式,其建设在城市交通发展中起着重要的作用。
然而,由于各种地质、工程和环境因素的影响,隧道在使用过程中可能会遇到沉降问题。
隧道沉降会对交通运行安全和城市的承载能力造成重大影响,因此,对隧道沉降的及时处置方案非常重要。
本文将针对隧道沉降问题,介绍一种具体可行的处置方案,以确保隧道在使用过程中的稳定与安全。
2. 隧道沉降原因分析在提出沉降处置方案之前,首先需要分析隧道沉降的原因。
常见的隧道沉降原因主要包括:1.地下水位变化:地下水位的变化会导致土层的饱和程度改变,从而引起土壤的重新压缩,进而导致地表和隧道沉降。
2.地下施工引起的土体变形:隧道施工过程中的地下挖掘和土体开挖会引起土体变形和重新压实,从而导致隧道沉降。
3.地下虚空区域:地下空洞、地下沉积物的溶解和回填不充分等原因会导致地下虚空区域的形成,进而引起地表和隧道的沉降。
4.地下管线破裂或泄漏:地下管线的破裂、泄漏和漏水等情况会导致土壤流失和土体变形,进而引发地表和隧道的沉降。
3. 隧道沉降处置方案为了有效应对隧道沉降问题,我们提出以下处置方案:3.1 地下水位控制与调节针对地下水位变化引起的沉降问题,可以考虑采取以下措施:•建立监测系统,实时监测隧道周边地下水位的变化,及时预警并采取措施进行调节。
•调整附近地下水抽排井的运行模式,以控制地下水位的上升或下降。
•加强对附近地下水文环境的研究,制定合理的地下水资源利用方案,以减轻地下水位变化对隧道的影响。
3.2 地下施工监控与加固针对地下施工引起的土体变形和沉降问题,可以考虑采取以下措施:•建立地下施工监测系统,实时监测施工过程中土体的变形和沉降情况。
•采用合理的支护结构和加固手段,如岩石锚杆、土钉墙等,来稳定土体并减少沉降现象的发生。
•严格控制地下施工工序,避免过度开挖和土体回填不当等问题。
3.3 地下空洞处理与填充针对地下空洞引起的沉降问题,可以考虑采取以下措施:•进行地质勘察和分析,及时发现地下空洞的存在并进行标记和记录。
沉管隧道基础地基处理原因及方法[详细]
沉管隧道的地基土如果过于 软弱,仅做垫平处理是不够 的,应结合基槽地基的实际
情况对沉管隧道的基础予以 加固因此要对地基进行加固。
加固方法
(1)打入粗砂置换软弱土层;
较大地增加工程造价,且在地震区有液化危险
(2)打入砂桩并加载预压;
使地基土达到固结需要时间较长
(3)减轻沉管重量;
管节抗浮安全系数不大,故不实用
尼龙布 套石
活动桩 顶
压浆孔
活动桩顶法
三 覆土回填(最终工序)
1. 回填工作内容 2. 注意事项
回填工作包括:沉管侧面回填和管顶压 石回填。
说明: 沉管外侧下半段,一般采用砂砾石。矿渣
等材料回填,上半段则可用普通砂土回填。
注意事项
1. 全面回填工作必须在相邻的管段沉放完后方能进行,采 用喷砂法进行基础处理或采用临时支座时,则要等到管 段基础处理完,落到基床上再回填。
(4)采用桩基。
比较实用
桩基施工
在沉管隧道中采用桩基时,会遇到桩顶高 程不平齐的问题,必须设法使各桩顶与管
底均匀接触,一般有三种方法
桩基施工的方法
1. 水下混凝土传力法 2. 灌囊传力法 3. 活动桩顶法
(1)水下混凝土传力法
基桩打好后,先浇注第一、二层水下 混凝土,将桩顶裹住,而后在其上刮 砂或刮石,使沉管荷载经砂、石垫层 和水下混凝土层传递到桩基上。
(2)管囊传力法
在管底与桩群顶部之间,用大型 化纤囊袋灌注水泥砂浆,再垫 实,使所有基桩均能同时受力。
3)活动桩顶法
即在所有基桩上设一小段预制混凝土活动桩顶。活 动桩顶与预制混凝土桩之间有一空腔,空腔周围用 尼龙织物裹住,形成一个囊袋。管段沉设完毕后, 向空腔与囊袋里灌注水泥砂浆,将活动桩顶顶升, 使之与管底密贴,待砂浆强度达到要求后,卸除千 斤顶,管段荷载便能均匀地传递到桩群上去。
沉管法隧道施工及其问题分析
沉管法隧道施工及其问题分析摘要:沉管隧道工法为水下隧道建设的主要工法之一,其关键工序包括管节预制、浮运、沉放对接和基础处理等。
本文主要介绍了沉管隧道的施工工法,对其工艺进行了相关归纳;通过对这种工法的特点的分析,突出了其在水下隧道中的优越性,同时对其存在的一些问题进行了分析,最后对世界沉管技术发展趋势进行了总结。
关键词:沉管法;特点;问题;技术1 概述在穿越江河流域时可采用架桥法或修建隧道法。
隧道法除采用矿山法、掘进机法外,还可采用沉埋管段法。
沉管法最早于1810年在伦敦的泰晤士河修筑水底隧道是进行了试验研究,1894年利用沉管法在美国波士顿正式修成一条城市排水隧道。
1910年,底特律水底铁路隧道的建成,标志着沉管法修建水底隧道技术的成熟。
我国应用沉管法修建水底隧道虽然起步较晚,但发展较快。
1993年在广州珠江下建成了大陆第一条沉管隧道,珠江隧道和甬江隧道都是由我国自行设计和施工的,标志着我国在这一领域进入了一个新的发展阶段。
2 沉管隧道工法2.1 沉管法及其一般工艺所谓沉管法,即按照隧道的设计形状和尺寸,先在隧址以外的干坞中或船台上预制隧道管段,并在两端用临时隔墙封闭,然后舾装好拖运、定位、沉放等设备,将其托运至隧道位置,沉放到江中预先浚挖好的沟槽中,并连接起来,最后充填基础和回填砂石将管段埋入原河床中。
沉管法施工的一般工艺流程图示:2.2 沉管隧道施工工序简介(1)管节的制造和装配(2)基槽开挖(3)基础处理(4)管节浮运、沉放、连接(5)回填和保护管节,完成管节内部和接缝收尾作业3沉管法评述3.1 沉管法的特点沉管法的特点鲜明:(1)隧道管节是在造船台或者干坞中良好条件下施工制成的,因此可以做成需要的形状和很大尺度的管节。
(2)对地质水文条件适应性强,施工方法简单。
沉管法不怕软弱地层,基本上不受地质条件的限制,对地基承载力的要求也较低,能适应各种地质条件。
(3)施工工期短,对航运影响小,施工质量容易保证。
沉管法隧道施工基本原理及施工工艺
小型干圬:分批制作 瑞典Tingstad隧道(5节管段,长93.5 m,80 m,宽30 m):干圬 3500 平米(100×35 m) 大型干圬:一批制作 日本东京港水底隧道(9节管段,长115 m,宽37.4 m):干圬 81270 平米(645×126 m)
13
10.3 沉管隧道施工工艺
10.3.1 沉管法施工前期调查工作
水力调查:流速、流向、密度差异、潮汐、水位变化、
海浪和波浪影响、水质情况
地质调查:地基承载力、水下障碍物、浚挖技术 气象调查:风、温度、能见度等 地震调查:断层位置、地震记录、土层性质或成层状态,特
别注意液化问题
14
10.3.2 临时干船坞的构造与施工
(2)深度 保证管段制作好后能顺利浮运出坞。
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(3)坞底与边坡 坞底 20-30 cm无筋混凝土或钢筋混凝土(铺砂砾或碎石层) 或1-2.5 m的黄砂;上覆20-30 cm砂砾或碎石 一般坞底强度不存在问题 边坡 需进行边坡稳定性分析 可采用防渗墙及井点系统 分批制作时,需分析干圬排水时边坡的稳定性
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(4)坞首、坞门 一批制作时:一般不采用坞门,仅用土围堰、钢板桩围堰; 局部拆除围堰,将管段拖运出坞 分批制作时:双排钢板桩围堰;单排钢板桩作坞门
17
10.3.3 管段制作
(1)施工缝、变形缝的控制 纵向施工缝:竖墙下端30-50cm处 横向施工缝:垂直缝(水密性难以保证)裂,长短一般为15-20 m
4
沉管隧道的组成
一般由敞开段、暗埋段、岸边竖井与沉埋段等组成。 沉埋段两端通常设置竖井作为起讫点,竖井起到通风、 供电、排水和监控等作用。根据两岸地形与地质条件, 也可将沉埋段与暗埋段直接相接而不设竖井。
港珠澳大桥沉管隧道基础处理方案沉降分析
决基 槽开 挖作 业 所造 成 的槽底 不平 整 问题 , 保证 隧道在 施 工 、 用 阶段 变形稳 定 性 。 述 了 目前 国 内外 沉 使 叙
管隧道常用的基础处理方法, 细讨论 了压砂法的机理 。 详 介绍了港珠澳大桥沉管隧道 , 对沉管隧道基础压
砂 方 案做数 值 模 拟分析 。 、
计要 求 , 因此在 沉管 隧道 施工 前 , 采用 数值 方法 可 对 隧道施 工过程 进行 仿真模 拟 , 样可 以预先 掌握 这
图 9 图 1 为基槽 开挖 后 、 ~ 1 基底 压 砂并沉 放沉 管后 和 回於完 成后 竖直 方 向位 移 云 图。
开挖 过程 中 围岩 的变 形规律 , 对可 能发 生 的现 象做
[ 徐干成 , 2 ] 李永盛, 孙钧等. 杨林德沉管隧道的基础处理,
基槽 淤积和基础沉 降问题[ _ 隧道 ,9 5 J世界 ] 19 .
[】 3沉管隧道与悬浮 隧道. 隧道译 丛,9 4 19 . 【] 4 宁茂权. 家门港海底 沉管隧道设计介绍[ ] 沈 J. 现代隧
到心 中有 数 。
比较 图 9 图 l 可 以看 出: ~ 1 基础 开挖后 , 基底 隆 起 ; 槽 开挖 线底部 两侧 隆起 较 大 。 基
基底 压砂 并沉 放沉 管后 , 向位移 : 竖 随着 开挖
参考文献
[] 1陈韶章 . 沉管隧道设计与施工[ . M】 北京: 科学出版社 ,
面总 留有 1 5 c 的不平 整度 。 5~ 0 m 沟槽底 面与 管段 表面之 间存在众 多不规则 的空隙 , 导致地基土 受力不 均匀 , 引起不均匀沉 降, 同时, 地基受力不均 也会使管 段结构受到较 高的局部应力 , 以至开裂, 因此, 必须进 行 适 当的基础 处理 , 以消除这些有 害空 隙。 沉 管隧道 基 础处 理主 要是解 决 : ①基 槽 开挖 作 业所 造成 的槽 底 不平整 问题 ; 地基 土特 别 软弱 或 ②
地下工程施工沉管隧道施工
05
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。
第一节 概述
01
04
02
03
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、线形和横断面选择、沉管的结构和长度、设备布置等规划。
02
水底隧道的施工方法有盾构法、沉箱法、明挖法等。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。
03
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。
第二节 沉管隧道调查规划
第二节 沉管隧道调查规划
沉管隧道的分类
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.
按施工方式分类:
干船坞方式: 在干船坞内制造箱体,而后浮运、沉放的 方式.
第一节 概述
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
6、进度
根据上述各点,最后研究整个工程的大概进度规划。
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。
第二节 沉管隧道调查规划
沉管隧道技术综合了土木、建筑、机械、电气等各专业领域。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。
沉管隧道的基础处理
3.桩基法
沉管隧道的基础处理
沉管隧道的基础处理
3.桩基法 (2)活动桩顶法 ●在所有的基桩上设一小段预制混凝土活动 桩顶。活动桩顶与预制混凝土之间,留有一空 腔。管段沉埋完毕后,向空腔中灌筑水泥砂浆, 将活动桩顶顶升至与管底密贴接触。 ●待砂浆强度达到要求后,卸除千斤顶,管 段荷载便能均匀地传到桩群上。垫层厚度按预 计沉降来确定。管段沉放完毕后,再于管段底 部与活动桩顶之间,灌注水泥砂浆填实。
沉管隧道的基础处理
◆覆土回填工作应注意以下几点: (3)管段上、下游两侧(管段左右侧)应对称回填。 (4)在管段顶部和基槽的施工范围内应均匀地回填,不能在某些位置
投入过量而造成航道障碍。《地下铁ຫໍສະໝຸດ 》8.6 沉管隧道的基础处理
隧道与地下工程系
沉管隧道的基础处理
8.6 沉管基础处理
◆由于水的浮力作用,因此沉管隧道作用在地基上的荷载一般比较 小,故地基一般不会产生由于土壤固结或剪切破坏所引起的沉降。其次, 沉管隧道施工时是在水下开挖沟槽,没有产生流砂现象的可能,因而对 各种地质条件的适应性很强。
1-活动桩顶;2-尼龙布套;3-压浆孔 活动桩顶法
沉管隧道的基础处理
覆土回填
◆回填工作是沉管隧道施工的最终工序,包括沉管侧面回填和管顶压 石回填。
◆沉管外侧下半段,一般采用砂砾、碎石、矿渣等材料回填,上半段 则可用普通土砂回填。
◆覆土回填工作应注意以下几点: (1)全面回填工作必须在相邻的管段沉放完,采用临时支座时,则要 等到管段基础处理完,落到基床上再回填。 (2)采用压注法进行基础处理时,先对管段两侧回填,但要防止过多 的岩渣存落管段顶部。
沉管隧道的基础处理 1.先铺法 ◆即在管段沉埋之前,先在基槽内铺好砂、石垫层。 ◆早期大多采用一种在沉放之前先铺砂石作为垫层的先铺法。
隧道沉管法施工 沉管法施工的特点及适用条件
沉管法施工的特点及适用条件
二.沉管法特点
5.造价低 由于沉管隧道水底挖基槽的土方数量少,而且比地下挖土单价低,
管段预制整体制作构隧道管片预制相比所需费用也低。因此沉管 隧道与盾构隧道相比,每延米的单价低。 由于沉管隧道可浅埋, 隧道全长相对埋深大的盾构隧道要短得多,这样工程总造价可大 幅低,能节省大量建设资金。
沉管法施工的特点及适用条件
沉管法施工的特点及适用条件
一.概述
定义:沉管法又称沉埋法,先预制管段,预制的管段采用临时隔墙封闭, 然后将此管段浮运到隧址的设计位置。待管段定位后,向管段内灌水、压载, 使其下沉到设计位置,将此管段与相邻管段在水下连接,并经基础处理,最 后回填覆土,即成为水底隧道。故沉管法适用于水底隧道施工。
仅为1 m左右),沉管隧道的管段接缝数量很少,管段漏水的机会与 盾构管片相比明显减少。而且沉管接用水力压接法后,可达到滴 水不漏的程度,这一特点对水底隧道的营运至关重要。
沉管法施工的特点及适用条件
二.沉管法特点
4.施工工期短 由于每节预制管段很长,一条沉管隧道只用几节预制管段就可完成
(广州珠江隧道F节预制管段,每节长22—120m不等),而且管段预制 和基槽开挖可同时进行,管段浮运沉 较快,这就使沉管隧道的施工 工期与其他施工方法相比要短得多。特别是管段预制不在B使隧址受 施工干扰的时间相对较短,这对于在运输繁忙的航道上建设水底隧 道十分重要。
沉管法施工的特点及适用条件
二.沉管法特点
6.施工条件好 沉管隧道施工时,不论预制管段还是浮运沉放管段等主要工序大
部分在水上进行,水业极少,除了少数潜水工作外,工人们都在水 上操作,因此施工条件好,施工较为安全。
沉管法施工的特点及适用条件
隧道工程地基处理方案
隧道工程地基处理方案概述隧道工程地基处理是隧道建设中至关重要的一环,它对隧道的安全稳定性和使用寿命有着重要的影响。
地基处理方案的制定需要根据隧道所处地质环境、工程要求等因素进行综合考虑,旨在解决地基存在的问题,提高地基的承载能力和稳定性。
隧道地基问题分析在隧道施工前,必须对隧道所处地质环境进行详细的调查和分析,以确定地基存在的问题,并针对性地制定地基处理方案。
下面是一些可能存在的隧道地基问题:1.地质条件复杂:隧道所在地区地质条件可能复杂多变,包括软弱地基、断层带、岩溶地质等。
这些地质问题对隧道的稳定性和安全性都会产生较大的影响。
2.地下水位高:地下水位高的地区,容易导致地基软化、冲刷、滑动等问题,引发隧道坍塌和渗水等影响。
3.地基沉降:地基沉降是土层压缩和沉降引起的地基下沉现象。
如果地基沉降过大,会对隧道结构的稳定性和使用安全性造成重大威胁。
4.地震活动:地震是地壳中发生的地震波,会对隧道地基产生较大振动和应力,威胁隧道的安全性。
隧道地基处理方案为了解决隧道地基存在的问题,保证隧道的安全可靠性与使用寿命,需要制定合理的地基处理方案。
下面是一些常用的地基处理方法:1.加固地基:对于地基存在较大的软弱问题,可以采用加固地基的方法。
在地基区域内进行灌注桩或钢筋混凝土墙等加固措施,提高地基的承载能力和稳定性。
2.地下水处理:对于地下水位高的地区,可以进行地下水处理。
采用抽水井、排水管道等措施,降低地下水位,减少地基的受水压力和渗透问题。
3.土体固化:对于沉降较大的地基,可以采用土体固化的方法。
使用特殊的固化剂对地基进行处理,提高土体的稳定性,减少地基沉降。
4.地震防护:对于地震活动频繁的地区,需要进行地震防护措施。
可以采用增加隧道地基的横向支护、设置地震减震装置等方式,提高隧道的抗震能力。
地基处理方案的选择制定地基处理方案时,需要根据具体工程情况和地基问题的严重程度选择合适的处理方法。
在选择地基处理方案时,应考虑以下几个方面:1.地质调查:进行详细的地质调查,了解地质环境和地基问题的具体情况。
沉管基础处理
沉管基础处理一、工艺概述1、基础处理方法的选择的影响因素采用基础的类型应根据沉管沉放环境,水力条件(流速、流向、水深、波浪、潮汐等)、气候条件、沉积及地基情况、地震,隧道用途以及航运条件等来进行综合考虑。
其中主要的四个影响因素是:淤积、地震、潮汐和航运。
淤积和潮汐对基础处理的作业时间要求比较严格,时间上稍有耽误,便会形成新的沉积,需要重新清淤。
同时它们也对具体采用何种埋藏深度(是半埋、全埋还是裸置于河床)有着重要的影响。
如英国北威尔土康维隧道(1991),因在何时才能够开始喷砂等一些限制问题耽误了时间造成了隧道管段下面产生沉积物,后采用压气提升泵清除。
对于地震要求,尤以日本沉管隧道为甚,它要求沉管基础必须满足抗震要求(一般按地震烈度10度设计),否则后果难以预料。
也正因为如此,即使在多震的日本,也尚未出现过任何因地震而引起的沉管隧道破坏的事故。
至于航运条件,它直接影响着水上施工作业。
因此在确定沉管隧道基础前,必须详细调查了解影响施工作业的因素,然后才能选择合理的沉管基础。
选用何种基础处理方法的主要依据有:沉管段基槽底的工程地质条件;抗震设计要求、航道通航及封航要求、管段尺寸(主要是管段底宽尺寸)、沉管隧道所在地区充填料供应条件、沉管隧道所在地区现有可供施工选择的工程船舶配备条件、河(海)水深,工期及经济性要求等多方面。
2、基础处理方法综合国内外的施工实践,世界沉管隧道基础处理方法就充填与处理时间先后来看可大体上分为先铺法和后填法两大类;就施工工艺来看,主要有以下几种方法:刮铺法、喷砂法、灌砂法、注压浆法、桩基法、沉箱桥台式基础和导管法水下灌注砂基床等方法。
灌砂法管段沉放完毕后,从工程船舶上通过导管沿着管段侧面向管段底部灌填粗砂,构成纵向垫层。
此法不需专用设备,施工方便,较适用于底宽较小的钢壳圆形、八角形或花篮形管段。
这是一种最早的后填法的基础处理方式,美国早期的沉管隧道沉管段的基础处理常用此法,1969年建成的阿根廷Farana(Hernandias)隧道,亦用此法。
沉管隧道基础处理施工探究
沉管隧道基础处理施工探究1.引言沉管隧道需进行基础处理是因为基槽底部开挖时表面不平,基槽底表面与管节底面之间存有许多不规律空隙,这些空隙会导致地基受力不均而局部破坏,产生不均匀沉降,也会使管段结构受到较高的局部应力而开裂。
因此,在隧道中必须对基础进行特殊处理。
2.沉管隧道基础处理主要方法及适用范围沉管隧道基础处理方法大致可分为先铺法和后填法两大类。
先铺法包括:刮铺法和桩基础;后填法包括:喷砂法、灌砂法、灌囊法、压浆法、压砂法(又称砂流法)。
2.1 先铺法施工工艺2.1.1 刮铺法(1)早期刮铺法早期的沉管隧道多用刮铺法处理基础。
最初的刮平碎石基础是用一个钢板在水底下对碎石进行砂层进行扫平,其导向用钢梁、轨道和轨道系统放在浮船上,只要潮汐变化不大,水流速度低,该系统基本满足要求。
早期的刮铺法工艺作业时间长,对航道影响较大,且精度难以控制。
该施工工艺已基本不采用。
(2)改进后刮铺法近几年建设的的一些国际上大型的沉管隧道工程采用改进后刮铺法,例如韩国釜山隧道和港珠澳大桥岛隧工程。
主要因为这些工程对沉管基础的要求比较高(港珠澳大桥对基础要求:整平精度满足±25mm);同时由于这些工程隧道规模大,造价高,采用先铺法施工配置的整平设备均摊费用相对较低。
改进后的刮铺法一般配置专用平台式整平船,铺石采用抛石管进行。
抛石管通过机械装置和整平船连接,在整平船上通过台车可操作铺石管的行走路线。
船体多采用自升式,抛石整平作业时可以减少浪、流的影响,有利于提高基床整平的精度。
2.1.2 桩基础桩基础多数在以下情况使用:(1)地基土特别软弱,在隧道轴线方向上基础土层硬度变化大,会使管段产生不均与沉降的地区,例如宁波常洪隧道。
(2)对后期沉降要求较高的隧道或者国家重点大型工程,例如港珠澳大桥岛隧工程。
采用桩基础的关键是采取措施使桩顶标高一致,使管段底部全部坐落在桩基础上。
常用方法有:碎石垫平、囊袋垫平和可调节桩顶等方式。
基础处理在沉管隧道中的方法探讨
基础处理在沉管隧道中的方法探讨发表时间:2016-03-31T10:15:29.070Z 来源:《基层建设》2015年28期供稿作者:梁懋天[导读] 广州打捞局随着经济的发展和工程建设技术的进步,隧道的数量不断增加,施工方法也不断丰富。
梁懋天广州打捞局摘要:沉管隧道在施工过程中会出现因基槽开挖导致基槽底不平整的问题,易引发地基受力不均现象,影响隧道的正常使用,因此在施工中需要进行基础处理。
本文主要阐述了沉管隧道基础处理的处理方法和加固方法,介绍了覆土回填的工序。
关键词:基础处理;沉管隧道;方法随着经济的发展和工程建设技术的进步,隧道的数量不断增加,施工方法也不断丰富,沉管法作为隧道施工明挖法的一种,主要用于建造水底隧道和海底隧道,由于施工过程中需要进行浚挖,槽底易出现凹凸不平的现象,容易使地基受力不均,影响施工或后续使用,所以要进行基础处理,并根据施工的需要选择有效的基础处理方法。
1.基础的处理方法沉管隧道一般不需要构筑人工基础,但是槽底表面会由于设备浚挖而留有15-50cm的不平整,其中铲斗挖泥船可达100cm,致使槽底表面与管段面表面存在着众多不规则空隙,使地基土受力不均,出现不均匀沉降,导致管段结构受到较高局部的应力而开裂,需要对槽底进行平整,因此,施工时仍次要进行基础处理。
目前,沉管处理的方法主要有先铺法和后铺法两大类。
1.1 先铺法先铺法也称刮铺法,具体又分为刮砂法和刮石法。
先铺法施工程序包括以下五步:(1)在浚挖沟槽时超挖60~80cm;(2)为控制好坡度和高程,在沟槽两侧打数排短桩,以安置导轨;(3)向沟底铺垫材料,可以选择粗砂,也可以选择粒径不超过10cm的碎石,其中地震区应避免使用黄砂。
铺垫材料部分宽度和长度要控制合理,宽度应比管段底宽1.5-2m,长度为一节管段长度。
(4)按照导轨规定的高度、厚度和坡度,用刮铺机刮平。
在刮铺机刮平时,对于刮平后的表面平整度,刮砂法和刮石法在厚度方面存在差异,用刮痧法,可在5cm上下浮动(±5cm左右),用刮石法,可在20cm上下浮动(±20cm左右);(5)管段沉设完毕后,可以实施“压密”工序,目的是保证管底和垫层密贴。
沉管隧道原理
沉管隧道原理
沉管隧道是一种利用沉箱或者预制混凝土管段在水下沉放,然后挖掘土壤并将管段连接起来形成的一种隧道工程。
它是一种应用广泛的水下隧道施工方法,具有施工周期短、对水下生态环境影响小、使用寿命长等优点。
下面将详细介绍沉管隧道的原理。
首先,沉管隧道的施工原理是利用浮船将预制好的沉箱或混凝土管段运输到指定位置,然后通过控制浮船的浮力和重力,将沉箱或管段缓慢地沉入水底。
在沉放的过程中,需要根据水下地质情况和水流情况进行调整,确保沉管的准确位置和稳定性。
其次,沉管隧道的原理还包括挖掘土壤和连接管段两个重要环节。
在沉管沉放后,需要利用挖掘机或者其他专业设备挖掘出隧道所需的土壤,同时还需要进行地质勘察和地质监测,确保隧道施工的安全性和稳定性。
挖掘完成后,需要将各个管段精确连接起来,确保连接的牢固性和密封性,以防止水流或土壤侵入。
最后,沉管隧道的原理还包括对隧道内部的排水和通风系统的设计。
由于沉管隧道通常处于水下,所以需要设计合理的排水系统,及时排除隧道内的积水,确保隧道内部的干燥和安全。
同时,为了保隧道内部空气的流通和通风,还需要设计通风系统,以保隧道内空气的新鲜和清洁。
总的来说,沉管隧道的原理是利用沉箱或混凝土管段在水下沉放,然后挖掘土壤并将管段连接起来形成的一种隧道工程。
它的施工原理包括沉放、挖掘和连接管段,以及对隧道内部的排水和通风系统的设计。
沉管隧道的原理是一种重要的水下隧道施工方法,具有广泛的应用前景和发展空间。
谈建筑沉管隧道基础处理技术
谈建筑沉管隧道基础处理技术摘要:沉管法也称预制管段沉放法,简单地说就是先在干坞中或船台上预制大型混凝土箱形构件或是混凝土和钢的组合箱形构件,并于两端用临时隔墙封闭,舾装好拖运、定位等设备,然后将这些构件浮运沉放在河床上预先浚挖好的沟槽中并联接起来,最后回填砂石并拆除隔墙形成隧道。
本文就分析了建筑沉管隧道的基础处理技术。
关键词:建筑;沉管;隧道;施工;基础处理技术1 沉管隧道的定义(1)沉管隧道是一种在地下建设隧道工程的方式。
主要施工流程将预制管拖至隧道相应的位置,对预制管段进行陈放、对接、埋设等施工环节,进而形成隧道。
一般情况下,沉管隧道包括沉埋段、暗埋段以及敞开段等部分,沉埋段两极设有竖井,起到供电、通风以及排水等作用。
(2)沉管隧道一般包括钢筋混凝土沉管和钢壳沉管两部分。
钢筋混凝土沉管一般体积较大,属多孔箱式混凝土结构,因此又有矩形沉管的别称。
而钢壳沉管是钢筋和混凝土的结合,并且化分为沉管隧道技术的发展。
2 沉管隧道技术的发展沉管技术自问世以来,就不断被工程界改进和完善。
从英国人最初的试验,到美国人修建实际的沉管隧道,直到荷兰人引进后又进行了新的创新,使沉管隧道技术得到了不断的发展。
荷兰于20世纪60年代发明了Gim止水带,日本在此基础上又进行了新的研发。
基础处理技术方面,丹麦于40年代发明喷砂法,瑞典于60年代首先采用灌囊法,荷兰在70年代发明了压砂法,日本在70年代推出压注混凝土法和压浆法BJ。
3 建筑沉管隧道基础处理技术3.1 刮铺法早期的沉管隧道多用刮铺法处理基础,特别是北美,从1950年起修建的19座沉管隧道中,12座是用刮铺法基础,其优点是造价较低。
刮铺法的主要工序如下:浚挖沟槽时,先超挖60~80cm,然后在槽底两侧打数排短桩安设导轨用以控制高程和坡度,通过抓斗或刮板船的输料管将辅垫材料投放到海底,再用简单的钢刮板或刮板船刮平。
所用辅垫材料最好是15cm左右的卵石和1.3- 1.9cm粒径的砂铄,刮铺法的精度一般为:刮砂±50cm,刮石± 20cm。
隧道施工方法之沉管法
隧道施工方法之沉管法沉管法是预制管段沉放法的简称,是在水底建筑隧道的一种施工方法。
其施工顺序是先在船台上或干坞中制作隧道管段(用钢板和混凝土或钢筋混凝土),管段两端用临时封墙密封后滑移下水(或在坞内放水),使其浮在水中,再拖运到隧道设计位置。
定位后,向管段内加载,使其下沉至预先挖好的水底沟槽内。
管段逐节沉放,并用水力压接法将相邻管段连接。
最后拆除封墙,使各节管段连通成为整体的隧道。
在其顶部和外侧用块石覆盖,以保安全。
水底隧道的水下段,采用沉管法施工具有较多的优点。
50年代起,由于水下连接等关键性技术的突破而普遍采用,现已成为水底隧道的主要施工方法。
用这种方法建成的隧道称为沉管隧道。
适合于沉管法施工的主要条件是:水道河床稳定和水流并不过急。
前者不仅便于顺利开挖沟槽,并能减少土方量;后者便于管段浮运、定位和沉放。
历史发展:19世纪末已用于排水管道工程。
第一条用沉管法施工成功的是美国波士顿的雪莉排水管隧洞,于1894年建成,直径2.6米,长96米,由6节钢壳加砖砌的管段连接而成。
20世纪初叶,开始用于交通隧道,1910年美国建成了第一条底特律河铁路隧道,水下段由10节长80米的钢壳管段组成。
至1927年,德国于柏林建成了一条总长为120米的水底人行隧道。
采用沉管法修建的第一条水底道路隧道为美国加利福尼亚州的奥克兰与阿拉梅达之间的波西隧道,建成于1928年,水下段长744米,使用12节62米长的管段。
它是钢筋混凝土圆形结构,其外径为11.3米。
该隧道采用圆形的双车道断面等许多重要特点,成了美国后来用沉管法的楷模。
但从1930年建造的底特律—温莎隧道起又采用了钢壳制作的管段,而将其横断面的外形改为八角形。
沉管法修建水底隧道一个明显的进步,是1941年在荷兰建成的马斯河道路隧道。
管段用钢筋混凝土制成矩形结构,内设4车道并附设自行车和人行的专用通道。
管段断面为24.8×8.4米,外面用钢板防水,并用混凝土作防锈保护层。
沉管隧道施工技术
沉管隧道施工技术1.基糟开挖:可选用戽斗式挖泥机、带切泥头的吸泥机或挖泥机、带爪斗的起重机等设备。
切泥头挖泥机是对要浚挖的泥土进行混搅成浆后吸走。
如使用浮放管路排泥时,这种挖泥机的垂直运输和水平运输都是封闭的,对环境的影响就比较小。
戽斗式挖泥机、带抓斗的起重机在垂直运输泥土时,以及当泥土卸进驳船中供水平运走时产生的溢出都会对环境造成污染。
2、基础施工:现有3种不同的基础,欧洲普遍使用喷砂和注砂基础,美国普遍使用样板刮平的砾石基础。
(1)样板刮平的砾石基础:一般用于北美的钢壳管段隧道。
地槽挖好后,接着便在地槽底上铺一层粗砂或砾石。
砾石和砂的粒度级配必须与水力条件相适应。
这层厚度约0.7m。
砾石基础的刮平度要求为±3cm,这取决于当地条件、砂或砾石的级配以及使用的设备。
刮平是用一块样板来进行的,样板从滑架上的绞盘车悬挂下来,滑架沿支承在两个浮筒上的轨道移动。
这套设备锚定在要刮平处的水面上,样板的悬挂高度可以调节,以补偿潮汛水位的变化。
也可采用按半潜水的原则制成的特殊设备。
这种方法允许样板直接连到锚墩上。
(2)喷砂基础:建造杉基础的第一个系统用的是C&N法(Christiani&Nielson法),即使用在隧道管段上滚动的钢门架,与门架相连的3根毗邻的管子,这3根管子被引入到隧道管段底部与地槽之间的空间。
最大的管子在中间,通过这根管子,砂水混合物被泵送到隧道管段下面。
位于大管子两侧的两根管子又将水吸回去,从而形成一种流动作用,使砂在隧道管段下面以一种良好的限定和良好的控制的型样沉淀下来。
门架位于隧道管段上面,并可使管子绕垂直轴转动,这样就可以达到隧道管段下面的整个空间以便移动管子。
砂的平均粒径约为0.5mm。
砂水混合物的浓度和排出速度与喷出形成的砂饼的直径有直接关系,必须很好地控制。
(3)注砂基础:这种方法像喷砂法一样把砂水混合物泵送到管段下面的空间里。
只不过不是使用可移动的门架系统,而是在隧道管段底板上开许多孔口,这些孔口在管段里面相连。
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3. 管段上、下游两侧应对称回填。
4. 在管段顶部和基槽的施工范围内均匀地回填,不能在某 些位置投入过量而造成航道受阻,也不得在某些地段投 入不足而形成漏洞。
谢谢观赏
方环形 浮箱
水面
钢轨
砂石垫层
刮板
砂石喂 料管
锚块 沟槽底面
后填法
• 1)后填法的基本工序 a) 在浚挖沟槽时,先超挖100㎝左右; b) 在沟底安设临时支座; c) 管段沉设完毕后,往管底空间回填垫料。
后填法施工
• (1)喷砂法
• 原理:从水面上用砂浆将砂、水混合料通 过伸入管段底面下的喷管向管段底下喷注, 以填满空隙。
置地基土受力不均,引起不均匀沉降,使管断结构受 到较高的局部应 力,以致开裂,故必须进行适当处理。
沉
先铺法
刮铺法
刮砂法
管
刮石法
的
处
理
灌砂法
方
喷砂法
法
后铺法
灌囊法
压浆法
压砂法
先铺法的基本程序是:
1. 在浚挖沟槽时超挖60~80㎝ 2.在沟槽两侧打数排短桩,安设导轨,以控制高程、坡度。
3.向沟底投放铺垫材料粗砂,或粒径不超过100㎜的碎石,铺宽比管段底宽 1.5~2.0m,铺长为一节管段长度,在地震区应避免用黄砂做铺垫材料;
尼龙布 套石
活动桩 顶
压浆孔
活动桩顶法
三 覆土回填(最终工序)
1. 回填工作内容 2. 注意事项
回填工作包括:沉管侧面回填和管顶压 石回填。
说明: 沉管外侧下半段,一般采用砂砾石。矿渣
等材料回填,上半段则可用普通砂土回填。
注意事项
1. 全面回填工作必须在相邻的管段沉放完后方能进行,采 用喷砂法进行基础处理或采用临时支座时,则要等到管 段基础处理完,落到基床上再回填。
(4)采用桩基。
比较实用
桩基施工
在沉管隧道中采用桩基时,会遇到桩顶高 程不平齐的问题,必须设法使各桩顶与管
底均匀接触,一般有三种方法桩基施工的方法1. 水下混凝土传力法 2. 灌囊传力法 3. 活动桩顶法
(1)水下混凝土传力法
基桩打好后,先浇注第一、二层水下 混凝土,将桩顶裹住,而后在其上刮 砂或刮石,使沉管荷载经砂、石垫层 和水下混凝土层传递到桩基上。
(2)管囊传力法
在管底与桩群顶部之间,用大型 化纤囊袋灌注水泥砂浆,再垫 实,使所有基桩均能同时受力。
3)活动桩顶法
即在所有基桩上设一小段预制混凝土活动桩顶。活 动桩顶与预制混凝土桩之间有一空腔,空腔周围用 尼龙织物裹住,形成一个囊袋。管段沉设完毕后, 向空腔与囊袋里灌注水泥砂浆,将活动桩顶顶升, 使之与管底密贴,待砂浆强度达到要求后,卸除千 斤顶,管段荷载便能均匀地传递到桩群上去。
• 优点:此法设备简单,工艺容 易掌握,施工方便。而且对航 道干扰小,受气候影响小。
压浆法与压砂法的共同点
① 不需水上作业,不干扰航运; ② 无需大型专用设备; ③ 作业不受水深、流速、气候、风浪等影响; ④ 工艺较简单,不需潜水作业。
二 基础的加固
1. 沉管隧道基础加固 2. 沉管隧道基础加固方法 3. 桩基施工 4. 桩基施工的方法
有粘土、水泥和黄砂配成的混合砂浆,以 使管底空隙全部消除。
3压浆法
• 前提:采用此方法时,沉管沟槽须先超挖1m左右, 摊铺一层碎石(厚约40~60㎝),大致平整后, 再设临时支座所需碎石堆和临时支座。
• 施工方法:管段沉设结束后,沿管段两侧边缘及 后端底部边缘堆筑砂、石封闭栏,栏高1m左右, 用来封闭管底周边。然后从隧道内部,用砂浆设 备通过预埋在管段底板上的压浆孔(直径80㎜), 向管底空隙压注混合砂浆(混合砂浆由水泥、膨 润土、黄砂和适量缓凝剂配成)。
沉管隧道基础地基处理原因及方法
1. 沉管隧道地基处理(原因) 2. 沉管基础的处理方法
前提:沉管隧道,一般不需要构筑人工基础,但是 为了平整槽底,施工时仍需进行基础处理。
原因:
因任何挖泥设备,浚挖后槽底表面总留有15~50㎝的 不平整(铲斗挖泥 船可达100㎝0,使槽底表面与管段面表面之间存在着众 多不规则空隙,倒
碎石垫 层
压 入 砂 浆
压浆法
砂、石 封闭栏
压浆孔
(4)压砂法
• 压砂法与压浆法相似,但压入 的是砂、水混合料。所用砂粒 径以0.15~0.27㎜为宜。
• 做法:在管段内沿轴项铺设 ∮200㎜的输料钢管,接至岸边 或水上砂源,通过吸料管将砂 水混合物泵送到已接好的压浆 孔,打开单向球阀,将混合料 压入管底空隙。停止压砂后, 在水压作用下球阀自动关闭。
• 一般数据:喷砂法所筑成的垫层厚一般为 1m。喷砂材料平均砂粒径为0.5㎜,混合料 中含沙量一般为10﹪,有时可达20 ﹪,但 喷出的砂垫层比较疏松,空隙比为40 ﹪ ~42 ﹪。
回吸 管
喷砂法原理
喷砂管
管囊发
• 管囊发系在砂、石垫层面上用砂浆囊袋将 • 剩余空隙垫密。沉设管段之前需先铺设一 • 层砂、石垫层。管段沉设时,带着事先 • 紧扣在管段底面下的空囊袋一起下沉。待 • 管段陈设完毕后,从水面上向囊袋里灌注
4.按导轨所规定的厚度、高度以及坡度,用刮铺机刮平,刮平后的表面平整 度,对用于刮砂法,可在±5㎝左右;用刮石法,约在±20㎝左右;
5.为使管底和垫层密贴,管段沉设完毕后,可进行“压密”工序。 “压密” 可采用灌压载水,或加压石料的办法,使垫层压紧密贴。
缺点:刮铺法费工费时,平整度不高,逐渐被后填法所取代。
沉管隧道的地基土如果过于 软弱,仅做垫平处理是不够 的,应结合基槽地基的实际
情况对沉管隧道的基础予以 加固因此要对地基进行加固。
加固方法
(1)打入粗砂置换软弱土层;
较大地增加工程造价,且在地震区有液化危险
(2)打入砂桩并加载预压;
使地基土达到固结需要时间较长
(3)减轻沉管重量;
管节抗浮安全系数不大,故不实用