沉管法施工技术PPT课件

（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
3）断面多为矩形
优点：
1）管段在干船坞内制造，不需钢壳，节约钢材
2）断面大小不受限制
缺点：
1）必须在合适地点修建干船坞
2）需设置防水层，并加以保护，以保证防水性
3）混凝土工艺要求高，特别是水密性要求
4）底面积大，基础处理麻烦
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10.2.2 沉管隧道结构设计要点
设计内容主要有： 总体几何设计；结构设计；通风设计；照明设计；内装 设计；给排水设计；供电设计；运行管理设施设计等。
2）管段底面积小，基础容易处理
3）钢外壳既是外模，又是防水层，同时保护内侧混凝土
缺点：
1）断面空间不能充分利用；车道数少
2）隧道深度增加，基槽土方量增加
3）耗钢量大，造价高，焊接质量无法保证，没完没了的堵漏
4）钢壳防锈问题、防水问题。
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干圬型
1）临时干圬中制作钢筋混凝土管段，外涂
防水涂料
2）圬内灌水，管段上浮；拖运到隧址陈设
（1）规模 取决于管段节数、管段宽度与长度、管段预制批量，同事考虑 工期因素。
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）
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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
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10.3.2 临时干船坞的构造与施工
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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。
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沉管隧道的横断面结构
整体结构： 水下沉管隧道的整体结构是由管段基槽、基础、管段、
覆盖层等组成，整体坐落于河（海）水底。
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一般管段结构设计
（1）横断面的设计 用干船坞制作的钢筋混凝土管段，从施工的角度看，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。决定断面尺寸时，一般都按采用平面框 架结构进行应力计算。
横断方向的钢壳断面，一般决定于混凝土灌注时的应力。
随着混凝土的灌注，吃水深度增加，而水压增大。设计 断面也随之变化。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。
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（2）纵断面的设计 施工阶段：主要计算浮运、沉设等阶段时主要由施工荷 载引起的弯矩，浮运管段越长，所受弯矩越大。 使用阶段：弹性地基梁理论计算纵向内力 钢壳作为整体梁分析，保证纵向发生变形而横截面方向 无显著变形，可利用横柱和支柱增强截面的刚度
（3）预应力混凝土管段设计 跨度较大时，并且土、水压力较大时，采用管段顶、底 及隔墙预应力设计，改善管段结构的抗裂性能。
10.沉管法施工技术
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10.1 基本原理
沉管法：在隧址附近修建的临时干坞内(或船厂船台)预制
管段，用临时隔墙封闭，然后浮运到隧址规定位置，此 时已于隧址处预先挖好水底基槽。待管段定位后灌水压 载下沉到设计位置，将此管段与相邻管段水下连接，经 基础处理并最后回填覆土即成为水底隧道。
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在已修筑好的干坞内预制管段
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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） 设置垂直于隧道轴线方向的变形缝，以防止管段开裂，长短一般为15-20 m
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（2）底板 地层不均匀沉降可能引起管段裂缝。一般在坞底沙层上铺设一块6mm 厚的钢板，与底板混凝土浇筑在一起，既防水，又防止外力对底板的 破坏。或者用9-10cm的钢筋混凝土板代替钢板，并贴上防水膜。 （3）侧墙与顶板 侧墙外周可用钢板（做外模板和侧防水），应确保焊接质量。也可用 防水膜，并做好防水膜保护。 顶板上通常铺设防水膜，浇筑15-20cm厚的钢筋混凝土保护层，一直 包到侧墙上部，并做成削角，避免被船锚钩住。
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（4）临时隔墙
设置于管段两端50-100 cm处
木料、钢材或钢筋混凝土制成
设计时按最大静水压力考虑
封端墙上需设排水阀（下部）、进气阀（上部）、人员出入孔
（5）压载设备
石碴、矿碴或者水，多数用加载水箱
每只管段>4只水箱，均匀布置于四角
水箱容量取决于干舷大小、下沉力、基础压重等
（6）预应力张拉
管段预制完成后，在干船坞内全部预应-力一次施加完毕。
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10.3.4 管段浮运
管段制作完成后开始向干船坞注水，检查管段内部漏水情况，一旦发 现漏水，立即停止注水并修补。 船坞内水位接近干舷量时，向压载水箱内注水，防止管段上浮。完全 淹没后，排出水箱内的水，使管段上浮。浮运时干舷量一般取1015cm左右。调整完后，打开坞门，拽出管段。 一般清晨托运至隧址，以便沉设。提前12h做好水流与气象条件预报 工作，并提前2h复核。一般要求：风力小于5-6级，能见度大于1000m， 气温高于-30C，可进行沉设作业。
覆盖层
管段
基槽
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基础
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10.2 沉管隧道结构
10.2.1 沉管隧道结构分类
按断面形状：
圆形
矩形等
按建筑材料：
钢壳混凝土 钢筋混凝土
按管段的制作方式：
船台型
干圬型
Hale Waihona Puke Baidu
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船台型
1）造船厂船台上预制钢壳
2）滑行下水，水上悬浮状态灌注混凝土
3）横断面一般为圆形、八角形、花篮形，多为圆形
优点：
1）圆形，弯矩较小；水深大时，较经济