沉管法施工工艺ppt课件
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沉管法施工工艺PPT优质课件
浚挖土方量与沉管隧道引道结构工程量增加。
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第七章 沉管法施工
第二节 干坞修筑与管段预制
干坞——为预制管段而专门修筑的临时性工作土坑。 干坞修筑
1. 干坞位置选择 ① 邻近隧址，具备浮运条件，交通便利。 ② 有浮存系泊多节管段的水域； ③ 场地土具备一定的承载力，便于干坞围挡与防渗工程； ④ 征地拆迁费用较低，具有重复开发利用价值。 2. 干坞规模 ① 一次预制管段干坞(仅放水一次，不需闸门，坞首为土或
以上，管段常会浮不起来。若管段各部分板厚局部偏差 较大，或管段各部分混凝土密度不均匀将导致侧倾。 ③ 保证措施：采用刚度大、精度高、可微动调位的大型滑 动内、外模板台车；实行严格的密实度管理制度。 ④ 密实度要求: (ρ－ρm)/ ρm ≤0.6% ⑤ 保证水密性的措施： A. 结构自身防水(采用防水混凝土；防止管段裂缝) B. 结构物外侧防水(钢壳、钢板防水；卷材、保护层防水； 涂料防水) C. 施工接缝防水(横向施工变形缝设置1~2道止水带)
预应力筋承受浮运时的纵向弯矩。 B. 只将所有外排纵向钢筋切断，内排纵向钢筋保留，管段
第二节 干坞修筑与管段预制
一． 干坞修筑
3. 干坞构造
1.坞底；2.边坡(坞墙)；3.运输车道；4.坞首围堰
东京港沉管隧道一. 次预制管段干坞
第七章 沉管法施工
第二节 干坞修筑与管段预制
一． 干坞修筑
3. 干坞构造
广州生物岛——大学城. 沉管隧道预制管段干坞
第七章 沉管法施工
第二节 干坞修筑与管段预制
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第七章 沉管法施工
第一节 沉管法施工技术流程
二． 沉管法优缺点
1. 优点 ① 对地质水文条件适应能力强(施工较简单、地基荷载较小) ② 可浅埋，与两岸道路衔接容易(无需长引道，线形较好) ③ 防水性能好(接头少漏水几率降低，水力压接滴水不漏) ④ 施工工期短(管段预制与基槽开挖平行，浮运沉放较快) ⑤ 造价低(水下挖土与管段制作成本较低，短于盾构隧道) ⑥ 施工条件好(水下作业极少) ⑦ 可做成大断面多车道结构(盾构隧道一般为两车道) 2. 缺点 ① 管段制作砼工艺要求严格，需保证干舷与抗浮系数； ② 车道较多时，需增加沉管隧道高度。导致压载混凝土量、
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第七章 沉管法施工
第二节 干坞修筑与管段预制
干坞——为预制管段而专门修筑的临时性工作土坑。 干坞修筑
1. 干坞位置选择 ① 邻近隧址，具备浮运条件，交通便利。 ② 有浮存系泊多节管段的水域； ③ 场地土具备一定的承载力，便于干坞围挡与防渗工程； ④ 征地拆迁费用较低，具有重复开发利用价值。 2. 干坞规模 ① 一次预制管段干坞(仅放水一次，不需闸门，坞首为土或
以上，管段常会浮不起来。若管段各部分板厚局部偏差 较大，或管段各部分混凝土密度不均匀将导致侧倾。 ③ 保证措施：采用刚度大、精度高、可微动调位的大型滑 动内、外模板台车；实行严格的密实度管理制度。 ④ 密实度要求: (ρ－ρm)/ ρm ≤0.6% ⑤ 保证水密性的措施： A. 结构自身防水(采用防水混凝土；防止管段裂缝) B. 结构物外侧防水(钢壳、钢板防水；卷材、保护层防水； 涂料防水) C. 施工接缝防水(横向施工变形缝设置1~2道止水带)
预应力筋承受浮运时的纵向弯矩。 B. 只将所有外排纵向钢筋切断，内排纵向钢筋保留，管段
第二节 干坞修筑与管段预制
一． 干坞修筑
3. 干坞构造
1.坞底；2.边坡(坞墙)；3.运输车道；4.坞首围堰
东京港沉管隧道一. 次预制管段干坞
第七章 沉管法施工
第二节 干坞修筑与管段预制
一． 干坞修筑
3. 干坞构造
广州生物岛——大学城. 沉管隧道预制管段干坞
第七章 沉管法施工
第二节 干坞修筑与管段预制
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第七章 沉管法施工
第一节 沉管法施工技术流程
二． 沉管法优缺点
1. 优点 ① 对地质水文条件适应能力强(施工较简单、地基荷载较小) ② 可浅埋，与两岸道路衔接容易(无需长引道，线形较好) ③ 防水性能好(接头少漏水几率降低，水力压接滴水不漏) ④ 施工工期短(管段预制与基槽开挖平行，浮运沉放较快) ⑤ 造价低(水下挖土与管段制作成本较低，短于盾构隧道) ⑥ 施工条件好(水下作业极少) ⑦ 可做成大断面多车道结构(盾构隧道一般为两车道) 2. 缺点 ① 管段制作砼工艺要求严格，需保证干舷与抗浮系数； ② 车道较多时，需增加沉管隧道高度。导致压载混凝土量、
沉管法在海底隧道施工中的施工工艺.pptx
沉管法在海底隧道施工中的管段制作 沉管法在海底隧道施工中的施工工艺
演讲人：优品PPT
课程引入- 港珠澳大桥
问题思考
一、沉管隧道的施工流程？
二、沉管中的管段是如何以及在哪里加工的？
二、沉管中的管段是如何制作的？
目录
CONTENTS
01 沉管隧道施工工艺 02 管段的预制
01 沉管隧道施工工艺
沉管隧道施工原理
• 在干坞中预制隧道管段，用临时隔墙封闭 • 然后拖运管段至隧址位置，沉放到沟槽中，连接起来 • 最后充填基础和回填砂石，将管段埋入原河床中。
沉管隧道施工工艺流程
01
修建临时干坞
03
管段浮运
05
管段沉放
07
回填覆盖
02
预制管段
04
基槽浚挖
06
基础处理
08
安装与装修
02
管段的预制
管段的分类-圆形管段
圆形
八角型
花篮型
管段的分类-矩形管段
六车道
八车道
管段的预制的要求
• 施工缝与变形缝的控制
施工缝：沿着管段纵向方向，一般设置在竖墙下端30~50cm处 变形缝：设置在隧道轴线方向，长度一般为15~20cm
• 管段防水控制
外防水：• 刚性管防段水与防柔性水防水控制
内防水：材料防水 变形缝防水
管段建造车间 坞底 出厂管段
边坡
坞首
运料车道
管段的预制场所-干坞
当管段浮运时：
浅水位 深水位
坞首 围堰
坞首拆除， 坞底水位 上升， 管段浮起。
小结
沉管法原理
沉管法施工步骤
水底隧道施工方法
沉管法
管段的分类 管段制作的要求 干坞构造
演讲人：优品PPT
课程引入- 港珠澳大桥
问题思考
一、沉管隧道的施工流程？
二、沉管中的管段是如何以及在哪里加工的？
二、沉管中的管段是如何制作的？
目录
CONTENTS
01 沉管隧道施工工艺 02 管段的预制
01 沉管隧道施工工艺
沉管隧道施工原理
• 在干坞中预制隧道管段，用临时隔墙封闭 • 然后拖运管段至隧址位置，沉放到沟槽中，连接起来 • 最后充填基础和回填砂石，将管段埋入原河床中。
沉管隧道施工工艺流程
01
修建临时干坞
03
管段浮运
05
管段沉放
07
回填覆盖
02
预制管段
04
基槽浚挖
06
基础处理
08
安装与装修
02
管段的预制
管段的分类-圆形管段
圆形
八角型
花篮型
管段的分类-矩形管段
六车道
八车道
管段的预制的要求
• 施工缝与变形缝的控制
施工缝：沿着管段纵向方向，一般设置在竖墙下端30~50cm处 变形缝：设置在隧道轴线方向，长度一般为15~20cm
• 管段防水控制
外防水：• 刚性管防段水与防柔性水防水控制
内防水：材料防水 变形缝防水
管段建造车间 坞底 出厂管段
边坡
坞首
运料车道
管段的预制场所-干坞
当管段浮运时：
浅水位 深水位
坞首 围堰
坞首拆除， 坞底水位 上升， 管段浮起。
小结
沉管法原理
沉管法施工步骤
水底隧道施工方法
沉管法
管段的分类 管段制作的要求 干坞构造
沉管施工 PPT
（2）沉管的底宽较小，基础处理比较容易 ；
（3）钢壳既是浇筑混凝土的外模，又是浇 筑隧道的外防水层，这种防水层不会在浮 运过程中被碰损；
（4）当具备利用船厂设备的条件时，工期 较短，在管段需要量较大时，更为明显。
2.矩形沉管
荷兰的玛斯隧道（Mass，1942年建成）首 创矩形沉管以来，目前世界各国（除美国 外）大都采用矩形沉管。
第十三章 沉管法施工
本章学习的内容：
掌握隧道沉管沉设的方法，沉放作业的步骤；了解沉 管的种类；熟悉基础处理的方式。难点：沉管下沉的步骤。
目录
1 概述 2 沉管隧道设计 3 沉管施工 4 基础处理
第一节 概述
1.1几种修建水下隧道方法评述
目前，在世界各国水底隧道的建设中，就 是采用盾构法和沉管法施工。
3)配筋
因抗剪的需要，沉管应采用较高标号的混 凝土，一般采用28天强度为30～45Mpa的混 凝土。
沉管结构不容许出现任何通透性（即管壁 内、外穿透的）裂缝；非通透性裂缝开展 宽度应控制在0.15～0.2mm以下，因此，不 宜采用Ⅲ级及Ⅲ级以上的钢筋。
设计时，混凝土与钢筋的容许应力可参照 《铁路隧道设计规范》。
1.2沉管法的优越性
1、隧道埋深浅，隧道较短，总工程量小。 2、管段比重小，对地质适应性强，能在流砂层中
施工。 3、管段在干坞中制作，能保证施工质量，结构水
密性良好。 4、沉管隧道段施工可与岸坡隧道平行或交叉作业
，工期短。 5、各种拖航设备的现代化，能够施做大断面多管
隧道。 6、管段接缝远少于其它方法修建的隧道，防水性
用作水下隧道施工的盾构，一般外径尺寸 为10m左右，可容纳双车道通过。如需建造 四车道的水底隧道，则需平行地建造二条 盾构隧道。如需建造六车道的水底隧道， 则往往需建三条盾构隧道。沉管法则不受 上述尺寸限制。
（3）钢壳既是浇筑混凝土的外模，又是浇 筑隧道的外防水层，这种防水层不会在浮 运过程中被碰损；
（4）当具备利用船厂设备的条件时，工期 较短，在管段需要量较大时，更为明显。
2.矩形沉管
荷兰的玛斯隧道（Mass，1942年建成）首 创矩形沉管以来，目前世界各国（除美国 外）大都采用矩形沉管。
第十三章 沉管法施工
本章学习的内容：
掌握隧道沉管沉设的方法，沉放作业的步骤；了解沉 管的种类；熟悉基础处理的方式。难点：沉管下沉的步骤。
目录
1 概述 2 沉管隧道设计 3 沉管施工 4 基础处理
第一节 概述
1.1几种修建水下隧道方法评述
目前，在世界各国水底隧道的建设中，就 是采用盾构法和沉管法施工。
3)配筋
因抗剪的需要，沉管应采用较高标号的混 凝土，一般采用28天强度为30～45Mpa的混 凝土。
沉管结构不容许出现任何通透性（即管壁 内、外穿透的）裂缝；非通透性裂缝开展 宽度应控制在0.15～0.2mm以下，因此，不 宜采用Ⅲ级及Ⅲ级以上的钢筋。
设计时，混凝土与钢筋的容许应力可参照 《铁路隧道设计规范》。
1.2沉管法的优越性
1、隧道埋深浅，隧道较短，总工程量小。 2、管段比重小，对地质适应性强，能在流砂层中
施工。 3、管段在干坞中制作，能保证施工质量，结构水
密性良好。 4、沉管隧道段施工可与岸坡隧道平行或交叉作业
，工期短。 5、各种拖航设备的现代化，能够施做大断面多管
隧道。 6、管段接缝远少于其它方法修建的隧道，防水性
用作水下隧道施工的盾构，一般外径尺寸 为10m左右，可容纳双车道通过。如需建造 四车道的水底隧道，则需平行地建造二条 盾构隧道。如需建造六车道的水底隧道， 则往往需建三条盾构隧道。沉管法则不受 上述尺寸限制。
地下工程施工沉管地道施工整理PPT课件
干船坞方式
工费工期的比较
钢壳方式
调查之二
建立框架计划
概略计算 通风方式的决定和必要面积的计算，管段的大小
最终决定事项 纵断坡度 规划高度 设计规格
概略设计
施工法工费的比较 浮力和自重应力工费等的比较 承载力计算 纵向计算
通风道面积 服务道路宽度 概略决定事项 管段外形（宽 长 高 直曲线） 壁厚和浮力的关系 埋深（一般段 护岸段） 防水的种类和保护层重量的决定 管段的划分方法
深。所以，隧道长度要长些。
迈 仔
迭
圈
柒
褥
葫
卯
燃
壶
庙
镊
圭
励
骡
第12页/共66页
雌
畔
运
第二节 沉管隧道调查规划
苹 麻
赁
咖
寄
凄
求
谴
岂
孰
搂
似
臆
牺ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
镣
各
啊
碉
仗
踪
价
沉管隧道与盾构隧道埋深的比较
沟
第13页/共66页
计
悠
娠
第二节 沉管隧道调查规划
奋 守
二、前期问题和调查工作
玩
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 、 引猾道 、
翘
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
污
要根据沉管隧道的特点来进行设计。
坚
路
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
沉井与沉管法施工——沉井法施工课件
限制
沉井法施工存在一定的局限性，如施工周期长、技术要求高、成本较高以及对周 围环境影响较大等。因此，在选择施工方法时需要综合考虑工程实际情况和施工 条件。
02
沉井施工工艺流程
施工准备
01
02
03
场地平整
清理施工现场，进行场地 平整，确保施工机械和材 料能够顺利进入。
测量定位
根据设计图纸进行测量定 位，确定沉井的位置和标 高。
变形等问题。
封底与回填技术应根据工程地质 和水文地质条件、下沉深度和施
工要求等因素进行综合考虑。
常用的封底与回填方法包括混凝 土浇筑、砂石回填和压实等。
04
沉井施工案例分析
某大桥桥墩沉井施工案例
总结词
大型工程、复杂地质条件、技术创新
详细描述
某大桥建设过程中，由于地质条件复杂，采用了沉井法施工。施工过程中克服了诸多技术难题，如大 体积混凝土浇筑、深基坑开挖等，最终成功完成了桥墩的施工，为类似大型工程提供了宝贵的经验。
下沉控制与纠偏
下沉控制与纠偏是沉井施工的关 键技术之一，目的是控制沉井下 沉速度和方向，确保沉井下沉的
准确性和稳定性。
下沉控制与纠偏应根据工程地质 和水文地质条件、下沉深度和施
工方法包括 注浆加固、排水降水、挖土纠偏
和千斤顶纠偏等。
封底与回填技术
封底与回填技术是沉井施工的关 键技术之一，目的是确保沉井底 部密封和回填质量，防止渗漏和
发展
随着科技的不断进步和施工技术的不断创新，沉井法施工技 术在材料、设计、施工工艺等方面都得到了不断改进和完善 。未来，随着环保要求的提高和施工技术的进步，沉井法施 工技术将会更加高效、环保、安全。
适用范围与限制
适用范围
沉井法施工存在一定的局限性，如施工周期长、技术要求高、成本较高以及对周 围环境影响较大等。因此，在选择施工方法时需要综合考虑工程实际情况和施工 条件。
02
沉井施工工艺流程
施工准备
01
02
03
场地平整
清理施工现场，进行场地 平整，确保施工机械和材 料能够顺利进入。
测量定位
根据设计图纸进行测量定 位，确定沉井的位置和标 高。
变形等问题。
封底与回填技术应根据工程地质 和水文地质条件、下沉深度和施
工要求等因素进行综合考虑。
常用的封底与回填方法包括混凝 土浇筑、砂石回填和压实等。
04
沉井施工案例分析
某大桥桥墩沉井施工案例
总结词
大型工程、复杂地质条件、技术创新
详细描述
某大桥建设过程中，由于地质条件复杂，采用了沉井法施工。施工过程中克服了诸多技术难题，如大 体积混凝土浇筑、深基坑开挖等，最终成功完成了桥墩的施工，为类似大型工程提供了宝贵的经验。
下沉控制与纠偏
下沉控制与纠偏是沉井施工的关 键技术之一，目的是控制沉井下 沉速度和方向，确保沉井下沉的
准确性和稳定性。
下沉控制与纠偏应根据工程地质 和水文地质条件、下沉深度和施
工方法包括 注浆加固、排水降水、挖土纠偏
和千斤顶纠偏等。
封底与回填技术
封底与回填技术是沉井施工的关 键技术之一，目的是确保沉井底 部密封和回填质量，防止渗漏和
发展
随着科技的不断进步和施工技术的不断创新，沉井法施工技 术在材料、设计、施工工艺等方面都得到了不断改进和完善 。未来，随着环保要求的提高和施工技术的进步，沉井法施 工技术将会更加高效、环保、安全。
适用范围与限制
适用范围
《沉管法施工》课件
管段沉放
浮运与定位
将制作完成的管段运至施工现场 ，并使用定位系统将其放置在预
定的位置。
沉放准备
对管段进行必要的加固和保护措施 ，确保在沉放过程中不发生损坏或 变形。
沉放监控
对管段的沉பைடு நூலகம்过程进行实时监控， 确保其位置和姿态符合设计要求。
管段基础处理
01
02
03
基础勘查
对管段基础进行实地勘查 ，了解土壤性质、承载力 和稳定性等条件。
建设的主要施工方法之一。
未来，随着科技的不断进步和应用，沉 管法施工将朝着自动化、智能化、绿色 化方向发展，进一步提高施工效率和安
全性。
02
沉管法施工的原理与特点
原理介绍
沉管法施工是一种水下施工方法，通 过预制管道段，在预制场地进行管道 段的拼接，然后将其沉入水底，完成 水下管道的铺设。
沉管法施工的关键在于管道段的拼接 和下沉控制，需要精确的测量和计算 ，以确保管道的准确下沉和固定。
06 结论
沉管法施工的重要性和应用前景
沉管法施工是一种重要的水下工程作业技术，广泛应用于港口、码头、航道、水利水电工程等领域。 由于其具有施工速度快、成本低、质量可靠等优点，因此受到广泛欢迎。随着国家基础设施建设的不 断推进，沉管法施工的应用前景将更加广阔。
沉管法施工技术的不断发展和创新，将为水下工程建设提供更加高效、安全、环保的解决方案。未来 ，沉管法施工技术的应用范围将进一步扩大，涉及的领域也将更加广泛，为国家的经济和社会发展做 出更大的贡献。
沉管法施工的原理基于浮力原理，通 过在管道内部充水，使管道下沉至设 计深度，然后进行水下基础处理，将 管道固定在河床上。
特点分析
适用范围广
沉管法施工适用于各种 水文、地质条件下的水 下管道铺设，特别是在 深水、急流、浅滩等复 杂环境下更具优势。
第二节 沉管法施工PPT课件
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：初步止水
主体：承受水压力
底翼缘：
方便安装
底肋：防
止管段端面 漏水
吉那(Gina) 型胶垫止水带
2、水力压接法施工
水力压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，
第二节 沉管法施工沉管法的施工工艺（大）
→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 60～140m，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。
10 初次下沉：下沉到管底离设计高程4～5m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0.5～lm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
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
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
尖肋：初步止水
主体：承受水压力
底翼缘：
方便安装
底肋：防
止管段端面 漏水
吉那(Gina) 型胶垫止水带
2、水力压接法施工
水力压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，
第二节 沉管法施工沉管法的施工工艺（大）
→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 60～140m，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。
10 初次下沉：下沉到管底离设计高程4～5m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0.5～lm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
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
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
沉管隧道施工技术专题知识课件
（2）为改善结构受力性能，减少裂缝出现，避免采 用剪刀钢筋，采用变截面或折拱结构或椭圆形结构。
（三）浮力设计 浮力设计包括： 干舷的选定 抗浮安全系数的验算 确定沉管高度与外轮廓尺寸
１.干舷 为了保持管段稳定，管段顶面必须露出水面，其露出高
度称为干舷。
100－150mm
400－500mm
确定合理的干舷高度 过小管段不稳定；过大则管段不容易沉放． 确定浮力计算干舷高度 计算浮力时，根据混凝土的最大容重和水的最
长度的确定： 长度的确定要考虑: 经济条件 航道条件 纵断面的形状 管段的形状 管段及其他的施工条件
珠江水下隧道是连接广州市中心区和芳村区的重 要交通廊道，是水下道路与地铁共管的隧道。其横断 面为四孔钢筋砼箱型结构，其中两孔为双线机动车孔， 一孔为上下行地铁孔，另一孔为管线廊，隧道建筑全 长1238m，隧管段长721m，沉管（预制）段457m， 宽33m，高8m，是我国首次采用沉管法施工的大型过 江隧道。
第一节 沉管隧道的结构与设计
一、沉管隧道的基本结构 圆形 船台型
矩形 干坞型
（一）圆形管段 圆形管段的内轮廓线为圆形，外轮廓线有圆形、八
角形和花篮形，还有组合形断面。
圆形管段一般在造船厂的船台上制造，所以又称 为船台型管段．
制作时是先预制钢壳，然后沿船台滑道滑行下水 成为浮体，在漂浮状态下灌注钢筋混凝土．
采用管段预制，浮运沉放的方法，可避免难度较 大的水下作业工作，施工简便。隧址开挖较浅，基槽 开挖和基础处理的施工技术比较简单，地质适应性强。
（２）施工工期短，施工质量容易保证； 管段地面预制，施工场地集中，管理方便，管段
的结构与防水措施质量得到充分保证，在隧址的施工 时间短。 （３）工程造价低；
（三）浮力设计 浮力设计包括： 干舷的选定 抗浮安全系数的验算 确定沉管高度与外轮廓尺寸
１.干舷 为了保持管段稳定，管段顶面必须露出水面，其露出高
度称为干舷。
100－150mm
400－500mm
确定合理的干舷高度 过小管段不稳定；过大则管段不容易沉放． 确定浮力计算干舷高度 计算浮力时，根据混凝土的最大容重和水的最
长度的确定： 长度的确定要考虑: 经济条件 航道条件 纵断面的形状 管段的形状 管段及其他的施工条件
珠江水下隧道是连接广州市中心区和芳村区的重 要交通廊道，是水下道路与地铁共管的隧道。其横断 面为四孔钢筋砼箱型结构，其中两孔为双线机动车孔， 一孔为上下行地铁孔，另一孔为管线廊，隧道建筑全 长1238m，隧管段长721m，沉管（预制）段457m， 宽33m，高8m，是我国首次采用沉管法施工的大型过 江隧道。
第一节 沉管隧道的结构与设计
一、沉管隧道的基本结构 圆形 船台型
矩形 干坞型
（一）圆形管段 圆形管段的内轮廓线为圆形，外轮廓线有圆形、八
角形和花篮形，还有组合形断面。
圆形管段一般在造船厂的船台上制造，所以又称 为船台型管段．
制作时是先预制钢壳，然后沿船台滑道滑行下水 成为浮体，在漂浮状态下灌注钢筋混凝土．
采用管段预制，浮运沉放的方法，可避免难度较 大的水下作业工作，施工简便。隧址开挖较浅，基槽 开挖和基础处理的施工技术比较简单，地质适应性强。
（２）施工工期短，施工质量容易保证； 管段地面预制，施工场地集中，管理方便，管段
的结构与防水措施质量得到充分保证，在隧址的施工 时间短。 （３）工程造价低；
隧道施工第十三章 沉管施工PPT课件
一、钢筋混凝土沉管的结构设计
2、结构分析与配筋 （1）横断面结构分析
为避免采用剪力钢筋，改善结构受力性能，减少裂缝出现，在水底 隧道沉管结构中，常采用变截面或折拱形结构。
图9-4沉沉管折管拱折型拱结型构结构
一、钢筋混凝土沉管的结构设计
（2）纵向结构分析
施工阶段的沉管纵向受力分析，主要是计算浮运、沉 设时、施工荷载、波浪力所引起的内力。
使用阶段的沉管纵向受力分析，一般按弹性地基梁理 论进行计算。
一、钢筋混凝土沉管的结构设计
（3）配筋
因抗剪的需要，沉管应采用较高标号的混凝土，一般 采用28天强度为30～45Mpa的混凝土。
沉管结构不容许出现任何通透性（即管壁内、外穿透 的）裂缝；非通透性裂缝开展宽度应控制在0.15～ 0.2mm以下，因此，不宜采用Ⅲ级及Ⅲ级以上的钢筋。
设计时，混凝土与钢筋的容许应力可参照《铁路隧道 设计规范》。
二、浮力设计
干舷
管段在浮运时为了保持稳定，必须使管顶面露出水面， 其露出高度称为干舷。具有一定干舷的管段遇风浪发生 倾侧后，会自动产生一个反倾力矩，使管段恢复平衡。
一般矩形断面的管段干舷多为10～15cm，而圆形、八 角形或花篮形断面的管段则多为40～50cm。干舷高度 不宜过小，否则稳定性差；但也不宜过大，干舷越大， 所需压载水箱（或水罐）的容量就越大，不经济。我国 广州珠江隧道沉管干舷为14.22cm，而宁波甬江隧道则 采用10.14cm。
三、ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ管隧道的分类
2、矩形沉管 荷兰的玛斯隧道（Mass，1942年建成）首创矩形沉管以 来，目前世界各国（除美国外）大都采用矩形沉管。
矩图形9-折2 拱矩形形折结拱构形结构
(a）六车道六矩车形道矩沉形管沉管 (b)八八车车道道矩矩形形沉管沉管
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预应力筋承受浮运时的纵向弯矩。 B. 只将所有外排纵向钢筋切断，内排纵向钢筋保留，管段
拼装式脚手架、千斤顶、混凝土振捣与养护设备
第七章 沉管法施工
第二节 干坞修筑与管段预制
二． 管段预制
1. 管段浇筑 ① 需保证管段混凝土的均质性与水密性。 ② 保证均质性的意义：若管段混凝土容重变化幅度超过1％
以上，管段常会浮不起来。若管段各部分板厚局部偏差 较大，或管段各部分混凝土密度不均匀将导致侧倾。 ③ 保证措施：采用刚度大、精度高、可微动调位的大型滑 动内、外模板台车；实行严格的密实度管理制度。 ④ 密实度要求: (ρ－ρm)/ ρm ≤0.6% ⑤ 保证水密性的措施： A. 结构自身防水(采用防水混凝土；防止管段裂缝) B. 结构物外侧防水(钢壳、钢板防水；卷材、保护层防水； 涂料防水) C. 施工接缝防水(横向施工变形缝设置1~2道止水带)
板桩坞首与坞门(闸门或浮动钢筋砼沉箱)。 ④ 排水系统：井点降水；坞底明沟、盲沟与集水井泵排；
堤外截、排水沟。 ⑤ 车道
第七章 沉管法施工
第二节 干坞修筑与管段预制
一． 干坞修筑
3. 干坞构造
1.坞底；2.边坡(坞墙)；3.运输车道；4.坞首围堰
东京港沉管隧道一次预制管段干坞
第七章 沉管法施工
第二节 干坞修筑与管段预制
一． 干坞修筑
3. 干坞构造
广州生物岛——大学城沉管隧道预制管段干坞
第七章 沉管法施工
第二节 干坞修筑与管段预制
一． 干坞修筑
4. 干坞施工 一般用“干法”土方开挖。具体：施作干坞周围防渗墙 →由端部向坞口开挖(部分回填、大部分弃渣) →坞底与 坞外设排水沟、截水沟与集水井→塑料膜铺坡面并压沙 袋→坞底处理(铺填砂与碎石) →坞内车道修筑
干坞——为预制管段而专门修筑的临时性工作土坑。 干坞修筑
3. 干坞构造 干坞由坞墙、坞底、坞首、坞门、排水系统与车道组成
① 坞墙：坡率1:2的自然土坡，可用喷射砼防渗墙或钢板桩 ② 坞底：承载力应大于100kPa。浮起时富余深度1.0m。
坞底处理方法： A. 干砂层+厚25~30cm(钢筋)混凝土+沙砾或碎石层 B. 厚1.0~2.5cm黄沙层+厚20~30cm沙砾或碎石层 C. 松软的粘土或淤泥层可换填1.0m碎石或结合桩基础加固 ③ 坞首及坞门：一次预制只设坞首，分批预制应设双排钢
第七章 沉管法施工
第二节 干坞修筑与管段预制
二ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 管段预制
1. 管段浇筑 ⑥ 横向变形缝构造要求 A. 能适应一定幅度的线变形和角变形； B. 施工阶段能传递弯矩，使用阶段能传递剪力； C. 变形前后均能防水。 ⑦ 保证变形缝抵抗波浪与施工荷载引起的纵向弯矩的措施 A. 切断变形缝处所有内、外侧纵向(水平)钢筋，另设临时
第七章 沉管法施工
第一节 沉管法施工技术流程
二． 沉管法优缺点
1. 优点 ① 对地质水文条件适应能力强(施工较简单、地基荷载较小) ② 可浅埋，与两岸道路衔接容易(无需长引道，线形较好) ③ 防水性能好(接头少漏水几率降低，水力压接滴水不漏) ④ 施工工期短(管段预制与基槽开挖平行，浮运沉放较快) ⑤ 造价低(水下挖土与管段制作成本较低，短于盾构隧道) ⑥ 施工条件好(水下作业极少) ⑦ 可做成大断面多车道结构(盾构隧道一般为两车道) 2. 缺点 ① 管段制作砼工艺要求严格，需保证干舷与抗浮系数； ② 车道较多时，需增加沉管隧道高度。导致压载混凝土量、
浚挖土方量与沉管隧道引道结构工程量增加。
第七章 沉管法施工
第二节 干坞修筑与管段预制
干坞——为预制管段而专门修筑的临时性工作土坑。 干坞修筑
1. 干坞位置选择 ① 邻近隧址，具备浮运条件，交通便利。 ② 有浮存系泊多节管段的水域； ③ 场地土具备一定的承载力，便于干坞围挡与防渗工程； ④ 征地拆迁费用较低，具有重复开发利用价值。 2. 干坞规模 ① 一次预制管段干坞(仅放水一次，不需闸门，坞首为土或
5. 坞内主要设备 ① 混凝土搅拌站：应能连续浇筑15~20m长的节段； ② 起重设备：轨行门式或塔式起重机(能力5.0~7.5t); ③ 运输设备：卡车、翻斗车、轨道车、混凝土输送车、混
凝土输送泵及管道等； ④ 管段拖运设备：电动卷扬机与绞车； ⑤ 其他：钢筋加工、抽水、电焊机、空气压缩机、钢模板、
第七章 沉管法施工
第七章
沉管法施工
主要流程：管段预制(基槽开挖)→管段浮运与沉放→ 水 下连接→基础处理→覆土回填→设备安装与内装修
第七章 沉管法施工
第一节 沉管法施工技术流程
一． 沉管法施工流程
1. 沉管法实质：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。
第七章 沉管法施工
第一节 沉管法施工技术流程
一． 沉管法施工流程
4. 管段结构外形 ① 圆形管段(船台型管段)
内轮廓为圆形，外轮 廓有圆形、八角形和 花篮形。 ② 矩形管段【最常用】 一般在临时船坞制作， 可容纳4~8车道。
第七章 沉管法施工
第一节 沉管法施工技术流程
一． 沉管法施工流程
4. 管段结构外形
第七章 沉管法施工
第一节 沉管法施工技术流程
在已修筑好的干坞内预制管段
第七章 沉管法施工
第一节 沉管法施工技术流程
第七章 沉管法施工
第一节 沉管法施工技术流程
2. 沉管法隧道主要施工流程图
第七章 沉管法施工
第一节 沉管法施工技术流程
一． 沉管法施工流程
3. 沉管法隧道组成 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。
钢板桩围堰。规模较大占地较多，适于工程量小土地价 格较低、坞址地质较差的工程)； ② 分批预制管段干坞(规模小、占地少、造价低、重复使用 率高。闸门式坞门造价高、等待时间长不利先沉管段稳 定、基槽回淤很难处理、重复灌排致边坡稳定性与坞底 透水性差、临时工程费用增加)
第七章 沉管法施工
第二节 干坞修筑与管段预制
拼装式脚手架、千斤顶、混凝土振捣与养护设备
第七章 沉管法施工
第二节 干坞修筑与管段预制
二． 管段预制
1. 管段浇筑 ① 需保证管段混凝土的均质性与水密性。 ② 保证均质性的意义：若管段混凝土容重变化幅度超过1％
以上，管段常会浮不起来。若管段各部分板厚局部偏差 较大，或管段各部分混凝土密度不均匀将导致侧倾。 ③ 保证措施：采用刚度大、精度高、可微动调位的大型滑 动内、外模板台车；实行严格的密实度管理制度。 ④ 密实度要求: (ρ－ρm)/ ρm ≤0.6% ⑤ 保证水密性的措施： A. 结构自身防水(采用防水混凝土；防止管段裂缝) B. 结构物外侧防水(钢壳、钢板防水；卷材、保护层防水； 涂料防水) C. 施工接缝防水(横向施工变形缝设置1~2道止水带)
板桩坞首与坞门(闸门或浮动钢筋砼沉箱)。 ④ 排水系统：井点降水；坞底明沟、盲沟与集水井泵排；
堤外截、排水沟。 ⑤ 车道
第七章 沉管法施工
第二节 干坞修筑与管段预制
一． 干坞修筑
3. 干坞构造
1.坞底；2.边坡(坞墙)；3.运输车道；4.坞首围堰
东京港沉管隧道一次预制管段干坞
第七章 沉管法施工
第二节 干坞修筑与管段预制
一． 干坞修筑
3. 干坞构造
广州生物岛——大学城沉管隧道预制管段干坞
第七章 沉管法施工
第二节 干坞修筑与管段预制
一． 干坞修筑
4. 干坞施工 一般用“干法”土方开挖。具体：施作干坞周围防渗墙 →由端部向坞口开挖(部分回填、大部分弃渣) →坞底与 坞外设排水沟、截水沟与集水井→塑料膜铺坡面并压沙 袋→坞底处理(铺填砂与碎石) →坞内车道修筑
干坞——为预制管段而专门修筑的临时性工作土坑。 干坞修筑
3. 干坞构造 干坞由坞墙、坞底、坞首、坞门、排水系统与车道组成
① 坞墙：坡率1:2的自然土坡，可用喷射砼防渗墙或钢板桩 ② 坞底：承载力应大于100kPa。浮起时富余深度1.0m。
坞底处理方法： A. 干砂层+厚25~30cm(钢筋)混凝土+沙砾或碎石层 B. 厚1.0~2.5cm黄沙层+厚20~30cm沙砾或碎石层 C. 松软的粘土或淤泥层可换填1.0m碎石或结合桩基础加固 ③ 坞首及坞门：一次预制只设坞首，分批预制应设双排钢
第七章 沉管法施工
第二节 干坞修筑与管段预制
二ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 管段预制
1. 管段浇筑 ⑥ 横向变形缝构造要求 A. 能适应一定幅度的线变形和角变形； B. 施工阶段能传递弯矩，使用阶段能传递剪力； C. 变形前后均能防水。 ⑦ 保证变形缝抵抗波浪与施工荷载引起的纵向弯矩的措施 A. 切断变形缝处所有内、外侧纵向(水平)钢筋，另设临时
第七章 沉管法施工
第一节 沉管法施工技术流程
二． 沉管法优缺点
1. 优点 ① 对地质水文条件适应能力强(施工较简单、地基荷载较小) ② 可浅埋，与两岸道路衔接容易(无需长引道，线形较好) ③ 防水性能好(接头少漏水几率降低，水力压接滴水不漏) ④ 施工工期短(管段预制与基槽开挖平行，浮运沉放较快) ⑤ 造价低(水下挖土与管段制作成本较低，短于盾构隧道) ⑥ 施工条件好(水下作业极少) ⑦ 可做成大断面多车道结构(盾构隧道一般为两车道) 2. 缺点 ① 管段制作砼工艺要求严格，需保证干舷与抗浮系数； ② 车道较多时，需增加沉管隧道高度。导致压载混凝土量、
浚挖土方量与沉管隧道引道结构工程量增加。
第七章 沉管法施工
第二节 干坞修筑与管段预制
干坞——为预制管段而专门修筑的临时性工作土坑。 干坞修筑
1. 干坞位置选择 ① 邻近隧址，具备浮运条件，交通便利。 ② 有浮存系泊多节管段的水域； ③ 场地土具备一定的承载力，便于干坞围挡与防渗工程； ④ 征地拆迁费用较低，具有重复开发利用价值。 2. 干坞规模 ① 一次预制管段干坞(仅放水一次，不需闸门，坞首为土或
5. 坞内主要设备 ① 混凝土搅拌站：应能连续浇筑15~20m长的节段； ② 起重设备：轨行门式或塔式起重机(能力5.0~7.5t); ③ 运输设备：卡车、翻斗车、轨道车、混凝土输送车、混
凝土输送泵及管道等； ④ 管段拖运设备：电动卷扬机与绞车； ⑤ 其他：钢筋加工、抽水、电焊机、空气压缩机、钢模板、
第七章 沉管法施工
第七章
沉管法施工
主要流程：管段预制(基槽开挖)→管段浮运与沉放→ 水 下连接→基础处理→覆土回填→设备安装与内装修
第七章 沉管法施工
第一节 沉管法施工技术流程
一． 沉管法施工流程
1. 沉管法实质：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。
第七章 沉管法施工
第一节 沉管法施工技术流程
一． 沉管法施工流程
4. 管段结构外形 ① 圆形管段(船台型管段)
内轮廓为圆形，外轮 廓有圆形、八角形和 花篮形。 ② 矩形管段【最常用】 一般在临时船坞制作， 可容纳4~8车道。
第七章 沉管法施工
第一节 沉管法施工技术流程
一． 沉管法施工流程
4. 管段结构外形
第七章 沉管法施工
第一节 沉管法施工技术流程
在已修筑好的干坞内预制管段
第七章 沉管法施工
第一节 沉管法施工技术流程
第七章 沉管法施工
第一节 沉管法施工技术流程
2. 沉管法隧道主要施工流程图
第七章 沉管法施工
第一节 沉管法施工技术流程
一． 沉管法施工流程
3. 沉管法隧道组成 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。
钢板桩围堰。规模较大占地较多，适于工程量小土地价 格较低、坞址地质较差的工程)； ② 分批预制管段干坞(规模小、占地少、造价低、重复使用 率高。闸门式坞门造价高、等待时间长不利先沉管段稳 定、基槽回淤很难处理、重复灌排致边坡稳定性与坞底 透水性差、临时工程费用增加)
第七章 沉管法施工
第二节 干坞修筑与管段预制