沉管施工 PPT
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矩形图9折-2 拱矩形形折拱结形结构构 (a）六车道矩形沉管 (b)八车道矩形沉管
六车道矩形沉管 八车道矩形沉管
1.4沉管隧道组成
沉管隧道一般由敞开段、暗埋段、岸边竖 井及沉埋段等部分组成。
竖井
竖井
敞开段
暗埋段
沉埋段
暗埋段
敞开段
第二节 沉管隧道设计
沉管隧道设计的主要内容有：断面几何形 状、结构类型、结构设计及计算、起浮抗 浮设计、管节长度的选定、接头设计、防 水设计、通风、照明供电、给排水设计、 内装设计、运营与安全设施设计、抗震设 计、基础处理及回填设计等。其设计质量 直接影响隧道的施工与使用，应做到设计 思想明确，综合考虑到先进性、合理性、 安全性和经济性。
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。
沉管法（亦称预制管段沉放法）。先在隧 址以外的预制场（多为临时干坞或船坞） 制作隧道管段（每节长60~140m，多数为 100m左右，最长达268m），管段两端用临 时封墙密封，制成后运到指定位置上，在 已预先挖好的基槽上沉放下去，通过水力 压接进行水下连接，再覆土回填，完成隧 道。用这种沉管法修建的水下隧道，称之 为沉管隧道。
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4、必须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30～50cm；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15～ 20m左右长。
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》。
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。
重难点：
重点：沉管沉设的方法和步骤； 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。
（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。
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。
沉图9管-4 沉折管拱折拱型型结结构构
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。
采用沉管法修筑水下隧道最早于1810年在 伦敦进行了施工试验，到1894年采用此法 在美国波士顿建成一条城市下水道工程和 1904年建成底特律水底铁路隧道才宣告沉 管法的成果诞生。自1959年加拿大迪斯（ Deas）隧道成功采用水力压接法进行管段 水下连接后，很快为世界各国普遍采用， 使得沉管法变得更加优越。
能远比盾构好。
1.3沉管隧道的分类
1、圆形沉管 施工时多利用船厂的船坞制作钢壳，制成
后滑行下水，并系泊于码头边上，进行水 上钢筋混凝土作业。这类沉管的横断面， 内部均为圆形，外表有圆形、八角形或花 篮形。
各种圆形沉管 (a)圆形 (b)八角形 (c)花篮形
圆形沉管的优点
（1）圆形断面，受力合理衬砌弯矩较小， 在水深较大时，比较经济有利；
2.1钢筋混凝土沉管的结构设计
1沉管结构所受的荷载与组合
荷载作用组合应遵循以下原则：
1、应按施工阶段和运营阶段分别进行作用组合， 施工阶段的安全系数可比运营阶段酌情降低。
2、作用组合除常规办法进行外，高温作用应与最 高水位作用组合，低温作用应与最低水位组合。
3、地震作用、沉船荷载、抛锚力、拖锚力等偶然 荷载在施工阶段不考虑，在运营阶段亦不同时组 合。偶然荷载中任一个作用与其它作用组合时， 应按规范酌情降低安全系数。
2.3管段制作
1).管段的制作 管段制作在干坞中进行，其工艺与一般混凝土结
构基本相同。但考虑到浮运沉设对匀质性与水密 性的特殊要求，应注意以下几点： 1、要保证混凝土的防水性及抗渗性； 2、要严格控制混凝土的重度，若重度超过1%以上 ，管段将浮不起来，则不能满足浮运要求； 3、必须严格控制模板的变形，以保证对混凝土均 质性的要求，否则，若出现管段板、壁厚度的局 部较大偏差，或前后、左右混凝土重度不均匀， 浮运中会发生管段倾侧；
2.2浮力设计
1.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。
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
六车道矩形沉管 八车道矩形沉管
1.4沉管隧道组成
沉管隧道一般由敞开段、暗埋段、岸边竖 井及沉埋段等部分组成。
竖井
竖井
敞开段
暗埋段
沉埋段
暗埋段
敞开段
第二节 沉管隧道设计
沉管隧道设计的主要内容有：断面几何形 状、结构类型、结构设计及计算、起浮抗 浮设计、管节长度的选定、接头设计、防 水设计、通风、照明供电、给排水设计、 内装设计、运营与安全设施设计、抗震设 计、基础处理及回填设计等。其设计质量 直接影响隧道的施工与使用，应做到设计 思想明确，综合考虑到先进性、合理性、 安全性和经济性。
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。
沉管法（亦称预制管段沉放法）。先在隧 址以外的预制场（多为临时干坞或船坞） 制作隧道管段（每节长60~140m，多数为 100m左右，最长达268m），管段两端用临 时封墙密封，制成后运到指定位置上，在 已预先挖好的基槽上沉放下去，通过水力 压接进行水下连接，再覆土回填，完成隧 道。用这种沉管法修建的水下隧道，称之 为沉管隧道。
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4、必须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30～50cm；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15～ 20m左右长。
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》。
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。
重难点：
重点：沉管沉设的方法和步骤； 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。
（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。
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。
沉图9管-4 沉折管拱折拱型型结结构构
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。
采用沉管法修筑水下隧道最早于1810年在 伦敦进行了施工试验，到1894年采用此法 在美国波士顿建成一条城市下水道工程和 1904年建成底特律水底铁路隧道才宣告沉 管法的成果诞生。自1959年加拿大迪斯（ Deas）隧道成功采用水力压接法进行管段 水下连接后，很快为世界各国普遍采用， 使得沉管法变得更加优越。
能远比盾构好。
1.3沉管隧道的分类
1、圆形沉管 施工时多利用船厂的船坞制作钢壳，制成
后滑行下水，并系泊于码头边上，进行水 上钢筋混凝土作业。这类沉管的横断面， 内部均为圆形，外表有圆形、八角形或花 篮形。
各种圆形沉管 (a)圆形 (b)八角形 (c)花篮形
圆形沉管的优点
（1）圆形断面，受力合理衬砌弯矩较小， 在水深较大时，比较经济有利；
2.1钢筋混凝土沉管的结构设计
1沉管结构所受的荷载与组合
荷载作用组合应遵循以下原则：
1、应按施工阶段和运营阶段分别进行作用组合， 施工阶段的安全系数可比运营阶段酌情降低。
2、作用组合除常规办法进行外，高温作用应与最 高水位作用组合，低温作用应与最低水位组合。
3、地震作用、沉船荷载、抛锚力、拖锚力等偶然 荷载在施工阶段不考虑，在运营阶段亦不同时组 合。偶然荷载中任一个作用与其它作用组合时， 应按规范酌情降低安全系数。
2.3管段制作
1).管段的制作 管段制作在干坞中进行，其工艺与一般混凝土结
构基本相同。但考虑到浮运沉设对匀质性与水密 性的特殊要求，应注意以下几点： 1、要保证混凝土的防水性及抗渗性； 2、要严格控制混凝土的重度，若重度超过1%以上 ，管段将浮不起来，则不能满足浮运要求； 3、必须严格控制模板的变形，以保证对混凝土均 质性的要求，否则，若出现管段板、壁厚度的局 部较大偏差，或前后、左右混凝土重度不均匀， 浮运中会发生管段倾侧；
2.2浮力设计
1.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。
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