沉管法施工技術(shù)講義

10.沉管法施工技術(shù)

10.1基本原理沉管法：在隧址附近修建的臨時(shí)干塢內(nèi)(或船廠船臺(tái))預(yù)制管段，用臨時(shí)隔墻封閉，然后浮運(yùn)到隧址規(guī)定位置，此時(shí)已于隧址處預(yù)先挖好水底基槽。待管段定位后灌水壓載下沉到設(shè)計(jì)位置，將此管段與相鄰管段水下連接，經(jīng)基礎(chǔ)處理并最后回填覆土即成為水底隧道。在已修筑好的干塢內(nèi)預(yù)制管段 一般由敞開段、暗埋段、岸邊豎井與沉埋段等組成。

沉埋段兩端通常設(shè)置豎井作為起訖點(diǎn)，豎井起到通風(fēng)、供電、排水和監(jiān)控等作用。根據(jù)兩岸地形與地質(zhì)條件，也可將沉埋段與暗埋段直接相接而不設(shè)豎井。沉管隧道的組成整體結(jié)構(gòu)：水下沉管隧道的整體結(jié)構(gòu)是由管段基槽、基礎(chǔ)、管段、覆蓋層等組成，整體坐落于河（海）水底。沉管隧道的橫斷面結(jié)構(gòu)覆蓋層管段基礎(chǔ)基槽10.2沉管隧道結(jié)構(gòu)10.2.1沉管隧道結(jié)構(gòu)分類按斷面形狀：圓形矩形等按建筑材料：鋼殼混凝土鋼筋混凝土按管段的制作方式：船臺(tái)型干圬型船臺(tái)連型1）造聚船廠章船臺(tái)涉上預(yù)越制鋼互殼2）滑換行下忠水，頑水上醋懸浮冰狀態(tài)閣灌注蜜混凝松土3）橫謎斷面充一般李為圓牌形、設(shè)八角弱形、減花籃婆形，懶多為叨圓形優(yōu)點(diǎn)燈：1）圓疲形，堤彎矩梅較小兔；水美深大幣時(shí)，諸較經(jīng)箭濟(jì)2）管毅段底戶面積廁小，孤基礎(chǔ)烤容易堵處理3）鋼縫外殼松既是顧外模瘦，又熱是防懂水層北，同鋤時(shí)保壤護(hù)內(nèi)葵側(cè)混竄凝土缺點(diǎn)浩：1）斷還面空側(cè)間不招能充菌分利泳用；關(guān)車道炒數(shù)少2）隧塵道深悲度增饑加，解基槽巡壽土方持量增延加3）耗毯鋼量那大，溝造價(jià)拖高，似焊接伯質(zhì)量汪無(wú)法廈保證凈，沒欺完沒穩(wěn)了的脆堵漏4）鋼忍殼防粗銹問若題、炒防水鄉(xiāng)豐問題廉。干圬以型1）臨救時(shí)干朽圬中蠶制作翁鋼筋償混凝賊土管離段，皮外涂防水茫涂料2）圬探內(nèi)灌獲水，曾管段最上浮創(chuàng)；拖運(yùn)運(yùn)到愧隧址茅陳設(shè)3）斷厲面多帝為矩紫形優(yōu)點(diǎn)扁：1）管艙段在描干船紀(jì)塢內(nèi)惕制造韻，不側(cè)需鋼唇殼，潔節(jié)約抱鋼材2）斷駝面大吊小不尊受限總制缺點(diǎn)拋：1）必報(bào)須在橋合適跟地點(diǎn)元修建幟干船揭塢2）需賊設(shè)置盲防水呼層，按并加府以保熊護(hù)，蠅以保乎證防類水性3）混比凝土月工藝似要求判高，視特別戶是水抬密性里要求4）底尋面積導(dǎo)大，桐基礎(chǔ)府處理勵(lì)麻煩10桂.2汁.2沉管電隧道母結(jié)構(gòu)蹄設(shè)計(jì)神要點(diǎn)設(shè)計(jì)艦內(nèi)容陜主要像有：總體肝幾何助設(shè)計(jì)桂；結(jié)旅構(gòu)設(shè)侄計(jì)；辣通風(fēng)暫設(shè)計(jì)群；照儉明設(shè)彈計(jì)；鉗內(nèi)裝己設(shè)計(jì)詳；給運(yùn)排水秀設(shè)計(jì)婦；供查電設(shè)副計(jì)；辯運(yùn)行截管理揉設(shè)施咐設(shè)計(jì)括等。（1）橫犯斷面丹的設(shè)蚊計(jì)用干朝船塢便制作波的鋼飽筋混甲凝土彈管段侮，從開施工盈的角返度看汽，在悉應(yīng)力遠(yuǎn)方面蠶是不伍會(huì)有垂問題蝴的。泳決定順橫斷昏面時(shí)放，就棍是要注意銅對(duì)浮即力的結(jié)平衡。決屯定斷裂面尺喬寸時(shí)眉，一垃般都失按采逢用平面嗽框架機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行鏡應(yīng)力駕計(jì)算定。一般義管段炎結(jié)構(gòu)胞設(shè)計(jì)橫斷裙方向寨的鋼覆殼斷酒面，某一般梨決定做于混凝誦土灌惜注時(shí)好的應(yīng)苗力。隨恭著混睬凝土遞的灌待注，鑄吃水碌深度決增加很，而社水壓炭增大捕。設(shè)誤計(jì)斷窗面也臥隨之翠變化丸。因稅此，液應(yīng)對(duì)每一部施工釘階段希的混膠凝土椅重量丑和水拐壓進(jìn)殊行應(yīng)份力計(jì)對(duì)算，而龜后按念最危竭險(xiǎn)狀勢(shì)態(tài)，房誠(chéng)決定唐鋼殼怎斷面柳。（2）縱陶斷面貪的設(shè)免計(jì)施工橡階段莫：主痛要計(jì)涼算浮平運(yùn)、橫沉設(shè)張等階練段時(shí)勢(shì)主要然由施呢工荷播載引跌起的濫彎矩訪，浮捧運(yùn)管樓段越盼長(zhǎng)，武所受岸彎矩究越大乏。使用抽階段纏：彈群性地察基梁頌理論哈計(jì)算古縱向癥內(nèi)力鋼殼失作為維整體暑梁分撫析，免保證串縱向逐發(fā)生目變形砍而橫扁截面墾方向設(shè)無(wú)顯傷著變窮形，嚼可利卷用橫賺柱和涉支柱繪增強(qiáng)贏截面著的剛潛度（3）預(yù)厘應(yīng)力走混凝贊土管貧段設(shè)歉計(jì)跨度魔較大榜時(shí)，壯并且瓣土、賞水壓戚力較設(shè)大時(shí)屈，采岔用管轟段頂音、底放及隔舞墻預(yù)傷應(yīng)力翅設(shè)計(jì)坊，改撥善管傲段結(jié)蒼構(gòu)的警抗裂敏性能尼。10社.3沉管扯隧道輛施工夏工藝10魚.3饑.1沉管豆法施頓工前慘期調(diào)點(diǎn)查工筋作水力丈調(diào)查頁(yè)：流速秒、流洗向、繞密度安差異仰、潮腔汐、味水位塑變化院、兆?；睦撕桶櫜ɡ藵B影響選、水寇質(zhì)情矮況地質(zhì)狗調(diào)查動(dòng)：地基填承載寒力、蜓水下遼障礙具物、短浚挖侄技術(shù)氣象著調(diào)查秤：風(fēng)、規(guī)溫度束、能贈(zèng)見度晉等地震捷調(diào)查擱：斷層儉位置奔、地足震記址錄、車土層爪性質(zhì)奔或成買層狀師態(tài)，蘿特別梁注意后液化前問題10液.3廉.2臨時(shí)粉干船白塢的傳構(gòu)造付與施毫工（1）規(guī)借模取決卸于管柔段節(jié)馬數(shù)、敵管段欄寬度屆與長(zhǎng)播度、焦管段鼻預(yù)制隸批量金，同濱事考約慮工鞭期因條素。小型奇干圬：分層批制恨作瑞典Ti逢ng慰st適ad隧道胞（5節(jié)管占段，有長(zhǎng)93錄.5蜂m，80漆m，寬30趣m）：此干圬35愈00平米拳（10址0×贏35臺(tái)m）大型軌干圬：一張批制平作日本淘東京愿港水宴底隧免道（9節(jié)管矛段，館長(zhǎng)11先5首m，寬37福.4訂m）：赴干圬81蠅27瞧0平米鞭（64僻5×現(xiàn)12追6榨m）（2）深屢度保證純管段笨制作另好后丙能順僅利浮壟運(yùn)出昨塢。（3）塢憤底與乓邊坡塢底20賓-3搏0丙cm無(wú)筋罰混凝絕土或械鋼筋沾混凝棵土（可鋪砂解礫或堅(jiān)碎石脆層）或1-呆2.計(jì)5艷m的黃臨砂；盛上覆20殊-3煎0脾cm砂礫濤或碎艙石一般框塢底近強(qiáng)度掌不存譯在問捏題邊坡需進(jìn)毅行邊席坡穩(wěn)騎定性腐分析可采悉用防炊滲墻欺及井浪點(diǎn)系慕統(tǒng)分批餃制作朽時(shí)，由需分究析干碧圬排愧水時(shí)揀邊坡桶的穩(wěn)名定性（4）塢奶首、酬塢門一批映制作有時(shí)：陪一般蹲不采主用塢證門，躲僅用崇土圍詞堰、番鋼板械樁圍驢堰；針局部庸拆除天圍堰菊，將惹管段墻拖運(yùn)悅出塢分批逢制作盒時(shí)：究雙排羨鋼板燭樁圍坐堰；投單排霞鋼板還樁作塢門10勇.3跪.3管段桑制作（1）施擔(dān)工縫抗、變貍形縫村的控尚制縱向些施工型縫：伯豎墻呢下端30春-5煙0c詠m處橫向笛施工紀(jì)縫：歉垂直巴縫（鵲水密制性難療以保怕證）設(shè)置祝垂直旱于隧薄道軸貿(mào)線方盾向的誰(shuí)變形球縫，靈以防租止管云段開杜裂，圈長(zhǎng)短際一般木為15券-2環(huán)0芒m（2）底躬板地層啄不均殖勻沉來降可度能引忠起管烈段裂熟縫。乓一般蓮在塢緒底沙書層上盞鋪設(shè)塑一塊6m披m厚的柱鋼板頂，與戶底板崖混凝委土澆瞞筑在駱一起多，既款防水沙，又告防止博外力鵝對(duì)底失板的纖破壞閥?；蛴嗾哂?-衰10笛cm的鋼掃筋混揪凝土再板代堂替鋼汁板，愛并貼展上防骨水膜瘦。（3）側(cè)雁墻與埋頂板側(cè)墻再外周鉆可用航鋼板律（做期外模煎板和捉側(cè)防黨水）凝，應(yīng)恢確保念焊接鍋質(zhì)量夸。也盼可用興防水嶺膜，斜并做旦好防攻水膜刻保護(hù)像。頂板寺上通娘常鋪慢設(shè)防點(diǎn)水膜亞，澆鴨筑15夾-2胡0c孩m厚的嫌鋼筋占混凝積土保最護(hù)層扎，一靈直包串到側(cè)驗(yàn)墻上桐部，迷并做運(yùn)成削匠角，蓋避免秧被船潮錨鉤虧住。（4）臨棗時(shí)隔壩墻設(shè)置旬于管凍段兩盆端50炸-1殼00直c敘m處木料逗、鋼括材或浩鋼筋筐混凝保土制籃成設(shè)計(jì)非時(shí)按伐最大柔靜水贏壓力浙考慮封端下墻上滅需設(shè)括排水皆閥（蕉下部轉(zhuǎn)）、姐進(jìn)氣館閥（敵上部員）、鍛人員燈出入護(hù)孔（5）壓戀載設(shè)藍(lán)備石碴旋、礦伴碴或傲者水睛，多晃數(shù)用常加載妹水箱每只襪管段>4只水歐箱，魯均勻虜布置忌于四懸角水箱裙容量旅取決奏于干網(wǎng)舷大糕小、楚下沉券力、岸基礎(chǔ)盈壓重愈等（6）預(yù)垮應(yīng)力妖張拉管段耳預(yù)制阿完成僻后，侮在干旦船塢碼內(nèi)全冊(cè)部預(yù)選應(yīng)力湯一次加施加耗完畢瞧。10籍.3千.4管段針浮運(yùn)管段膨制作右完成陜后開烤始向現(xiàn)干船州塢注年水，伯檢查鞭管段按內(nèi)部制漏水防情況腰，一歸旦發(fā)弊現(xiàn)漏翅水，際立即該停止列注水冬并修諸補(bǔ)。船塢懲內(nèi)水跌位接撐近干蒼舷量暖時(shí)，勻向壓邀載水江箱內(nèi)反注水聚，防熊止管翅段上膽浮。剖完全品淹沒取后，出排出吊水箱顫內(nèi)的千水，需使管播段上染浮。習(xí)浮運(yùn)暢時(shí)干度舷量栗一般給取10襯-1悠5c伯m左右代。調(diào)動(dòng)整完炒后，領(lǐng)打開姿塢門絮，拽錦出管座段。一般眾清晨龍托運(yùn)晌至隧贊址，望以便有沉設(shè)之。提伶前12魂h做好怪水流睬與氣昏象條堂件預(yù)走報(bào)工別作，腎并提斯前2h復(fù)核怠。一攏般要滴求：娛風(fēng)力徹小于5-唐6級(jí)，役能見脹度大寸于10沈00菠m，氣營(yíng)溫高離于-30C，可巨進(jìn)行境沉設(shè)欲作業(yè)膛。寧波閘甬江沙沉管退隧道丹管段陰預(yù)制干塢震注水裂與管黎段檢支漏調(diào)救整管段曾內(nèi)部參檢漏10吸.3妄.5溝槽訊浚挖基槽燃斷面底寬場(chǎng)：大榨于管秀段寬殘度4－10枝cm深度煎：覆效蓋層柄厚+管段滾高度+基礎(chǔ)挎處理依所需天超挖或深度坡度咸：土明層條宣件、文基槽偵留置嬌時(shí)間絡(luò)、水卡流情鄉(xiāng)豐況等浚挖揪方式挖泥扒船選懲擇吸揚(yáng)救式挖淹泥船生產(chǎn)汽效率雪高；籌成本嘗低；姿開挖育面平豎整度歌好抓揚(yáng)窯式挖海泥船造價(jià)巧低；西浚挖探深度運(yùn)大；饑可開孩挖硬傲土鏈斗坦式挖壟泥船生產(chǎn)尋效率敏高；婆成本蠅低；止能浚便挖硬洽土；鍵平整搭度好木；占紋用水懸面大鏟揚(yáng)玻式挖德泥船浚挖斷費(fèi)用莫高；表占用裳水面惹小耙吸禍?zhǔn)酵趥z泥船絞吸光式挖地泥船鏈斗沿式挖蒸泥船抓斗桃式挖漿泥船鏟斗舟式挖拋泥船10盤.3輸.6管段懼沉放影響燭因素餓：管猜段尺拌寸、香地形祥、水北流條彎件、儲(chǔ)氣象涂條件果、航票運(yùn)條友件管段儀下沉尖全過耍程一史般需礎(chǔ)要2~戀4h。下住沉作拜業(yè)分策為初步下沉皆、靠攏下沉稼與著地下沉3個(gè)步開驟。初步粗下沉壓載遷至下僵沉力醬達(dá)50％規(guī)停定值職后校駕正位騎置，奴之后莖再繼龍續(xù)壓僚載至疲下沉沿力達(dá)10敵0％規(guī)湊定值尸，然巖后20辭-5沾0c泳m/武mi迎n的速胳度下皇沉，直到倚管段興底部是離設(shè)惰計(jì)高既程4~而5m為止?？繑n甚下沉將管歡段向影前節(jié)催既設(shè)飽管段短方向芝平移忠至距映前節(jié)錦管段2~教2.機(jī)5m處，州再將暮管段鞠下沉塘到管燃段底旱部離得設(shè)計(jì)復(fù)高程0.上5m左右威，再雨次校坦正管煎段位佛置。著地取下沉先將岡管段塘底降肢至距蔽設(shè)計(jì)喪高程10疤~2智0c胳m處，逃再將澇管段秀繼續(xù)贊前移農(nóng)至距淹既設(shè)推管段20縮慧~5嘗0c螺m處，顛校正共位置遷后即要開始芝著地拔下沉單。下惠沉速玩度緩曾慢，膽隨時(shí)私校正倦管段糠位置刊。管段反下沉猴作業(yè)覆步驟浮箱勾分吊鈴法1-沉放良管段;2績(jī)-壓載鞠水箱;3灶-浮箱;4饞-定位膏塔;5傲-指揮憲室;6口-吊索;7蔽-定位府索;8題-既設(shè)祥管段;9朱-鼻式仿托座a)就位趨前;德b)加載閉下沉;甩c)沉放氧定位浮箱薦分吊座法管段義頂板矩上方暮用4只浮袋力10亭00～15拔00勿kN的方型逗浮箱直接費(fèi)吊起鬧，吊悲索起辣吊力行作用步于各室浮箱獎(jiǎng)中心范，前奸后每域組兩斯只浮漠箱用鋼桁愿架連接怒，并異用4根錨師索定配位。宿起吊聚卷?yè)P(yáng)豈機(jī)與甲浮箱燈定位圈卷?yè)P(yáng)醫(yī)機(jī)均焰安放遵在浮踩箱頂銜部，頸管段皆本身衡則另靈用6根錨鵲索定已位，壟其定券位卷玻揚(yáng)機(jī)酒則安惕設(shè)在每定位哲塔頂溪部。船組(四駁)杠吊繡法每組哄船體臭由兩潛只鐵憂駁或肯兩組圓浮箱厭構(gòu)成質(zhì)，將嗽每組第鋼梁(杠棒)兩頭鬧擔(dān)在虹兩只高船體否上構(gòu)晃成一態(tài)個(gè)船告組，部再將至先后拳兩個(gè)撓船組叮用鋼柱桁架蘭梁連闖接成蚊整體溉船組(前后灶兩個(gè)聽船組赴也可喪不用低鋼桁負(fù)架梁鏟連接)。船勒組與躲管段牧各用6根錨慘索定雨位(均為贊四邊鑼錨與豆前后渡錨)，所宅有定還位卷顆揚(yáng)機(jī)塔均安寸設(shè)在違船體晉上，勞起吊駕卷?yè)P(yáng)栽機(jī)安套設(shè)在鑄“杠旋棒”進(jìn)上，錄吊索化的吊格力通中過“福杠棒溪”傳挺到船洪體上剩。1-沉管;2-鐵駁;3-船組茫定位蘋索;4-沉管淹定位占索;5-杠棒;6-連接禽梁;7-定位胡塔10歪.3約.7水下爐連接水下隨混凝完土連父接法應(yīng)用跑范圍早期連均使蛇用該礦法，誘目前問只用危于最任終接未頭連念接。施工妥方法水中遍安放集圓弧離形堰贏板，撫圍成匙圓形肯鋼圍漠堰，今往圍捐堰內(nèi)顛灌筑色水下記混凝版土，掛形成即管段斗連接禮。水力性壓接駛法作用饒?jiān)砝锰葑饔镁诠苄瓒紊仙赖木摭埓笏o壓力未使安憐裝在遍管段傷前端底面周先邊上范的一依圈膠華墊發(fā)條生壓斬縮變鉗形，啄形成吉一個(gè)綁水密聞性相止當(dāng)可襲靠的趨管段里接頭勵(lì)。水力捐壓接燦的步慈驟：1）對(duì)童位；2）拉喜合；3）壓副接主要學(xué)是墊歲平基洲槽底菠部，蜂有刮感鋪、浮噴砂獅、壓副砂法倒。刮鋪土法在管鋒段沉放刑前采炎用專留用刮姻鋪船爺上的勇刮板慘在基困槽底咳刮平塵鋪墊倒材料(粗砂每或碎閣石或污砂礫壺石)作為慈管段拒基礎(chǔ)懸。采用筍刮鋪揪法開竿挖基壓槽底找應(yīng)超席挖60暴~8目0c幣m，在顫槽底鼻兩側(cè)賠打數(shù)橡排短牲樁安遲設(shè)導(dǎo)鋒軌，允以便虛在刮螞鋪時(shí)鍋控制何高程惠和坡協(xié)度。10凡.3刑.8基礎(chǔ)禿施工噴砂繳法從水爪面上用受砂泵各將砂嗚、水陵混合依料通男過伸最入管孝段底曉下的變噴管恭向管蜻段底巨噴注江、填底滿空咳隙。詠砂墊告層厚臣度1m左右兼?？裳亓褐壵摰揽v罪向移象動(dòng)的設(shè)臺(tái)架富外側(cè)骨掛三娃根L形鋼銹管，顯中間罩為噴除管兩若側(cè)為犁吸管擴(kuò)。壓砂討法在管少段沉義放后屑向管飄段底游面壓自注水獨(dú)泥砂偉漿或堅(jiān)砂作渴為管餅段基停礎(chǔ)。蹈根據(jù)冒壓注烏材料睛不同喉分成壓漿賄法和壓砂震法兩種。壓漿燈法：開塘控基弦槽時(shí)株應(yīng)超鋪挖1m左右望，然膛后攤林鋪一持層厚40硬~6遮0c圈m的碎簽石。較兩側(cè)莫拋堆概沙石灶封閉促檻后權(quán)，通渾過隧踢道內(nèi)桑預(yù)留撈壓漿盟孔注騙入由該水泥揚(yáng)、膨更潤(rùn)土里、黃斧砂和蟻緩凝驗(yàn)劑配磁成的五混合比砂漿造。壓砂潮法：與勉壓漿搖法相觸似，逢但注碎漿材詳料為砍砂水祖混合恢物。10蛛.4沉管軟隧道購(gòu)施工全特點(diǎn)（1）隧齊道深應(yīng)度與容其它趙隧道謠相比騙，因籍能夠郊設(shè)置額在只腔要不支妨礙分通航反的深陡度下協(xié)，故沙隧道則全長(zhǎng)睜可以她縮短油；（2）隧牙道管惜段是拼預(yù)制肉的，系質(zhì)量抽好，易水密犯性高刷；（3）造怖價(jià)較卵低。男水下防挖土步與管怖段制頂作成端本較茂低，寶短于晝盾構(gòu)河隧道陪；（4）工越期短牽，對(duì)牛航運(yùn)放干擾滋小。令管段藏在干升塢中頌呈長(zhǎng)