(10.1.1)-10-1沉管結(jié)構(gòu)概述

地下建筑結(jié)構(gòu)第10章沉管結(jié)構(gòu)知識(shí)點(diǎn)1沉管結(jié)構(gòu)概述

沉管施工法：先在隧址以外的干塢中或船臺(tái)上預(yù)制隧道管段，并在兩端用臨時(shí)隔墻封閉，然后舾裝好拖運(yùn)、定位、沉放等設(shè)備，將其拖運(yùn)至隧址位置，沉放到江河中預(yù)先浚挖好的溝槽中，并連接起來，最后充填基礎(chǔ)和回填砂石將管段埋入原河床中。用這種方法修建的隧道又稱水下隧道或沉管隧道。10.1概述與其它結(jié)構(gòu)形式（橋梁等方案）的比較公路或城市道路、地鐵穿越江河湖海、港灣時(shí)，渡越的辦法很多，有輪渡、橋梁、水底隧道等。(1)輪渡是最簡易的，它的優(yōu)點(diǎn)是基本建設(shè)投資少，運(yùn)營費(fèi)用亦小；但無法適應(yīng)較大的交通量。(2)橋梁的主要優(yōu)點(diǎn)是單位長度造價(jià)低。在渡越不通行海輪的江、河或海輪達(dá)不到的上游河段時(shí)，一般總是首先考慮建橋。10.1概述(3)水底隧道主要是用在市區(qū)港灣或通行海輪的江、河上。在這種場合下，如采用橋梁渡越，則由于海輪航道凈空的需要，橋梁跨度必須較大，橋下凈空很高，引橋加引道的長度也很長，這樣的“高橋”，不但總造價(jià)常超過一般概念中認(rèn)為比較貴的水底隧道，而且這么長的引橋、引道在市區(qū)內(nèi)通過，其干擾和影響也是不易于妥善解決的。10.1概述10.1概述-南浦大橋橋隧方案的比選原則：結(jié)合不同的過江通道位置，考慮通道位置處的河勢條件、航運(yùn)條件、通航要求及岸線利用情況，比較不同橋隧方案對(duì)建設(shè)條件的適應(yīng)性和可實(shí)施性。比較不同橋隧方案的行車條件和行車舒適性，相同時(shí)段內(nèi)的通行能力和行車安全性。比較不同橋隧工程方案的施工安全性和工程技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)程度。10.1概述橋隧方案的比選原則：比較不同橋隧方案對(duì)各種氣侯的適應(yīng)性。比較在相同起訖點(diǎn)范圍內(nèi)，不同橋隧方案的經(jīng)濟(jì)性。比較考慮不同橋隧方案建成后的美觀性和景觀性。比較橋隧方案實(shí)施對(duì)周邊地區(qū)環(huán)境的影響。比較運(yùn)營和養(yǎng)護(hù)維修條件。10.1概述構(gòu)筑圍堰，明挖施工最為簡單，暗挖法較常用的是盾構(gòu)法和沉管法。沉管法的主要優(yōu)點(diǎn)是：隧道可緊貼河床最低點(diǎn)設(shè)置，隧道較短；隧道主體結(jié)構(gòu)在干塢中工廠化預(yù)制，因而可保持良好的制作質(zhì)量和水密性；對(duì)地基的適應(yīng)性強(qiáng)；接頭數(shù)量少，只有管節(jié)之間的連接接頭，由于采用了GINA和OMEGA止水帶兩道防水屏障，隧道的防水性能好。10.1.1水底隧道的主要施工方法沉管的主要缺點(diǎn)有：需要一個(gè)站用較大場地的干塢，這在市區(qū)內(nèi)有時(shí)很難實(shí)施，需在遠(yuǎn)離市區(qū)較遠(yuǎn)的地方建造干塢；基槽開挖數(shù)量較大且需進(jìn)行清淤，對(duì)航運(yùn)和市區(qū)環(huán)境的影響較大。另外，河（海）床地形地貌復(fù)雜的情況下，會(huì)大幅增加施工難度和造價(jià)；管節(jié)浮運(yùn)、沉放作業(yè)需考慮水文、氣象條件等的影響，有時(shí)需短期局部封航。另外，水體流速會(huì)影響管段沉放的準(zhǔn)確度，超過一定的流速可能導(dǎo)致沉管無法施工。10.1.1水底隧道的主要施工方法10.1.1水底隧道的主要施工方法盾構(gòu)法與沉管法優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)照表表10-1一百多年來，大多數(shù)的水底隧道都是盾構(gòu)法施工的。20世紀(jì)50年代解決了兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)——水力壓接法和基礎(chǔ)處理，沉管法已經(jīng)成為水底隧道最主要的施工方法，尤其在荷蘭。(北美、西歐、日本)我國現(xiàn)有的沉管法隧道：港珠澳大橋，上海外環(huán)越江隧道，上海金山供水隧道，寧波（寧波甬江水底隧道）、廣州（廣州珠江水底隧道）、香港（香港西區(qū)沉管隧道、香港東區(qū)沉管隧道）和臺(tái)灣高雄跨海隧道。準(zhǔn)備建造的瓊州海峽隧道（預(yù)計(jì)35km）。10.1.1水底隧道的主要施工方法（一）沉管施工法簡介先在隧址以外建造臨時(shí)干塢，在干塢內(nèi)制作鋼筋混凝土的隧道管段（道路隧道用的管段每節(jié)長60～140m）。兩端用臨時(shí)封墻封閉。向臨時(shí)干塢內(nèi)灌水，使管段逐節(jié)浮出水面，并用拖輪拖運(yùn)到指定位置。于設(shè)計(jì)隧位處預(yù)先挖好一個(gè)水底溝槽。待管段定位就緒后，向管段里灌水壓載，使之下沉。沉設(shè)完畢的管段在水下聯(lián)接起來。進(jìn)行基礎(chǔ)處理，經(jīng)覆土回填后，便筑成了隧道。10.1.2沉管隧道施工施工工藝流程圖10.1.2沉管隧道施工（二）沉管隧道的特點(diǎn)1．隧道的施工質(zhì)量容易控制預(yù)制管段在臨時(shí)干塢里澆筑，施工場地集中，管理方便，沉管結(jié)構(gòu)和防水層的施工質(zhì)量均比其它施工方法易于控制。在隧址現(xiàn)場施工的隧管接縫非常少，漏水的機(jī)會(huì)亦相應(yīng)地大為減少。采用水力壓接法，接縫能夠保證達(dá)到“滴水不漏”。10.1.2沉管隧道施工（二）沉管隧道的特點(diǎn)2．建筑單價(jià)和工程總價(jià)均較低水上挖土單價(jià)比地下挖土低；每節(jié)長達(dá)100m左右的管段，整體制作，完成后從水面上整體拖運(yùn)，所需的制作和運(yùn)輸費(fèi)用比大量管片分塊制作，完成后用汽車運(yùn)送到隧址工地所需的費(fèi)用要低得多；接縫數(shù)量少，費(fèi)用隨之亦少等；沉管所需覆土很薄，甚至可以沒有，水底沉管隧道的全長總比盾構(gòu)隧道短得多，工程總價(jià)相應(yīng)大幅度降低。10.1.2沉管隧道施工（二）沉管隧道的特點(diǎn)隧位現(xiàn)場的施工期短。在市區(qū)里建設(shè)水底隧道時(shí)，城市生活因施工作業(yè)而受干擾和影響的時(shí)間，以沉管隧道為最短。操作條件好。基本上沒有地下作業(yè)，水下作業(yè)亦極少，氣壓作業(yè)則完全不用，施工較為安全。對(duì)地質(zhì)條件的適應(yīng)性強(qiáng)，能在流砂層中施工，不需特殊設(shè)備或措施。10.1.2沉管隧道施工（二）沉管隧道的特點(diǎn)適用水深范圍幾乎是無限制的，以潛水作業(yè)的最大深度作為限度，則沉管隧道的最大深度可達(dá)70m。斷面形狀選擇的自由度較大，斷面空間的利用率較高。一個(gè)斷面內(nèi)可容納4～8個(gè)車道。水流較急時(shí)，沉設(shè)困難，須用作業(yè)臺(tái)施工。施工時(shí)須與航道部門密切配合，采取措施（如暫時(shí)的航道遷移等）以保證航道暢通。10.1.2沉管隧道施工水底道路用的沉管隧道，設(shè)計(jì)內(nèi)容較多，涉及面較廣，主要有：總體幾何設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；通風(fēng)設(shè)計(jì)；照明設(shè)計(jì)；內(nèi)裝設(shè)計(jì)；給排水設(shè)計(jì)；供電設(shè)計(jì)；運(yùn)行管理設(shè)施設(shè)計(jì)等。其中