沉管結(jié)構(gòu)解析

地下結(jié)構(gòu)工程主講教師：白哲第13章沉管結(jié)構(gòu)13.1概述13.2沉管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)13.3接縫管段處理與防水措施13.4沉管隧道施工過程13.5工程實(shí)例水底隧道的施工方法：圍堤明挖法、礦山法、氣壓沉箱法、盾構(gòu)法以及沉管法。二十世紀(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世界上第一條沉管鐵路隧道建于1910年，穿越美國(guó)密歇根州和加拿大安大略省之間的底特律河。截止2011年底，我國(guó)共建成8條沉管隧道：上海外環(huán)越江隧道，另外有寧波甬江水底隧道、廣州珠江水底隧道、香港海底隧道、香港西區(qū)海底隧道、香港東區(qū)海底隧道和臺(tái)灣高雄過港隧道。13.1概述沉管法亦曾稱作預(yù)制管段沉放法。沉管施工時(shí)，先在隧址附近修建的臨時(shí)干塢內(nèi)(或船廠的船臺(tái))預(yù)制管段，預(yù)制管段采用臨時(shí)隔墻封閉；然后將此管段浮運(yùn)到隧址的設(shè)計(jì)位置；預(yù)先在隧址處，挖好水底基槽；待管段定位就緒后，向管段中灌水、壓載，使其下沉到設(shè)計(jì)位置；將此管段與相鄰管段在水下連接并經(jīng)基礎(chǔ)處理；最后回填覆土，完成水底隧道。施工過程13.1概述干塢：修建沉管水下隧道時(shí)，應(yīng)先修筑專門的預(yù)制管段的場(chǎng)地，既能分節(jié)預(yù)制管段，又能在管段制成后灌水將其浮起，我們把這個(gè)場(chǎng)地稱為干塢。干塢一般由塢墻、塢底、塢首及塢門、排水系統(tǒng)、車道組成。干塢施工一般采用“干法”進(jìn)行干塢內(nèi)的土方開挖。13.1概述干塢13.1概述13.1.1沉管隧道的特點(diǎn)(1)對(duì)地質(zhì)水文條件適應(yīng)能力強(qiáng)。(2)可淺埋，與兩岸道路銜接容易。(3)沉管隧道的防水性能好。(4)沉管法施工工期短。(5)沉管隧道造價(jià)低。(6)施工條件好。(7)可做成大斷面多車道結(jié)構(gòu)。13.1概述1）按斷面形狀：沉管隧道有圓形、半圓形、橢圓形、矩形、組合型等。2）按制作材料：沉管有鋼殼混凝土和鋼筋混凝土。13.1.2沉管隧道的分類13.1概述3）按管段制作方法：分為船臺(tái)型和干塢型。船臺(tái)型：施工時(shí)，先在造船廠的船臺(tái)上預(yù)制鋼殼，而后將其牽引、停泊在懸浮狀態(tài)下，灌注內(nèi)部混凝土。主要制作圓形、半圓形、橢圓形鋼殼沉管。優(yōu)點(diǎn)：圓形斷面，受力合理，彎矩較小；管段底寬小，基礎(chǔ)容易處理；鋼外殼既是外模，又是防水層，同時(shí)保護(hù)內(nèi)側(cè)混凝土；工期短，特別是需要的管段較多時(shí)。缺點(diǎn)：斷面空間利用率不高，車道數(shù)少；隧道深度增加，基槽土方量增加；耗鋼量大，造價(jià)高；鋼殼制作時(shí)，焊接質(zhì)量無(wú)法保證，堵漏困難；鋼殼抗蝕能力差。13.1.2沉管隧道的分類13.1概述3）按管段制作作方法：分分為船臺(tái)型型和干塢型型。干塢型：在臨時(shí)干干塢中制作作鋼筋混凝凝土管段，，制成后往往塢內(nèi)灌水水使之浮起起并拖運(yùn)至至隧址沉放放。主要制作矩矩形鋼筋混混凝土沉管管。優(yōu)點(diǎn)：不占船廠設(shè)設(shè)備，不影影響造船生生產(chǎn)；斷面面利用率高高，車道數(shù)數(shù)多，4-8車道；隧道道埋深減小小，全長(zhǎng)縮縮短，土方方量??；節(jié)節(jié)約鋼材，，降低造價(jià)價(jià)。缺點(diǎn)：必須建造臨臨時(shí)干塢；；混凝土工工藝要求高高（干舷、、抗浮安全全系數(shù)）；；普通混凝凝土難以防防水，需考考慮防水措措施。13.1.2沉管隧道的的分類13.1概述13.2沉管結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)幾何尺寸設(shè)設(shè)計(jì)尤為重重要，取決決于：使用要求和和輔助設(shè)施施；施工條條件和施工工要求，即管段的浮浮運(yùn)和沉放放要求。首先根據(jù)使使用要求，，確定凈空空尺寸，然然后，外廓廓尺寸滿足足浮運(yùn)要求。管段的長(zhǎng)度則需要考慮慮經(jīng)濟(jì)條件件、航道條條件、斷面面形狀、施施工及技術(shù)術(shù)條件。13.2.1沉管的斷面面形狀和尺尺寸沉管結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)，必必須處理好好浮力與重量量的關(guān)系，這這就是浮力力設(shè)計(jì)。浮浮力設(shè)計(jì)包包括干舷的的選定和抗抗浮安全系系數(shù)的驗(yàn)算算。13.2沉管結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)13.2.2沉管的浮力力設(shè)計(jì)1）干舷管段在浮運(yùn)運(yùn)時(shí)，為了了保持穩(wěn)定定，必須使使管頂面露露出水面，，其露出高度度稱為干舷舷。具有一定干干舷的管段段，遇風(fēng)浪浪后發(fā)生傾傾斜而自動(dòng)動(dòng)產(chǎn)生反向向力矩，保保持平衡。。矩形斷面管管段，干舷舷為10~15cm；圓形斷面面管段多為為40~50cm。干舷的高度度應(yīng)適中，過小則穩(wěn)穩(wěn)定性差，，過大時(shí)沉沉設(shè)困難。。有些情況下下，由于管管段的結(jié)構(gòu)厚度較較大，無(wú)法自浮浮，可以設(shè)設(shè)置浮筒、鋼或或木圍堰助浮。浮力設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)，按照最最大混凝土土容重、最最大混凝土土體積和最最小河水的的比重來計(jì)計(jì)算干舷。。13.2沉管結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)13.2.2沉管的浮力力設(shè)計(jì)1）干舷2）抗浮安全全系數(shù)抗浮安全系系數(shù)K＝管段總重重/管段排水重重(浮力)在管段沉設(shè)設(shè)施工階段段，應(yīng)采用用1.05～1.1的抗浮安全全系數(shù)。在覆土完畢畢后的使用用階段，抗浮安全系系數(shù)應(yīng)采用1.2～1.5。設(shè)計(jì)時(shí)需要要按照最小混凝土土容重、最最小混凝土土體積和最最大河水的的比重來計(jì)計(jì)算抗浮安安全系數(shù)。。13.2沉管結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)13.2.2沉管的浮力力設(shè)計(jì)3）沉管結(jié)構(gòu)構(gòu)的外廓尺尺寸總體設(shè)計(jì)只只能確定隧隧道的內(nèi)凈寬度以以及車道凈凈空高度；沉管結(jié)構(gòu)的的外廓尺寸寸，必須通過浮力設(shè)計(jì)才能確定；；在浮力設(shè)計(jì)計(jì)中，既要保持一一定的干舷舷，又要保保證一定的的抗浮安全全系數(shù)。沉管結(jié)構(gòu)的的外廓高度度，往往超超過車道凈空高度與與頂?shù)装搴窈穸戎汀?3.2沉管結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)13.2.2沉管的浮力力設(shè)計(jì)作用在沉管管上的荷載載有：結(jié)構(gòu)自重、、水壓力、、土壓力、、浮力、施施工荷載、、波浪壓力力、水流壓壓力、沉降降摩擦力、、車輛活荷荷載、沉船船荷載，以以及地基反反力、溫度度應(yīng)力、不不均勻沉降降所產(chǎn)生的的附加應(yīng)力力、地震等等作用。作用在沉管管上的水壓力是主要荷載載。分別計(jì)算高高、低潮位位和特大洪洪水位的水水壓力。垂直向土壓壓力：一般為河河床底到沉沉管頂面間間的土體重重量；水平平向土壓力力，隨著土土的固結(jié)發(fā)發(fā)展而減小小。施工荷載：壓載、封封端墻、定定位塔等施施工設(shè)施的的重量。13.2沉管結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)13.2.3作用在沉管管結(jié)構(gòu)上的的荷載波浪力和水水流壓力對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)影響很小小，但對(duì)于于水流壓力力，須進(jìn)行行水工模型試試驗(yàn)予以確定，，據(jù)此設(shè)計(jì)計(jì)沉設(shè)工藝藝及設(shè)備。。沉降摩擦力力則是由于回回填后，沉沉管沉降和和沉管側(cè)土土體沉降并并不同步，，管側(cè)土體大大于沉管，因此在沉沉管側(cè)壁外外承受向下下摩擦力。。為了降低低摩擦系數(shù)數(shù)，常在在側(cè)壁外噴涂軟瀝青青，以減少少摩擦。13.2沉管結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)13.2.3作用在沉管管結(jié)構(gòu)上的的荷載在水底隧道道中，車輛交通荷荷載則往往可以以忽略。沉船荷載由于產(chǎn)生的的幾率太小小，對(duì)此項(xiàng)項(xiàng)荷載是否否計(jì)算，計(jì)計(jì)算采用荷荷載值的大大小仍在探探討之中。。地基反力的分布規(guī)律律有不同的的假定：（（1）直線分布，反力強(qiáng)度度和各點(diǎn)沉沉降量成正正比，即溫溫克爾假定定，又可以以分為單一一系數(shù)和多多種地基系系數(shù)兩種；；（2）假定地基基為半無(wú)限限彈性體，，按彈性理論計(jì)計(jì)算反力。沉管內(nèi)外壁壁之間存在在溫差，外外壁基本上上與周圍土土體一致，，可以視作作恒溫，而而內(nèi)壁的溫溫度與外界界一致，四四季變化化。一般冬冬季外高內(nèi)內(nèi)低，夏天天外低內(nèi)高高，溫差將產(chǎn)生生溫度應(yīng)力力。13.2沉管結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)13.2.3作用在沉管管結(jié)構(gòu)上的的荷載沉管的結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)，按按縱斷面和和橫斷面分分別進(jìn)行，，大多數(shù)是是多孔箱型結(jié)結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)內(nèi)力分分析須經(jīng)過過“假定截面尺尺寸——分析內(nèi)力——修正尺寸——復(fù)算內(nèi)力””的幾次循環(huán)，工作作量較大。。為了避免采采用剪力鋼鋼筋，改改善結(jié)構(gòu)性性能，減少少裂縫出現(xiàn)現(xiàn)，常采用用變截面或折折拱形結(jié)構(gòu)構(gòu)。各處截面所所受的水、、土壓力可可能不同，，不能只以以一個(gè)斷面面的結(jié)構(gòu)分分析來代表表整節(jié)管段段。13.2沉管結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)13.2.4管段結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)13.2沉管結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)13.2.4管段結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)1）鋼殼方方式的管段段設(shè)計(jì)（（1）橫斷面設(shè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)特征：：鋼殼同時(shí)時(shí)作為混凝凝土灌注時(shí)時(shí)的模板。鋼殼很難視視為承載的的有效構(gòu)件件，多按臨時(shí)構(gòu)件設(shè)計(jì)。橫斷面方向向的鋼殼斷斷面，一般般取決于混凝土灌注注時(shí)的應(yīng)力。。13.2沉管結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)13.2.4管段結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)1）鋼殼方方式的管段段設(shè)計(jì)（（2）縱斷面設(shè)設(shè)計(jì)把整個(gè)鋼殼殼視為縱向的梁，按施工荷荷載研究強(qiáng)強(qiáng)度和變形形。設(shè)計(jì)狀態(tài)：：進(jìn)水時(shí)，混混凝土灌注注時(shí)，拖航航停泊時(shí)。鋼殼在船臺(tái)臺(tái)上制作，，縱向進(jìn)水時(shí)會(huì)產(chǎn)生較較大應(yīng)力，，故多由此此狀態(tài)決定定斷面尺寸寸。13.2沉管結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)13.2.4管段結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)2）鋼筋混混凝土管段段的設(shè)計(jì)（（1）橫斷面設(shè)設(shè)計(jì)橫斷面尺寸寸，一般采采用平面骨架結(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行應(yīng)力計(jì)計(jì)算。橫斷面構(gòu)件件的厚度，，一般按鋼筋混凝土土構(gòu)件的計(jì)算即可可，同時(shí)要要考慮施工鋼筋的布置。13.2沉管結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)13.2.4管段結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)2）鋼筋混混凝土管段段的設(shè)計(jì)（（2）縱斷面設(shè)設(shè)計(jì)管段的縱向向設(shè)計(jì)，考考慮混凝土土灌注時(shí)、牽牽引時(shí)、沉沉放時(shí)的狀態(tài)；；還要考慮完完成后的地震影響、、地層下沉沉影響、溫溫度變化的影響等。。沉管結(jié)構(gòu)的的混凝土強(qiáng)強(qiáng)度，宜采采用C30-C40。由于沉管結(jié)結(jié)構(gòu)對(duì)貫通通裂縫非常常敏感，非非貫通裂縫縫宜控制在在0.15-0.2mm以下，因此此采用鋼筋筋等級(jí)不宜宜過高，不宜采用HRB400及以上的鋼鋼筋。13.2沉管結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)13.2.4管段結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)3）配筋一般情況下下，沉管隧隧道采用普通混凝土土結(jié)構(gòu)而不不用預(yù)應(yīng)力力混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)。因沉管的的結(jié)構(gòu)厚度并并非強(qiáng)度決決定，而是由抗浮安全系系數(shù)決定。施加預(yù)應(yīng)力力雖然能提高抗?jié)B性性，但不經(jīng)濟(jì)濟(jì)。當(dāng)隧道跨度度較大，達(dá)達(dá)三車道以以上，或者者水、土壓壓力又較大大時(shí)，沉管管結(jié)構(gòu)的頂頂板、底板板受到的剪剪力相對(duì)大大，此時(shí)可可采用預(yù)應(yīng)力混凝凝土結(jié)構(gòu)。13.2沉管結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)13.2.4管段結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)4）預(yù)應(yīng)力力的作用管段接頭應(yīng)應(yīng)具有以下下功能和要要求：第一，滿足足水密性的的要求；第二，應(yīng)具具有抵抗各各種荷載作作用和變形形的能力；；第三，各構(gòu)構(gòu)件功能明明確，造價(jià)價(jià)適度；第四，施工工性好，施施工質(zhì)量能能夠保證，，并盡量做做到能檢修修。13.2沉管結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)13.2.5管段接頭設(shè)設(shè)計(jì)（1）連續(xù)構(gòu)造接接頭-接頭與管段段具有同樣樣的強(qiáng)度、、剛性。（2）可撓性接頭頭-又稱柔性接接頭，接頭頭和管段之之間能夠相相互伸縮、、轉(zhuǎn)動(dòng)。13.2沉管結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)13.2.5管段接頭設(shè)設(shè)計(jì)1）接頭類類型連續(xù)構(gòu)造造接頭在管段的接接頭處，不不管是哪種種接頭形式式，都要進(jìn)進(jìn)行止水構(gòu)構(gòu)造的設(shè)計(jì)計(jì)。一般說說，橡膠密封墊墊的一次止水水構(gòu)造，是是最基本的的構(gòu)造。決定橡膠密密封墊的材材質(zhì)、形狀狀、尺寸時(shí)時(shí)，要滿足足以下條件件：止水構(gòu)件材材質(zhì)的長(zhǎng)期期穩(wěn)定性和和耐久性；；管段接合合時(shí)具有所所規(guī)定的止止水性；水水力壓接時(shí)時(shí)具有合適適的荷載—壓縮變形特特性；有永永久的止水水性能等。采用可撓性性接頭時(shí)，，要在設(shè)計(jì)計(jì)的伸縮量量條件下，，能確保止水性性；接合后，，對(duì)外側(cè)水水壓是安全全的。13.2沉管結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)13.2.5管段接頭設(shè)設(shè)計(jì)2）止水構(gòu)構(gòu)造沉管隧道的的接頭，一一般分為中中間接頭、、與豎井的的接頭及最最后接頭3類，其結(jié)構(gòu)構(gòu)形式有些些差異。最后接頭是是最后一節(jié)管管段與前設(shè)設(shè)管段的接接頭，與管段一一般段的接接頭不完全全相同。最后接頭的的位置，一一般設(shè)在管段與豎井井處。從目前采用用的最后接接頭的施工工方法看，，大致有以以下幾種方方式：干施工方式式；水下混混凝土方式式；接頭箱箱體方式；；止水板方方式；楔形形箱體方式式。13.2沉管結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)13.2.5管段接頭設(shè)設(shè)計(jì)3）最后接接頭地面建筑中中，如果基基底地質(zhì)條條件差，可可能會(huì)發(fā)生生過量沉降降，甚至發(fā)發(fā)生坍塌。。在水底沉沉管隧道道中，作作用在溝溝槽底部部的荷載載，在設(shè)設(shè)置沉管管后，非非但未增增加，反而減小小了。沉管隧道道對(duì)各種種地質(zhì)條條件的適適應(yīng)性很很強(qiáng)。13.2沉管結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)13.2.6基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)1）地質(zhì)質(zhì)條件和和沉管基基礎(chǔ)原因：因?yàn)樵陂_開槽作業(yè)業(yè)中，挖挖成后的的槽底表表面總有有不同程程度的不平整。使槽底底表面與與沉管底底面之間間存在著著很多不不規(guī)則的的空隙。會(huì)導(dǎo)致致地基土土受力不不均而局局部破壞壞，從而而引起不不均勻沉降降，使沉管管結(jié)構(gòu)受受到較高高的局部應(yīng)力力，而致致開裂。目的：是墊平，消除槽槽底表面面的不平平整。方法：大體可分分為先鋪法和和后填法法兩類。先鋪法：在管段段沉放之之前，先先在槽底底鋪上砂砂、石墊墊層，然然后將管管段沉放放在墊層層上。適適用于底寬較小小的沉管管隧道。先鋪法法有刮砂法，，刮石法法等。后填法：在管段段沉放完完畢后，，再進(jìn)行行墊平工工作。適適用于底寬較大大的沉管管隧道。后填法法有灌砂法、、噴砂法法、壓漿法，，壓砂法法等。13.2沉管結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)13.2.6基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)2）基礎(chǔ)處處理如果沉管管隧道下下的地基基土特別別軟弱，，容許承承載力非非常小，，僅做做墊平處理理是不夠的的。解決決辦法有有：以砂置換軟軟土層；；打砂樁樁，并加加荷預(yù)壓壓；減輕輕沉管重重量；采用樁基基。沉管隧道道采用樁樁基后，也會(huì)會(huì)遇到一一些通常常地面建建筑所碰碰不到的的問題?；鶚稑俄旐敇?biāo)高在在實(shí)際施施工中不可能達(dá)達(dá)到完全全齊平。在管段沉沉置完畢畢后，難難以保證證所有樁頂與管管底接觸觸。13.2沉管結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)13.2.6基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)3）軟弱弱土層中中的沉管管基礎(chǔ)為使各樁樁能均勻勻受力，，采取以以下措施施：水下混凝凝土傳力力法；砂砂漿灌囊囊傳力法法；活動(dòng)樁頂頂法。水下混凝凝土傳力力法：基樁打好好后，先先澆一、、二層水下混凝凝土將樁頂裹裹住。而而后再在在水下鋪鋪上一層層砂石墊層層，使沉管管荷載經(jīng)經(jīng)砂石墊墊層和水水下混凝凝土層傳傳通到樁樁基上去去。砂漿灌囊囊傳力法法：在管段底底部與樁樁頂之間間，用大型化纖纖囊袋灌注水泥泥砂漿加加以墊實(shí)實(shí)，使所所有基樁樁均能同同時(shí)受力力。13.2沉管結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)13.2.6基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)3）軟弱弱土層中中的沉管管基礎(chǔ)1-鋼管樁；；2-樁靴；3-水泥漿；；4-活動(dòng)樁頂頂；5-預(yù)制混凝凝土樁；；6-導(dǎo)向管；7-尼龍布囊；8-壓漿管13.2沉管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)13.2.6基礎(chǔ)設(shè)計(jì)3）軟弱土層層中的沉管基基礎(chǔ)活動(dòng)樁頂法豎井分別位于于沉管隧道的的兩端，是沉沉管隧道和陸陸上隧道的接接續(xù)點(diǎn)。對(duì)公公路隧道，還還具有風(fēng)井的功能。對(duì)其其它用途的隧隧道．多用于于排水設(shè)施和電電氣設(shè)施，以及附屬設(shè)設(shè)施等的收容容空間。豎井設(shè)計(jì)的主主要任務(wù)是確確保其穩(wěn)定性。豎井的穩(wěn)定定，一般是由由地震及施工工時(shí)的穩(wěn)定性性所決定的。。豎井基礎(chǔ)形式是多種多多樣的，要根根據(jù)地質(zhì)條件件、隧道規(guī)模模、埋深以及及豎井的功能能要求等條件件選定。13.2沉管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)13.2.7豎井和引道設(shè)設(shè)計(jì)1）豎井引道構(gòu)造，通通常都是明渠式的。此時(shí)，視視引道深度的的變化，可采采用U型擋墻、L型擋墻或反T型擋墻、重力力式擋墻等多種形式的的構(gòu)造。采用擋墻形式式的區(qū)間，其其開挖深度，，一般不要超超過15m。陸上隧道，—般用明挖法施工，如深度很深深，可采用沉沉箱法。引道設(shè)計(jì)應(yīng)特特別注意的是是U型擋墻的上浮浮性。13.2沉管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)13.2.7豎井和引道設(shè)設(shè)計(jì)2）引道沉管隧道容易易因隧道的縱向變形而導(dǎo)致開裂；；不均勻沉降等影響也易致致管段開裂。。這類縱向變變形引起的裂縫對(duì)隧道防防水極為不利利，必須采取適適當(dāng)措施加以以防止。最有效的措施施是設(shè)置垂直于隧道軸軸線方向的變變形縫，將每節(jié)管段段分割成若干干節(jié)段。根據(jù)據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，，節(jié)段的長(zhǎng)度度不宜過大，，一般為15～20m左右。13.3接縫管段處理理與防水措施施13.3.1變形縫的布置置與構(gòu)造1.能適應(yīng)一定幅幅度的線變形與角變變形。2.在浮運(yùn)、沉設(shè)設(shè)時(shí)能傳遞縱向彎矩矩。3.在任何情況下下能傳遞剪力。4.變形前后均能防水，一般在變形形縫處設(shè)置一一道或二道止止水縫帶。13.3接縫管段處理理與防水措施施13.3.1變形縫的布置置與構(gòu)造變形縫構(gòu)造，，滿足以下4點(diǎn)要求：止水帶的種類類與形式很多多，有銅片止止水帶、塑料料止水帶，使使用較普遍的的是橡膠止水帶和和鋼邊橡膠止止水帶。橡膠止水帶可可用含膠率大大于70％的天然橡膠制成。形式有有平板形的和帶帶管孔的。所有的橡膠止止水帶均由本體部與錨著著部?jī)刹糠纸M成。。13.3接縫管段處理理與防水措施施13.3.2止水縫帶(止水帶)鋼邊橡膠止水水帶是在橡膠膠止水帶兩側(cè)側(cè)錨著部中加鑲一段薄鋼板，其厚度僅0.7mm左右。13.3接縫管段處理理與防水措施施13.3.2止水縫帶(止水帶)沉管外防水和和沉管自防水水兩類。外防水包括了了鋼殼，鋼板防防水，卷材防防水，涂料防防水等不同方法；；自防水主要是是采用防水混凝土。13.3接縫管段處理理與防水措施施13.3.3管段外壁的防防水措施鋼殼防水：在沉管的三三面（底和兩兩側(cè)墻）甚至至四面（包括括頂面）用鋼板包裹的防水方法。。耗鋼量大、、焊縫防水可可靠性不高、、鋼材防銹等等問題仍未切切實(shí)解決，已已日趨淘汰，，改用鋼板防防水的工程增增多。鋼板防水：排除了焊接接質(zhì)量問題，，用鋼量低。。13.3接縫管段處理理與防水措施施13.3.4鋼殼與鋼板防防水卷材防水層：用膠料粘結(jié)結(jié)多層瀝青卷卷材或合成橡橡膠類卷材而而成的粘結(jié)式防水層。瀝青類卷材一一般均用澆油攤鋪法粘結(jié)，卷材粘結(jié)完畢后，須在在外邊加設(shè)保保護(hù)層。保護(hù)護(hù)層構(gòu)成視部部位不同而異異。管段底板板下用卷材防防水層時(shí)，可可在干塢底面面上先鋪設(shè)一一層混凝土磚磚，后鋪素混混凝土作為保保護(hù)層，再在在混凝土保護(hù)護(hù)層上攤鋪卷卷材。卷材防水的主主要缺點(diǎn)是施工工工藝較繁，而且在施工工操作工程中中稍有不慎就就會(huì)造成“起殼”而返返工，返工時(shí)時(shí)耗時(shí)、耗力力。若在管段段沉設(shè)過程中中發(fā)現(xiàn)防水層層“起殼”，，根本無(wú)法補(bǔ)補(bǔ)救。13.3接縫管段處理理與防水措施施13.3.5卷材防水預(yù)制場(chǎng)制作管段拖運(yùn)至隧址沉放管段管段水下連接覆土回填內(nèi)部設(shè)備安裝溝槽浚挖、支座設(shè)置13.4沉管隧道施工工過程管段制作的基基本要求：本身不漏水水，承受最大大水壓時(shí)也不不漏水；管段段本身是均質(zhì)質(zhì)的，重量對(duì)對(duì)稱，以保證證浮運(yùn)時(shí)穩(wěn)定定、結(jié)構(gòu)牢固固。制作方式：干干塢方式；船船臺(tái)方式。船臺(tái)方式：這種管段通通常是只在造造船廠的碼頭頭、船臺(tái)或岸岸壁等處制作鋼殼，而后，將其其牽引，停泊泊在懸浮狀態(tài)態(tài)下，灌注內(nèi)內(nèi)部混凝土而而完成的。干塢方式：管段是在管管段制作碼頭頭制作，完成成后牽引。在在裝配碼頭處處搭載各種沉沉放設(shè)備并沉沉放的。一般般說，在這種種情況下，管管段的制作是是幾個(gè)管段同同時(shí)制作的，，因此，干塢塢的規(guī)模要求求很大。13.4沉管隧道施工工過程13.4.1管段制作沉放前要先在在預(yù)沉放地點(diǎn)點(diǎn)開挖溝槽。溝槽開挖比比通常的航道道疏浚開挖深深度要深，而而且對(duì)底面的的平整度精度度要求較高。。因此，要仔仔細(xì)選擇疏通通方法，一般般使用各種疏疏浚船進(jìn)行施施工。特別要注意的的是：不要擾動(dòng)海底底溝槽面的土土質(zhì)，在沉放過程程中始終保持持良好的狀態(tài)態(tài)。溝槽施工的費(fèi)費(fèi)用，通常占占總費(fèi)用的很很小一部分，，但航道的變變更、管體泊泊位以及拖航航水路的疏?？５鹊奶幚砹苛渴呛艽蟮摹?。因此要規(guī)劃劃各階段的疏疏浚土量和棄棄碴場(chǎng)，選擇擇疏浚方法和和作業(yè)設(shè)備。。13.4沉管隧道施工工過程13.4.2溝槽施工管段制作完成成后，開始向向干塢內(nèi)注水水，此時(shí)需檢檢查管段是否漏水水。一旦發(fā)現(xiàn)漏水水，應(yīng)立即停止注水，查明原因并并做修補(bǔ)。注水完畢后，，調(diào)整好各節(jié)節(jié)管段，打開開干塢塢門，，用拖船將管管段拖出，浮運(yùn)到隧址處。13.4沉管隧道施工工過程13.4.3管段的浮運(yùn)管段沉放不但但受到氣候、、河道條件的的直接影響，，還受到航道道、設(shè)備條件件的制約，需需選用最經(jīng)濟(jì)的沉設(shè)方案。。沉設(shè)方法有吊沉法和拉沉沉法，其中吊沉法法又分為分吊法、扛吊吊法和騎吊法法。沉埋作業(yè)的主要環(huán)節(jié)有：拖運(yùn)管段段到沉放現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)；用纜繩定定位管段，以以便精確沉放放；施加下沉沉力。13.4沉管隧道施工工過程13.4.4管段的沉放與與水下連接1）管段的沉沉放作業(yè)在管段制作時(shí)時(shí)，預(yù)埋3~4個(gè)吊點(diǎn)，在沉設(shè)作業(yè)業(yè)中采用用2～4艘起重船提著著各個(gè)吊點(diǎn)，，將管段沉沉放到設(shè)計(jì)