沉管法施工工艺(上）

 

沉管法施工流程  

 

1、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。

（2）沉管法隧道主要施工流程图

（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。

（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。

2、沉管法优缺点

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)。

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。

 

干坞修筑与管段预制  

 

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   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)。

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；

（3）坞首及坞门：一次预制只设坞首，分批预制应设双排钢板桩坞首与坞门(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。

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。

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、拼装式脚手架、千斤顶、混凝土振捣与养护设备。

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。

2、封端墙

（1）管段浇筑拆模后，需在管段两端离端面50～100cm处设置钢结构或钢筋混凝土结构密封墙。

（2）封端墙实现水力压接的设施。

3、压载设施   3、压载设施

（1）压载材料：水以及矿渣、石渣；

（2）水箱压载：对称布置于管段四角。可采用全焊接钢结构或拆装式。水箱容量取决于管段下舷值与下沉力的大小。

管段检漏与干舷调整  

1、管段预制后须作一次检漏。一般在干坞灌水之前，先往压载水箱里注水压载，然后再往干坞坞室内灌水(也有的在干坞灌水后进一步抽吸管段内的空气，使管段气压降到0.6atm)。灌水24~48h后，工作人员进入管段内对管段所有内壁(包括顶板和底板)进行水底检漏，若无问题即可排水浮升管段；若有渗漏则在干坞室排干后修补。

2、经检验合格后浮起的管段，还要在干坞中检查四边干舷是否合乎规定，是否有侧倾现象。如有上述现象，可用调整压载的办法来纠正。在一次制作多节管段的大型干坞中，经检漏与调整好干舷的管段应再次注水压载沉置坞底，待使用时再逐一浮升，拖运出坞。

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知识点：沉管法施工工艺