沉管隧道技术课件.ppt

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1、沉管隧道技术第四组：欧阳俊峰、孔翎旭、苏冠宇、朱振杰、鄢然、赵腾飞汇报提纲1234沉管技术及其发展实例与展望沉管隧道的关键技术桥隧方案比选沉管技术及其发展沉管法是预制管段沉放法的简称，是在水底建筑隧道的一种施工方法。其施工顺序是先在船台上或干坞中制作隧道管段（用钢板和混凝土或钢筋混凝土），管段两端用临时封墙密封后滑移下水（或在坞内放水），使其浮在水中，再拖运到隧道设计位置。定位后，向管段内加载，使其下沉至预先挖好的水底沟槽内。管段逐节沉放，并用水力压接法将相邻管段连接。最后拆除封墙，使各节管段连通成为

2、整体的隧道。在其顶部和外侧用块石覆盖，以保安全。水底隧道的水下段，采用沉管法施工具有较多的优点。50年代起，由于水下连接等关键性技术的突破而普遍采用，现已成为水底隧道的主要施工方法。用这种方法建成的隧道称为沉管隧道。沉管技术及其发展沉管技术具体施工沉管技术及其发展沉管技术具体施工沉管技术及其发展世界沉管隧道的历史世界沉管技术的研究始于1810年首次在伦敦进行的沉管隧道试验,但试验未能解决防水问题。直到1896年美国首次利用沉管法建成穿越波士顿港的输水隧洞和1910年在美国建成底特律水底铁路隧道才宣告沉

3、管法的成功诞生。荷兰于1942年首次建成位于鹿特丹的Mass隧道,即世界上首次采用矩形钢筋混凝土管段建成的沉管隧道。1959年加拿大成功采用水力压接法建成Deas隧道。沉管隧道关键技术的突破,使得沉管法很快被世界各国普遍采用。美国的FortMcHenry隧道、荷兰的Drecht隧道和中国上海外环隧道为目前世界上车道数最多的沉管隧道,均为8车道。美国BayAreaRapidTransit隧道全长5825m,由58节管段组成,是世界上最长的沉管隧道之一。目前世界上建造沉管隧道最多的国家为美国、荷兰和日本。

4、据统计,现在全世界已有约150座沉管隧道。沉管隧道技术的发展沉管技术自问世以来,就不断被工程界改进和完善。从英国人最初的试验,到美国人修建实际的沉管隧道,直到荷兰人引进后又进行了新的创新,使沉管隧道技术得到了不断的发展。荷兰于20世纪60年代发明了Gina止水带,日本在此基础上又进行了新的研发。基础处理技术方面,丹麦于40年代发明喷砂法,瑞典于60年代首先采用灌囊法,荷兰在70年代发明了压砂法,日本在70年代推出压注混凝土法和压浆法。日本在抗震方面也开展了大量研究,并编写了沉管隧道抗震设计规范。这些技

5、术上的重大革新,对沉管隧道的发展和应用具有重要意义。水中悬浮隧道(SFT),在意大利又称阿基米德桥,是在沉管技术基础上发展起来的一种跨越水域的新概念。其基本结构包括悬浮在水面以下一定深度的管状结构、锚固在水下基础的锚索装置、桥体管节之间的连接装置和隧道与两岸相连的构筑物等四个部分。水中悬浮隧道已经被欧洲、美国和日本等国科技界和政府所关注,但迄今世界上还没有建成一座水中悬浮隧道,这方面仍处于理论和试验研究阶段。沉管技术及其发展(1)有大吨位船舶通过江河港湾时,桥梁需要一定的垂直净空和引桥长度;而隧道运营

6、期间不侵占航道净空,不影响水路航运和港口船舶的进出,能有效避免航运和桥梁之间的矛盾。(2)在繁华区域建造越江工程,桥梁方案因引桥的建设会涉及大量拆迁和土地占用,进而增加工程造价和工程建造难度。(3)城市越江工程型式的选择应兼顾考虑保障城市安全。水下隧道交通不受恶劣天气影响,无论刮风下雨,均能确保隧道交通安全,使车辆畅通无阻地全天候运行。(4)水下隧道可以一洞多用,能安全稳定地安排各种市政管道穿越水域。沉管隧道与桥梁的比较沉管法与盾构法是两种重要的隧道施工方法,而沉管法在大型越江工程中呈现许多明显特点。

7、(1)大断面多车道的大型隧道,沉管法明显优于盾构法。沉管隧道断面形式可多样,截面尺寸自由度大;而盾构隧道断面受盾构机半径影响,尺寸有限,且断面多为圆形,空间利用率低。(2)防水性能好使得沉管隧道在越江工程中优势突出;而沉管节段长,接缝数量少,相对减少了渗漏水的机会。(3)沉管隧道主要施工工序可平行进行,速度快,施工建设工期短。不同施工方法隧道与隧道的比较大型沉管管段的制作成为沉管法隧道中技术含量很高,质量要求很严的项目,是沉管隧道建设中的关键技术之一。(1)管段制作精度高。主要体现在对管段总重量、总体

8、积、干坞高度、沉放对接精度的要求上。(2)管段防水要求高。主要体现在管段结构不允许出现贯穿裂缝,尽量避免和控制表层裂缝。(3)由于沉管管段混凝土体积大、导温系数低、早期的绝热温升和表面散热等各种因素的影响,会在混凝土内部产生温度应力;同时由于混凝土的抗拉强度低,而产生稳定裂缝。因此对沉管隧道混凝土的研究,则主要集中在温度场及由之产生的应力场的研究上。通过检验积累和科学计算结果表明,管段侧墙内存在较大的拉应力,需要采取合理的措施,以防止裂缝的发展。1、管段