沉管隧道施工技术

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1、目录第一部分沉管隧道的发展第二部分沉管隧道的主要分项工程第三部分海河沉管隧道施工技术第四部分国内其他沉管隧道简介9第一部分沉管隧道的发展1.1前言随着内河及远洋航运事业的发展，在江河下游、海湾（峡）通行轮船的吨位和密度越来越大，要求桥下通行的净空越来越高，跨度越来越大，使修建桥梁的造价及难度大增。因此，人们寻求另一种跨江河及海湾的新方式，即水下隧道的方式来实现。主要有如下几种方式：（1）矿山法。（2）盾构法。（3）围堰明挖法。（4）沉埋管段法（简称沉管法）。1.2沉管隧道的优越性（1）隧道顶的覆土层厚度可达到零覆盖，使隧址两岸的经济高速发展、社会活动频繁地区的交通疏解能

2、得到最大限度的优化；（2）施工功能的多元化和隧道宽度的增大，达到大容量机动车的通行与轨道交通高速通行的目的；（3）建设期间可实现多工作面作业的工程策划，施工工期较短；（4）沉管隧道水中段结构考虑抗浮设计，因此对地基承载力无特殊要求，有利于该工法在软弱地层中的应用，特别在江河下游地区。1.3沉管隧道的适用条件沉管隧道在施工时，将受气象、水文条件的制约，一定程度上影响航运。选择沉管隧道要考虑以下原则：（1）与城市总体规划要求的两岸交通疏解方案相协调。要保证隧道与两岸所需衔接的道路具有良好的连接。（2）具有较为合适的河（海）航道、水文及河（海）床条件。沉管隧道多在江河的下游修

3、建，因下游河床较平坦，水流缓。水流急或不稳定，河床有深沟、陡壁，都会给管节的沉放与对接造成困难。（3）施工条件满足要求。如航道能否有足够的水深和宽度实施浮运、转向和储放；隧址附近有无合适的干坞修建地带等。1.4沉管隧道的发展历史　自1894年美国在波斯顿修建世界第一座沉管隧道以来，到现在世界上已经修建了150余座沉管隧道。其中，长度在1400m以上的有13座，大于2000m的5座。各国修建的沉管隧道长度情况　我国早在20世纪60年代初在上海展开过此类工法理论研究。1976年在杭州湾的上海金山石化工程中首次应用建成一座排污水下隧道；1972年我国香港地区建成跨维多利亚港沉

4、管隧道；1984年我国台湾地区建成高雄港沉管隧道；1993年建成珠江沉管隧道，成为我国大陆首次采用沉管法的隧道工程。其后，宁波甬江沉管隧道、上海外环沉管隧道的建成，标志着我国在这一技术领域进入一个新的发展时期。目前大陆地区在建的有广州伦头-大学城隧道、广州生物岛隧道、广州佛山隧道、天津海河隧道，以及港珠澳大桥隧道。1.5沉管隧道的技术发展9沉管结构形式有钢结构和钢筋混凝土结构两大类，钢结构一般为圆形断面，钢筋混凝土结构一般为矩形断面。美国习惯于使用圆形的钢壳沉管，而荷兰和和日本等国家则习惯用矩形钢筋混凝土结构沉管。1942年荷兰修建了位于鹿特丹的mass隧道，是世界上首

5、次采用矩形钢筋混凝土管节的沉管隧道。50年代末，在加拿大的迪亚斯岛隧道工程的设计与施工中，丹麦工程师利用水的压力开发了一种巧妙的水力压接法。60年代初，荷兰发明了GINA止水带。70年代末，荷兰发明了压砂法基础处理，日本发明了压浆法基础处理。GINA与欧米茄橡胶止水带、大体积混凝土浇注裂缝的控制、混凝土抗渗能力的提高等关键技术的解决促进了沉管隧道的高速发展。1.6沉管隧道技术发展趋势（1）管段管节的长度越来越长。荷兰京斯麦尔隧道单节管节长268m，重50000T。横断面发展至50m宽，双向八车道。（2）从单一用途向多用途发展。形成了城市道路与铁路、公路与铁路共管设置，设

6、置公共管廊。（3）沉管隧道的地基适用性越来越广。在淤泥、软土地区都能适用。（4）管节材料逐步由钢筋混凝土代替。在防腐蚀和防渗方面具有优势。（5）在钢筋混凝土预制过程中的防裂控制技术。（6）钢筋混凝土管节的预制由传统的干坞预制发展到工厂化流水线生产。9第二部分沉管隧道的主要分项工程2.1沉管法的概念　沉管法是在水底建筑隧道的一种施工方法。沉管隧道就是将若干个预制段分别浮运到海面（河面）现场，并一个接一个地沉放安装在已疏浚好的基槽内，以此方法修建的水下隧道。沉管隧道的主要分项工程包括：干坞施工、管节制作、基槽浚挖、管节防水、管节沉放、基础处理、回填覆盖、管内工程等施工工序。

7、其中干坞施工、管段制作、基槽浚挖、管段的沉放、管段基础处理是沉管隧道施工的主体。沉管隧道是一项综合型工程，涉及专业多，工序复杂，安全风险高。沉管隧道在纵断面上一般由敞开段、暗埋段、沉埋段以及岸边竖井等部分。沉管隧道纵断面一般结构示意图2.2干坞施工干坞是沉管管节预制的场地。干坞选址结合沉管隧道附近的水域、通航情况，便管段的浮运与沉放；干坞规模根据管节的长度、工期及施工组织而定，可一次预制，也可以分批预制；干坞设计应确定坞底标高、坞底承载与起浮层、干坞边坡、坞口结构，以及干坞排水系统等。船台是沉管管节预制场地另一种形式。船台预制的管节宽度一