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11.5 沉管法隧道施工

7.基槽回填 一旦管段的沉放和连接作业完毕,需在沉放管段的外围进行
砂土回填。
5.管段水下连接 管段水下连接方法有水下混凝土法与水力压接法两种。 水下混凝土法是在管段接头处用水下混凝土加以固结使接头
与外部水隔绝,现已极少采用。 水下压接法是利用作用在管段上的巨大水压力使安装在管段
端部周边上的橡胶垫圈发生压缩变形,而形成一个水密性良好而 又可靠的管段接头。几乎所有的沉管隧道都采用这种简单而又可 靠的管段连接方法。水力压接法的主要工序为对位、拉合、压接、 拆除隔墙。当管段沉放到临时支承上后,首先进行初步定位,而 后用临时支承上的垂直和水平千斤顶进行精确定位。对位之后, 在已设管段和新铺设管段之间还留有间隙。拉合工序就是用一个 较小的机械力量,将刚沉放的管段拉向前节已设管段,使橡胶垫 圈的尖肋部被挤压而产初步变形,使两节管段初步密贴。拉和作 业除了可采用拉和千斤顶以外,也可采用定位卷扬机进行。拉和 作业完成之后,抽掉在管段临时隔墙内的水,作用在新设管段自 由端的巨大静水压力就将管段压向已设管段,橡胶垫圈再一次被 压缩,接头完全封住。压接完毕后即可拆除隔墙。
管段下沉作业,一般按初步下沉、靠拢下沉和着地下沉三 个步骤进行,如图11.18 所示。
(3)管段沉放方法 到目前为止,常用的管段沉放方法有两类。一类吊沉法,
另一类为拉沉法。吊沉法又分为:以起重船或浮箱为主要机具的 分吊法(如图11.19与图11.21);以利用方驳船及架设其上的 “杠棒”(所谓“杠棒”,一般是型钢梁或钢梁板)为主的杠吊 法(如图11.22)和以水上作业平台为主的骑吊法(如图11.20)。 拉沉法利用预先设置在沟槽中的地垄,通过架设在管段上面的钢 桁架顶上的卷扬机牵拉扣在地垄上的钢索,将具有具有一定浮力 的管段缓缓地拉下水(如图11.23)。
美国和日本大多数采用钢壳管段修建海湾隧道,海湾水深
深于内河,钢壳管段多为圆形。钢壳管段由结构钢壳和混凝土 环组成的薄壁复合结构,钢壳提供防水屏障,混凝土起到镇载 作用,镇载的混凝土被浇筑在结构隔板之间形成的空间内。先 在造船台、干船坞或临时性船坞预制部分钢壳,再在结构内添 加浇注一些龙骨混凝土以增加其稳定性和刚度,然后可让这一 钢结构下水。钢结构的其余部分便可浮在水上安装。最后浇筑 剩余的混凝土。沉放前安装临时性挡头板,接缝的结构和其他 水上作业特殊需要的装置,最后铺设附加镇载——混凝土和砾
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2.管段的制作 混凝土管段一般是在干船坞内或专门建造的内水湾中预先
制作。钢筋混凝土管段通常为矩形,每节长60m~140m,多数 为100m左右。预制大体积的混凝土箱涵,必 的质量引起渗漏。此外箱涵的模板尺寸要准确,混凝土砂石骨 料要均匀,以保证沉管管节各部分重力协调平衡。混凝土箱涵 的底模通常为钢板,在侧墙和顶板外侧,视工程质量状况,可 增加外贴的刚性或柔性防水层。
6.地基处理 沉管隧道的地基所承受的荷载通常较低,一般情况下地基承
载力都能满足,但为了避免有害的沉降产生,保证隧道的安全正 常使用,需要对地基进行处理。沉管隧道的地基处理,早期采用 多采用先铺法(又称刮铺法),即在管段沉放之前用刮砂法或刮 石法将基槽整平,将来管段直接沉于其上。此法比较费时,而且 整平密实度也不高,难以适应隧道宽度的不断增加。后来出现了 后填法,即在管段沉放后,再将管段与基槽之间的空隙灌砂、喷 砂或者压砂和压浆。
4.管段沉放 管段的沉放在整个沉管隧道施工过程是比较重要的一个工
序,也是最危险最困难的工序,沉放过程的成功与否直接影响 到整个沉管隧道的质量。成功的沉放作业需要有各种环境条件 的信息,还需要作业的技能和经验,为设备准备足够的后援设 施。 (1)沉放作业
沉放作业全过程可按三个阶段进行: 1)做好沉放前的各种准备工作,如管段基槽的清理、沉放现在 封锁区的布置、管段定位设施的设置等;拖运管段至沉放现场。 2)用缆绳定位管段,使管段的中心线与隧道轴线基本重合。 3)施加镇重物(如灌注压载水),使管段下沉。
3.管段的浮运与沉放 在干坞内预制管段完成后,可向干坞内灌水,使预制管道逐
渐浮起,并利用绞车将管段牵引出坞。管段出坞后,一般采用拖 船或者岸上绞车向隧址拖运。当拖运距离较长,水面较宽时,一 般采用拖轮拖运管段。拖轮的大小和数量可根据管段的尺寸、拖 拉航速及拖运条件(航道形状、水深、流速等),通过力学计算 分析选定。当水面较窄时,可采用岸上设置绞车拖运或者拖轮顶 推浮运管段。对于海上及某些近海的江上,管段的整个拖运过程 可能都与潮汐有关,通常根据潮汐的周期性变化确定最佳拖运时 间,特别时拖运的困难阶段,保证在潮汐上有利时刻通过。
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