沉管隧道结构及施工讲义
LOGO
干坞
www.themegallery.来自LOGO管段预制
www.themegallery.
LOGO
防锚层施工
www.themegallery.
LOGO
沉管隧道内部
www.themegallery.
LOGO
沉管隧道施工 2 沉管结构设计
2.1、沉管结构浮力计算 计算内容 干舷浮力计算 抗浮安全系数计算 1 干舷:能保持管顶露出水面的管段外露高度, 对矩形截面管段,高度多为10~15cm。 对矩形断面,太小,制作困难; 太大,消除干舷下沉的压载水容量太大 计算方法:按最大的砼容重,最大的砼体积和最 小的河水比重计算干舷
LOGO
沉管隧道施工
沉管隧道施工
沉管隧道施工
沉管法:就是在水底预先挖好沟槽, 把在陆地上特殊场地预制的适当长度的 管段浮运到沉放现场,顺序地沉放到沟 槽中并进行连接,然后回填覆盖成的隧 道。
沉管隧道施工
沉管隧道施工
沉管隧道施工
1 概论
1.1 发展史
19 世纪末,美国首先用沉管法建成波士顿的 下水道工程,之后,于 1910 年用此法建成底特 律河水底铁路隧道,这是世界上第一条沉管建 造的铁路隧道。日本是东亚第一个建成沉管隧 道的国家。自 1944 年第一条沉管道路隧道-庵 治河隧道通车以来,已建成铁路和公路隧道 18 条。目前世界上最长的沉管隧道是美国旧金山 海湾地区快速交通隧道,全长 5825 米,由 58 节 管段组成。管段最宽的隧道是比利时亚珀尔隧 道,宽达 53.1m ,全长 336m 。单节管段最长的隧 道是荷兰海姆斯普尔隧道,最长一节管段长 268m,宽21.5m重50000KN。
沉管隧道施工
1.3、优点
7 沉管可作成大断面多车道 一个隧道横断面可同时容纳4~8条车道。而 结构尺寸不限。对盾构受尺寸限制,一般只 能双车道
www.themegallery.
LOGO
沉管隧道施工
1.4、沉管隧道类型
按断面形状
圆形
www.themegallery.
LOGO
沉管隧道施工
www.themegallery.
LOGO
沉管隧道施工
www.themegallery.
LOGO
沉管隧道施工
1.3、优点
1 对地质水文适应能力强 的施工技术比较简单 因沉管受到水的浮力,作用于地基的荷载较 小 因管段采用先预制再浮运沉放的施工工艺, 避免了难度较大的水下作业,故可在深水施 工,且对潮差和水流速的适应能力强 因在基槽中开挖较浅,基槽开挖和基础处理
www.themegallery.
LOGO
沉管隧道施工 1.2 方法实质
先在干坞中或船台上预制大型砼箱形构件,或 是砼和钢的组合箱形构件,每个构件长60~140m, 并于两端用临时隔墙封闭,用拖轮拖至预沉位置, 定位后,将这些构件沉放在河床上预先浚挖好的 沟槽中并联接起来,回填砂石,拆除隔墙形成隧 道。
3 防水性能好 每节预制管段很长,一般约100m,而盾构隧道预 制管片环宽仅为1m,因而沉管隧道接缝数量少 4 沉管隧道施工工期短
由于每节预制管段较长,一条沉管隧道只用几 节预制管段就可完成,预制管段和基槽开挖可 同时进行,且预制管段不在隧址,施工干扰时 间短
www.themegallery. LOGO
矩形
www.themegallery.
LOGO
沉管隧道施工
按管段制 作方式 船台型
www.themegallery.
LOGO
沉管隧道施工
干坞型
www.themegallery.
LOGO
沉管隧道施工
www.themegallery.
LOGO
沉管隧道施工
浮船坞
www.themegallery.
www.themegallery. LOGO
沉管隧道施工
抗浮安全系数 K
K=管段总重/管段排水重 K=1.05~1.10 管段沉放阶段 K=1.2~1.5 管段使用阶段 设计计算时,应按最小的混凝土容重和体 积,最大的河水比重来计算各阶段的抗浮 安全系数。
www.themegallery.
www.themegallery. LOGO
沉管隧道施工 1.1 发展史
根据国际隧道协会沉管与悬浮式隧道到 1994 年的统计资料,世界各国已建、在建或拟建的 沉管隧道共有 93 条,就管段制作而言,混凝土 隧道 59 条,钢壳隧道 34 条;从使用功能上来看, 公 路 隧 道 61 条 , 铁 路 隧 道 26 条 ( 包 括 地 铁 隧 道),公路、铁路两用隧道 4 条,人行隧道 2 条; 就管段横截面形状来说,矩形截面隧道 73 条, 圆形(含花篮形、八角形、马蹄形、椭圆形) 截面隧道 20 条;从规模上看,早期的沉管多为 双车道或四车道,从 60 年代中期,陆续建成一 些六车道隧道,到目前世界已建的 6 / 8 车道共 有19条。
沉管隧道施工
1.3、优点
5 沉管隧道造价低
水底挖基槽土方量少,比地下挖土单价低,管 段预制与盾构相比,所需费用低。 6 施工条件好
沉管隧道施工时,预制和浮运沉放管段等主要 工序大部分在水上进行,水下作业极少,除少 数潜水工外,工人们都在水上作业,且不需在 气压下工作
www.themegallery. LOGO
沉管隧道施工
1.3、优点
2 可浅埋与两岸道路衔接容易
与埋深较大的盾构隧道相比,沉管隧道路面标高可 抬高,与岸上道路隧道很容易衔接
www.themegallery.
LOGO
www.themegallery.
LOGO
沉管隧道施工
www.themegallery.
LOGO
沉管隧道施工
1.3、优点
www.themegallery. LOGO
沉管隧道施工 1.1 发展史
在我国,香港和台湾借助国内外先进技术共建 成四条沉管隧道,中国大陆第一条沉管道路隧道 -广州珠江隧道于1993年底通车,已建成宁波甬 江隧道。我国目前的沉管隧道设计及施工技术还 处在积累经验阶段,但我国经济的迅猛发展为其 进一步发展创造了良好的条件。如上海外环线吴 淞口越江隧道确定采用沉管法隧道。由于多车道 沉管隧道明显节约投资,因此沉管隧道在我国具 有广阔的前景。