沉管隧道有圆形和矩形两类，其设计、施工及所用 材料有所不同。 （1）圆形沉管隧道（船台型）：这类沉管内边均 为圆形、外边则为圆形、八角形或花篮形，多半 用钢壳作为防水层； （2）矩形沉管隧道（干坞型）：在每个断面内 可以同时容纳2－8个车道，矩形断面的空间利用 率较高，
圆形沉管、矩形沉管
9.2 管件制作
9.1 概述


二十世纪50年代解决了两项关键技术——水力压 接法和基础处理，沉管法已经成为水底隧道最主 要的施工方法，尤其在荷兰。 我国现有6条沉管法隧道：上海金山供水隧道， 另外5条在宁波（宁波甬江水底隧道）、广州 （广州珠江水底隧道）、香港（香港西区沉管隧 道、香港东区沉管隧道）和台湾。
沉管法原理
岩土工程施工
第9章 沉管法施工技术
福建工程学院土木工程系
林 奇
9.1 概述



水底隧道的施工方法： 围堤明挖法、矿山法、气压沉箱法、盾构法以及沉 管法。 世界上第一条沉管铁路隧道建于1910年，穿越美国 Michigan州和加拿大Ontario省之间的Detroit河； 沉管法是十九世纪五十年代起普遍应用,如今共有 100多座沉管隧道 。


沉管法亦曾称作预制管段沉放法； 先在隧址以外的预制场制作隧道管段，两端用临时 封墙密封，制成以后用拖轮拖运到隧址指定位置上。 预先在设计位置处，挖好水底沟槽。待管段定位就 绪后，往管段中注水加载，使之下沉，然后将沉设 完毕的管段在水下连接起来，覆土回填，完成隧道， 此之谓“沉管隧道”。
管段制作方式（截面形式）


用胶料粘结多层沥青类卷材或合成橡胶类卷 材而成的粘贴式（亦称外贴式）防水层。 均用浇油摊铺法粘贴 ; 卷材粘贴完毕后，工艺较繁，施工操作工程中会造成 “起壳” ，无法补救； 抗拉伸能力较差。
9.7 沉管基础
9.7.1 沉管基础受力

在水底沉管隧道中，因作用在沟槽底 面的荷载，不因设置沉管而有所增加， 相反，却有所减小。

连接前

对位

连接后
9.5 管段接头



管段接头的构造，主要有刚性接头和柔性 接头两种。 9.5.1刚性接头
刚性接头系于水下连接（不论采用何法）完毕后，于相 邻两节管段端面之间，沿隧道外壁（二侧与顶、底板） 以一圈钢筋混凝土连接起来，形成一个永久性接头。

刚度较大，但沉降不匀易开裂渗漏。
“先柔后刚”
形式：

均由本体与锚着部两部分组成; 变形缝的张开度、本体部的宽度。这两个因素 共同决定着止水带所受拉力。
2)钢边橡胶止水带

钢边橡胶止水带，系于橡胶止水带两侧锚着 部中加镶一段薄钢板，其厚度仅0.7mm左右， 初于荷兰的凡尔逊（Velsen,1957）。
9.6.3管段外壁的防水措施

1－拉合千斤顶；2－拉沉卷扬机；3－拉沉索；4－压载水
9.3 管段沉放
管段沉设作业：
准备工作 浮运 管段就位 管段下沉（初次下沉、靠拢下沉、着地下沉） 水上交通管制
9.4 水下连接


早期采用灌筑水下混凝土施工法 ； 二十世纪五十年代末，加拿大的台司隧道采 用水力压接法。 用水力压接法进行水下连接的主要工序是： 对位——拉合——压接——拆除端封墙

沉管外防水和沉管自防水两类; 外防水包括了钢壳，钢板防水，卷材防 水，涂料防水等不同方法； 自防水主要是采用防水混凝土。
9.6.4钢壳与钢板防水


在沉管的三面（底和二侧）甚至四面 （包括顶面）用钢板包覆的防水 ; 耗钢量大、焊缝防水可靠性不高、钢材 防锈问题仍未切实解决;

9.6.5卷材防水
变形缝须满足

1.能适应一定幅度的线变形与角变形。
2.在浮运、沉设时能传递纵向弯矩。
外排纵向钢筋全部切断。而内排纵向钢筋则暂时不予切断，待沉设 完毕后再将跨越变形缝之内排纵向钢筋，全部切断。



3.在任何情况下能传递剪力 变形前后均能防水，
台阶形变形缝
1－沉管外侧；2－沉管内侧；3－卷材防水层；4－钢边橡胶止水带； 5－沥青防水；6－沥青填料；7－钢筋混凝土保护层
9.2 管件制作
3、封墙 封墙材料：木材、钢材或钢筋砼； 封墙上需设排水阀、进水阀及出入人孔。 4、检漏及干舷调整 干坞灌水检漏。 调整压载水的重量，使干舷达到设计要 求。


干舷 管段在浮运时，为了保 持稳定，必须使管顶面 露出水面，其露出高度 称为干舷。具有一定干 舷的管段，与风浪后产 生反向力矩，保持平衡。 干舷的高度应适中，过 小则稳定性差，过大时 沉设困难。

浮力设计时，按照最大混凝土容重、最 大混凝土体积和最小河水的比重来计算 干舷。
9.3 管段沉放
沉放方法： 吊沉法（分吊法、扛吊法、骑吊法） 拉沉法

1)分吊法 2～4艘起重船或浮箱
浮筒吊沉法
浮箱吊沉法
2）扛吊法

最主要的大型工具就是四艘小型方驳；
3）骑吊法 SEP
4）拉沉法
9.5.2柔性接头

主要是利用水力压接时所用的胶垫，吸收 变温伸缩与地基不均匀沉降所致角变，以 消除或减小管段所受变温或沉降应力。
9.6 接缝管段处理与防水措施


9.6.1变形缝的布置与 构造 沉管结构一般都是二次 浇筑 ，常易发生收缩裂 缝 。不均匀沉降等影响 也易致管段开裂 。
变形缝

每节管段分割成若干 节段，一般为15～ 20m左右 。

9.6.2止水缝带



普遍的是橡胶止水带和钢边橡胶止水带。 1)橡胶止水带 橡胶止水带可用天然橡胶（含胶率） 70％）制成。亦可用合成橡胶（如氯 丁橡胶等）制成。
橡胶止水带的寿命


潮湿、无日照及温度较低 等环境理想。 地下工程中的橡胶止水带的耐用寿命应在 六十年以上。 经老化加速实验亦可断定其安全年限超过 100年。
1、临时干坞的构造与施工 临时干坞的深度应保证管段制作后能顺 利地进行安装工作并浮运出坞。 大型干坞常用土围堰或钢板桩做坞首。
9.2 管件制作
2、钢筋混凝土矩形管段制作 防水性及抗渗性要高。 重度控制要严格（重度超过1%以上，管 段就浮不起来。 均质性要求。 施工缝及变形缝的处理要慎重。