沉管隧道技术.ppt

沉管隧道技术汇报提纲沉管技术及其发展沉管技术及其发展沉管技术及其发展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。(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。(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。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。沉管隧道在浚挖基槽前,应根据河床泥沙以及水流速度等情况确定基槽的形状、浚挖方法及基槽边坡稳定性。常用的挖泥船有靶吸、链吸、链斗、抓斗、铲斗和射流等形式,选用时应结合当地情况尽量使用技术成熟、生产率高、费用低的浚挖方式。隧道施工时还应密切关注基槽淤泥的沉积问题,应采取必要的防范和清淤措施。沉管隧道的基础处理主要是解决开挖引起的槽底不平整、地基土软硬不均和基槽回淤与流砂管涌等问题。管段基础处理方法大致可分为先铺法和后铺法。先铺法又可分为刮铺法(刮砂法和刮石法)和桩基法两种;后铺法则有喷砂法、压砂法、灌砂法、灌囊法和注浆法(灌浆法)之分。沉管隧道在基槽开挖、管段沉放、基础处理和最后回填覆土后,抗浮系数仅1.1～1.2,作用在沟槽底面的荷载不会因设置沉管而增加,相反却有减小。沉管隧道基槽开挖时,无论采取何种挖泥设备,开挖后沟槽底面总留有15～50cm的不平整度。沟槽底面与管段表面之间存在众多不规则的空隙,导致地基土受力不均匀,引起不均匀沉降,同时地基受力不均也会使管段结构受到较高的局部应力,以至开裂。而且,地震或列车通过时的振动会使砂性基础产生液化的不良后果。因此必须进行适当的基础处理,以消除这些有害空隙。管段接头有柔性接头和刚性接头之分,根据位置不同,又分为中间接头、岸边接头和合龙接头几种。接头设计应坚持具有可靠的水密性、适当的强度与变形性能以及施工可操作性等几条原则。管段防水应坚持以混凝土自防水为根本、以接头防水为重点的多道防水、综合治理的设计原则。（1）、对钢壳管段,由于钢壳管段被钢壳完全封闭,其防水问题主要是管段之间的接缝防水。防水方法主要是接缝对准后使用钢销扣紧,在接缝两侧安装模板后,用导管法灌注密实的混凝土,将接缝完全包围住。（2）、对钢筋混凝土管段,管段长度一般在70～120m,管段之间接头处是一漏水间隙。施工缝也是一漏水点,混凝土