沉管隧道技术的应用与现状分析
沉管隧道施工技术与管理
沉管隧道施工技术与管理一、引言在现代城市建设中，隧道的建设起到了至关重要的作用。
隧道可以为城市交通提供便利，解决交通拥堵问题，同时也可以为城市的供水、排水等基础设施提供保障。
而沉管隧道作为隧道建设的一种重要形式，具有施工简便、时间短、对环境影响小等优点，因而在城市隧道建设中得到了广泛应用。
二、沉管隧道的基本原理与构造沉管隧道是指将预制的混凝土管段沉放至水下或土中的方法进行隧道建设。
其基本原理是通过控制沉管的浮力和重力平衡，将沉管安装至预定位置。
沉管隧道通常由多个沉管段组成，每个沉管段由多个环构成。
沉管段之间通过橡胶垫片密封，以确保隧道的密封性和稳定性。
三、沉管隧道施工技术1. 沉管制造与运输沉管的制造是沉管隧道施工的关键环节之一。
首先，需要按照设计要求制作模板，并进行混凝土浇注。
浇注完成后，要进行养护，确保混凝土强度达到要求。
随后，沉管需要进行质量检验，包括外观质量、尺寸偏差等方面。
通过质量检验后，沉管需要进行运输。
由于沉管的尺寸较大，因此需要采用特殊的运输工具，如平板车、船舶等。
2. 沉管下沉与安装沉管的下沉与安装是沉管隧道的核心工作。
首先，需要挖掘沉管埋置的沟槽，沟槽的尺寸和形状要与沉管相适应。
然后，将沉管转运至沟槽旁边，利用起重机进行下沉。
下沉过程中需要进行精确的控制，以保证沉管的水平度和位置精度。
下沉完成后，需要进行固定和加固工作，确保沉管的稳定性和密封性。
3. 沉管隧道的施工监测沉管隧道的施工监测是保证施工质量和安全的重要手段。
监测内容包括沉管的下沉速度和位移、沉管的沉降与倾斜等。
通过实时监测，可以及时发现问题并采取相应措施，确保沉管隧道的安全施工。
四、沉管隧道施工管理随着隧道施工规模的不断扩大，沉管隧道施工管理变得尤为重要。
首先，需要建立科学的施工计划和进度安排，确保施工过程的顺利进行。
其次，需要加强施工现场的管理，包括资料管理、设备管理、人员管理等方面。
此外，还需要建立完善的安全管理体系，确保施工过程中的安全。
沉管隧道的发展综述及琼州海峡沉管隧道方案
沉管隧道旳发展综述及琼州海峡沉管隧道方案本文总结了国内外沉管隧道旳发展状况，并通过对沉管隧道特点旳分析，针对琼州海峡旳水文、地质、气象条件，提出铁路穿越琼州海峡旳推荐方案-沉管隧道方案。
1沉管隧道旳发展1.1国内外越海隧道工程建设和研究现实状况世界上由于海峡存在，陆地被分割，在不一样条件下形成两个区域，并导致交通障碍及文化差异。
连接海峡两岸重要有三种方式：轮渡、修建桥梁和修建隧道。
轮渡受气象条件旳影响较大，并且不能直接连通，导致人员物资转运十分麻烦。
修建桥梁往往受跨度、水深旳影响，且建成运行后也同样受气象条件旳影响。
而修建海峡隧道既可以穿越较大跨度直接连通海峡两岸，又可以在运行后很少手气象条件影响，能保持持续通行。
世界上已建成了许多海峡隧道，许多正在研究中。
日本关门海峡在本世纪40年代即用隧道连接，后来又建了桥梁，是世界是上最早旳海峡隧道。
通过艰苦努力，日本于1988年建成了青函隧道，使本州——北海道之间实现了铁路运送。
英法海峡隧道从拿破仑时代（18）以来就曾两次开挖，但都停了下来。
1993年隧道所有贯穿，投入运行。
1996年，丹麦大海峡隧道竣工，它把丹麦和欧洲本上连接起来，实现把瑞典和德国连成一体旳计划，从而使欧洲范围内几乎都能陆路相通。
直布罗陀海峡通道从七十年代开始调查，西班牙及摩洛哥互换了协议，分别设置勘察机构，依托自身力量和日本、英、法等协作进行勘察设计。
最初有桥梁及隧道两个方案，原定1990年内确立其中一种，由于种种原因而未能如愿。
海峡水深300 m（从摩洛哥旳丹吉尔向北旳海上距离约28km，桥梁方案在技术上十分困难，尚有政治原因。
目前方案初步确定为桥梁和隧道旳组合方案，即在航道下用隧道，其他部分架浮桥通过。
这个海峡通道和仅是两个国家间旳英法海峡通道相比，它将连接欧亚及非州两片大陆，而具有划时代旳意义。
在亚洲，计划旳有日韩对马海峡隧道、台湾海峡隧道、马六甲海峡隧道、爪哇岛与苏门答腊岛之间旳巽他海峡隧道、宗谷海峡、间宫海峡通道。
海底电缆铺设工程中的沉管与隧道技术应用
海底电缆铺设工程中的沉管与隧道技术应用近年来，随着全球通信网络的快速发展，海底电缆铺设工程成为了连接不同国家和地区的重要通信基础设施。
在这一过程中，沉管与隧道技术的应用起到了关键作用。
本文将深入探讨海底电缆铺设工程中沉管与隧道技术的应用，介绍其原理及优势，并对其发展前景进行展望。
首先，我们需要了解沉管与隧道技术在海底电缆铺设工程中的原理。
沉管是一种充气后沉入水中、依靠自身重量在海底中沉降到预定位置的管道。
通过使用大型工作船进行操作，将沉管悬挂在水面上，然后将其充气，使其沉没到海底。
一旦沉管到达目标位置，就可以将海底电缆通过管道输送到指定的地点，然后进一步埋入海底。
相比之下，隧道技术是一种以传统的挖掘和开挖技术为基础的方法。
在这种方法中，工程队伍会使用挖掘设备挖掘出一条安全的、高度稳定的隧道，然后在其中安装和保护海底电缆。
与沉管相比，隧道技术在施工过程中需要更多的时间和劳动力，但也能够提供更长期的保护和更高的可靠性。
那么，为什么选择沉管与隧道技术来完成海底电缆铺设工程呢？首先，这两种技术都能够提供很高的安全性和可靠性。
由于电缆在海底环境中异常复杂且脆弱，因此需要采取一系列措施来保护电缆免受损坏。
沉管和隧道技术在铺设过程中都能够为电缆提供良好的护盾和防护措施，从而降低了电缆受到外部环境和人为干扰的风险。
其次，沉管与隧道技术能够有效应对不同的海底地质条件。
海底地质环境复杂多变，有些地方可能存在坚硬的岩石，有些可能是软弱的沉积物。
沉管和隧道技术都能够根据实际情况进行调整和适应，以确保电缆的安全铺设。
特别是在地质较为复杂的海底区域，沉管与隧道技术的应用更是无可替代的选择。
此外，沉管与隧道技术还能够提供更高的工程效率和成本效益。
由于沉管和隧道技术在工程施工过程中能够更好地适应不同的海底地质条件，因此能够减少工程时间和成本。
相比其他铺设方法，沉管和隧道技术也更加灵活，能够快速响应工程调度和紧急情况，从而提高了工程效率和成本效益。
国内外沉管隧道工程发展现状研究
国内外沉管隧道工程发展现状研究摘要：当前国内外沉管隧道工程有不断的发展，我国在这方面的建设正在逐步朝着西方发达国家靠拢。
由于隧道工程在修建过程中过于繁琐，而且结构的材料也非常的复杂，另外，由于混凝土会因为不同的发展情况，造成不同程度的侵蚀现象，在管段制作的过程中也会因为温度的问题导致了对沉管管段抗裂情况、抗渗情况以及工程质量的持久度都有一系列的影响。
所以，本文针对国内外沉管隧道工程的发展情况、结构状况分析当前的国内外隧道工程现状，希望能够对我国的隧道工程发展有一定的参考价值。
关键词：沉管管段；隧道工程；混凝土；持久度；现状一、相关概念（一）施工前期调查首先在沉管隧道工程的实施之前需要做好前期的施工调查，施工前期一般都要进行详细的调查，比如：水力、水质调查、气象调查、航道运输调查以及管段制作场地的调查。
比如：水力的调查主要是指对于水力的流动情况和河水的涨落情况、潮汐的涨落等数据，水质调查是对水质的密度数据差异进行调查。
第二，需要对沉放管段的沉放部分的长度、横截面进行设计，调查浮力数据和抗浮安全系数的数据、结构承载重量的数据。
（二）施工程序在这些数据的基础上，对钢筋混凝土的结构分析进行汇总，才能进行工程的实施。
数据的汇总还需要结合抗震设计、预应力的计算才能进行方案完成，最后进行实施。
在实施上首先是管段的制作和管段的浮运，随后进行管段的水下沉放和水下连接作业的实施，在管段沉放之后需要把沟槽进行砂石材料的回填及覆盖，随后进行管内压载、接缝处理和防水措施的安装。
二、沉管隧道工程发展现状（一）沉管隧道工程的发展规模沉管隧道工程是从1894年开始建设，从美国波士顿开始修建和研究的，随着时代的不断发展，全世界已经修建了120多座沉管隧道，在20世纪初，北美建设了钢壳管段沉管隧道，在防水上有一定的突破作用，另外钢壳拥有一定的弹性，能够帮助混凝土在抗压性上能够将压力分担。
钢壳管段沉管隧道几乎都是建立在北美地区，目前在我国很少采用。
浅谈沉管隧道工程技术发展
浅谈沉管隧道工程技术发展摘要:随着沉管隧道工程技术的不断提高,国内沉管隧道的建设也取得了飞跃式的发展，工程建设规模、难度日趋增大。
本文以国内外几条代表性的工程为例，重点展示节段式管节、工厂化干坞、碎石管段基础、长距离管段沉放对接几方面关键技术的发展，为今后复杂环境下沉管隧道设计提供参考。
关键词:沉管隧道;管段;节段;工厂化干坞;碎石基础;沉放对接1 前言随着社会经济的迅速发展，越江跨海通道的需求越来越大。
越江跨海的通道通常采用桥梁、隧道两种方式，但随着人们对生态环境要求的提高以及海上运输轮舶吨位的迅猛发展，桥梁建设的条件越来越苛刻，水下隧道的建设取得的飞越式的发展。
目前修建水下隧道的方法有：矿山法、盾构法、围堰明挖法和沉管法。
沉管法是20世纪初发展起来的一种新型水下隧道修建工法，凭借其埋深浅、断面大、防水效果好等优势，随着工程技术的不断发展，沉管隧道的建设也取得了快速发展。
2 沉管隧道的发展历史2.1国外1910年美国在跨越美国与加拿大之间的底特律（Detroit）河修建的第一条单层钢壳沉管双线铁路隧道，目前美国已修建沉管隧道26座，世界排名第一，其中大部分以钢壳沉管隧道形式为主。
1941年荷兰在鹿特丹马斯河下建造了第一条矩形混凝土沉管隧道，开创了矩形混凝土沉管新纪元，到目前为止，欧洲已修建了20多座沉管隧道，绝大部分采用矩型钢筋混凝土管段1944年日本在大阪庵治河下首次采用沉管法修建了一条单层钢壳箱形断面公路隧道，之后采用钢壳结构、钢筋混凝土结构形式修建了20多座沉管隧道。
2.2 国内我国修建沉管隧道起步较晚，1972年在香港首次采用单层钢壳眼镜形结构形式建成跨越维多利亚港的红磡隧道，之后香港共修建了5座沉管隧道。
台湾在1984年修建了下穿高雄港的公路沉管隧道。
1993年在广州珠江修建了首座公铁合建沉管隧道，之后又陆续建成了1996年宁波甬江公路隧道、2002年宁波常洪公路隧道、2003年上海外环路公路隧道、2010年广州仑头隧道、官洲隧道。
沉管法隧道施工及其问题分析
沉管法隧道施工及其问题分析
沉管法隧道施工及其问题分析
摘要：沉管隧道工法为水下隧道建设的主要工法之一,其关键工序包括管节预制、浮运、沉放对接和基础处理等。
本文主要介绍了沉管隧道的施工工法，对其工艺进行了相关归纳；通过对这种工法的特点的分析，突出了其在水下隧道中的优越性，同时对其存在的一些问题进行了分析，最后对世界沉管技术发展趋势进行了总结。
关键词：沉管法；特点；问题；技术
1 概述
在穿越江河流域时可采用架桥法或修建隧道法。
隧道法除采用矿山法、掘进机法外，还可采用沉埋管段法。
沉管法最早于1810年在伦敦的泰晤士河修筑水底隧道是进行了试验研究，1894年利用沉管法在美国波士顿正式修成一条城市排水隧道。
1910年，底特律水底铁路隧道的建成，标志着沉管法修建水底隧道技术的成熟。
我国应用沉管法修建水底隧道虽然起步较晚，但发展较快。
1993年在广州珠江下建成了大陆第一条沉管隧道，珠江隧道和甬江隧道都是由我国自行设计和施工的，标志着我国在这一领域进入了一个新的发展阶段。
2 沉管隧道工法
2.1 沉管法及其一般工艺
所谓沉管法，即按照隧道的设计形状和尺寸，先在隧址以外的干坞中或船台上预制隧道管段，并在两端用临时隔墙封闭，然后舾装好拖运、定位、沉放等设备，将其托运至隧道位置，沉放到江中预先浚挖好的沟槽中，并连接起来，最后充填基础和回填砂石将管段埋入原河床中。
沉管法施工的一般工艺流程图示：
2.2 沉管隧道施工工序简介
(1)管节的制造和装配
(2)基槽开挖
(3)基础处理
(4)管节浮运、沉放、连接
(5)回填和保护管节,完成管节内部和接缝收尾作业3沉管法评述。
详解沉管隧道施工-将来你肯定一定用的到
详解沉管隧道施工-将来你肯定一定用到什么是沉管隧道沉管隧道是一种在水下或者地下施工的隧道，也是近年来广泛使用的一种隧道建设方式。
它采用混凝土沉管的方式将预制的隧道段沉入至海床或者地底下，最后在现场将多个沉管段进行连接，形成一个完整的隧道系统的方法。
沉管隧道具有施工周期短、可在水深大于50米的区域内建设、施工环境安全等优势，成为了一个现代化的隧道建设方式。
沉管隧道施工流程沉管隧道施工包括五个主要的阶段：预备工作、沉管制造、运输和定位、沉降平衡和连接。
预备工作在进行沉管隧道施工之前，需要进行各种准备工作。
这些工作包括：•用海底测量设备对海底进行勘探，评估与设计隧道的地质条件；•编制详细设计方案，包括各隧道部位的施工方案、施工条件和施工安全预警方案；•各进入施工现场相关人员的培训和技能考核，保证施工过程人员的安全性和施工质量；•组织完善的供应链，保障工程所需的原材料和设备的供应，以及强有力的后勤保障。
沉管制造隧道沉管是一种巨型预制构件，常用的规格为常用的一般规格为60米长、36米宽、8米高、8500吨重。
一些长海大型沉管，则可达到100米以上。
在制造过程中，需要进行以下工作：•利用CAD进行沉管的详细设计，通过计算机优化工厂生产部件的结构，保证构件的承载能力；•将设计好的零部件组合成构件，进行钢筋的加工和焊接、钢板切割和拼装等加工工序；•进行浮力试验和压力试验，确保沉管能够承受大量的水压和海洋物质的腐蚀，同时避免出现安全隐患。
运输和定位在进行运输之前，需要对隧道沉管进行分段裁剪，每一段可达到60米，通过浮式船队将之运送到施工现场。
一些长海沉管则需要通过拖船进行运输。
运输到达施工现场之后，需要进行沉管的定位。
定位的精度直接决定了沉管的安全性和施工质量。
是通过吊装定位框架把沉管抬起并垂直降落在底部基础上的。
沉降平衡所谓沉降平衡，是通过沉降控制系统，处理沉管下沉的过程。
在沉管下沉的过程中，需要采用万能千斤顶，逐步对隧道沉管施加压力，保证沉降平衡，避免出现冲击和扰动环境。
沉管隧道技术发展现状与分析
沉管隧道技术发展现状与分析摘要：近年来，沉管隧道技术在我国取得了长足发展，为了更好的了解我国沉管隧道技术的发展情况，从而进一步提高现有技术的应用能力，文章对国内外沉管隧道技术的现状进行了分析总结，并对港珠澳大桥沉管隧道工程、南昌红谷沉管隧道工程中关键沉管隧道技术的发展与创新进行了分析和论述，这将对沉管隧道的施工有一定的借鉴意义；最后，对我国沉管隧道技术的发展前景进行了展望。
关键词：沉管隧道；现状分析；技术；发展1.引言沉管法[1]是指在大型驳船上或干坞内先预制管段，再浮运至指定位置下沉对接固定，从而建成水下构筑物或过江隧道的施工工法。
沉管法自1910年在美国首次应用以来，工程届相继开展了大量研究，对所取得的成果进行了系统总结，使沉管隧道的设计方法、施工工艺及配套工程技术取得了长足进步[2]。
本文结合国内外已完工的沉管隧道工程，分析和论述沉管隧道技术的发展与创新，更好的了解国内外沉管隧道技术的发展现状，对进一步提高我国沉管技术的应用能力具有重要意义。
1.沉管隧道技术现状分析1.1.沉管隧道长度2017年之前，美国的旧金山海湾地铁隧道是世界上最长的沉管隧道，全长5825m，由111节管段组成；公路沉管隧道最长的是瑞典的厄勒海峡隧道，全长3560m，由20节管段组成。
至此之后，中国的港珠澳大桥沉管隧道便打破了已有公路沉管隧道长度不到4km的极限，沉管段长约5664m，由33节管段组成。
此外，在建的深中通道沉管段长度为5035m，由32节管段组成，建成后将成为国内长度排名第二的沉管隧道工程。
1.1.沉管隧道结构形式沉管隧道主要分为钢结构和混凝土结构沉管隧道，其中混凝土沉管隧道纵向结构可分为整体式和节段式两种基本形式。
节段式沉管隧道管节的长度一般为100m～200m之间，一个管节由若干个节段组成，每个节段长度约20～30m，节段与节段之间完全断开，通过柔性止水带相连，这种型式在欧洲采用广泛；整体式沉管隧道管节的长度一般在80m～120m，一个管节以若干施工缝划分并分批浇筑，最后形成混凝土结构整体，相邻施工缝之间的长度约20～30m，这种型式在亚洲采用较多。
(完整版)沉管隧道的发展与展望
沉管隧道的发展与展望概述为了跨越江河的阻隔，人们除了修建各种各样的桥梁来满足交通发展的需要 , 同时也修建了许多的跨海湾、海峡、大江河的水下隧道. 沉埋管节法 (简称沉管法 ) , 也称预制管节沉放法是在干船坞内或大型驳船上先预制钢筋混凝土管节或全钢管节 , 然后浮运到指定的水域 ,再下水沉埋到设计位置固定，建成需要的过江隧道或大型水下空间。
这种修建隧道的技术因其显著的优点而被广泛采用.1 隧道—- 地下空间的开发随着全球城市化进程的加快，人们出行必然要求交通和运输系统不断增加和完善 ,由此而来，引起了跨越江河和海湾 (峡）的问题。
水下隧道因能很好地解决水域的跨越问题 , 同时又降低了对周围环境的影响 ,解决了大面积水域的航运问题等 , 使得大江大河上修建的大型水下隧道工程数量逐日增多。
但水下隧道方式因为受到技术水平的制约，一直没有得到足够的重视和发展。
随着修建水下隧道的一些关键技术的不断突破，隧道已逐渐成为了工程界普遍认同的跨越航运繁忙河道的第一选择 , 包括中国在内的许多国家已经掌握了建设水下隧道的全部技术，加快发展水下隧道的时机趋于成熟。
与桥梁方案相比，采用隧道越江 (海 ) 的主要优点有:（ 1）全天候运营。
( 2) 对航运、航空无干扰（ 3）隧道线路短 , 可快速过江（海 ) , 且两岸拆迁少。
( 4）保持原有生态和自然环境不变( 5）抗地震能力好。
( 6) 防战能力强。
( 7) 多用途，易维护，造价相对降低。
在我国，越江隧道的优越性也逐渐得到认同 ,在内河航运水道上发展水下隧道建设可能成为一种趋势。
以桥梁或隧道跨越江河各有优缺点，在规划跨越江河的通道时，应该对两者进行认真的比选。
随着社会的发展 ,越江隧道的优越性将会突出地表现出来 , 并必将促进大型水下隧道工程的建设，从而推动中国水下隧道建设技术的大发展。
2 沉管法用于隧道建设目前修建水下隧道有以下几种施工方法: 矿山法、盾构法、围堰明挖法、沉埋管节法（简称沉管法）、暗挖法、气压沉箱法、顶推法等。
复杂条件沉管隧道水下作业建设关键技术及应用
一、概述1. 沉管隧道是一种常见的地下交通建设方式，它通过在水下沉放预制隧道管段，最终形成一条连续的地下通道。
2. 在复杂条件下进行沉管隧道水下作业建设，需要运用一系列关键技术，以确保施工的顺利进行和工程的质量安全。
二、水下作业条件及影响因素1. 水下作业环境a. 水下的高压力环境b. 水下的低能见度c. 水下的流动性2. 影响因素a. 海底地质条件b. 海水环境和气象条件c. 勘测和定位技术三、关键技术及应用1. 沉管隧道设计技术a. 结构设计ⅰ. 沉管隧道结构材料选择ⅱ. 结构设计原则b. 管段安装设计ⅰ. 沉管隧道布置设计ⅱ. 沉管隧道锚固设计2. 水下作业施工技术a. 水下沉管隧道定位技术ⅰ. GPS定位技术ⅱ. 水下声纳定位技术b. 水下管道连接技术ⅰ. 钢管焊接技术ⅱ. 管道连接密封技术c. 水下施工作业安全技术ⅰ. 水下作业人员安全装备ⅱ. 风险评估与管理3. 海底地质勘测与处理技术a. 海底地质勘测技术ⅰ. 声波探测技术ⅱ. 地质雷达技术b. 海底地质处理技术ⅰ. 海底地基处理方法ⅱ. 海底地质灾害预防措施四、案例分析1. 东京湾深埋沉管隧道工程a. 工程背景介绍b. 复杂条件下的水下作业技术应用c. 成果与效益分析2. 上海市杨浦江沉管隧道建设工程a. 工程实施情况b. 复杂条件下的应对措施c. 技术创新与经验总结五、结论与展望1. 结论总结a. 沉管隧道水下作业建设关键技术的重要性b. 相关技术的应用效果和实际成果2. 展望未来发展a. 水下施工相关技术发展趋势b. 基于复杂条件的技术改进方向六、参考文献以上便是复杂条件下沉管隧道水下作业建设关键技术及应用的整体结构及相关内容，希望对您有所帮助。
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(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 。隧道管节是在干坞或驳船上 预制 ,较好的施工环境为保证施工安全和施工精度 创造了有利条件 。
正在施工的广州仓头 —生物岛隧道在国内首次 采用移动干坞预制沉管管段工艺 ,即利用半潜驳作 为沉管管段的制作平台 ,管段预制完成后通过拖轮 将半潜驳拖航到隧址位置沉放对接 。
表 1列出了五座沉管隧道管段的技术参数 。
6 沉管隧道的应用前景
随着地下空间开发技术的进步 ,地下工程的作 用及其重要性日益显现 。世界建筑历史表明 ,继桥 梁和高楼大厦之后 ,人类将迎来地下空间开发的新 纪元 。沉管隧道因其独特的优越性 ,已受到世界各 国的普遍重视 。
性 、耐久性和水密性 。
管段浮运需要事先确定拖拽力 。《JTJ215 - 98
港口工程荷载标准 》规定了作用于港口工程结构
上的水流力标准值 Fw 的经验计算公式 :
Fw = 0. 5 ×Cw ×ρ×v2 ×A
(1)
式中 Fw ———水流力标准值 ;
v———水流平均相对流速 ;
Cw ———水流阻力系数 ; ρ———水的密度 ;
(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 。当建桥占地多 、拆迁困难 或需要充分利用原有城市基础设施时宜采用水下隧 道方案 。将隧道与地下停车场相连形成地下空间一 体化 ,还可提高资源利用效率 。
(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 。水下隧道具有很强的抵御自然灾害 和战争破坏的防护能力 ;能有效地抗御台风 、海啸等 自然灾害的破坏 ;在战争中也可避免常规武器的打 击破坏 。而在战争状态下 ,桥梁将是首先被打击的 对象 ,从而中断交通枢纽 。因此适当修建隧道 ,桥 、 隧兼顾 ,有利于保障城市安全 。
3 隧 、桥方案比较和隧 、隧方案比较
3. 1 沉管隧道与桥梁的比较
隧道和桥梁是跨越江河海湾的两种主要形式 。 对越江交通工程的选择 ,应根据城市总体规划 、航 运 、地质 、水文 、景观及工程拆迁量等具体建设条件 进行全面的比较分析和论证而定 。
(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 。长江是我国的内 河通航黄金水道 ,早期修建的长江大桥在当时能够 满足长江通航需要 ;随着我国经济的快速发展 ,对长 江航运也提出了更高要求 ,长江上的多座大桥因净 空偏低已经制约了长江的通航能力 [ 3 ] 。对 通 航 要 求较高的水域修建隧道要优于桥梁 ,香港维多利 亚的多座跨越港湾通道采用隧道方案而不用桥梁 即为例证 [ 4, 5 ] 。为保证长江航运畅通 ,武汉和南京 等长江流经地新的越江工程已开始采 用隧道 方 案。
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 [ 6 ] 。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 。
4. 2 管段预制与浮运技术
5. 2 国内几座沉管隧道概况
1993 年年底建成的广州珠江隧道是我国大陆 地区首次采用沉管工艺建成的城市道路与地下铁路 共管设置的水下隧道 ,为我国大型沉管工程开创了 先例 。1995年我国大陆地区第二座隧道在宁波甬 江建成 ,该工程为克服软土地基的不利因素 ,施工采 用分段联体预制法 。2002年建成的宁波常洪隧道 , 根据隧址特殊的地质水文特点 ,采用桩基础 ,为我国 在软弱地基上建造沉管隧道积累了经验 。
拽阻力模型试验 。
4. 3 接头设计与管段防水
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 [ 8 ] 。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 [ 9 ] 。管段防水与管段的结构型式有关 ,钢壳管段 防水主要是管段之间接缝的防水 ,钢筋混凝土管段 的防水包括管段结构自身的防水 、管段外防水和 管段接头的防水三个方面 。管段自身防水主要是 通过调整混凝土的材料配比和组合方式 ,严格控 制管段预制施工条件和严格控制混凝土结构裂缝 宽度 ;管段外防水是采用全包防水或部分外包防 水的方式 ;管段接头密封防水一般采用“Gina”和 “Ω ”两种橡胶止水带进行防水处理 ,技术已经比 较成熟 。
管段预制有在干坞内一次预制 、在干坞内分批 预制 、室内预制分批分槽出坞和水上浮动预制等四 种方式 [ 7 ] 。管段预制方式的选择应综合考虑沉管 隧道的规模 、管段的数量 、干坞的占地面积 、水深和 管段浮运沉放等因素 。管段预制过程中要严格控制
沉管隧道技术的应用与现状分析
温度和混凝土裂缝 ,它直接影响到沉管隧道的安全
(天津市市政工程设计研究院 ,天津 300051)
摘 要 文章回顾了沉管隧道技术的发展历程和国内外的应用概况 ;并对越江隧道工程中采用的不同施工方 法 、隧道与桥梁方案的比较以及沉管隧道设计和施工过程中的地基处理 、管段浮运与沉放和管段防水等关键技术 进行了分析和论述 ;最后 ,介绍了沉管技术在国内的应用情况 ,分析了沉管隧道的应用前景 ,并指出随着地下空间 的开发利用 ,沉管隧道因其独特的优越性必将会越来越受到青睐 。
4 沉管隧道关键技术
4. 1 基槽浚挖与地基处理
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 。
A ———拖拽物 体 在 流 向 垂 直 面 上 的 投 影 面
积。
根据上海外环沉管隧道和南京长江沉管隧道方
案开展的管段拖曳阻力模型试验 ,经验公式计算结
果与模型试验结果相差较大 ,主要是因为影响水流
阻力系数 Cw 的因素较多 ,难以准确量化 。对隧址 水文地质情况比较复杂的工程 ,应考虑开展管段拖
普遍采用 。 美国的 FortM cHenry隧道 、荷兰的 D recht隧道
和中国上海外环隧道为目前世界上车道数最多的沉 管隧道 ,均为 8 车道 。美国 B ay A rea Rap id Transit 隧道全长 5 825 m ,由 58节管段组成 ,是世界上最长 的沉管隧道之一 。目前世界上建造沉管隧道最多的 国家为美国 、荷兰和日本 。据统计 ,现在全世界已有 约 150座沉管隧道 。
上海外环隧道 [ 10 ]的成功建造 ,将我国的沉管隧 道技术推向了一个新的高度 。该工程就大型沉管隧 道关键技术问题开展了 11项课题研究 ,包括工程设 计的系统性课题 、施工关键工序的技术难点课题和 工程设施建成后安全运营的系统性课题等三大类 。 这些课题取得的积极成果 ,对今后我国其它地区建 造沉管隧道具有重要的指导作用 。
2. 3 悬浮隧道
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
修改稿返回日期 : 2007 - 05 - 30 作者简介 :王艳宁 ,男 ,高级工程师.
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现代隧道技术
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 。
第 44卷第 4期 2007年 8月
现代隧道技术
Vol. 44 No.
Modern Tunnelling Technology
Aug. 2007
4
文章编号 : 1009 - 6582 (2007) 04 - 0004 - 01
沉管隧道技术的应用与现状分析Fra bibliotek王艳宁 熊 刚
5 沉管技术在国内的应用情况
5. 1 我国沉管技术的发展 中国的沉管隧道技术研究起步较晚 ,但发展速
度很快 。上海在 20世纪 60年代初首次开展了沉管
法的理论研究 ,并于 1976年用沉管法建成了一座排 污水下隧洞 ;广州市于 1974年正式开展沉管隧道技 术研究 ;我国香港地区于 1972年建成了跨越维多利 亚港的城市道路海底隧道 ;我国台湾省于 1984年建 成了高雄港沉管公路隧道 。
(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 。现代化城市建设涉及的 市政供水 、排水 、供电 、通讯管道的安装架设 ,易受桥
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梁结构形式的限制 ,架设安装难度大 ,且检修维护困 难 。而水下隧道断面设计则容易考虑安排服务于市 政各种管道安装的专用空间 ,且安装和维护比较方 便。
2 沉管隧道的发展
2. 1 世界沉管隧道的历史 世界沉管技术的研究始于 1810 年首次在伦敦
进行的沉管隧道试验 ,但试验未能解决防水问题 。 直到 1896年美国首次利用沉管法建成穿越波士顿 港的输水隧洞和 1910年在美国建成底特律水底铁 路隧道才宣告沉管法的成功诞生 。荷兰于 1942 年 首次建成位于鹿特丹的 M ass隧道 ,即世界上首次采 用矩形钢筋混凝土管段建成的沉管隧道 。 1959 年 加拿大成功采用水力压接法建成 Deas隧道 。沉管 隧道关键技术的突破 ,使得沉管法很快被世界各国