沉管法施工工艺(上)
工程苦工
2022年11月04日 09:18:51
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  沉管法施工流程     1、沉管法施工流程 (1)沉管法实质:在隧址附近修建的临时干坞内(或船厂船台)预制管段,用临时隔墙封闭,然后浮运到隧址规定位置,此时已于隧址处预先挖好水底基槽。待管段定位后灌水压载下沉到设计位置,将此管段与相邻管段水下连接,经基础处理并最后回填覆土即成为水底隧道。



 
沉管法施工流程  
 
1、沉管法施工流程


(1)沉管法实质:在隧址附近修建的临时干坞内(或船厂船台)预制管段,用临时隔墙封闭,然后浮运到隧址规定位置,此时已于隧址处预先挖好水底基槽。待管段定位后灌水压载下沉到设计位置,将此管段与相邻管段水下连接,经基础处理并最后回填覆土即成为水底隧道。


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(2)沉管法隧道主要施工流程图

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(3)沉管法隧道组成一般由敞开段、暗埋段、岸边竖井与沉埋段等组成。 沉埋段两端通常设置竖井作为起讫点,竖井起到通风、供电、排水和监控等作用。根据两岸地形与地质条件,也可将沉埋段与暗埋段直接相接而不设竖井。

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(4)管段结构外形:

①圆形管段(船台型管段)内轮廓为圆形,外轮廓有圆形、八角形和花篮形。

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矩形管段【最常用】一般在临时船坞制作,可容纳4~8车道。

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2、沉管法优缺点
优点  


(1)对地质水文条件适应能力强(施工较简单、地基荷载较小);

(2)可浅埋,与两岸道路衔接容易(无需长引道,线形较好);

(3)防水性能好(接头少漏水几率降低,水力压接滴水不漏);

(4)施工工期短(管段预制与基槽开挖平行,浮运沉放较快);

(5)造价低(水下挖土与管段制作成本较低,短于盾构隧道);

(6)施工条件好(水下作业极少);

(7)可做成大断面多车道结构(盾构隧道一般为两车道)。


缺点


(1)管段制作砼工艺要求严格,需保证干舷与抗浮系数;

(2)车道较多时,需增加沉管隧道高度。导致压载混凝土量、浚挖土方量与沉管隧道引道结构工程量增加。


 
干坞修筑与管段预制  
 
干坞修筑  

 
1、干坞位置选择


(1)邻近隧址,具备浮运条件,交通便利。

(2)有浮存系泊多节管段的水域;

(3)场地土具备一定的承载力,便于干坞围挡与防渗工程;

(4)征地拆迁费用较低,具有重复开发利用价值。


2、干坞规模   2、干坞规模


(1)一次预制管段干坞(仅放水一次,不需闸门,坞首为土或钢板桩围堰。规模较大占地较多,适于工程量小土地价格较低、坞址地质较差的工程);

(2)分批预制管段干坞(规模小、占地少、造价低、重复使用率高。闸门式坞门造价高、等待时间长不利先沉管段稳定、基槽回淤很难处理、重复灌排致边坡稳定性与坞底透水性差、临时工程费用增加)。


3、干坞构造


干坞由坞墙、坞底、坞首、坞门、排水系统与车道组成:

(1)坞墙:坡率1:2的自然土坡,可用喷射砼防渗墙或钢板桩;

(2)坞底:承载力应大于100kPa。浮起时富余深度1.0m;

(3)坞首及坞门:一次预制只设坞首,分批预制应设双排钢板桩坞首与坞门(闸门或浮动钢筋砼沉箱);

(4)排水系统:井点降水;坞底明沟、盲沟与集水井泵排;堤外截、排水沟;

(5)车道。

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4、干坞施工


一般用“干法”土方开挖。具体:施作干坞周围防渗墙→由端部向坞口开挖(部分回填、大部分弃渣) →坞底与坞外设排水沟、截水沟与集水井→塑料膜铺坡面并压沙袋→坞底处理(铺填砂与碎石) →坞内车道修筑。


5、坞内主要设备


(1)混凝土搅拌站:应能连续浇筑15~20m长的节段;

(2)起重设备:轨行门式或塔式起重机(能力5.0~7.5t);

(3)运输设备:卡车、翻斗车、轨道车、混凝土输送车、混凝土输送泵及管道等;

(4)管段拖运设备:电动卷扬机与绞车;

(5)其他:钢筋加工、抽水、电焊机、空气压缩机、钢模板、拼装式脚手架、千斤顶、混凝土振捣与养护设备。


管段预制  
1、管段浇筑


(1)需保证管段混凝土的均质性与水密性;

(2)保证均质性的意义:若管段混凝土容重变化幅度超过1%以上,管段常会浮不起来。若管段各部分板厚局部偏差较大,或管段各部分混凝土密度不均匀将导致侧倾;

(3)保证措施:采用刚度大、精度高、可微动调位的大型滑动内、外模板台车;实行严格的密实度管理制度。


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2、封端墙


(1)管段浇筑拆模后,需在管段两端离端面50~100cm处设置钢结构或钢筋混凝土结构密封墙。

(2)封端墙实现水力压接的设施。


3、压载设施   3、压载设施


(1)压载材料:水以及矿渣、石渣;

(2)水箱压载:对称布置于管段四角。可采用全焊接钢结构或拆装式。水箱容量取决于管段下舷值与下沉力的大小。


管段检漏与干舷调整  


1、管段预制后须作一次检漏。一般在干坞灌水之前,先往压载水箱里注水压载,然后再往干坞坞室内灌水(也有的在干坞灌水后进一步抽吸管段内的空气,使管段气压降到0.6atm)。灌水24~48h后,工作人员进入管段内对管段所有内壁(包括顶板和底板)进行水底检漏,若无问题即可排水浮升管段;若有渗漏则在干坞室排干后修补。


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2、经检验合格后浮起的管段,还要在干坞中检查四边干舷是否合乎规定,是否有侧倾现象。如有上述现象,可用调整压载的办法来纠正。在一次制作多节管段的大型干坞中,经检漏与调整好干舷的管段应再次注水压载沉置坞底,待使用时再逐一浮升,拖运出坞。

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