公路監理師：沉管隧道施工技術
發布時間：2010-01-14 共1頁
1.基糟開挖：可選用戽斗式挖泥機、帶切泥頭的吸泥機或挖泥機、帶爪斗的起重機等設備。切泥頭挖泥機是對要浚挖的泥土進行混攪成漿后吸走。如使用浮放管路排泥時，這種挖泥機的垂直運輸和水平運輸都是封閉的，對環境的影響就比較小。戽斗式挖泥機、帶抓斗的起重機在垂直運輸泥土時，以及當泥土卸進駁船中供水平運走時產生的溢出都會對環境造成污染。
2、基礎施工：現有3種不同的基礎，歐洲普遍使用噴砂和注砂基礎，美國普遍使用樣板刮平的礫石基礎。（1）樣板刮平的礫石基礎：一般用于北美的鋼殼管段隧道。地槽挖好后，接著便在地槽底上鋪一層粗砂或礫石。礫石和砂的粒度級配必須與水力條件相適應。這層厚度約0.7m。礫石基礎的刮平度要求為±3cm，這取決于當地條件、砂或礫石的級配以及使用的設備。刮平是用一塊樣板來進行的，樣板從滑架上的絞盤車懸掛下來，滑架沿支承在兩個浮筒上的軌道移動。這套設備錨定在要刮平處的水面上，樣板的懸掛高度可以調節，以補償潮汛水位的變化。也可采用按半潛水的原則制成的特殊設備。這種方法允許樣板直接連到錨墩上。（2）噴砂基礎：建造杉基礎的第一個系統用的是C&N法（Christiani & Nielson法），即使用在隧道管段上滾動的鋼門架，與門架相連的3根毗鄰的管子，這3根管子被引入到隧道管段底部與地槽之間的空間。最大的管子在中間，通過這根管子，砂水混合物被泵送到隧道管段下面。位于大管子兩側的兩根管子又將水吸回去，從而形成一種流動作用，使砂在隧道管段下面以一種良好的限定和良好的控制的型樣沉淀下來。門架位于隧道管段上面，并可使管子繞垂直軸轉動，這樣就可以達到隧道管段下面的整個空間以便移動管子。砂的平均粒徑約為0.5mm。砂水混合物的濃度和排出速度與噴出形成的砂餅的直徑有直接關系，必須很好地控制。（3）注砂基礎：這種方法像噴砂法一樣把砂水混合物泵送到管段下面的空間里。只不過不是使用可移動的門架系統，而是在隧道管段底板上開許多孔口，這些孔口在管段里面相連。當管道從岸上經過隧道通到這些孔口處進行充填砂基時，不會影響航運。砂水混合物通過在隧道管段內的孔口泵泵出，去填充隧道管段下面的空間，直到砂堆接觸到隧道管段的底部為止。這樣在隧道管段下面形成一個擴大的砂餅。砂餅內部的水壓超過了預先指定的最大值時，打開下一個孔口，同時將前一個孔口關閉。這種方法速度快，能在24小時內填滿一個隧道管段下面的整個空間，這樣就能避免管段放置后產生淤積的危險。
3、管段制作：（1）管節的制作：管節制作是大型沉管隧道的主要工序，它的工期和質量不僅直接影響沉管的浮運和沉放，而且關系到隧道運營的成敗。制作工藝的關鍵技術是控制砼的容量和管節（結構）尺寸精度，以及控制鋼筋砼解決夠的裂縫，以實現結構的自身防水。（2）制造管段的場地：對鋼殼式管段，在隧址附近的船塢制作，然后拖到隧道施工現場附近進行艤裝，再拖至施工現場灌注鎮載砼。對砼管段，在隧址附近的干船塢中澆制砼管段，管段造好后浮運至施工現場沉放。在丹麥和瑞典的斯熱桑得隧道在干船塢里還建造有一條砼管節生產的流水線的工廠，管造好后在干船塢里連接成管段。
4、接頭的設計及處理技術：接頭設計和處理技術是沉管隧道的關鍵技術之一。接頭的設計應能承受溫度變化、地震力以及其他作用，并保證具有良好的水密性。沉管隧道的每一個管段都是一個預制件，在管段之間和管段與通風塔之間存在接頭。接頭有2種形式：剛性接頭，接頭具有與其連接管段相似的斷面剛度和強度；柔性接頭，接頭允許在3個主軸方向上有相對位移。在某些情況下，沉管隧道的所有接頭都采用同一種形式，在另外一些情況下，兩種形式都可能采用。接頭的位置、間距和形式應按照土壤條件、基礎形式、抗震以及可加工性倆決定。同時，還應考慮接頭的強度、變形特性、防水、材料以及細部構造。
2、基礎施工：現有3種不同的基礎，歐洲普遍使用噴砂和注砂基礎，美國普遍使用樣板刮平的礫石基礎。（1）樣板刮平的礫石基礎：一般用于北美的鋼殼管段隧道。地槽挖好后，接著便在地槽底上鋪一層粗砂或礫石。礫石和砂的粒度級配必須與水力條件相適應。這層厚度約0.7m。礫石基礎的刮平度要求為±3cm，這取決于當地條件、砂或礫石的級配以及使用的設備。刮平是用一塊樣板來進行的，樣板從滑架上的絞盤車懸掛下來，滑架沿支承在兩個浮筒上的軌道移動。這套設備錨定在要刮平處的水面上，樣板的懸掛高度可以調節，以補償潮汛水位的變化。也可采用按半潛水的原則制成的特殊設備。這種方法允許樣板直接連到錨墩上。（2）噴砂基礎：建造杉基礎的第一個系統用的是C&N法（Christiani & Nielson法），即使用在隧道管段上滾動的鋼門架，與門架相連的3根毗鄰的管子，這3根管子被引入到隧道管段底部與地槽之間的空間。最大的管子在中間，通過這根管子，砂水混合物被泵送到隧道管段下面。位于大管子兩側的兩根管子又將水吸回去，從而形成一種流動作用，使砂在隧道管段下面以一種良好的限定和良好的控制的型樣沉淀下來。門架位于隧道管段上面，并可使管子繞垂直軸轉動，這樣就可以達到隧道管段下面的整個空間以便移動管子。砂的平均粒徑約為0.5mm。砂水混合物的濃度和排出速度與噴出形成的砂餅的直徑有直接關系，必須很好地控制。（3）注砂基礎：這種方法像噴砂法一樣把砂水混合物泵送到管段下面的空間里。只不過不是使用可移動的門架系統，而是在隧道管段底板上開許多孔口，這些孔口在管段里面相連。當管道從岸上經過隧道通到這些孔口處進行充填砂基時，不會影響航運。砂水混合物通過在隧道管段內的孔口泵泵出，去填充隧道管段下面的空間，直到砂堆接觸到隧道管段的底部為止。這樣在隧道管段下面形成一個擴大的砂餅。砂餅內部的水壓超過了預先指定的最大值時，打開下一個孔口，同時將前一個孔口關閉。這種方法速度快，能在24小時內填滿一個隧道管段下面的整個空間，這樣就能避免管段放置后產生淤積的危險。
3、管段制作：（1）管節的制作：管節制作是大型沉管隧道的主要工序，它的工期和質量不僅直接影響沉管的浮運和沉放，而且關系到隧道運營的成敗。制作工藝的關鍵技術是控制砼的容量和管節（結構）尺寸精度，以及控制鋼筋砼解決夠的裂縫，以實現結構的自身防水。（2）制造管段的場地：對鋼殼式管段，在隧址附近的船塢制作，然后拖到隧道施工現場附近進行艤裝，再拖至施工現場灌注鎮載砼。對砼管段，在隧址附近的干船塢中澆制砼管段，管段造好后浮運至施工現場沉放。在丹麥和瑞典的斯熱桑得隧道在干船塢里還建造有一條砼管節生產的流水線的工廠，管造好后在干船塢里連接成管段。
4、接頭的設計及處理技術：接頭設計和處理技術是沉管隧道的關鍵技術之一。接頭的設計應能承受溫度變化、地震力以及其他作用，并保證具有良好的水密性。沉管隧道的每一個管段都是一個預制件，在管段之間和管段與通風塔之間存在接頭。接頭有2種形式：剛性接頭，接頭具有與其連接管段相似的斷面剛度和強度；柔性接頭，接頭允許在3個主軸方向上有相對位移。在某些情況下，沉管隧道的所有接頭都采用同一種形式，在另外一些情況下，兩種形式都可能采用。接頭的位置、間距和形式應按照土壤條件、基礎形式、抗震以及可加工性倆決定。同時，還應考慮接頭的強度、變形特性、防水、材料以及細部構造。
