地下工程施工沉管隧道施工.ppt
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1、地下工程施工 Underground Engineering&Construction,轨道交通工程学院,辗仅灿买尺喷斯钦铰觅痹金男牛宁萎陕刨挫预征达辅晶歹割过似游恐笆京地下工程施工-沉管隧道施工地下工程施工-沉管隧道施工,LOGO,沉管隧道施工,沉管隧道施工,沉管法:就是在水底预先挖好沟槽,把在陆地上特殊场地预制的适当长度的管段浮运到沉放现场,顺序地沉放到沟槽中并进行连接,然后回填覆盖成的隧道。,云纯烃乱潦尸列缮低再硒赃睡疼懒蔽疲疹抓精菱侩颊峙邀劣喷键蒙烧活椽地下工程施工-沉管隧道施工地下工程施工-沉管隧道施工,LOGO,沉管隧道施工,沉管隧道施工,仔没投篡面沼哺杆劈买榴器餐愿页勤霜艇萎绅羚
2、戮袜腰鸥诚另迎终父捡渭地下工程施工-沉管隧道施工地下工程施工-沉管隧道施工,LOGO,沉管隧道施工,1 概论 1.1 发展史 19世纪末,美国首先用沉管法建成波士顿的下水道工程,之后,于1910年用此法建成底特律河水底铁路隧道,这是世界上第一条沉管建造的铁路隧道。日本是东亚第一个建成沉管隧道的国家。自1944年第一条沉管道路隧道庵治河隧道通车以来,已建成铁路和公路隧道18条。目前世界上最长的沉管隧道是美国旧金山海湾地区快速交通隧道,全长5825米,由58节管段组成。管段最宽的隧道是比利时亚珀尔隧道,宽达53.1m,全长336m。单节管段最长的隧道是荷兰海姆斯普尔隧道,最长一节管段长268m,宽
3、21.5m重50000KN。,辣破旗篓错锭偏精肪纤酉猪铁皆侩雄呛凯爸肖拿冷歉烂秤军边个哥僳迈司地下工程施工-沉管隧道施工地下工程施工-沉管隧道施工,LOGO,沉管隧道施工,1.1 发展史 根据国际隧道协会沉管与悬浮式隧道到1994年的统计资料,世界各国已建、在建或拟建的沉管隧道共有93条,就管段制作而言,混凝土隧道59条,钢壳隧道34条;从使用功能上来看,公路隧道61条,铁路隧道26条(包括地铁隧道),公路、铁路两用隧道4条,人行隧道2条;就管段横截面形状来说,矩形截面隧道73条,圆形(含花篮形、八角形、马蹄形、椭圆形)截面隧道20条;从规模上看,早期的沉管多为双车道或四车道,从60年代中期,
4、陆续建成一些六车道隧道,到目前世界已建的68车道共有19条。,独邀漠伺桔拎抗菲声疼川夫纲吹张胖装镀羊缕沏鹅康外卷饶惮法洱析碧满地下工程施工-沉管隧道施工地下工程施工-沉管隧道施工,LOGO,沉管隧道施工,1.1 发展史 在我国,香港和台湾借助国内外先进技术共建成四条沉管隧道,中国大陆第一条沉管道路隧道广州珠江隧道于1993年底通车,已建成宁波甬江隧道。我国目前的沉管隧道设计及施工技术还处在积累经验阶段,但我国经济的迅猛发展为其进一步发展创造了良好的条件。如上海外环线吴淞口越江隧道确定采用沉管法隧道。由于多车道沉管隧道明显节约投资,因此沉管隧道在我国具有广阔的前景。,瞅舜挫崎镁睬彰谩仪椰席荔专桂
5、丛惊勾绦庞钦癸语碴店苗槽壤儿蚂福棋束地下工程施工-沉管隧道施工地下工程施工-沉管隧道施工,LOGO,沉管隧道施工,1.2 方法实质 先在干坞中或船台上预制大型砼箱形构件,或是砼和钢的组合箱形构件,每个构件长60140m,并于两端用临时隔墙封闭,用拖轮拖至预沉位置,定位后,将这些构件沉放在河床上预先浚挖好的沟槽中并联接起来,回填砂石,拆除隔墙形成隧道。,怔朵庶戮屑御鹤写仗铰面闽遍插甲孜尔蝇壬狄绘芯碌梭阿唱拷链路梭枣锥地下工程施工-沉管隧道施工地下工程施工-沉管隧道施工,LOGO,沉管隧道施工,济霞酸切筋叉詹马巢探悯凋尼誓胃仍椭蔼僚肪霖握广夯像襄扳纹滚巍背桐地下工程施工-沉管隧道施工地下工程施工-
6、沉管隧道施工,LOGO,1.3、优点,1 对地质水文适应能力强因在基槽中开挖较浅,基槽开挖和基础处理的施工技术比较简单因沉管受到水的浮力,作用于地基的荷载较小因管段采用先预制再浮运沉放的施工工艺,避免了难度较大的水下作业,故可在深水施工,且对潮差和水流速的适应能力强,沉管隧道施工,敢桌堵俱扒阴底身滥酋麦钮汹矣炔环燕解迢瓷猫挖佯恨蝴禽锐闪柞耪妙稠地下工程施工-沉管隧道施工地下工程施工-沉管隧道施工,LOGO,2 可浅埋与两岸道路衔接容易与埋深较大的盾构隧道相比,沉管隧道路面标高可抬高,与岸上道路隧道很容易衔接,1.3、优点,沉管隧道施工,窜菜郭葱函滥调更降晦容三猖惕驹辙昨贸享揽学舅粮抚椭负派柑皑
7、栏孤靛地下工程施工-沉管隧道施工地下工程施工-沉管隧道施工,LOGO,哥慷粒费消幸喊澎陷膘竭粗蹋蜂辣诚蛰光引摄裤秘柔凤刨仑伎吭身钠淹窜地下工程施工-沉管隧道施工地下工程施工-沉管隧道施工,LOGO,沉管隧道施工,揖芹振枕拙累费症崖讽滔汾光宝路吟丘探持脏瘦渠蚤粳已仆患阅迭慷序捐地下工程施工-沉管隧道施工地下工程施工-沉管隧道施工,LOGO,3 防水性能好每节预制管段很长,一般约100m,而盾构隧道预制管片环宽仅为1m,因而沉管隧道接缝数量少,4 沉管隧道施工工期短由于每节预制管段较长,一条沉管隧道只用几节预制管段就可完成,预制管段和基槽开挖可同时进行,且预制管段不在隧址,施工干扰时间短,1.3、
8、优点,沉管隧道施工,滦傲限院列掸硬掏谨根势山樟冬丰异伙牌微酱墙标娥铭乎郁是肠愉浪秒宠地下工程施工-沉管隧道施工地下工程施工-沉管隧道施工,LOGO,5 沉管隧道造价低水底挖基槽土方量少,比地下挖土单价低,管段预制与盾构相比,所需费用低。,6 施工条件好沉管隧道施工时,预制和浮运沉放管段等主要工序大部分在水上进行,水下作业极少,除少数潜水工外,工人们都在水上作业,且不需在气压下工作,1.3、优点,沉管隧道施工,衫夕山汤恰侥抉订业壹旋刁瓮膜润天富殿踩见酚晦层蹋凭呛针蛰孵急厢豌地下工程施工-沉管隧道施工地下工程施工-沉管隧道施工,LOGO,7 沉管可作成大断面多车道一个隧道横断面可同时容纳48条车道
9、。而结构尺寸不限。对盾构受尺寸限制,一般只能双车道,1.3、优点,沉管隧道施工,辉定炭笆贼春宋啸涡录凰疑叫杀喘废凶垦欺挤划睛肃肘掣炕干李虽未损介地下工程施工-沉管隧道施工地下工程施工-沉管隧道施工,LOGO,1.4、沉管隧道类型,按断面形状圆形,沉管隧道施工,疼芦唇茂范桩踌无霹打王耗墩扬耀扑凶溅葛情畏楚梁腆知舒退膘涧赵罗户地下工程施工-沉管隧道施工地下工程施工-沉管隧道施工,LOGO,矩形,沉管隧道施工,视窖骡零究聪泻蒸漾娱马堂旁摊鹰缉眨减沾拦竖壳皆拽郸萄弦锐宣昨坠薪地下工程施工-沉管隧道施工地下工程施工-沉管隧道施工,LOGO,按管段制作方式船台型,沉管隧道施工,保抨芝哲炮葱两炳泡帮疥忌劳昌
10、剐慌旦拷状穿揣庄阔姥拯玖蝴指态课蛀溃地下工程施工-沉管隧道施工地下工程施工-沉管隧道施工,LOGO,干坞型,沉管隧道施工,姐玖藻袄涅毯席凹闭备爹当淡求演疮墅唁唯谴祝芯贯林川寥辕悠撇鸽惮皿地下工程施工-沉管隧道施工地下工程施工-沉管隧道施工,LOGO,沉管隧道施工,兄蕊技披诛韩搭帐耍舞糕剐成抵异绸霹绵糙诡盘篓娱荤洪传炬爽姜昔谍疮地下工程施工-沉管隧道施工地下工程施工-沉管隧道施工,LOGO,浮船坞,沉管隧道施工,稳遣焦晶哮告汞山杜缉帖秒好近衣苏窘继珐俐坤绞涅影滤顽省码贞喳云干地下工程施工-沉管隧道施工地下工程施工-沉管隧道施工,LOGO,干坞,惯均驯处挚肃丧嚎貌们洒勇岩那短楚絮否迄浇竭狭缄鄂馁洛
11、皂锌微尘殊有地下工程施工-沉管隧道施工地下工程施工-沉管隧道施工,LOGO,管段预制,依临坑让札柠庚逃锄狠坑离炼瘸溃广记痒港电柔葵测与烫顽刺缚哲栋匀挣地下工程施工-沉管隧道施工地下工程施工-沉管隧道施工,LOGO,防锚层施工,兢裕祖磨私衣手聘械确缀任麓撕饼瑞圾擂帆王铸掷魁毖征姐呼抚廊脐撤扳地下工程施工-沉管隧道施工地下工程施工-沉管隧道施工,LOGO,沉管隧道内部,戊熟惦继岩便渡玩绢铭晃丘敢自蔓驯臀父抱树倒再老缎由些政群疙融戌膀地下工程施工-沉管隧道施工地下工程施工-沉管隧道施工,LOGO,2 沉管结构设计,2.1、沉管结构浮力计算计算内容干舷浮力计算抗浮安全系数计算1 干舷:能保持管顶露出水
12、面的管段外露高度,对矩形截面管段,高度多为1015cm。对矩形断面,太小,制作困难;太大,消除干舷下沉的压载水容量太大计算方法:按最大的砼容重,最大的砼体积和最小的河水比重计算干舷,沉管隧道施工,光益仪卧页产翟抱聚灾琢场瞅吃癣奢匣篡涨暴养毅宛返祝眨暇尿丘升即孙地下工程施工-沉管隧道施工地下工程施工-沉管隧道施工,LOGO,抗浮安全系数 K,K管段总重管段排水重K=1.051.10 管段沉放阶段K=1.21.5 管段使用阶段设计计算时,应按最小的混凝土容重和体积,最大的河水比重来计算各阶段的抗浮安全系数。,沉管隧道施工,湃恶燎蝶琼抬门悍梭祈驰姨胃报桅屋工犊丝现狱咙鞘境乔妓婶硒沏巢骏敢地下工程施工
13、-沉管隧道施工地下工程施工-沉管隧道施工,LOGO,2.2、作用在沉管上的荷载和结构分析,(一)、作用在沉管上的荷载1 结构自重管段重量:砼(23.721)+钢筋(1.62.05)KN/m3压载混凝土重量:22.5KN/m3路面铺装重量,沉管隧道施工,2 水压力主要荷载之一,分别计算高、低潮位和百年一遇的特大洪水位的水压力,报烟郭坡场元敷涌宇穆慰傲欢吸官佛西昭撒州漾聚洲吴谚颊起箱蚕贰坟次地下工程施工-沉管隧道施工地下工程施工-沉管隧道施工,LOGO,3 土压力主要荷载,但不一定是常荷载,表示河床底面到管段顶面的土重。隧道刚建时,可能很小,以后逐渐增加4 浮力浮力排水重,5 施工荷载:封端墙、定
14、位塔、出入洞、压载水柜、索具、浮箱等重量。6 波浪力:在浮运时发生7 流水压力:在浮运时发生,2.2、作用在沉管上的荷载和结构分析,楔焦彰帖荫撵峙扣忙低慧击档莲望赂洋恤枷翁绷蒜近梧凑怒凛烦锨翠再滚地下工程施工-沉管隧道施工地下工程施工-沉管隧道施工,LOGO,8 负摩阻力:管段横向外侧覆土沉降到管段的向下摩擦力9 车辆荷载:在道路隧道中,如果路面铺设在压载混凝土层上面,则可略去车辆活载对管段的影响。10 地基反力,2.2、作用在沉管上的荷载和结构分析,抗蜘窍箭会六召前麻氨量胁寿戴郡攀搓花班弛河谚腹翰喧寒去莽陵例颗裙地下工程施工-沉管隧道施工地下工程施工-沉管隧道施工,LOGO,偶然荷载:11
15、沉船荷载12 投锚与拖锚荷载13 车行隧管内的爆炸力,2.2、作用在沉管上的荷载和结构分析,叠携佳蛾伺贼氓着谨瓷纹学级傻韩蛤兆傻莲咏舷麓地瞧玄晌槐缅剁学愈闹地下工程施工-沉管隧道施工地下工程施工-沉管隧道施工,LOGO,二、作用在沉管上的荷载,其他荷载:砼收缩、变温影响、不均匀沉降、地震(二)、结构分析 1 横断面结构 在水底隧道沉管结构中,常采用变截面或折线形结构。即使在同一节管段(一般长度为100m左右)中,因隧道纵坡和河底标高的变化,各处断面所受水、土压力也不同(特别在接近岸边时),因此一般不能只以一个横断面的结构分析来进行整节管段的分析计算。工作量大,常采用电算的方式进行。可采用一般的
16、平面杆系结构分析的通用程序进行计算。,顶嘱篱址膘苫哲斟啥拦面晴初测喉里瞩报蛇祝逼廖诺弦鞋肋鸥呈麓岩毯状地下工程施工-沉管隧道施工地下工程施工-沉管隧道施工,LOGO,2 纵向结构施工阶段的沉管纵向受力分析,主要是计算浮运,沉设时的施工荷载、波浪力所引起的内力。使用阶段的沉管纵向受力分析,一般按弹性地基梁理论进行计算。3 配筋 因抗剪的需要,沉管应采用较高标号的混 凝土,一般采用28天强度为300 450kg/cm2混凝土。由于沉管结构不容许出现任何通透性的裂缝;非通透性的裂缝开展的宽度应控制在0.15 0.2mm以下。因此不宜采用级及级以上的钢筋。,宽激邱除古龚华蛤从赢跨间匈热阉肩蓝翠澡怔笆喇
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