《沉管法施工》PPT课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第七章,沉管法施工,主要流程：管段预制,(,基槽开挖,),管段浮运与沉放 水下连接基础处理覆土回填设备安装与内装修,第七章 沉管法施工,第一节 沉管法施工技术流程,沉管法施工流程,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。,第七章 沉管法施工,第一节 沉管法施工技术流程,在已修筑好的干坞内,预制管段,第七章 沉管法施工,第一节 沉管法施工技术流程,第七章 沉管法施工,第一节 沉管法施工技术流程,第七章 沉管法施工,沉管法隧道主要施工流程图,第一节 沉管法施工技术流程,沉管法施工流程,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。,第七章 沉管法施工,第一节 沉管法施工技术流程,沉管法施工流程,管段结构外形,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。,矩形,管段,【,最常用,】,一般在临时船坞制作，可容纳,48,车道。,第七章 沉管法施工,第一节 沉管法施工技术流程,沉管法施工流程,管段结构外形,第七章 沉管法施工,第一节 沉管法施工技术流程,沉管法优缺点,优点,对地质水文条件适应能力强,(,施工较简单、地基荷载较小,),可浅埋，与两岸道路衔接容易,(,无需长引道，线形较好,),防水性能好,(,接头少漏水几率降低，水力压接滴水不漏,),施工工期短,(,管段预制与基槽开挖平行，浮运沉放较快,),造价低,(,水下挖土与管段制作成本较低，短于盾构隧道,),施工条件好,(,水下作业极少,),可做成大断面多车道结构,(,盾构隧道一般为两车道,),缺点,管段制作砼工艺要求严格，需保证干舷与抗浮系数；,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。,第七章 沉管法施工,第二节 干坞修筑与管段预制,干坞,为预制管段而专门修筑的临时性工作土坑,。,干坞修筑,干坞位置选择,邻近隧址，具备浮运条件，交通便利。,有浮存系泊多节管段的水域；,场地土具备一定的承载力，便于干坞围挡与防渗工程；,征地拆迁费用较低，具有重复开发利用价值。,干坞规模,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,),；,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,),第七章 沉管法施工,第二节 干坞修筑与管段预制,干坞,为预制管段而专门修筑的临时性工作土坑,。,干坞修筑,干坞构造,干坞由坞墙、坞底、坞首、坞门、排水系统与车道组成,坞墙：,坡率,1:2,的自然土坡，可用喷射砼防渗墙或钢板桩,坞底：,承载力应大于,100,kPa,。浮起时富余深度,1.0m,。,坞底处理方法：,干砂,层,+,厚,2530cm,(,钢筋,),混凝土,+,沙砾或碎石层,厚,1.02.5cm,黄沙层,+,厚,2030cm,沙砾或碎石层,松软的粘土或淤泥层可,换填,1.0m,碎石,或结合,桩基础加固,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,),。,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。,车道,第七章 沉管法施工,第二节 干坞修筑与管段预制,干坞修筑,干坞构造,第七章 沉管法施工,1.,坞底；,2.,边坡,(,坞墙,),；,3.,运输车道；,4.,坞首围堰,东京港沉管隧道,一次预制管段干坞,第二节 干坞修筑与管段预制,干坞修筑,干坞构造,第七章 沉管法施工,广州生物岛,大学城沉管隧道,预制管段干坞,第二节 干坞修筑与管段预制,干坞修筑,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,坞内主要设备,混凝土搅拌站,：应能连续浇筑,1520m,长的节段；,起重设备,：,轨行门式或塔式起重机,(,能力,5.07.5t,);,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；,管段拖运设备,：,电动卷扬机与绞车,；,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,第七章 沉管法施工,第二节 干坞修筑与管段预制,管段预制,管段浇筑,需保证管段混凝土的,均质性,与,水密性,。,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。,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。,密实度要求,:(,m,)/,m,0.6%,保证水密性的措施,：,结构自身防水,(,采用防水混凝土；防止管段裂缝,),结构物外侧防水,(,钢壳、钢板防水；卷材、保护层防水；涂料防水,),施工接缝防水,(,横向施工变形缝设置,12,道止水带,),第七章 沉管法施工,第二节 干坞修筑与管段预制,管段预制,管段浇筑,横向变形缝构造要求,能适应一定幅度的线变形和角变形；,施工阶段能传递弯矩，使用阶段能传递剪力；,变形前后均能防水。,保证,变形缝,抵抗波浪与施工荷载引起的,纵向弯矩,的措施,切断,变形缝处所有,内、外侧纵向,(,水平,),钢筋,，另设,临时预应力筋,承受浮运时的纵向弯矩。,只将所有,外排纵向钢筋,切断,，,内排纵向钢筋,保留,，管段沉放后切断，使之成为完全的变形缝。,穿过变形缝的纵向钢筋截面积仅为管段内纵向钢筋的,2/33/4,，,且在变形缝前后各,15d,范围内用套管与混凝土隔离。管段沉放后不予切断，留作“安全阀”。,第七章 沉管法施工,第二节 干坞修筑与管段预制,管段预制,第七章 沉管法施工,管段施工缝与变形缝,第二节 干坞修筑与管段预制,封端墙,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。,封端墙实现水力压接的设施,鼻式托座,(,左右对称布置,),人孔钢门,(,密封防水,),给气阀,(,设于上部,),拉合结构,(,左右对称布置,),压载设施,压载材料：,水以及矿渣、石渣,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,第七章 沉管法施工,第二节 干坞修筑与管段预制,管段检漏与干舷调整,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,2448h,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。,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。,第七章 沉管法施工,第二节 干坞修筑与管段预制,第七章 沉管法施工,广州生物岛,大学城沉管隧道管段预制,第二节 干坞修筑与管段预制,第七章 沉管法施工,广州生物岛,大学城沉管隧道管段预制,第二节 干坞修筑与管段预制,第七章 沉管法施工,宁波甬江沉管隧道管段预制,第二节 干坞修筑与管段预制,第七章 沉管法施工,干坞注水与管段检漏调整,第二节 干坞修筑与管段预制,第七章 沉管法施工,管段内部检漏,第三节 基槽开挖与航道疏浚,基槽开挖,开挖要求,基槽,底宽,一般比管段底宽大,4,10m,(,即每边宽,2,5m,),；,基槽,深度,=,管顶覆土厚度,+,管段高度,+,基础处理超挖深度,基槽边坡坡度参见表,7-1,。,开挖方法,开挖工作两阶段：,粗挖与精挖,粗挖,：一般,挖到离,管底标高,约,1m,处,。,精挖,：,精挖长度只需超前,2,3,节管段长度，应在临近管段沉放前再挖。,挖到基槽底部标高后，应将槽底浮土与淤渣清掉。,一般可用吸泥船疏浚，自航泥驳运泥,。,土层坚硬、水深超过,20,25m,时，可用抓斗挖泥船配小型吸泥船清槽与水下爆破，,炮孔一般超深,0.5m,。,粗挖,也可用链斗式挖泥船，硬质土层可采用单斗挖泥船,第七章 沉管法施工,第三节 基槽开挖与航道疏浚,基槽开挖,第七章 沉管法施工,第三节 基槽开挖与航道疏浚,航道疏浚,航道疏浚包括,临时航道,和,管段浮运航道,的疏浚。,临时航道疏浚,必须在,基槽开挖以前,完成，以保证施工期间河道上正常的安全运输。,浮运航道,是专门为管段从干坞到隧址浮运时设置的，,管段出坞拖运之前,，浮运航道应疏浚好。,浮运路线的,中线,应沿着河道的深槽，以减少疏浚航道的挖泥工作量。浮运航道要有足够水深。,根据河床地质情况应考虑一定的,富余水深,(0.5m,左右,),，并使管段在低水位,(,平潮,),时也能安全拖运。,第七章 沉管法施工,第四节 管段浮运与沉放,管段浮运,管段出坞,管段浮升后用地锚钢绳固定，再由干坞坞顶的绞车逐节牵引出坞。,出坞后在坞口系泊。,分批预制管段时，也可在,临时拖运航道边,选一个具备条件的水域临时抛锚系泊。,管段向隧址浮运,可采用,拖轮拖运,或,岸上绞车拖运,。,拖轮大小与数量应根据管段几何尺寸、拖航速度及航运条件,(,航道形状、水流速度等,),，通过计算分析后选定。,拖轮拖运形式,四轮拖运,(,两艘拖轮排前领拖、后两艘反拖并制动转向；一艘领拖，旁侧两艘帮拖，后一艘制动转向,),三轮拖运,(,两艘主拖一艘反拖并制动转向；一艘主拖，两艘靠帮导向,),第七章 沉管法施工,第四节 管段浮运与沉放,管段浮运,第七章 沉管法施工,1.,绞车；,2.,地锚；,3.,沉埋锚；,4.,工作驳；,5.,出去牵引缆,宁波甬江沉管隧道,管段拖运出坞,第四节 管段浮运与沉放,管段浮运,第七章 沉管法施工,管段拖运拖轮布置形式,第四节 管段浮运与沉放,管段浮运,管段向隧址浮运,绞车拖运,(,水面较窄时,),宁波甬江沉管隧道绞车拖运管段与浮箱骑吊组合体,第七章 沉管法施工,1-,绞车,;2-,干坞,;3-,管段与浮箱骑吊组合体,;4-,工作方驳,;5-,主航道线,;6,副航道南线,绞车拖运管段与,浮箱组合体,(,宁波甬江沉管隧道,),第四节 管段浮运与沉放,管段浮运,管段向隧址浮运,绞车拖运,(,水面较窄时,),广州珠江沉管隧道绞车拖运与拖轮顶推管段,第七章 沉管法施工,第四节 管段浮运与沉放,管段沉放,沉放方法,(,吊沉法与拉沉法,),吊沉法使用最多，分为起重船吊沉法，浮箱吊沉法，自升式平台吊沉法和船组杠沉法。,起重船吊沉法,(,浮吊法,),第七章 沉管法施工,1.,沉管,2.,压载水箱,3.,起重船,4.,吊点,起重船吊沉法,浮吊法,一般用,2,4,艘起重能力为,1000,2000kN,的起重船提着管段顶板预先埋设的吊点，同时逐渐压载，使管段慢慢沉放到规定的位置上。,第四节 管段浮运与沉放,管段沉放,沉放方法,浮箱吊沉法,第七章 沉管法施工,1-,沉放管段,;2-,压载水箱,;3-,浮箱,;4-,定位塔,;5-,指挥室,;6-,吊索,