沉管法施工,也称为预制管段沉放法,是一种在水底建造隧道的施工方法。以下是对沉管法施工的详细介绍:
一、沉管法施工的原理与流程
沉管法施工的原理是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,经基础处理并末尾回填覆土即成为水底隧道。其主要施工流程包括:
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干坞修筑与管段预制:在隧址附近选择适当位置修筑干坞,并在干坞内预制隧道管段。管段通常用钢板和混凝土或钢筋混凝土制成,两端用临时封墙密封。
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基槽开挖:在隧址处预先挖好水底基槽,为管段的沉放提供空间。基槽的开挖应根据地质和水文条件进行,确保基槽的稳定性和安全性。
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管段浮运:将预制好的管段通过拖运设备运输到隧道设计位置。在此过程中,管段可能需要借助定位和沉放设备进行 的定位和沉放。
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管段沉放与连接:将管段沉放到预先挖好的水底沟槽内,并用水力压接法将相邻管段连接。水力压接法通过水压使管段之间的橡胶止水带紧密贴合,形成初始密封。
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封墙拆除与 终处理:拆除临时封墙,进行各接头 终处理,使各管段联成一整体隧道。在隧道的顶部和外侧,可能需要用块石覆盖,以保证其安全。
二、沉管法施工的优点
沉管法施工具有以下优点:
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对地质水文条件适应能力强:沉管法施工对地基承载能力要求不高,广泛应用于地层承载力差的软弱地基上。
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可浅埋:与两岸道路衔接容易,无需长引道,线形较好。
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防水性能好:接头少,漏水几率降低;采用水力压接法可以实现接缝不漏水。
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施工工期短:管段预制与基槽开挖可以平行进行,浮运沉放较快。
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造价低:水下挖土与管段制作成本较低,短于盾构隧道。
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施工条件好:水下作业极少,操作条件好、施工安全。
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可做成大断面多车道结构:盾构隧道一般为两车道,而沉管法可以做成大断面多车道结构。
三、沉管法施工的缺点
尽管沉管法施工具有诸多优点,但也存在一些缺点:
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管段制作砼工艺要求严格:需保证干舷与抗浮系数,以及管段混凝土的均质性与水密性。
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车道较多时,需增加沉管隧道高度:这可能会导致压载混凝土量、浚挖土方量与沉管隧道引道结构工程量增加。
四、沉管法施工的适用范围
沉管法施工主要适用于以下情况:
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水道河床稳定和水流并不过急:前者便于顺利开挖沟槽,并能减少土方量;后者便于管段浮运、定位和沉放。
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广泛适用于各种软弱地基条件:沉管隧道对地基承载能力要求不高,广泛应用于地层承载力差的软弱地基上。
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