沉埋法施工一、二

1第三十九讲地下铁道沉埋法施工之一主讲：高新强2上节课内容回顾（1）盾构掘进的注意事项和管理的主要内容；（2）盾构法施工引起地表沉降的原因和控制地表沉降的主要措施；（3）回填注浆的目的和使用的材料；（4）盾构法施工纵向地表沉降的规律；（5）盾构穿越建筑物时的保护措施。上节课学习了盾构法的掘进、地表沉降及穿越建筑物时的保护措施。LOGO第3页当要横渡水路的时候，一般是在桥梁与水下隧道之间作出选择。一水下隧道常用施工方法第五节沉埋法施工（一）城市道路或公路遇到江河、港湾时桥梁或水下隧道方案的选择最常见的有渡轮、桥梁与水下隧道。轮渡：基本建设投资少，运量小，与城市现代化建设不适应。LOGO第4页一桥梁或水下隧道的方案的选择传统的观点认为：如果河岸较高的话，选择桥梁；如果河岸较低的话，选择水下隧道。现代观点认为：由于地质和航路条件的关系，桥梁的跨长、桁下空间高度、引道部分是随之变化的。水下隧道的总造价不一定比桥梁方案高。因此，水下隧道也可能比较经济、合理的。水下隧道常用施工方法第五节沉埋法施工LOGO第5页一（1）围堰施工法；（2）沉箱施工法；（3）盾构施工法；（4）沉埋施工法；水下隧道常用施工方法第五节沉埋法施工（二）水下隧道代表性施工方法LOGO第6页一水下隧道常用施工方法第五节沉埋法施工（三）水下隧道施工方法比较沉埋法施工LOGO第7页二沉埋法施工第五节沉埋法施工（一）沉埋法定义先在隧址以外的预制场(船坞与干坞)制作沉埋管段，管段两端用临时封墙密封，待混凝土达到设计强度后拖运到隧址位置，此时设计位置已预先进行了沟槽的浚挖，设置了临时支座，然后沉放管段。待沉放完毕后，进行管段水下连接，处理管段接头及基础，然后覆土回填，再进行内部装修及设备安装，以完成隧道。这种建造隧道的方法称为沉埋施工法(也可叫作预制管段沉埋法)。它的施工主要包括：干坞修筑和管段制作、基槽开挖、航道疏浚、管段浮运与沉放、管段水下连接、基础处理、基础回填等主要步骤。预制场制作管段拖运至隧址沉放管段管段水下连接覆土回填内部设备安装沟槽浚挖、支座设置LOGO第8页二沉埋法施工第五节沉埋法施工（二）干坞修筑和管段制作干坞：修建沉管水下隧道时，应先修筑专门的预制管段的场地，既能分节预制管段，又能在管段制成后灌水将其浮起，我们把这个场地称为干坞。干坞一般由坞墙、坞底、坞首及坞门、排水系统、车道组成。干坞施工一般采用“干法”进行干坞内的土方开挖，具体步骤。混凝土管段灌注时应保证管段混凝土的匀质性和水密性。管段防水措施有三种：结构物自身防水、结构物外侧防水和施工接缝防水。LOGO第9页二沉埋法施工第五节沉埋法施工（三）基槽开挖基槽开挖的要求包括：对纵坡、基槽底宽、深度、开挖坡度的要求。基槽开挖方法：泥质、水中、岩石基槽开挖分别采用不同的开挖方法。LOGO第10页二沉埋法施工第五节沉埋法施工（四）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：在基槽开挖以前完成，保证施工期间河道上航运安全。管段浮运航道疏浚：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，浮运航道要疏浚好，浮运沿着河道的深槽，尽量减少疏浚河道的挖泥工作量。要有足够的水深，并根据河床地质情况考虑一定的富余水深(0.5m左右)，管段在低水位时也能安全拖运。LOGO第11页二沉埋法施工第五节沉埋法施工（五）管段浮运与沉放（1）管段浮运管段出坞：干坞内放水浮起，牵引出坞。管段向隧址浮运：采用拖轮拖运或岸上绞车拖运。当水面较宽，拖运距离较长时，采用拖轮拖运。当水面较窄时，可采用岸上设置绞车拖运。（2）管段沉放沉放方法：一类是吊沉法，一类是拉沉法。采用吊沉法较多。LOGO第12页二沉埋法施工第五节沉埋法施工（五）管段浮运与沉放图6-6-2双驳扛吊法1-管段；2-大型铁驳；3-定位索a)方驳与管段定位；b)管段沉设(立面图)；c)管段沉设(平面图)1-方驳；2-“扛棒”；3-纵向联系桁架；4-管段；5-地锚；6-方驳定位索；7-管段定位索；8-吊索图6-6-1四驳杠吊法图6-6-3浮箱吊沉法的工艺过程a)就位前；b)加载下沉；c)沉放定位1-就位前；2-加载下沉；3-沉放定位；4-定位塔；5-指挥塔；6-定位索；7-现设管段；8-鼻式托座LOGO第13页二沉埋法施工第五节沉埋法施工（五）管段浮运与沉放（2）管段沉放沉放作业：①沉放前的准备;②管段就位;③管段下沉。(a)初步下沉;(b)靠拢下沉;(c)着地下沉。①初次下沉；②靠拢下沉；③着地下沉；1-新设管段；2-既设管段LOGO第14页二沉埋法施工第五节沉埋法施工（五）管段浮运与沉放（2）管段沉放沉放作业的主要设备：管段吊装设备、拉合千斤顶、定位塔、地锚、测站和水文站、超声波测距仪、倾度仪、绳索测力计、压载水容量指示器、指挥通讯器材等。15本节课主要内容（1）了解水下隧道代表性施工方法及其比较；（2）熟练掌握沉埋法的定义和主要施工步骤；（3）掌握沉埋法施工中干坞修筑和管段制作的技术要求；（4）掌握基槽开挖的要求和开挖方法；（5）了解航道疏浚的内容;（6）掌握管段浮运和沉放方式。16第四十讲地下铁道沉埋法施工之二主讲：高新强17上节课内容回顾（1）水下隧道代表性施工方法；（2）沉埋法的定义及主要施工步骤中干坞修筑和管段制作、基槽开挖、航道疏浚、管段浮运和沉放的技术要求。LOGO第18页二沉埋法施工第五节沉埋法施工（六）管段水下连接水下连接的施工方法有两种：一种是水下混凝土连接法、一种是水力压接法。（1）水下混凝土连接法采用水下混凝土连接法时，接头两侧管段的端部安设平堰板(与管段同时制作)，待管段沉放完后，在前后两块平堰板左右两侧水中安放圆弧形堰板，围成一个圆形钢围堰，同时在隧道衬砌的外边，用钢堰板把隧道内外隔开，最后往围堰内灌注水下混凝土，形成管段的连接。LOGO第19页二沉埋法施工第五节沉埋法施工（六）管段水下连接（2）水力压接法水力压接法就是利用作用在管段上的巨大水压力使安装在管段前端面周边上的一圈胶垫发生压缩变形，形成一个水密性相当可靠的管段接头。LOGO第20页二沉埋法施工第五节沉埋法施工（六）管段水下连接（2）水力压接法LOGO第21页二沉埋法施工第五节沉埋法施工（七）基础处理（1）原因:在管段沉放之前，基槽开挖不平整，使地基受力不均匀，产生局部破坏，从而引起地基不均匀沉降，使沉管结构受到较大的局部应力而开裂。（2）目的:使管段底面与地基之间的空隙充填密实。沉管隧道的基础处理主要是垫平基槽底部。（3）方法:刮铺法、喷砂法、压注法和桩基法。LOGO第22页二沉埋法施工第五节沉埋法施工（七）基础处理（3）方法:①刮铺法刮铺法是在管段沉放前采用专用的刮铺船上的刮板在基槽底刮平铺垫材料(粗砂或碎石或砂砾石)作为管段基础。要求：开挖基槽底应超挖60~80cm，在槽底两侧打数排短桩安设导轨铺垫材料和投放范围：投放铺垫材料（碎石或砂砾石，其最佳粒径分别为15cm和2.6~3.8cm）采用抓斗或通过刮铺机的喂料管进行，投放范围为一节管段长，宽为管段底板宽加1.5~2.0m。刮平后垫层表面平整度为：刮砂±5cm，刮石±20cm。LOGO第23页二沉埋法施工第五节沉埋法施工（七）基础处理（3）方法:②喷砂法从水面上用砂泵将砂、水混合料通过伸入管段底下的喷管向管段底喷注，填满空隙。要求：喷砂垫层厚度一般为1m左右。材料要求平均砂粒径为0.5mm左右，混合料中含砂量一般为10%，有时可达到20%，但喷出的砂垫层比较疏松，孔隙比为40%~42%。施工：LOGO第24页二沉埋法施工第五节沉埋法施工（七）基础处理（3）方法:③压注法压注法是在管段沉放后向管段底面压注水泥砂浆或砂，作为管段基础，根据压注材料的不同分成压浆法和压砂法两种。（a）压浆法（b）压砂法LOGO第25页二沉埋法施工第五节沉埋法施工（七）基础处理（3）方法:④桩基法当沉管下的地基特别软弱时，其容许承载力很小，仅作“垫平”处理是不够的。采用桩基础支撑沉管，承载力和沉降都能满足要求，抗震能力也较强，而且桩较短，花费不大，因而是一种适宜的方法。桩顶采取的措施：（a）水下混凝土传力法（b）砂浆囊袋传力法（c）活动桩顶法LOGO第26页二沉埋法施工第五节沉埋法施工（八）基础回填回填工作包括沉管侧面回填和管顶压石回填。沉管外侧下半段，一般采用砂砾、碎石、矿渣等材料回填，上半段则可用普通土砂回填。回填注意事项：(1)全面回填工作必须在相邻的管段沉放完后方能进行，采用喷砂法进行基础处理或采用临时支座时，则要等到管段基础处理完，落到基床上再回填。(2)采用压注法进行基础回填处理时，先对管段两侧回填，但要防止过多的岩渣存落管段顶部。(3)管段上、下游两侧(管段左右侧)应对称回填。(4)在管段顶部和基槽的施工范围内应均匀回填，不能造成航道障碍，也不得形成漏洞。27本节课主要内容（1）掌握沉埋法管段水下连接的方法；（2）熟悉沉埋法基础处理常用的刮铺法、喷砂法、压注法、桩基法四种方法的工艺要求；（3）了解沉埋法施工中基础回填的注意事项。