1、目 錄 1、 世界沉管隧道發展概況 12、 沉管隧道工程簡介 2.1 1 2.2 1 2.3沉管隧道的特點和類型 1 2.4沉管隧道的特點 33、 沉管隧道施工準備 3.1技術準備 3 3.2施工機械設備 6 3.3組織機構 7 3.4材料物資設備 74、 干船塢施工 4.1干船塢施工方案 7 4.2干挖方式修筑干塢船 8 4.3先濕挖后干挖方式修筑干塢船11 4.4塢內排水系統施工11 4.5塢門及出塢航道施工12 4.6管段存放場施工125、 沉管隧道管段預制 5.1預制質量要求12 5.2施工順序14 5.3模板、臺車14 5.4鋼筋及鋼構件工程施工15 5.5管段混凝土施工15 5.6

2、管段檢驗及維修216、 沉管隧道基礎施工 6.1基槽開挖22 6.2沉管隧道基礎237、 管段浮運和沉放 7.1原理和方法29 7.2起浮抗浮計算32 7.3浮運、沉放施工348、 沉管隧道的接頭與接頭處防水 8.1接頭的功能38 8.2接頭聯結方式和構造38 8.3接頭的施工和要求399、 沉管基槽回填、覆蓋和防護 9.1沉管基槽回填、覆蓋43 9.2沉管隧道防護4310、 附屬工程施工4411、結束語 4412、附表、附圖 4645 / 48文檔可自由編輯打印沉管隧道施工技術研究 中鐵第十三工程局第四工程處 劉紹石 李樹軍 岳麗敏 陳廣宏【摘 要】 通過對沉管隧道的干塢修筑、管段預制、基礎

3、施工、浮運沉放、回填覆蓋等工序施工方法的分析研究，對沉管隧道施工全過程施工工藝確定、質量控制等進行了較詳細論述，為此類工程施工提供參考。【關鍵詞】 沉管隧道 施工技術 研究1、 世界沉管隧道發展概況自1910年美國用沉管法修建第一條水下隧道以來，至今已有90多年的歷史。截止1998年，世界上共修建107座沉管隧道，其中美國、荷蘭、日本等國修建的數量較多，中國共修建9座沉管隧道，其中內地修建2座（879延米），香港修建6座（7562.5延米），臺灣修建1座（720延米），共計9161.5延米。2、 沉管隧道工程簡介2.1.用管段沉放法修建水下隧道是一種重要的越江手段,是集水運、公路、橋梁、地下建

4、筑、房建、鋼結構、通訊、照明、消防、給排水、監控等綜合技術的交通樞紐工程。至今，仍沒有較科學系統的設計施工規范和標準。沉管隧道工程從其項目的確立到其設計、施工都要根據不同的水文、地質、航運及使用功能等方面的需要，建立大量的相應試驗模型和數據庫，并進行技術分析論證，確保各項技術指標的科學合理。同時，各專項試驗貫穿施工全過程，利用試驗確定的參數和現場勘測的數據，科學指導施工。沉管隧道施工技術含量高，難度大，多學科技術綜合運用集中。2.2.沉管隧道工程通過在岸上修建一干船塢，在干塢內預制管段，管段封閉，干塢內注水，管段起浮。利用經加工的特殊駁船，浮運至隧道位置，測量校正，管段內注水沉放。根據江河的流

5、量和回淤量，確定基槽開挖時間，待開挖至設計高程并經基底處理后，以最短時間注水將管段沉入基槽內。利用千斤頂或其它方法進行管段的初步聯接，采用水力壓接法進行最終聯接和接頭封閉，最后回填覆蓋。2.3.沉管隧道的特點和類型2.3.1.沉埋混凝土管段隧道沉埋混凝土管段隧道的特點是隧道的管段由鋼筋混凝土制成，鋼筋混凝土用于結構構造和作為鎮載物，隧道外部防水一般采用鋼板或瀝青防水薄膜。絕大多數混凝土管段隧道由多個節段用柔性接縫連在一起組成。因為每一管段是一個整體結構，更易控制混凝土的灌注和限制管段內的結構力。2.3.2.鋼殼管段隧道鋼殼隧道管段是鋼殼與混凝土的復合結構，鋼殼可作為防水層并在結構上有明顯的作用

6、。混凝土主要承受壓力和作為鎮載物，并且也有助于結構上的需要。鋼殼管段具有彈性特點，鋼殼管道隧道是一個具有柔性的整體結構。2.3.3.混凝土管段隧道技術與鋼殼管段隧道技術的比較2.3.3.1.管段制造技術比較鋼殼管須的制造：先制造全部或部分鋼殼，再在此結構中添加澆注龍骨混凝土以增加其穩定性和剛度，然后下水。管段可通過使用平衡導向結構（絞盤、千斤頂、鏈條等）側向下水或端頭下水。管段浮在水上后，如有必要，可將其拖到一個艤裝碼頭對鋼結構進行最后裝備，然后灌注全部或剩余混凝土，另外還安設一些水上作業特殊需要的裝置，如臨時性的擋頭板、接縫結構和進入豎井。沉放前在管段上鋪設附加的鎮載混凝土或礫石。這種管段制

7、造技術可用于造船、造船臺以及輪船升降機、船塢或臨時性船塢渠。混凝土管段制造是修筑干塢船或利用現有的船塢（經過局部改造）來建造。通過降水處理加固塢底、修筑防排水系統、管段模板設計加工、管段砼施工工序、工藝設計及控制等、完成管段制造。封閉管段、注水起浮、錨泊存放，下沉連接、回填覆蓋等完成隧道施工。2.3.3.2.沉放技術比較鋼殼管段的沉放采用混凝土或礫石做為鎮載。混凝土管段的沉放采用管段內注排水來控制管段的沉浮。2.3.3.3.成本比較因沉管隧道設計施工的復雜程度較高，控制因素較多，故不能簡單地對成本進行科學合理的比較。2.3.3.4.混凝土管段隧道及鋼殼鋼段隧道在質量、防水性、壽命、可靠性、維修

8、等方面的最終結果是一致的。2.3.4.懸浮隧道：懸浮隧道的錨固系統已取代了浚挖作業，對浮力的假設與沉埋隧道完全不同。雖說目前還未建成一座懸浮隧道，但其數據收集和對環境影響的判斷以及采取的技術革新與一般沉管隧道是基本相一致的。2.4.沉管隧道的優點：可縮短施工期，減少時間超出和費用超支的風險，時間上的延誤可以通過加快某些作業或者通過采取增加設備和相應的補救措施來彌補。3、 沉管隧道施工準備3.1.技術準備3.1.1.外部情況和環境條件的調查、分析、判斷3.1.1.1.水力情況3.1.1.1.1.數據收集與方法的選用數據收集取決于工程當地的條件、工程特定的要求和可以獲得的信息。長期信息（即經過51

9、0年時間收集的數據）是最為可取的。同時，判別選定關鍵的、重要的、可利用的信息、處理信息的方法及在未預見情況判定上，可通過熟練的專家對相關條件和情況進行評價，達到避免其發生的目的。3.1.1.1.2.水流的速度及方向、水深、水流的性質和流量，分散和懸浮特征收集水流速度及方向的長期數據，并建立數據庫，測量水流速度、方向、潮汐情況，做好實測記錄，與收集的數據進行比較分析，來規劃拖船的能力、沉放設備、管段內的設施和拖運、沉放時間，科學合理地確定施工工序。有必要建立水上作業時測量記錄流速及流向的系統。3.1.1.1.3.水的比重、水中各層的有氧和缺氧狀態由于沉管隧道的設計與施工與浮力原理有直接關系，因此

10、必須準確了解水的比重。水的比重在一段時間內可能隨地點、深度、沉積和溫度的不同而不同，而氣象與水力條件之間的相互關系，對水的比重也有影響。根據沉管隧道位置，劃定合理區域，按不同時間、溫度、深度進行水的比重測量，并做好記錄，是必要的。水的比重范圍為0.98501.003。3.1.1.1.4.潮汐潮汐會引起水流速度及水位的變化，對管段制造場地的選擇和設計、管段的水上運輸和沉放、沉放地段的長度都有影響。通過詳細的調查、分析，判斷最適合水上作業或所需環境的“潮汐窗口”時期，以確保施工安全及施工精度。3.1.1.1.5.波浪、大海浪和擊岸波波浪、大海浪的作用對管段的運輸和沉放作業影響較大，擊岸波對沉埋的排

11、水也有影響。同時，隧道管段本身的頻率與風、海上條件和/或航運行船引起的波浪或大海浪的可能頻率之間的相對關系，對停泊在艤裝碼頭上的隧道管段有巨大的影響。因此，對波浪、大海浪及擊岸波要建立監測系統，收集相對準確的數據資料，做為管段運輸、沉放、停泊施工方案設計的依據。3.1.1.1.6.沉積形成沉積的主要原因：（1）基槽處流速的突然降低。（2）當與海水混合時，懸浮在淡水中的沉積物絮凝并沉到底部，形成薄薄的一層泥。而以后的潮汐作用在其上形成多次沉積并可能產生固結。（3）在大流量和高流速水道中，可能存在著沿河底攜帶輸送的材料（砂、卵石），這些材料很容易在已浚挖好的基槽中沉積。（4）在某些條件下，為工程進

12、行的一些活動或在工程附近的作業都可能增加沉積量。沉積對基槽的維修、基礎的質量和安裝的鎮載系統的質量、數量有影響。對不同流速下的沉積速度等狀況的調查是必須的。3.1.1.1.7.河流/海洋的其它特點及障礙主要是指涉及結冰（冰塊）、海藻和貝殼（或魚）以及浚挖基槽位置上出現的沉船一類障礙的情況等。3.1.1.1.8.水力模型在上述數據的測量記錄基礎上，建立相關水力試驗模型，對拖運沉放作業方案和操作方法的科學制定，有著非常重要的指導意義。水作用于管段上的力的計算： F= 0.5·A··V2·Cd 式中：A垂直于水流的管段暴露的表面積；水的比重；Cd摩擦系數（拖運

13、系數）；V相對速度，即管段速度與水流速度之差。摩擦系數Cd隨特定工程的環境不同而不同，受隧道管段形狀、河流狀態、基槽布局、位于水中的管段尺寸和在河流中管段阻塞因素的影響，是由試驗室試驗得出。實踐證明，試驗得出的摩擦系數與實際值相吻合。因此建立水力模型是必須的。3.1.1.2.氣象方面3.1.1.2.1.數據的收集和方法的選擇收集長期氣候信息，建立現場氣候監測和預報臺，對預先了解各種作業時的氣候條件，以采取相應的合理作業方案，是必須的，也是提前確定氣候“窗口”（即指氣候條件適宜于拖運和沉放作業的時間段）的必要依據。3.1.1.2.2.建立風、溫度、能見度、雨、雪氣象情況的監測系統及數據資料庫，并

14、對數據進行分析、判定和處理，及時進行氣象情況的預報工作，是保證工期、安全及盡可能地降低費用的必要手段。3.1.1.3.航運/航海主要進行航運量的調查，與航運部門和有關人員針對沉管隧道施工對航運的影響、封航時間等進行協商，以確定施工方案。同時，調查分析輪船運行對已沉放隧道管段的吸力及對系留在艤裝碼頭的隧道管段產生的影響，提出輪船運行的限定標準和錨定或系留隧道管段纜索的質量要求。3.1.1.4.土壤調查收集該地區的地質歷史，曾進行過的工程及對土壤的影響、巖層分布等方面的資料，做基槽浚挖邊坡穩定性試驗，實地勘測基槽中土壤的礦物成份、粒度成份、密實度、強度、粘度、固結程度、剛性材料的成份分布、污濁物的

15、性質和污染程度，有機物的含量，粗碎屑的氣體含量和化學性質等方面的數據，并結合工程特點，進行沉陷分析及預測。3.1.1.5.對現場及受現場活動影響地區的生態條件的調查物理條件：溫度、光的強度和穿透度、沉積特點、掩蔽區/掩藏的地方、水流和波浪的能量。化學條件：含鹽量、氧氣密度、養分、有毒物質、絮凝作用。生物條件：食物關系、伴生物種。3.1.1.6.地震方面：主要了解地震裂度，發生頻率、周期等。3.1.1.7.了解周圍環境對干船塢施工的限制，以便盡可能優化干船塢的位置及施工方法，減少對環境的不良影響。3.1.2.沉管隧道施工的基本順序基槽浚挖 干船塢建造 第一批管段制作 起浮、拖運第一批管段臨時停舶

16、存放基底處理 第二批管段制作 起浮、拖運 沉放、接合 回填覆蓋 路基鋪裝 內裝設備 其 它3.1.3.進行詳細的圖紙會審,并與現場實際對照、復核。3.1.4.對干船塢施工、管段予制、基槽施工、拖運、沉放等方案邀請專家進行論證，并確定初步施工方案。3.1.5.建立監測系統、試驗系統、通訊系統，確定測量方案及試驗項目。3.2施工機械設備 詳見附表。3.3.組織機構 總指揮部 干塢工區指揮部 沉管工區指揮部 干 塢 構 筑 施 工 隊 管 段 預 制 施 工 隊 隧 道 內 設 備 安 裝 隊 基 槽 開 挖 施 工 隊 基礎及地基處理施工隊 管段浮運及沉放施工隊 隧道回填覆蓋與防護施工隊艤裝碼頭、

17、構筑及管段臨時存放施工隊3.4.材料物資準備因隧道管道混凝土對粗、細骨料、水泥、外加劑、水的特殊要求，須盡早開始料源的調查，并取樣檢驗。原材料檢驗合格后，進行配合比設計，水灰比控制在0.53以下，并盡可能增加粗骨料含量的百分比。粗集料采用粒徑小于40mm的連續級配碎石，選用適宜的外摻料取代部分水泥，選用適宜的外加劑來減水、緩凝、增密，以最終達到降低水化熱的目的。4、 干船塢施工4.1.干船塢施工方法根據工程特點及工期要求，結合干塢處的地質、地下水位情況，選定適宜的施工方法。一般干船塢施工方法有兩種，即干挖方式和先濕挖后干挖方式。干挖方式施工便利，可同時采用多臺套的大型機械施工。能合理選擇干塢塢

18、門及出塢航道的施工時機，對防洪影響較小。干塢的挖方就近棄于干塢附近，經整平后作材料堆放場地等。開挖及干塢施工完成后的回填均較便利。但干挖前，需預先采取降水措施。先濕挖后干挖方式是利用開挖船在干塢預制或在出塢航道開挖及支護完成后，進行干塢開挖，且塢門必須在洪水季節來臨前完成，施工組織難度較大。并且這種開挖方式需要大面積的卸泥脫水區，并需較長的管道輸送。干塢施工完成后，經脫水后的泥砂還需要回運至干塢處回填。 干挖方式和濕挖方式主要項目對比表開挖方式 項目 施工防 排水施工 機械施工用地施工 場地對季節 要求對邊坡 影響工期 影響干挖方式防滲墻深井 降水推土機鏟運機挖掘機占地 較少較 開闊無無調整余

19、 地較大濕挖方式防滲墻絞吸式挖泥機臨時卸泥區占地較大較 狹小枯水期施工抽水不當可引起邊坡坍塌調整余 地較小4.2.干挖方式修筑干船塢4.2.1.群井降水設計及施工（1）現場做抽水試驗確定滲透系數K 設1個觀測孔時：K=0.73Q(l1l)(2HSS1)(SS1) 設2個觀測孔時：K=0.73Q(l2l1)(2HS1S2)( S1S2)K滲透系數（m/d）；Q抽水量(m3/d)； 抽水半徑(m)； 1、2觀測孔1、2至抽水井的距離(m)；h由抽水井底至完全井的動水位距離(m) 抽水井Q 1 觀測井 2 s抽水井的水位降低值(m)； s1、s2觀測孔1.2的水位降低值(m)； s2 H含水層厚度(

20、m)； s s1 （2）抽水影響半徑計算： H h2 R0=R+0 h h1 R0抽水影響半徑（m）； 抽水井 1 X0 假想半徑（m）； 2A 干塢平面面積（m2）；（3）井點涌水量計算：無壓完整井深井井點涌水量計算：Q=1.366K·(2HS)·S(lgR0lgX0)無壓非完整井深井井點涌水量計算：Q=1.366K·(2HaS)·S(lgR0lgX0)Ha 無壓非完整井含水層有效帶寬度（m），當當:S(Sl)為0.2, Ha =1.3(Sl)；當:S(Sl)為0.3, Ha =1.5(Sl)；當:S(Sl)為0.5, Ha =1.7(Sl)；當:S(

21、Sl)為0.8, Ha =1.85(Sl)；S´地下水位線至井點過濾管上端的距離（m）；過濾管長度；LS 水位降低值；（4）深井過濾器進水部分需要的總長度：L=Qq (m)q深井單位長度進水量(m3/d)；r深井井點半徑；（5）群井抽水單個深井過濾器浸水部分長度：H0抽水影響半徑為R的一點水位（m）； H0=HSn深井數量（個）；以nhQ來核定深井數量。（6）群井同時抽水時的總涌水量：Q=1.366K·(2HS1)·S1lgR01/(lgX1·X2·X3Xn)以Q>Q來核定降水能力；通過x1、x2xn多次排列調整，確定群井最佳排列組合及合

22、理井距；x1、x2xn 各點至井點群重心的距離（m）；（7）井點管的埋置深度：H=h1+h2+h+IL1+h0h1 地下水位至基坑底面的距離（m）；h2 井點管埋設面至進下水位的距離（m）； h降水后基坑范圍內最高水位至基坑底面的距離（m）；I 降水曲線坡度，一般取1/10；L1井點管中心至基坑中心的水平距離（m）；h0濾水管浸水部分長度（m）；（8）根據Q´及管的埋置深度選擇適宜的水泵。（9）群井降水施工：根據地質狀況，選定適宜的鉆機進行成孔施工，然后下管回填滲水料，管頂段1.02.0 m范圍內填充粘土封閉。修建抽水機房，安裝抽水機系統和抽水管道系統，修筑排水溝渠，進行抽水降水，設

23、觀測口及時觀測水位。4.2.2.干塢采用群井降水，一定時間后，利用推土機、鏟運機、挖掘機和自卸汽車，根據不同地質，采用不同坡率放坡開挖，并在地層分界處修筑寬度不小于2.0 m的臺階。開挖土方棄至指定地點，并分層攤鋪。在臺階處適時采用定噴高壓噴射注漿構筑防滲帷幕，達到止水穩定邊坡目的。繼續開挖至設計塢底標高。進行塢底整平，開始邊坡支護、坡面防護及塢底回填施工。管段預制基礎下一定范圍（一般為6080cm）內自下而上換填碎石、石屑層，碎石、石屑和水泥層，級配碎石、礫砂、水泥層及細石、礫砂找平層。各層均用機械攤鋪、整平并碾壓密實。干塢塢底根據工程特點，可采用不小于15厘米的素混凝土覆面， 為預制施工創

24、造良好條件。在干塢坡面上，須施工不少于兩條坡度適宜的施工便道，坡面及塢底便道路面，自下而上可采用碎石、石屑底基層和泥灰結碎石路面，并分層整平碾壓密實。4.3.先濕挖后干挖方式修筑干船塢采用絞吸式挖泥船開挖干塢淤泥，首先在干塢側修建卸泥圍堰和干塢四周的臨時防洪堤。根據干塢平面面積及工期要求，確定濕挖作業的挖泥船數量。挖泥船破開既有堤壩，進入塢址作業。開挖至距設計塢底2.0 m左右時，停止作業，退出塢址，及時封堵堤壩龍口。封堵作業完成后，集中抽水設備，排除塢內積水，抽水過程，要合理控制排水速度，防止邊坡失穩坍塌，塢內積水排除后，使用高壓水槍沖擊塢內淤泥，用大功率的泥漿泵抽排淤泥。淤泥清除完成后，開

25、始按設計坡度修筑干塢邊坡，施工防滲帷幕，修筑開挖施工便道，利用推土機、挖掘機等機械挖除塢內剩余土方，構筑坡面支護擋護工程，開始塢底基礎換填，并分層碾壓密實，盡快鋪設塢底排水系統。便道、管段予制基礎加固、塢底覆面等施工同干挖方式施工。4.4.塢內排水系統施工4.4.1.塢內地面排水系統（1） 作用：在管段的制作和養護過程中，使用水量較大，為方便、快捷地排除施工殘水、降雨及滲水，而設置塢內地面排水系統。（2） 組成：塢底地面排水系統主要內中央排水溝、邊溝及集水井組成。管段施工殘水、養護水和降雨等由中央排水溝排至邊溝，再由邊溝引排至集水井，干塢邊溝同時匯集邊坡地表水、邊坡滲水，引排至集水井，最后由抽

26、水機直接抽排出塢外。4.4.2.塢底地下排水系統（1） 作用：排除地下滲水，確保塢底地下水位處于塢底1 m以下，在塢底換填基礎下設置地下排水系統。（2） 組成；主要由碎石盲溝、軟式透水管、窨井、集水井組成。碎石盲溝排出的地下水經由軟式透水管、窨井，匯集至集水井，再由集水井抽排出塢外。4.4.3.在排水系統施工中，根據設計圖紙，明確各排水溝的排水方向，準確控制排水溝底標高是關鍵，各排水溝相接、相交處的施工質量更不容忽視。4.5.塢門及出塢航道施工4.5.1.塢門首先施工塢門護岸、鉆孔灌注樁或鋼板樁支護，開挖塢門處土方，施工塢門、塢墩基礎（一般為鋼管樁或鋼板樁或鋼筋砼打入樁）和塢門底防滲帷幕（一般

27、為旋噴樁或鋼板樁）。基礎施工完成后，開始塢墩混凝土施工。同時進行塢門的加工制作和塢門安裝。塢門通常采用浮箱式塢門，啟閉方便。4.5.2.出塢航道航道鋪底施工次序：干塢內航道干塢外一定距離內航道臨時圍堰干塢外剩 余航道干挖施工過程中，根據設計要求，嚴格控制航道底標高，先支護后開挖，先內后外，且支護要充分。4.6.管段存放場施工根據隧道位置、水域情況，采用修筑存放碼頭或錨定躉船，存放待沉放管段。存放方式有：水下存放和水上存放。水下存放需在水下構筑存放墩和錨泊墩；水上存放，需在躉船與管段、管段與管段間設置防撞設施，存放水域必須安設警示浮標，以防船只碰撞。詳見干船塢平面示意圖，塢門示意圖。5、 沉管隧

28、道管段預制管段預制是沉管隧道的主要工序，其工期和質量不僅直接影響管段的浮運和沉放，而且關系到隧道運營的成敗。預制工藝的關鍵技術是控制混凝土的容重、管節結構尺寸精度和鋼筋混凝土裂縫。5.1.預制質量要求5.1.1.設計要求(1) 混凝土要求： 混凝土等級、抗滲性滿足結構受力及抗滲要求要求。混凝土容重允許偏差：0.02t/m3、 +0.01t/m3。抗裂要求：不允許出現貫穿裂縫，盡量避免表面裂縫，表面裂縫寬度0.2 mm。入倉溫度：28，內外溫差：25 （2）結構尺寸精度要求：內孔凈寬 ： +0 10 mm；內孔凈高 ： +0 10 mm；壁 厚 ： +0 10 mm；管 寬 ： +5 20 mm

29、；管 高 ： +5 20 mm；管 長 ： 30 30 mm。（3）端頭要求：平整度：面不平整小于3mm，每延米內不平整小于1 mm；橫向垂直度（左、右兩點之差）：小于3mm；豎向傾斜度（左、右兩點之差）：小于3 mm 。（4）防水要求：沉管管段要求以自防水為主，外防水材料要求有優良的抗滲性能，且與混凝土表面的粘接力強，有一定的抗壓、抗拉強度，有一定的延伸率，長期浸泡在水中，其性能不發生明顯變化及無環境污染，耐摩擦性能好等，同時要求施工設備簡單，操作方便。5.1.2.施工要求（1） 施工工藝要求；施工縫離底肋不小于200 mm，橫向施工縫間距應附合防裂要求，底板及頂板縱向不允許設施工縫。（2）

30、 混凝土工藝要求：水灰比小于0.53，塌落度1014cm，混凝土需進行緩凝處理，且要適應泵送運輸的要求，同時要求限制水泥用量，并盡可能增加粗骨料含量，粗骨料盡可能選用粒徑小于40 mm的連續級配碎石。（3） 模板工程要求：要有足夠的剛度，能整體移動，保證混凝土表面質量，套數滿足工期要求。（4） 施工誤差控制：水泥小于1%，砂子小于2%，碎石小于2%，外加劑小于1%，結構尺寸誤差按設計要求控制。5.2.施工順序根據每節管段的長度，以施工縫劃分施工作業段，一般每段12m18m。為防止跳躍式澆筑，施工縫處出現超標裂縫，可設1.5m左右的后澆帶。在同一作業段內，按照斷面結構分底板、墻身、頂板三個施工作

31、業塊。采用流水作業法施工。為保證工期按計劃進行，設定幾個部位工序的開工（或完工）時間做為工期控制點。如：每節管段第一塊混凝土澆筑時間；第一個端殼安裝結束時間；第一套臺車就位時間；流水作業段的最后一塊混凝土澆筑時間；第一個端封門結束時間；臺車全部退出時間。5.3.模板、臺車5.3.1.模板管段模板根據管段不同部位分為：底板外模板，邊墻內、外模板，頂板側模、底模及端模，管段底模。設計有防水鋼底板、部分外邊墻鋼板的沉管管段可不做管段底模和底板外模。因酚醛覆面竹木膠合板有一定的保溫作用，故管段預制模板采用鋼框酚醛覆面竹木膠合板模板。竹膠板厚度20mm，鋼框與面板間采用螺栓及自攻螺絲連接，同時模板鋼框加

32、勁肋與灌澆支架臺車連接，整體安裝拆除。5.3.2.澆筑臺車5.3.2.1.邊墻澆筑臺車邊墻澆筑臺車由間距為1.0m采用型鋼縱向連接的多榀門架組成。單榀門架由連結工字鋼橫梁、立柱、走行部分、模板調節系統構成。（詳見邊墻砼澆筑臺車示意圖）工作原理：利用100mm的雙螺紋絲桿調整絲箍的上下位置，改變斜桿的角度，使模板與立柱間的水平距離發生變化，安裝、校正及拆除模板。5.3.2.2.頂板澆筑臺車頂板澆筑臺車由間距為1.0m采用型鋼縱向連接的多榀門架組成。每榀門架由支撐桁架橫梁、立柱、斜撐、起落系統、走行系統組成。（詳見頂板砼澆筑臺車示意圖）。工作原理：臺車就位后，利用起落系統的機械千斤頂或高強雙螺紋絲

33、桿，支頂底板混凝土，將臺車向上頂起，走行輪與軌道之間的孔隙不小于80mm。將起落系統鎖死，開始綁扎鋼筋，澆筑頂板混凝土。拆模時，打開起落系統，調整千斤頂和絲桿，使臺車連帶模板一并下降，走行輪落在軌道上，沿軌道移走臺車，開始下一循環作業。頂板兩側斜角部分模板，采用絲桿斜撐來支拆。此模板與水平模板相接處面板及加勁肋斷開一定縫隙，對應桁架處鉸接。拆模時，首先調整絲桿斜撐，以斜板與水平板相交點處為軸，拉開斜板模板，使模板與邊墻間距達20mm后，方可落下臺車。5.3.3.模板、澆筑臺車套數由預制管段數量及工期要求來確定。5.4.鋼筋及鋼構件工程施工鋼筋及鋼構件加工，在塢外加工場地進行，在塢底綁扎安裝。為

34、確保工期和工程質量，邊墻及頂板鋼筋，在塢底綁扎完成后，利用自制龍門吊來安裝。根據管段結構尺寸及干船塢內管段預制基礎布置情況，確定龍門吊跨度和龍門吊數量。龍門吊吊裝鋼筋籠必須采用橫、縱梁來進行，以確保鋼筋籠質量。5.5.管段混凝土施工一般將混凝土拌合設備及水泥、粗、細骨料存放場、庫設置在塢外。骨料采取高堆內取，骨料的堆放高度不低于6m，并通過料堆底部地隴取料。骨料入料倉48小時后方能使用。骨料存放及皮帶運輸機范圍內設置防雨遮陽棚。采用泵送管道灌筑混凝土，插入式振搗器為主，鋪以附著式振搗器。夏季，要合理選擇灌筑混凝土時間，并采取適宜的降溫措施。5.5.1.混凝土配合比設計：在滿足混凝土的強度和抗滲

35、、抗裂條件下，選擇最佳配合比。除對常規項目進行試驗論證外，還必須進行水泥水化熱、水泥干縮、混凝土收縮、混凝土溫升等項目的試驗論證。5.5.1.1.管段重量控制（1） 混凝土容重控制：混凝土配合比通過上述全面分析和各專項試驗論證，并由試件驗證后，選定最佳理論配合比和最佳施工配合比，確定混凝土理論容重，做為考證施工過程中混凝土容重控制的基礎。各種材料（含水泥、外加劑，摻加料等）均須采用自動計量稱重設備衡器來施工。計量誤差的控制：一是按規定進行計量衡器器械的檢驗校正工作，保證計量衡器器械的精度滿足質量要求；二是在施工過程計量實施中，由專職計量試驗人員每天不定時地進行校對修正，使配合比中各種材料的誤差

36、控制在規范允許范圍內，從而保證混凝土實際容重在允許誤差范圍內。（2） 結構尺寸控制管段混凝土結構尺寸的控制關鍵是模板的設計、加工、安裝及混凝土澆筑前、澆筑過程中和驗收的精心管理控制。在管段模板設計時，要將全部荷載充分分析列入，并有一定的安全儲備，同時制定出加工工藝及質量控制標準，經過技術論證后，進行加工。在加工過程中，對模板每一構件的設計圖紙及質量標準，嚴格檢查。模板全部加工完成后，使用前，必須按圖紙進行試拼，并對其進行全面驗收。模板設計與澆筑臺車設計要配套全面考慮，并根據計算出的模板、臺車變形量，設計反向變形來調整模板安裝位置，從而使模板變形后，管段混凝土結構尺寸仍然在允許范圍內。施工工序質

37、量的嚴格控制：制定模板安裝、拆卸、運輸、存放及維護、混凝土入模、振搗施工工藝及標準。從測量放樣開始，對每一道工序及所有幾何尺寸均反復進行嚴格校對、檢查、復查、驗收，并作好記錄。明確每一道工序施工負責人、檢查執行人，明確操作者作業標準，使誤差得以系統全面地控制。模板及臺車全部支撐的牢固程度為澆筑全過程重點檢查控制項目。5.5.1.2.管段施工階段的裂縫控制（1） 混凝土澆筑前裂縫控制的計算根據施工中擬采取的防裂措施和已知施工條件，計算混凝土的水泥水化熱絕熱溫升值、各齡期收縮變形值、收縮當量溫差和彈性模量，并計算可能產生的最大溫度收縮應力。如最大溫度收縮應力不超過混凝土的抗拉強度，則所采取的防裂措

38、施能有效控制預防裂縫的出現；如超過混凝土的抗拉強度，則可采取調整混凝土的澆筑溫度、減低水化熱溫升值，降低內、外溫差，改善施工操作工藝和混凝土性能，提高抗拉強度或改善約束等技術措施重新計算，直至計算的應力在允許范圍內。水化熱絕熱溫升值計算： T(t)=( c Q·)·(1e­mt)T（t） 澆完一段時間，混凝土的絕熱溫升值（ ）；c 每立方米混凝土水泥用量（kg/3）； 混凝土的比熱； 混凝土的質量密度（kg/3）； e 常數，為2.718； m 與水泥品種、澆搗溫度有關的經驗系數，一般取0.20.4，也 可以從廠家獲取； Q 水泥水化熱量，由水泥生產廠家提供（/k

39、g） t 混凝土澆筑后至計算時的天數（d）各齡期混凝土收縮變形值：y(t)= yc(1e-0.1t)·M1·M2·M3··Mnyc 標準狀態下的最終收縮值（即極限收縮值），取3.24×104；M1、M2、M3、Mn考慮各種非標準條件的修正系數（見表1）；各齡期混凝土收縮當量溫差：是指混凝土收縮產生的變形，換算成相當于引起同樣變形所需要的溫度；Ty(t)= y(t) 混凝土的熱擴散系數. 混凝土的導熱系數（Wm·k）.=（1/P）(Pcc+Pss+Pgg+Pww).P1、Pc、Ps、Pg、Pw 分別為混凝土、水泥、砂、石、水的

40、每立方米混凝土所占的百分比（%）.c、s、g、w 分別為水泥、砂、石、水的導熱系數（Wm·k）. C=（1P）（PcCc+PsCs+PgCg+PwCw）. Cc、Cs、Cg、Cw 分別為水泥、砂、石、水的比熱（/kg·k）；各齡期混凝土彈性模量：E(t)=Ec(1e-0.09t)E(t) 混凝土從澆筑后至計算時的彈性模量（Nmm2）；計算溫度應力時一般取平均值；Ec 混凝土的最終彈性模量（Nmm2），可近似取28d的彈性模量；混凝土的溫度收縮應力：=E(t)··T(1)·S(t)·R （Nmm2） T 混凝土的最大綜合溫差（）T=T0

41、(2/3)T(t) Ty(t)Th)T0 混凝土的入模溫度（）；Th 混凝土澆筑后達到穩定時的溫度，一般根據歷年氣象資料取當年平均氣溫（）；S(t) 考慮徐變影響的松馳系數；齡期(d)0 0.5 1 2 3 7 10 15 20 28 40 60 90S(t)10.6260.6170.590.570.5020.4620.4110.3740.3360.3060.2880.284R混凝土的外約束系數，當為巖石地基時，R=1，一般地基為0.250.50； 混凝土的泊松比，一般取0.15 0.20； 混凝土和鋼筋混凝土極限拉伸計算： pa=0.5fct（1+/d）×10-4 fct混凝土的抗

42、拉設計強度（N/mm2） 配筋率（%），=EaAa/EbAb Ea、Eb分別為鋼筋、混凝土的彈性模量（N/mm2），Aa、Ab分別為鋼筋混凝土的截面積； D鋼筋直徑（cm）。 （2）混凝土澆筑后裂縫控制的計算在管段混凝土澆注后，根據實測溫度值和繪制的溫度升降曲線，分別計算各降溫階段的混凝土溫度收縮拉應力。如果累計總拉應力不超過同齡期的混凝土抗拉強度，則表示所采取的防裂措施能有效控制預防裂縫的出現，如超過該階段時的混凝土抗拉強度，則應采取加強養護、保溫等措施，使其緩慢降溫和收縮，提高該齡期的混凝土的抗拉強度，以控制裂縫的發生。混凝土絕熱溫升值計算：T(t)=(mc·Q)/（c·

43、;)）(1emt)Tmax= mc·Q/c·T(t)、mc、Q、c、e、m、t等的符號意義同（1）；Tmax混凝土的最大水化熱溫升值（）；混凝土實際最高溫升值：根據各齡期的實測溫度升降值及溫度升降曲線，計算各齡期實際水化熱最高溫升值。Td=TnT0Tn各齡期實測溫度值（）；T0 混凝土入模溫度（）；混凝土水化熱平均溫度：Tx(t)=T12/3T4=T12/3(T2T1)T1 保溫養護下混凝土表面溫度（）；T2 實測混凝土結構中心最高溫度（）；T4=T2T1混凝土結構截面上任意深度處的溫度：Ty=T1(14y2/d2)T4d 結構物厚度；y 基礎截面上任意一點離開中心軸的距離

44、；各齡期混凝土收縮變形值，當量溫差及彈性模量：計算同（1）各齡期綜合溫差和總溫差：綜合溫差：T0(t)= Tx(t)Ty(t)Ty(t)各齡期混凝土收縮當量溫差（）；總溫差：為混凝土各齡期綜合溫差之和：T= T0（1)T0（2)T0（3)T0（n)最大溫度應力值： 混凝土線膨脹系數，取1×105； 泊松比，當結構雙向受力時，取0.15；Ei(t) 各齡期混凝土的彈性模量；Ti(t) 各齡期綜合溫差，均以負值代入；Si(t)各齡期混凝土松馳系數cos h 雙曲余弦函數，可由函數表查得； 約束將態影響系數，H 結構厚度（）；Cx 水平阻力系數（N/mm2），此處可取100 N/mm2；L

45、 結構底板長度（）；降溫時混凝土的抗裂安全度：K=fct/(t)1.15fct混凝土的抗拉強度設計值；（3）防止管段制作時開裂的措施管段混凝土制作時產生裂縫的原因主要在于：干船塢地基不均勻沉降、混凝土干縮、沉縮、溫度應力。因此，可采取如下防開裂措施：防止地基不均勻沉降的措施：塢底嚴格按設計換填，并碾壓密實，采取設置后澆帶及按次序分段澆筑，排、注水系統良好。防止干縮開裂的措施：混凝土澆筑后12小時覆蓋養護，濕養環境濕度70以上，濕養時間不少于14天，養護水溫與混凝土表面溫度相近。防止沉縮開裂的措施：選擇級配良好的粗、細骨料，粗骨料選用最大粒徑小于40mm連續級配碎石；水灰比小于0.53；選用適宜

46、的外摻料，如粉煤灰代替水泥并降水化熱；選用有減水、緩凝、增密作用的外加劑（包括補償收縮用的膨脹劑）；選用恰當的振搗工具及與粗骨料粒徑相匹配的振搗參數；選擇早強、水化熱低且干縮小的水泥，采用底板、邊墻、頂板的混凝土澆筑次序；根據外部環境條件確定合理的澆筑時間，采用水冷散熱系統，注射液氮或添加冰水，原材料覆蓋高堆，泵送混凝土管道外纏泡沫膜等混凝土降溫方法；選用性能良好的隔熱模板；未滿7天的混凝土本體溫降或溫升應不超過3d；脫模時間，要避開水化熱峰值和內外溫差過大的時間，且混凝土強度不低于2.5Mpa；混凝土拌合出機至澆筑完畢的時間：當氣溫低于25時，不大于90分鐘，當氣溫大于25時，不大于60分鐘

47、。（4）管段混凝土裂縫及施工縫處理裂縫防水處理：針對貫穿性的裂縫，使用低粘度、高滲透性的化學漿材充填；針對未貫穿裂縫，采用高滲透性的混凝土密實劑進行表面涂刷防水涂料進行封閉。施工縫的防水處理：施工縫處均設置加強鋼筋，并安裝兩道止水帶，一道為橡膠止水帶，一道為鍍鋅止水鋼片。也可根據實際情況設置一道橡膠止水帶。5.6管段檢驗與修復管段浮運之前，在塢內進行質量檢查與測試，以驗證其各項指標是否符合設計標準和要求，同時，對發現的問題進行必要的修復。5.6.1檢驗（1） 外形尺寸檢查：重點是管端傾斜度，如果誤差超限，必須在塢內予以修整。（2） 各種預埋件與焊接質量檢查：預埋件是否有遺漏、位置是否準確、焊縫

48、質量是否符合標準要求。（3） 裂縫的檢查與測量仔細檢查管段是否開裂，如有裂縫，應查清裂縫的寬度、長度與深度，對超出允許范圍的裂縫要作好標記，以便修復。（4） 試浮待以上各項檢查均通過后，塢內灌水，進行管段起浮試驗，驗證干舷值是否符合設計要求，為防錨層和壓載重量的調整提供準確的參數。（5） 水密性檢查管段在塢內應進行水密性檢查，驗證其防水性能，如有滲漏，便于采取補強措施。（6） 修復管段在制作中產生的各種誤差，可通過一般的施工措施加以控制或修復。對管段在制作中出現開裂產生滲漏，則可按以下措施預以修復：（1） 化學灌漿法其材料可選用丙凝、聚胺脂或環氧樹脂，施工工藝可采用單、雙液兩種方法。（2） 防

49、水砂漿或涂料封堵對大面積滲漏，一般原則是將大變小、變面為線、變線為點，面積大時可選用適宜的防水砂漿或涂料進行封堵。（3） 作整管段的外貼防水層防水涂料：如乳化瀝青、焦油聚氨脂等。柔性防水卷材：如EVA、EBC、PE、三元乙丙等。6、沉管隧道基礎施工 沉管隧道基礎施工分為基礎開挖和基礎施工兩階段。其施工順序如下： 先鋪法基槽粗挖精挖基槽修整清淤整平管段沉放 基礎處理 后填法 6.1.基槽開挖（疏浚） 開挖前應作基槽邊坡穩定性離心模擬試驗和回游平面二維泥砂數學模型、物理概化模型試驗，并根據水文、地質、工程數量、工期要求、施工航道寬度、水深等條件采用合理的疏浚方案。 6.1.1.基槽開挖時間的確定

50、根據回淤計算基槽、地質狀況和管段沉放時間，具體確定基槽開挖時間。一般在管段沉放前10天開始施工（泥砂質河床）。 6.1.2.開挖施工機械設備 基槽開挖機械設備主要有：戽頭式挖泥機、帶切泥頭或吸泥頭的吸泥或挖泥機、帶抓斗的起重機等。上述機械安裝在錨柱式、錨固式駁船上進行作業，由運泥船將開挖泥砂等運至指定區域卸掉。 6.1.3.開挖施工 將疏浚船停泊在隧道位置，經測量準確定位后，開始作業。基槽開挖分粗挖和精挖兩個階段，首先挖至距基底設計標高1.0m2.0m，然后采用抓斗式挖泥船進行精挖。在開挖全過程，對基槽位置、寬度、深度和邊坡經常檢查，合理控制。精挖完成后，由潛水員進行水下噴射修整工作。如遇孤石，根據實際情況，可采用抓斗式挖泥船、巖石破碎機或水下鉆爆等方法開挖清除。基槽開挖長度應比相對應管段長30米左右。 基槽開挖后，及時進行清淤，以確保隧道基礎的質量。清淤主要采用氣力吸泥泵等高效清淤船來進行。清淤后立即進行基底整平。6.1.4.在開挖過程中，要經常監測疏浚作業對環境的污染，并