技术与市场 技术研发 第１８卷第８期２０１１年 隧道沉管法施工技术 朱 林 （驻马店市公路工程开发公司，河南驻马店４６３０００） 摘要：根据实践经验就隧道沉管法施工技术进行详细的阐述。 关键词：隧道；沉管法；施工技术 ｄｏｉ：１０．３９６９６．ｉｓｓｎ．１００６－８５５４．２０１ １．０８．１３３ 我国应用沉管法修建水底隧道虽然起步较晚，但发展较 ３．２ 管段的水密性控制 快。目前在广州、浙江等地有多座沉管隧道正在建设之中，初 水密性控制的目的是为了确保管段的防水性能，使隧道投 步估算，我国（含港台）已建和在建的沉管隧道至少在１５座以 入使用后无渗漏。管段的防水按材料分有刚性防水、柔性防水； 上。另外，琼州海峡、长江流域等有多座隧道规划采用沉管法施 按防水部位分有外防水、结构自防水和接缝防水。 工。 ３．３端封墙 １ 沉管隧道施工工艺流程 在管段浇筑完成、模板拆除后，为了便于水中浮运，需在管 沉管法施工的一般工艺流程如图ｌ所示，其中管段制作、基 段的两端离端面５０—１００ ｃｍ处设置封墙，通常叫端封墙。封墙 槽浚挖、管段的沉放与水下连接、管段基础处理、回填覆盖是施 可用木材（已很少采用）、钢材或钢筋混凝土制成，也有的采用 工的主体。 钢梁与钢筋混凝土复合结构。采用钢筋混凝土封墙的好处是 ｌ颓ｌ ｌ墓精｝ — ——＿ 变形小，易于防渗漏，但拆除时比较麻烦；而钢封墙采用防水涂 一１ｌ詈段｝＿Ｊ 刊ｌ Ｉ 卜主 竣二［ 料解决了密封问题后，装、拆均比钢筋混凝土封墙方便得多。 端封墙上设有鼻式托座（简称鼻托）、排水阀、进气阀、人员 Ｌ＿＿＿＿＾＿—— 蕾敷出坶、’ ｜盍，蒜泊 麓墟弼Ｄ蕊筑最岸上曩麓工Ｈ机电盘靛 出入孔以及拉合结构。排水阀设在下面，进气阀设在上面，人员 图１ 沉管法施工的一般工艺流程 出入孑Ｌ应设置防水密闭门并应向外开启。 ２干坞 ３．４压栽设施 干坞是坞底低于水面的水池式建筑物，是修建矩形沉管隧 由于管段浮运就位后要沉放到水底，靠管段本身的重量不 道的必需场所。通常是在隧道附近开挖一块低洼场地用于预制 能克服水的浮力时需对管段进行加载。加载可用石碴、矿碴压 隧道管段。干坞是一项临时眭工程，隧道施工结束后便完成其 载，也可用水来压载。用水箱压载简单方便，采用较多。压载水 使命。除此之外，干坞内外还要修筑车道，以便运送设备、机具 箱在管段上对称设置，每节管段至少要设四个水箱，对称布置 及材料。为防止坞内积水，坞底设有明沟、暗沟和集水井等，坞 在管段四角，使管段保持平衡，平稳地下沉。压载水箱可采用 外要设置截水沟和排水沟。 全焊钢结构，不易渗漏，但不易拆除。拼装式水箱便于安装拆 ３管段的制作 卸，可重复使用。压载水的容器要在封墙安装之前设置在管段 沉管管段是在地面预制的，所以其基本工艺与地上制作其 内部。水箱的容量及数量取决于管段干舷的大小、下沉力的大 它大型钢筋混凝土构件类似。由于沉管预制管段采用浮运沉放 小，以及管段基础处理时抗浮所需的压重大小。 的施工方式，而且最终是埋设在河底水中，因此对预制管段的 ４沉管隧道的浚挖 对称均匀性和水密性要求很高。为保证浮运和下沉，管段上还 沉管隧道的浚挖工作一般有沉管的基槽浚挖、航道临时改 要设置端封墙和压载设施。 线浚挖、出坞航道浚挖、浮运管段线路浚挖、舾装泊位浚挖。 矩形钢筋混凝土管段一般在临时干坞中预制，制作完成后 现侧重对沉管基槽施工技术作详细介绍： 往干坞内灌水使管段浮起，然后拖运管段至隧址沉放。管段制 基槽施工主要是利用浚挖设备，在水底沿隧道轴线、按基 作对混凝土施工要求很严格，要保证干舷和抗浮安全系数以及 槽设计断面挖出一道沟槽，用以安放管段。基槽浚挖是所有浚 防水要求。 挖工作中最为重要的一环，应根据现场地质与水力资料确定合 ３．１管段的对称、均匀性控制 理的浚挖方式和浚挖设备。 管段制作时对称性控制是为了确保矩形管段在浮运时有 管段基槽浚挖亦可分粗挖和精挖两次进行。粗挖挖到离管底 足够的干舷。管段在浮运时，为了保持稳定，必须使沉管顶面露 标高约Ｉ ｍ处，精挖在临近管段沉放时超前２～３节管段进行，这样 出水面，其露出高度称为干舷。具有一定干舷的管段，遇风浪后 可以避免因管段基槽暴露过久、回淤沉积过多而影响沉放施工。 产生反向力矩，保持平衡。干舷的高度应适中，过小则稳定性 ５管段沉放与连接 差，过大时沉设困难。浮力设计时，按照最大混凝土容重，最大 管段在干坞中预制好、沉管基槽开挖及基础处理好后便可 混凝土体积和最小河水的比重来计算干舷。 （下转第１９３页） ７９７ 技术与市场 技术研发 第１８卷第８期２０１１年 现浇混凝土挡土结构，土压力盒安装是在要观测槽段的钢筋笼 ４基坑监测的预警 上布置一幅土工织布帷幕。帷幕上土压力盒的安装位置事先缝 确定测试项目的警戒值至关重要。在工程监测过程中，应 制一些安装袋，土压力盒安装在帷幕上，随钢筋笼放人槽段内。 根据具体工程预先确定相应的警戒值，以判断受力状况是否超 帷幕使现场浇筑混凝土后土压力盒处于挡土构件和被挡土构 出允许范围，一旦超过允许范围，应调整施工方案。一般情况 件之间。为使土压力盒均匀受力，且有较大的受力面积，土压力 下，警戒值由单位时间内允许变化量和总允许变化量两部分控 盒宜采用沥青囊等间接传力结构。 制。 ２．４．２压力值测试 由于基坑周围环境、工程规模、地质条件等方面的不同，警 基坑开挖施工过程中，围护结构内外土压力失衡往往是因 戒值也有差别。对于基坑围护结构倾斜与发展分析，可以通过 为坑内土体的卸载。基坑开挖后，土压力盒的受力膜受到土体 分析测斜结果得出，当周围环境无严格的位移要求时，其最大 的作用，振弦式读数仪测得的土压力盒频率随受力膜所受压应 位移通常控制在８０ ｍｍ以内。对于周围存在要求严格保护建筑 力的增大而增大。在实际工程中，可以用振弦式读数仪实测其 物的基坑，维护结构位移的控制标准应根据保护对象的具体要 频率的变化，求得土压力值 求来确定。根据设计计算书确定弯矩及轴力，一般将警戒值定 ３监测结果的分析评价 在８０％的设计允许最大值内，坑内降水引起坑外水位下降不得 ３．１ 对沉降和沉降速率的计算分析 超过１ ０００ ｍｍ。基坑开挖时引起的立柱桩沉降或隆起不得超过 沉降要区分是由地下水位变化等原因引起还是由支护结 １０ ｍｍ。煤气管线的水平位移或沉降都不能超过１０ ｍｍ。 果水平位移引起的。地下水位降低会较快地引起地面较大幅度 ５工程实例 的沉降，应高度重视，沉降发生时间比水平位移发生时间滞后 某工程为四层地下室，基坑最深处可达３０ ｍ，因周边邻近 ５～１０ ｄ左右。为了能够及时掌握沉降的发展，应对邻近建筑物 建筑均为高层住宅和商业综合楼，对基坑支护要求比较高。设 的沉降观测结果进行认真分析，并与有关规范中的沉降限值要 计要求为一级支护体系，采用的支护方式为“疏密排桩＋锚索＋ 求相比较。重点观测基坑周围不均匀沉降较为明显的房屋，并 局部内支撑”体系。 用曲线表示位移的大小和位移速率，以便工作人员判断基坑内 本工程需对邻近建筑物进行沉降监测，在开挖前可在周边 外是否存在问题。 １—３倍开挖深度范围内的邻近建筑物上埋设测点，并测得基 ３．２支护结构顶部水平位移的定量分析 数。在基坑开挖期间，采用Ｎ３精密水准仪进行沉降观测，每天 首先计算积累位移量和位移速率，然后用曲线表示位移随 观测一次，如果基坑受扰动或遇下雨，工作人员应增加观测频 时间的变化关系，再对支护结构顶部的水平位移进行深入细致 率。对于土体水平位移监测，可以选用合适的测斜管埋设在基 的定量分析，这种分析能够帮助技术员考虑下一步需要注意的 坑外侧土体中，采用钻孔埋设，用ＣＸ一０１型测斜仪测出支护土 相关事项。由于开挖深度、支撑不及时、渗漏、积水等原因，可能 体的变形量，最后利用信息化处理得到土体的侧向位移。同时， 使顶部水平位移速率增大，如果在具体工程中出现这种现象应 可根据具体情况对土压力、水压力等进行监测。 对引起速率增大的原因进行准确记录和认真分析。 ６结语 ３．３ 支护结构位移变化和稳定性分析 当前越来越多的基坑工程向大深方向发展，基坑支护的监 支护结构的位移变化规律和稳定性分析可以采用数值模 测逐渐变得重要。在实际工程中，应采取正确的监测方法，并对 拟分析法，分析完成后，还应判断原设计方案是否合适，同时预 监测结果进行详细分析评价，同时应根据具体情况确定相应的 测开挖时可能出现的新动态，确保施工顺利进行。 警戒值，以确保基坑支护的稳定。 ３．４监ｌ刹结果的综合分析和相互比较 参考文献： 为判断现有设计和施工方案是否合理，应将新的监测资料 【１】夏才初，潘国荣．土木工程监测技术［Ｍ】．中国建筑工业出版 与原设计预计情况进行分析比较。如果发现有问题，应及时调 社．２００２． 整施工方案。 ［２］陈忠汉．深基坑工程［Ｍ］．机械工业出版社，２００１． （上接第１９１页） 槽方法，槽底表面都不会太平整，槽底表面与沉管底面之间必 进行管段的出坞、浮运、沉放与水下连接工作，是沉管隧道难度 将存在很多不规则的空隙，导致地基土受力不均匀而局部破坏， 最大的一道工序。而其中管段的沉放在整个沉管隧道施工过 从而引起不均匀沉降，使沉管结构受到局部应力而开裂，故必 程中占有相当重要的地位。沉放方法有多种，需根据不同的自 须进行基础处理（基础填平）。 然条件、航道条件、沉管本身的规模以及设备条件进行合理选 参考文献： 择。 【１】潘永仁，丁美．大型沉管隧道管段沉放施工技术『Ｊ］．现代隧 ６基础处理及回填 道技术，２００４，（５）． 尽管沉管隧道基础所承受的荷载通常较低，对地质条件的 【２］ 吴维．关于沉管法修建长江水下隧道若干问题的研究【Ｊ】．现 适应性比较强，但由于在基槽开挖过程中，不论使用哪一种挖 代隧道技术，２００３，（２）． １９３
