沉管隧道的沉管隧道施工技术

沉管隧道的沉管隧道施工技术

1.基糟开挖：可选用戽斗式挖泥机、带切泥头的吸泥机或挖泥机、带爪斗的起重机等设备。切泥头挖泥机是对要浚挖的泥土进行混搅成浆后吸走。如使用浮放管路排泥时，这种挖泥机的垂直运输和水平运输都是封闭的，对环境的影响就比较小。戽斗式挖泥机、带抓斗的起重机在垂直运输泥土时，以及当泥土卸进驳船中供水平运走时产生的溢出都会对环境造成污染。
2、基础施工：现有3种不同的基础，欧洲普遍使用喷砂和注砂基础，美国普遍使用样板刮平的砾石基础。
（1）样板刮平的砾石基础：一般用于北美的钢壳管段隧道。地槽挖好后，接着便在地槽底上铺一层粗砂或砾石。砾石和砂的粒度级配必须与水力条件相适应。这层厚度约0.7m。砾石基础的刮平度要求为±3cm，这取决于当地条件、砂或砾石的级配以及使用的设备。刮平是用一块样板来进行的，样板从滑架上的绞盘车悬挂下来，滑架沿支承在两个浮筒上的轨道移动。这套设备锚定在要刮平处的水面上，样板的悬挂高度可以调节，以补偿潮汛水位的变化。也可采用按半潜水的原则制成的特殊设备。这种方法允许样板直接连到锚墩上。
（2）喷砂基础：建造杉基础的第一个系统用的是C&N法（Christiani&Nielson法），即使用在隧道管段上滚动的钢门架，与门架相连的3根毗邻的管子，这3根管子被引入到隧道管段底部与地槽之间的空间。最大的管子在中间，通过这根管子，砂水混合物被泵送到隧道管段下面。位于大管子两侧的两根管子又将水吸回去，从而形成一种流动作用，使砂在隧道管段下面以一种良好的限定和良好的控制的型样沉淀下来。门架位于隧道管段上面，并可使管子绕垂直轴转动，这样就可以达到隧道管段下面的整个空间以便移动管子。砂的平均粒径约为0.5mm。砂水混合物的浓度和排出速度与喷出形成的砂饼的直径有直接关系，必须很好地控制。
（3）注砂基础：这种方法像喷砂法一样把砂水混合物泵送到管段下面的空间里。只不过不是使用可移动的门架系统，而是在隧道管段底板上开许多孔口，这些孔口在管段里面相连。当管道从岸上经过隧道通到这些孔口处进行充填砂基时，不会影响航运。砂水混合物通过在隧道管段内的孔口泵泵出，去填充隧道管段下面的空间，直到砂堆接触到隧道管段的底部为止。这样在隧道管段下面形成一个扩大的砂饼。砂饼内部的水压超过了预先指定的最大值时，打开下一个孔口，同时将前一个孔口关闭。这种方法速度快，能在24小时内填满一个隧道管段下面的整个空间，这样就能避免管段放置后产生淤积的危险。
3、管段制作：
（1）管节的制作：管节制作是大型沉管隧道的主要工序，它的工期和质量不仅直接影响沉管的浮运和沉放，而且关系到隧道运营的成败。制作工艺的关键技术是控制砼的容量和管节（结构）尺寸精度，以及控制钢筋砼解决够的裂缝，以实现结构的自身防水。
（2）制造管段的场地：对钢壳式管段，在隧址附近的船坞制作，然后拖到隧道施工现场附近进行舣装，再拖至施工现场灌注镇载砼。对砼管段，在隧址附近的干船坞中浇制砼管段，管段造好后浮运至施工现场沉放。在丹麦和瑞典的斯热桑得隧道在干船坞里还建造有一条砼管节生产的流水线的工厂，管造好后在干船坞里连接成管段。
4、接头的设计及处理技术：接头设计和处理技术是沉管隧道的关键技术之一。接头的设计应能承受温度变化、地震力以及其他作用，并保证具有良好的水密性。沉管隧道的每一个管段都是一个预制件，在管段之间和管段与通风塔之间存在接头。接头有2种形式：刚性接头，接头具有与其连接管段相似的断面刚度和强度；柔性接头，接头允许在3个主轴方向上有相对位移。在某些情况下，沉管隧道的所有接头都采用同一种形式，在另外一些情况下，两种形式都可能采用。接头的位置、间距和形式应按照土壤条件、基础形式、抗震以及可加工性俩决定。同时，还应考虑接头的强度、变形特性、防水、材料以及细部构造。