沉管法施工,又称预制管段沉放法施工,是一种在水底建筑隧道的方法。以下是对沉管法施工的详细介绍:
一、定义与原理
沉管法施工是将若干个预制好的管段(通常用钢板和混凝土或钢筋混凝土制成)分别浮运到海面(河面)现场,并一个接一个地沉放安装在已疏浚好的基槽内,以此方法修建的水下隧道。这些管段在干坞或大型驳船上预制完成,两端用临时封墙密封,然后浮运到指定的水域,再进水沉埋到设计位置固定。
二、施工步骤
-
预制管段:在干坞或大型驳船上预制钢筋混凝士管段或全钢管段。
-
浮运:将预制好的管段两端密封后,浮运到指定的水域。
-
沉放:在指定的水域,向管段内加载,使其下沉至预先挖好的水底沟槽内。
-
对接:用水力压接法将相邻管段连接,形成整体隧道。
-
拆除封墙:拆除管段两端的临时封墙,使各节管段连通。
-
覆盖保护:在其顶部和外侧用块石或其他材料覆盖,以保安全。
三、优点
-
保证隧道施工质量:因管段为预制,混凝土施工质量高,易于做好防水措施;接缝很少,漏水机会大为减少。
-
工程造价较低:相比其他施工方法,沉管法的工程造价相对较低。
-
施工期短:因预制管段等大量工作均不在现场进行,大大缩短了现场施工工期。
-
操作条件好、施工安全:除极少量水下作业外,基本上无地下作业,更不用气压作业。
-
适用水深范围较大:水下作业极少,故几乎不受水深限制。
-
断面形状、大小可自由选择:可根据需要选择圆形、矩形等断面形状,且断面空间可充分利用。
四、适用条件
沉管法施工主要适用于水道河床稳定和水流并不过急的情况。前者便于顺利开挖沟槽并减少土方量;后者便于管段浮运、定位和沉放。此外,沉管法还广泛适用于各种软弱地基条件。
五、注意事项与挑战
-
水下边坡与基础处理:应严格控制基槽开挖过程导致的泥砂流失,并选择合适的基础处理方式以确保最终密实性与整体质量。
-
防水问题:包括管段自身防水、底钢板与外防水板的采用与类型、管段接头防水等。
-
耐久性与长期可靠性:隧道整体及管段的抗渗透与耐久性及长期可靠性需要合理评价。
-
环境评价:应充分考虑施工对水域生态及航运的影响,以及岸上段及护岸工程对水利防洪的影响。
|