沉管法施工,又稱(chēng)為預制管段沉放法,是在水底建筑隧道的一種重要施工方法。以下是對沉管法施工的詳細介紹:
一、沉管法施工的基本原理
沉管法施工是將若干個(gè)預制段(通常為鋼筋混凝土結構)分別浮運到指定的水面(海面或河面)現場(chǎng),并一個(gè)接一個(gè)地沉放安裝在已疏浚好的基槽內,以此方法修建的水下隧道。這些預制段在干塢或大型駁船上預制完成,兩端用臨時(shí)封墻密封,然后浮運到隧道設計位置進(jìn)行沉放和對接。
二、沉管法施工的步驟
預制管段:在干塢或大型駁船上預制鋼筋混凝士管段,確保管段的質(zhì)量和防水性能。
浮運管段:將預制好的管段浮運到指定的水域,這通常需要使用拖船或其他水上運輸工具。
沉放管段:在指定的位置,通過(guò)向管段內加載(如灌水)使其下沉至預先挖好的水底溝槽內。
對接管段:使用水力壓接法或其他方法將相鄰的管段連接起來(lái),形成整體的隧道結構。
拆除封墻:在管段對接完成后,拆除臨時(shí)的封墻,使各節管段連通成為整體的隧道。
覆蓋保護:在隧道的頂部和外側用塊石或其他材料覆蓋,以增加隧道的安全性和穩定性。
三、沉管法施工的優(yōu)點(diǎn)
施工質(zhì)量高:因管段為預制,混凝土施工質(zhì)量高,易于做好防水措施;且管段較長(cháng),接縫很少,漏水機會(huì )大為減少。
工程造價(jià)較低:相比其他施工方法,沉管法在某些情況下能夠降低工程造價(jià)。
施工期短:預制管段的大量工作不在現場(chǎng)進(jìn)行,可以大大縮短現場(chǎng)的施工期。
操作條件好、施工安全:沉管法施工大多在水上操作,水下作業(yè)極少,操作條件相對較好,且施工安全有保障。
適用水深范圍較大:沉管法施工幾乎不受水深限制,適用于各種水深條件。
斷面形狀、大小可自由選擇:沉管法的管段斷面形狀和大小可以根據實(shí)際需求進(jìn)行自由選擇,有利于充分利用斷面空間。
四、沉管法施工的適用條件
沉管法施工主要適用于水道河床穩定且水流并不過(guò)急的情況。這樣的條件便于順利開(kāi)挖溝槽、減少土方量,并有利于管段的浮運、定位和沉放。
五、沉管法施工的應用實(shí)例
沉管法施工在世界范圍內得到了廣泛應用,如美國波士頓的雪莉排水管隧洞、底特律河鐵路隧道、奧克蘭與阿拉梅達之間的波西隧道等。在中國,珠江隧道工程等也為沉管法施工的成功應用提供了實(shí)例。
六、沉管法施工面臨的挑戰與問(wèn)題
盡管沉管法施工具有眾多優(yōu)點(diǎn),但在實(shí)際應用中也面臨一些挑戰和問(wèn)題,如沉管接頭的防水設計、水下邊坡的穩定性控制、基礎處理的密實(shí)性與整體質(zhì)量控制等。這些問(wèn)題需要施工人員在設計和施工過(guò)程中給予充分關(guān)注和解決。