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详解沉管隧道施工-将来你肯定一定用到什么是沉管隧道沉管隧道是一种在水下或者地下施工的隧道，也是近年来广泛使用的一种隧道建设方式。
它采用混凝土沉管的方式将预制的隧道段沉入至海床或者地底下，最后在现场将多个沉管段进行连接，形成一个完整的隧道系统的方法。
沉管隧道具有施工周期短、可在水深大于50米的区域内建设、施工环境安全等优势，成为了一个现代化的隧道建设方式。
沉管隧道施工流程沉管隧道施工包括五个主要的阶段：预备工作、沉管制造、运输和定位、沉降平衡和连接。
预备工作在进行沉管隧道施工之前，需要进行各种准备工作。
这些工作包括：•用海底测量设备对海底进行勘探，评估与设计隧道的地质条件；•编制详细设计方案，包括各隧道部位的施工方案、施工条件和施工安全预警方案；•各进入施工现场相关人员的培训和技能考核，保证施工过程人员的安全性和施工质量；•组织完善的供应链，保障工程所需的原材料和设备的供应，以及强有力的后勤保障。
沉管制造隧道沉管是一种巨型预制构件，常用的规格为常用的一般规格为60米长、36米宽、8米高、8500吨重。
一些长海大型沉管，则可达到100米以上。
在制造过程中，需要进行以下工作：•利用CAD进行沉管的详细设计，通过计算机优化工厂生产部件的结构，保证构件的承载能力；•将设计好的零部件组合成构件，进行钢筋的加工和焊接、钢板切割和拼装等加工工序；•进行浮力试验和压力试验，确保沉管能够承受大量的水压和海洋物质的腐蚀，同时避免出现安全隐患。
运输和定位在进行运输之前，需要对隧道沉管进行分段裁剪，每一段可达到60米，通过浮式船队将之运送到施工现场。
一些长海沉管则需要通过拖船进行运输。
运输到达施工现场之后，需要进行沉管的定位。
定位的精度直接决定了沉管的安全性和施工质量。
是通过吊装定位框架把沉管抬起并垂直降落在底部基础上的。
沉降平衡所谓沉降平衡，是通过沉降控制系统，处理沉管下沉的过程。
在沉管下沉的过程中，需要采用万能千斤顶，逐步对隧道沉管施加压力，保证沉降平衡，避免出现冲击和扰动环境。
沉管法与盾构法在水下修建隧道的技术优劣比较沉管法与盾构法在水下修建隧道的技术比较以及隧道口的基坑支护中国在城市化进程中，各大城市必然会不断扩张，与周边城市逐渐靠拢，形成城市群，这就要求城市之间的交通联系必须紧密。
我们河南境内有黄河、淮河两条大河，在这两条河边的城市将来在于周边城市交流的时候必然面临着跨越河流这个交通问题。
虽然现在河南在处理河流上的交通时还是采用架桥的方式，但将来肯定会修建水底隧道，所以提前比较一下沉管法与盾构法在水下修建隧道的技术优劣还是有必要的。
俗话说：逢山开路遇水架桥，但是随着科学技术的进步,人们已经意识到“遇水架桥”不再是唯一选择。
而且从安全和环保方面考虑,修建水底隧道比建桥更为优越。
目前，国内外隧道施工采用的施工方法主要有盾构法、沉管法、明挖法和暗挖法等4种，近年来被广泛使用的是盾构法和沉管法。
盾构法修建隧道开始于1818年，当时法国工程师布鲁诺尔研究并取得专利权，1825年在英国泰晤式河首次建造成功。
沉管法修建隧道是在19世纪末，美国首先建成波士顿的下水道工程，又于1928年建成了第一条沉管道路隧道。
盾构是一种钢制的活动防护装置或活动支撑，是通过软弱含水层，特别是河底、海底，以及城市中心区修建的一种隧道。
其构造通常由盾构壳体、推进系统、拼装系统、出土系统等4大部分组成。
在盾构的掩护下，头部可以安全的开挖地层，一次掘进相当于装配式衬砌一环的宽度。
尾部可以装配预制管片或砌块，迅速地拼装成隧道永久衬砌，并将衬砌与土层之间的空隙用水泥压浆填实，防止周围的地层继续变形和围岩压力的增长。
盾构推进主要依靠盾构内部设置的千斤顶，用千斤顶将拼成的衬砌环推进到已挖好的空间内，然后缩回活塞杆，为下一环衬砌拼装创造条件。
盾构形状大致可分为圆形、半圆形、矩形、马蹄形4种，圆形因其抵抗水压力较理想，衬砌拼装简便，构造可以互换，在工程中运用较为普遍。
沉管法亦称预制管段法或沉放法。
先在隧址以外的船台上或临时干坞内制作隧道管段（管段每节长度一般在60-100m，目前最长的达268m），并于两端用临时封端墙封闭起来。
海底排水沉管法
海底排水沉管法是一种在水底建筑隧道时常用的施工方法。
其核心是将若干个预制段分别浮运到海面（河面）现场，然后一个接一个地沉放安装在已疏浚好的基槽内。
具体来说，施工顺序如下：
1.在船台上或干坞中制作隧道管段（用钢板和混凝土或钢筋混凝土），管段两端用临时封墙密封后滑移下水（或在坞内放水），使其浮在水中。
2.拖运到隧道设计位置，定位后向管段内加载，使其下沉至预先挖好的水底沟槽内。
3.管段逐节沉放，并用水力压接法将相邻管段连接。
4.拆除封墙，使各节管段连通成为整体的隧道。
在其顶部和外侧用块石覆盖，以保安全。
这个方法在水底隧道的水下段施工中具有较多优点，例如对地质水文条件适应能力强、可浅埋、防水性能好、施工工期短、造价低和施工条件好等。
其还可以做成大断面多车道结构，盾构隧道一般为两车道。
但是，这个方法也有一些缺点，例如管段制作砼工艺要求严格，需保证干舷与抗浮系数；车道较多时，需增加沉管隧道高度，导致压载混凝土量、浚挖土方量与沉管隧道引道结构工程量增加。
请注意，不同的施工方法适用于不同的工程需求和环境条件。
在选择施工方法时，需要综合考虑工程规模、地质条件、环境因素、施工设备和技术水平等多种因素。
因此，建议在具体施工前进行详细的技术和经济分析，以确定最适合的施工方法。
文章编号:1009-6582(2003)02-0001-04关于沉管法修建长江水下隧道若干问题的研究吴 维(铁道第四勘察设计院,武昌430063)摘 要 文章根据长江沉管隧道的前期研究成果,从八个方面进行了论述和分析,认为采用业已成熟的沉管法技术是可行的,只要坚持精心设计、精心施工、认真处理好每一个技术细节问题,是可以取得成功的。
关键词 沉管法长江隧道研究中图分类号:455.47 文献标识码:A 采用水下隧道越江,无疑是我国工程建设的一大进步。
其修建方法,无论是沉管法或盾构法,从技术上说,都己是成熟技术,都是可行的。
迄今为止,世界各国采用沉管法修建的水下隧道巳达130余座,有近100年的历史,采用盾构法修建水下隧道的数量更多,修建历史更长。
问题在于这些成熟技术,能否在长江上首次采用,有没有风险,是否可能规避其风险,使工程达到优质安全,符合使用要求。
笔者以南京长江沉管隧道的前期研究为例,谈谈自已的看法,对于长江中下游拟采用沉管法修建水底隧道时亦可能有参考作用,文中所引用的前期研究成果,是在上级有关部门的领导和支持下,通过参加研究单位的共同努力所取得的,引用不妥之处,请予指正。
1 水流条件及管节浮运、沉放隧道位于既有南京长江大桥下游1.7km、距八挂洲头2.3km的河流展宽段,河宽约1.9km,属感潮河段。
多年平均迳流量为8940×108m3,特大洪水流量达100000m3/s。
年内水量分配(1月份最小,7、8月份最大)主要集中在汛期(5～10月),占全年水量的71%,年内输沙量以1月份最低,7月份最大。
这里多年平均悬移质输沙量为451亿吨,多年平均含沙量约0.51kg/m3。
河段百年一遇水位达8.65m,三百年一遇水位达9.04m。
历史最低水位-0.37m,施工期平均水位2.28m。
河段汛期最大流速2.4m/s,平均流速1.2m/s,枯水期平均流速0.56m/s(11月～4月)。
水面流向平顺,流向基本垂直于断面。
水下隧道沉管法设计与施工关键技术发表时间：2016-03-08T10:27:26.127Z 来源：《工程建设标准化》2015年10月供稿作者：宋志广[导读] 中铁十八局集团有限公司我国开始对水下隧道沉管施工的摸索，水下隧道沉管施工促进了我国水下隧道施工的快速发展。
（中铁十八局集团有限公司，天津，300350）【摘要】随着国外水下隧道工程中选用沉管法的顺利施工，我国开始对水下隧道沉管施工的摸索，水下隧道沉管施工促进了我国水下隧道施工的快速发展。
但是水下隧道沉管施工难度系数较多，需要控制的因素较多，其中管段制作、管节浮运、沉放、水下对接和基础是施工的难点，需要提高对这些难点的重视，确保水下隧道沉管施工的顺利开展。
【关键词】水下隧道；沉管施工；焊接质量引言水下隧道沉管施工法自1910年的美国底特律河隧道建设到今天已经经历了近一个世纪的发展，水下沉管隧道施工技术得到了提升。
据不完全统计，到21世纪初期，世界上有约20多个国家采用水下沉管技术修建了130座水下隧道。
例如，美国的旧金山海峡隧道、博斯普鲁斯海峡水下隧道、厄勒海峡沉管隧道等。
我国对水下隧道沉管施工技术的探索较晚，在上世纪70年代初期，香港修建了维多利亚港水下隧道，它是我国第一次尝试采用水下隧道沉管施工技术，并且它是我国第一座地下铁路与道路共管设置的水下隧道。
随后水下隧道沉管施工技术在我国得到了迅速的发展，到目前为止，已经建成了水下隧道采用沉管施工技术有宁波甬江沉管隧道、上海外环隧道、澳门澳隧道，这些水下隧道的建设促进了我国对水下隧道沉管施工技术的发展。
1．水下隧道沉管设计的关键点对于水下隧道沉管法施工技术而言，防水设计是水下沉管施工的难点之一。
研究发现，沉管隧道的防水设计主要可以分为管段的防水与沉管接头密封防水。
而管段结构的形式有矩形钢筋混凝土和圆形钢壳式。
钢筋混凝土管段的防水分为管段混凝土结构防水与接缝防水，但隧道防水的根本是隧道自防水，而对于混凝土管段而言，防水主要是避免裂缝的发展。
海底隧道沉管安装原理随着人类科技的发展，越来越多的海底隧道被建造，成为连接岛屿和大陆之间的重要铁路、公路、地铁和供水管道。
而随着隧道跨度和水深的增加，传统的盾构机、浮式浇筑和浅水挖掘施工方法受到了很大挑战，这时候沉管技术就应运而生。
沉管技术是指将混凝土制成的沉浸式管道(沉管)在陆上组装成长条或者小段，然后通过驳船将其运往海上，将沉管从船上下水，运至海底进行安装，并且在大型隧道、桥梁和海洋工程施工中广泛应用。
安装过程沉管是长条或短段的钢筋混凝土管道，由钢筋混凝土构件组成，每根管道通常重量超过 12000 吨。
它在陆地上预先制作好，然后装入驳船进行水运，在距离海岸线一定距离的水域被下水，由于自重及泡沫浮力，使沉管在水面上成为浮体。
随后通过施工船上的高压泵站将海水排出，同时通过缆绳将沉管引向埋入海底的地点，最后沉管从海面下沉到海底，并利用自身的重量固定沉管在海底。
在沉管下沉的过程中，必须注意管道的水平和竖直度，还需确保管道内部不允许积水，以防管道在海底断裂。
特点沉管技术是一种适用于深水、大跨度隧道施工的重要技术。
相对于其他施工方法，沉管技术有着以下的特点。
1. 适应深海施工：沉管可以承受深海环境，在其制作和安装过程中，可以避免人员在水下作业，提高施工安全性。
2. 快速施工：沉管施工具有快速的特点，组装、下水、安装、固定一气呵成，每根管道的安装优势比其他方法更大。
3. 节省人力资源：相比于传统的滑模施工方式，沉管施工中的人力资源需求更少。
4. 环保：沉管施工后对海洋环境的影响更小，对于海洋生态的破坏较小。
挑战虽然沉管技术在隧道、桥梁和海洋工程中有着优良的特性，但是在施工过程中仍然面临一些技术挑战。
1. 挥发性物质释放：沉管的材料中可能会释放一些挥发性有机物和有害气体，对人员的身体造成危害。
因此在施工过程中需要进行科学的安全措施。
2. 环境保护：随着全球对环保的重视，如何在施工过程中保护当地的环境资源力求“绿色施工”同样亟待解决。
沉管隧道施工技术沉管隧道，又被称为海底隧道或水下隧道，是一种特殊的隧道施工技术，常用于连接两个陆地或海底之间的通道。
它的特点是通过将预制的沉管进行排列拼接，从水下铺设出一条隧道。
那么，沉管隧道的施工技术是怎样的呢？以下是一些关于沉管隧道施工技术的介绍。
施工前的准备工作土方工程在进行沉管隧道施工前，需要进行土方工程，确保建设的隧道底部和两侧的土层得到足够的加固，以支持沉管的压力和重量。
同时，在土方工程中还需要建立工地的临时设施和通道，为后续的施工提供足够的空间和便捷的通道。
沉管生产沉管隧道的沉管是由预制的混凝土管段组成，需要在生产过程中按照设计要求进行加固，以防止沉管在隧道运输和铺设过程中发生损坏。
同时，在生产过程中还需要进行质量检测，确保沉管的质量满足设计要求。
起重机的购置与安装沉管隧道的施工需要有足够强度和稳定性的起重机进行操作。
这些起重机需要在施工前进行购置和安装，并需要经过专业人员的调试，确保其能够满足施工需要，保证沉管的安全铺设。
施工流程沉管运输在沉管隧道的施工过程中，需要将预制的沉管从厂家运输到现场。
运输的方式可以是通过陆路，也可以是通过海路。
无论采用何种方式，都需要经过精心规划和准备，以确保沉管的安全运输。
水下铺设沉管隧道的水下铺设是沉管隧道施工的核心环节。
水下铺设的流程主要包括沉管的排列和拼接、沉管的下沉、沉管的浮浮起和大船接驳。
这些环节需要经过精心的规划和组织，以确保沉管能够按照设计要求顺利铺设在水下。
等压盾构等压盾构是沉管隧道施工中的一种特殊的防水施工技术。
通过等压盾构，可以在施工过程中保证水下隧道内部的一定的氧气和压力，防止隧道内氧气消耗导致人员窒息或其他安全问题。
在沉管隧道的施工过程中，等压盾构技术可以有效地提高施工效率和安全性。
沉管补偿在沉管隧道的施工过程中，由于各种原因，沉管可能会出现一定的偏移和错位。
为了保证隧道施工的质量和安全，需要对沉管进行补偿和校准，以保证沉管能够铺设在指定的位置上。
沉管法与盾构法在水下修建隧道的技术比较以及隧道口的基坑支护中国在城市化进程中，各大城市必然会不断扩张，与周边城市逐渐靠拢，形成城市群，这就要求城市之间的交通联系必须紧密。
我们河南境内有黄河、淮河两条大河，在这两条河边的城市将来在于周边城市交流的时候必然面临着跨越河流这个交通问题。
虽然现在河南在处理河流上的交通时还是采用架桥的方式，但将来肯定会修建水底隧道，所以提前比较一下沉管法与盾构法在水下修建隧道的技术优劣还是有必要的。
俗话说：逢山开路遇水架桥，但是随着科学技术的进步,人们已经意识到“遇水架桥”不再是唯一选择。
而且从安全和环保方面考虑,修建水底隧道比建桥更为优越。
目前，国内外隧道施工采用的施工方法主要有盾构法、沉管法、明挖法和暗挖法等4种，近年来被广泛使用的是盾构法和沉管法。
盾构法修建隧道开始于1818年，当时法国工程师布鲁诺尔研究并取得专利权，1825年在英国泰晤式河首次建造成功。
沉管法修建隧道是在19世纪末，美国首先建成波士顿的下水道工程，又于1928年建成了第一条沉管道路隧道。
盾构是一种钢制的活动防护装置或活动支撑，是通过软弱含水层，特别是河底、海底，以及城市中心区修建的一种隧道。
其构造通常由盾构壳体、推进系统、拼装系统、出土系统等4大部分组成。
在盾构的掩护下，头部可以安全的开挖地层，一次掘进相当于装配式衬砌一环的宽度。
尾部可以装配预制管片或砌块，迅速地拼装成隧道永久衬砌，并将衬砌与土层之间的空隙用水泥压浆填实，防止周围的地层继续变形和围岩压力的增长。
盾构推进主要依靠盾构内部设置的千斤顶，用千斤顶将拼成的衬砌环推进到已挖好的空间内，然后缩回活塞杆，为下一环衬砌拼装创造条件。
盾构形状大致可分为圆形、半圆形、矩形、马蹄形4种，圆形因其抵抗水压力较理想，衬砌拼装简便，构造可以互换，在工程中运用较为普遍。
沉管法亦称预制管段法或沉放法。
先在隧址以外的船台上或临时干坞内制作隧道管段（管段每节长度一般在60-100m，目前最长的达268m），并于两端用临时封端墙封闭起来。
一、定义沉管法是在水底建筑隧道的一种施工方法。
沉管隧道就是将若干个预制段分别浮运到海面（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。
二、适用条件适合于沉管法施工的主要条件是：水道河床稳定和水流并不过急。
前者不仅便于顺利开挖沟槽，并能减少土方量；后者便于管段浮运、定位和沉放。
三、管段制作管段的预制是沉管隧道施工的关键项目之一，关键技术包括：１）容重控制技术。
混凝土容重定了管段重量大小，如果控制不当，可能造成管段无法起浮等问题，为了保证管段浮运的稳定性干舷高度，必须对混凝土容重进行控制，措施包括配合比控制、计量衡器控制、配料控制、容重抽查等。
２）几何尺寸控制。
几何尺寸误差将引起浮运时管段的干舷及重心变化，进而增加浮运沉放的施工风险。
特别是钢端壳的误差，会增加管段对接难度和质量、影响接头防水效果，甚至影响隧道整条线路。
因此，几何尺寸误差控制是管段预制施工技术的难点、重点之一。
管段几何尺寸控制措施主要包括精确测量控制、模板体系控制、钢端壳控制，钢端壳采用二次安装消除安装误差。
３）结构裂缝预防。
管段混凝土裂缝的控制是沉管隧道施工成败的关键之一，也是保证隧道稳定运行的决定性因素，因此需要在所有施工环节对缝控制予以充分考虑。
４）结构裂缝处理虽然采取了一系列防裂措施，但管段裂缝是不可能避免的。
出现裂缝后，应采取补救措施。
首先对裂缝观察描述认定，依据其性质选用合理的方案补救。
第一类为表面裂缝，可采用表面封堵方案处理；第二类为贯穿性裂缝，可采取化学灌浆方案处理。
四、管段沉放管段沉放:沉放作业分为３个阶段进行，初次下沉、靠拢下沉和着地下沉。
在沉放前，应对气象、水文条件等进行监测、预测，确保在安全条件下进行作业。
五、管段的水下连接管段的水下对接采用水下压接法完成，该法是利用静水压力压缩ＧＩＮＡ止水带，使其与被对接管段的端面间形成密闭隔水效果，水下对接的主要工序包括对位、拉合、压接内部连接、拆除端封墙等工序。
沉管隧道原理
沉管隧道是一种利用沉箱或者预制混凝土管段在水下沉放，然后挖掘土壤并将管段连接起来形成的一种隧道工程。
它是一种应用广泛的水下隧道施工方法，具有施工周期短、对水下生态环境影响小、使用寿命长等优点。
下面将详细介绍沉管隧道的原理。
首先，沉管隧道的施工原理是利用浮船将预制好的沉箱或混凝土管段运输到指定位置，然后通过控制浮船的浮力和重力，将沉箱或管段缓慢地沉入水底。
在沉放的过程中，需要根据水下地质情况和水流情况进行调整，确保沉管的准确位置和稳定性。
其次，沉管隧道的原理还包括挖掘土壤和连接管段两个重要环节。
在沉管沉放后，需要利用挖掘机或者其他专业设备挖掘出隧道所需的土壤，同时还需要进行地质勘察和地质监测，确保隧道施工的安全性和稳定性。
挖掘完成后，需要将各个管段精确连接起来，确保连接的牢固性和密封性，以防止水流或土壤侵入。
最后，沉管隧道的原理还包括对隧道内部的排水和通风系统的设计。
由于沉管隧道通常处于水下，所以需要设计合理的排水系统，及时排除隧道内的积水，确保隧道内部的干燥和安全。
同时，为了保隧道内部空气的流通和通风，还需要设计通风系统，以保隧道内空气的新鲜和清洁。
总的来说，沉管隧道的原理是利用沉箱或混凝土管段在水下沉放，然后挖掘土壤并将管段连接起来形成的一种隧道工程。
它的施工原理包括沉放、挖掘和连接管段，以及对隧道内部的排水和通风系统的设计。
沉管隧道的原理是一种重要的水下隧道施工方法，具有广泛的应用前景和发展空间。
项目五沉管法修建水下隧道习题一、填空1．修建水下隧道的方法有、、、。
2．挖浚基槽最常用的挖泥船有、、、。
3．沉管隧道最大的特点是。
4．钢筋混凝土管段通常为矩形，最长为。
5．管节沉放的辅助设备有、、、、。
6．如果沉管管节底面以下的地基过于软弱，则其解决办法有、、、。
7．沉放作业除了应具有四只的方形浮箱和四艘小型方驳船外还必须配有发电机组、台定位卷扬机。
8．与沉管隧道在抗浮层设置上有较大差异。
9．用水力压接法进行连接的主要施工顺序为：、、、。
10．刮铺法分为、。
11．在基槽开挖时，需往下超挖 cm。
12．后填法分为：、、、。
13．基础处理方法有、。
14．世界上沉管隧道管节沉放、对接普遍采用的定位设施。
15．测量塔的设计一般考虑两种工况：、。
二、单项选择1．管节下沉过程一般分为三个阶段，以下属于的是（）A、水速的控制B、浮运停止C、精确就位D、即时安装2．以下方法中，不属于各国的沉管隧道中曾采用的方法的是（）A、中桩紧压法B、灌囊传力法C、水下混凝土传力法D、活动桩顶法3．以下（）情况不是解决软弱土层上的沉管段基础的方法。
A、以粗砂置换软土层B、打砂桩并加载预压C、减轻管节重量D、筑水下墙体4．在压浆法中，以下不属于压浆所使用的混凝土砂浆的材料是（）A、水泥B、蒙脱土C、石料D、适量的缓凝剂5．在后填法中，灌囊法在一些准备中先铺垫层，垫层与管片底面之间，要留出多少（）距离。
A、15～20cmB、20～25cmC、25～30cmD、30～35cm 6．以下不属于管节沉放的辅助设备的是（）A、管节沉放的浮力计B、管节沉放用的测量塔C、管节微调对中系统D、拉合千斤顶7．在估算浮运沉放作业时最大风速一般应小于( )A、5m/sB、10m/sC、15m/sD、20m/s8．喷砂完毕后，竣工通车后的最终沉降量，一般在（）A、15mmB、20mmC、25mmD、30mm9．以下不是沉管隧道最大优点的是（）A、施工工期短B、整体工序相对总工期比较短C、其工程项目对外部没有什么影响D、施工简单10．现在管段的制作中，管节最长的是（）A、150mB、256mC、268mD、270m11、在驳运中，要考虑自然条件：风速小于10m/s，波浪小于0.5m，能见度大于1000m,流速应小于（）A、0．5～0.7m/sB、0.6～0.8m/sC、0.7～0.9m/sD、0.8～1.0m/s三、判断1．矿山法一般适用于地下工程。
沉管法隧道施工及其问题分析
沉管法隧道施工及其问题分析
摘要：沉管隧道工法为水下隧道建设的主要工法之一,其关键工序包括管节预制、浮运、沉放对接和基础处理等。
本文主要介绍了沉管隧道的施工工法，对其工艺进行了相关归纳；通过对这种工法的特点的分析，突出了其在水下隧道中的优越性，同时对其存在的一些问题进行了分析，最后对世界沉管技术发展趋势进行了总结。
关键词：沉管法；特点；问题；技术
1 概述
在穿越江河流域时可采用架桥法或修建隧道法。
隧道法除采用矿山法、掘进机法外，还可采用沉埋管段法。
沉管法最早于1810年在伦敦的泰晤士河修筑水底隧道是进行了试验研究，1894年利用沉管法在美国波士顿正式修成一条城市排水隧道。
1910年，底特律水底铁路隧道的建成，标志着沉管法修建水底隧道技术的成熟。
我国应用沉管法修建水底隧道虽然起步较晚，但发展较快。
1993年在广州珠江下建成了大陆第一条沉管隧道，珠江隧道和甬江隧道都是由我国自行设计和施工的，标志着我国在这一领域进入了一个新的发展阶段。
2 沉管隧道工法
2.1 沉管法及其一般工艺
所谓沉管法，即按照隧道的设计形状和尺寸，先在隧址以外的干坞中或船台上预制隧道管段，并在两端用临时隔墙封闭，然后舾装好拖运、定位、沉放等设备，将其托运至隧道位置，沉放到江中预先浚挖好的沟槽中，并连接起来，最后充填基础和回填砂石将管段埋入原河床中。
沉管法施工的一般工艺流程图示：
2.2 沉管隧道施工工序简介
(1)管节的制造和装配
(2)基槽开挖
(3)基础处理
(4)管节浮运、沉放、连接
(5)回填和保护管节,完成管节内部和接缝收尾作业3沉管法评述。
沉管法隧道适用的海域
沉管法隧道是一种在海底或河床下方建造隧道的方法。
与其他隧道建
造方法不同，沉管法隧道的建造不需要挖掘土壤或岩石，而是将沉管（一种大型混凝土或钢质管道）以特定的方式沉入水下或河床下，然
后将沉管连接起来形成一个完整的隧道结构。
因此，沉管法隧道适用
的海域需要满足以下要求。
首先，海域应该具备足够的深度。
因为沉管法隧道需要沉入水下或河
床下，所以海域深度应该至少达到隧道的高度。
一般来说，沉管法隧
道的高度在10到20米之间，因此，适用的海域应当至少有20米左
右的深度。
其次，海域应该不存在明显的地质障碍物。
因为沉管法隧道建造的本
质是将沉管沉入海底或河床下方，如果海底或河床中存在坚硬的岩石、巨大的礁石或者其他障碍物，就会增加沉管的沉降难度，甚至可能无
法构建沉管法隧道。
第三，海域应当没有或少有强烈的海浪或水流。
这是因为沉管法隧道
的建造需要将沉管沉入水中，如果海浪或水流较强，就会导致沉管的
位置不稳定，甚至被打翻。
因此建造沉管法隧道的海域应该避免风浪大、水流湍急的区域。
除了这些基本要求之外，还需要根据实际情况对海域进行细致的考察。
比如要考虑海域水下地形、水下生态环境、水下电力通信设施等，以
便更好地规划和设计沉管法隧道建造方案。
总之，沉管法隧道适用的海域需要具备一定的深度，没有地质障碍物，海浪和水流较少等条件。
如此的话，才能够行程稳定的隧道结构，从
而更好得实现交通和经济的发展，为人们出行和物资流通带来方便和
效率提高等好的影响。
海底隧道的施工方法主要有以下几种：
钻爆法：主要用于硬岩隧道施工，在岸上或海底，采用钻眼、爆破、出渣而形成结构空间的一种开挖方法。
其优点是可以快速施工，并且适用于各种地质条件。
沉管法：在水底建筑隧道的一种施工方法。
沉管隧道就是将若干个预制段分别浮运到海面现场，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。
其优点是在水深较小、地基为岩基或较坚硬粘土地基的条件下，采用围堰筑岛形成干施工环境，其水下工程作业均比沉管法简单；可适应不同的、大的地层变化；易于保证基础处理与隧道本身的质量；且因纵坡小，与两端线路的衔接容易以及隧道本身的结构强度较大。
掘进机法：挖掘、推进、安装隧道衬砌等作业在护盾的保护下进行，因而也得到了广泛的应用。
其优点是施工速度快，隧道形成相对稳定，比起明挖法，对地面及周围环境影响小。
盾构法(TBM)：是一种暗挖隧道的施工方法，其主要工具就是盾构机。
盾构机的工作原理简单来说就是前面刀盘开路，渣土外送，后面管片拼装，一路火花带闪电，在地层中杀出一条血路。
其优点是速度快，隧道形成相对稳定，比起明挖法，对地面及周围环境影响小。
各种方法都有其独特的优点和适用条件，在选择具体的施工方法时需要考虑多种因素，包括地质条件、工程规模、施工环境等。
项目五沉管法修建水下隧道习题一、填空1．修建水下隧道的方法有、、、。
2．挖浚基槽最常用的挖泥船有、、、。
3．沉管隧道最大的特点是。
4．钢筋混凝土管段通常为矩形，最长为。
5．管节沉放的辅助设备有、、、、。
6．如果沉管管节底面以下的地基过于软弱，则其解决办法有、、、。
7．沉放作业除了应具有四只的方形浮箱和四艘小型方驳船外还必须配有发电机组、台定位卷扬机。
8．与沉管隧道在抗浮层设置上有较大差异。
9．用水力压接法进行连接的主要施工顺序为：、、、。
10．刮铺法分为、。
11．在基槽开挖时，需往下超挖 cm。
12．后填法分为：、、、。
13．基础处理方法有、。
14．世界上沉管隧道管节沉放、对接普遍采用的定位设施。
15．测量塔的设计一般考虑两种工况：、。
二、单项选择1．管节下沉过程一般分为三个阶段，以下属于的是（）A、水速的控制B、浮运停止C、精确就位D、即时安装2．以下方法中，不属于各国的沉管隧道中曾采用的方法的是（）A、中桩紧压法B、灌囊传力法C、水下混凝土传力法D、活动桩顶法3．以下（）情况不是解决软弱土层上的沉管段基础的方法。
A、以粗砂置换软土层B、打砂桩并加载预压C、减轻管节重量D、筑水下墙体4．在压浆法中，以下不属于压浆所使用的混凝土砂浆的材料是（）A、水泥B、蒙脱土C、石料D、适量的缓凝剂5．在后填法中，灌囊法在一些准备中先铺垫层，垫层与管片底面之间，要留出多少（）距离。
A、15～20cmB、20～25cmC、25～30cmD、30～35cm 6．以下不属于管节沉放的辅助设备的是（）A、管节沉放的浮力计B、管节沉放用的测量塔C、管节微调对中系统D、拉合千斤顶7．在估算浮运沉放作业时最大风速一般应小于( )A、5m/sB、10m/sC、15m/sD、20m/s8．喷砂完毕后，竣工通车后的最终沉降量，一般在（）A、15mmB、20mmC、25mmD、30mm9．以下不是沉管隧道最大优点的是（）A、施工工期短B、整体工序相对总工期比较短C、其工程项目对外部没有什么影响D、施工简单10．现在管段的制作中，管节最长的是（）A、150mB、256mC、268mD、270m11、在驳运中，要考虑自然条件：风速小于10m/s，波浪小于0.5m，能见度大于1000m,流速应小于（）A、0．5～0.7m/sB、0.6～0.8m/sC、0.7～0.9m/sD、0.8～1.0m/s三、判断1．矿山法一般适用于地下工程。
( )2．圆形钢壳混凝土结构的管节,在浮态时干弦高度较小。
( )3．每节管节长度越来越长,每节管中的车道数越来越少。
( )4．若水深超过40米,则矩形钢筋混凝土管节的沉放、对接很困难。
( ) 5．沉管隧道对地基承载能力要求不高,所以很多沉管都是修建在软弱的地基上,但不能忽视软弱地基的河床稳定性。
( )6．压浆所用混合沙浆是由水泥、蒙脱土、砂和适量缓凝剂配成。
( )7．压砂法亦称为砂流法,与压浆法颇为相似,两种工法研究目的相同。
( ) 8．为了保证管节在干坞内顺利起浮,根据需要可在干坞周边设置系缆柱及必要的系缆铰车。
( )9．管节锚泊系统的锚泊力应能抗拒大于模型实验所确定的最大水流速度时，整个系统的总阻力。
( )10．一般在管节沉放、对接时需要在管节端部配置三套拉合千斤顶。
( ) 11．一般在测量塔内还设置人孔井,供施工人员由水面进入管节内。
( ) 12．垂直支承千斤顶安装在管节内,水平调节千斤顶也应安装在管节内。
( ) 13．管节浮运应在水流速度最大时进行,并根据模型实验结果配备拖轮和拖轮马力。
( )14．出坞作业应选在高潮的平潮前半个小时。
( )15．当管节温湿度都很高时,可能会降低排水泵等电器设备的稳定性。
( ) 四、简答1．矩形钢筋混凝土管节的优点是什么？2．简述简易刮铺机刮平基本工序。
3．先铺法的主要缺点是什么？。
4．简述管节浮运前的准备工作。
5．后填法的主要优点是什么？6．沉管隧道的施工工序及施工中应注意哪些条件？五、辨析1．管节下沉过程的三个阶段。
项目五沉管法修建水下隧道习题答案一、填空1．矿山法、盾构法、围堰明挖法、沉管法2．吸扬式挖泥船、抓扬式挖泥船、链斗式挖泥船、铲扬式挖泥船3．现场施工工期短4．268m5．管节沉放用的测量塔、管节微调对中系统、拉合千斤顶、管节对接定位设施、支承千斤顶6．以粗砂置换软弱土层、打砂桩并加载预压、减轻管节重量、采用桩基7．1000～1500kN、6～14台8．圆形钢壳混凝土结构、矩形钢筋混凝土结构9．对位、拉合、压接、拆除封堵10．刮砂法、刮石法11．60～80cm12．灌砂法、喷砂法、灌囊法、压浆法13．采用简易刮铺机刮平、水下人工刮平14．鼻式托座15．台风吹袭时、测量时二、单项选择1.C2.A3.D4.C5.A6.A7.B 8.A 9.D 10.C 11.B三、判断1.F2.F3.F4.T5.T6.T7.T8.T9.T 10.F 11.T 12.F 13.T 14.T 15.T四、简答1．矩形钢筋混凝土管节的优点是什么？答：优点是横断面空间利用率高, 建造多车道隧道时尤为突出：车道的标高可以抬高，隧道埋深较浅，隧道长度也相应较短，因而工程量及造价较低，并可节省大量钢材。
2．简述简易刮铺机刮平基本工序。
答：（1）在基槽开挖时，往下超挖60～80cm。
（2）在基槽底两侧打设二排短桩，安放控制高程及坡度用的导轨。
（3）用抓斗或通过刮铺机的输料管，投放铺垫材料（粗砂或最大粒径不超过100mm的碎石），每次投料铺垫宽度可为管节底宽加1.5～2m,长度则与一节管节长度相同。
（4）按导轨调整铺垫料的厚度、高程以及坡度，用简单的钢犁或特制的刮铺机刮平。
3．先铺法的主要缺点是什么？答：（1）须制造专用刮铺船舶,费用昂贵。
如用简单的钢犁进行刮平作业,则精度较难控制,作业时间亦较长。
（2）须按设计高程、坡度以及厚度要求,在水底架设导轨。
导轨的安装须具有较高的精度,否则会造成基础处理的失败。
潜水员在水底架设导轨时间长。
（3）刮铺完成后，仍有回淤或坍坡，必须不断加以清除，直到管节沉放完毕为止。
（4）刮铺作业时间比较长，作业船在水上停留站位时间较长，对航运影响较大。
（5）在流速大、回淤快的河（海）道上较困难。
（6）管节底宽超过15cm左右时施工比较困难。
（7）在地震区应尽量避免采用刮砂垫层，只能采用刮石垫层。
4．简述管节浮运前的准备工作。
答：首先，应做好管节沉放点的基槽检查，包括临时支座安放位置及顶层标高的检查、已完工的岸上段对接或已沉放好管节对接端面的检查、系泊锚块安放位置的检查等。
其次，要对预定浮运沉放段日期前后7～10天的气象做出预报，估算浮运沉放作业时的最大风速，一般应小于10m/s。
再次，要进行浮运沉放日水文调查，浮运沉放时间宜选在上午10：00点。
水文调查包括水比重和水温、两次高潮位的时间及潮高、两次低潮位的时间及潮高、水流速高。
最后，向港务及港监部门申请浮运沉放作业时间。
5．后填法的主要优点是什么？答：（1）临时支座小而少，因而设置临时支座的潜水工作量远较先铺法为少。
（2）高程调节简便，精度易于达到要求。
（3）作业时，施工设备占用河道时间短，对航运的干扰少。
6．沉管隧道的施工工序及施工中注意那些条件？答：用沉管法修建隧道主要工序包括：地槽浚挖、管节制作、管节防水、管节驳运沉放、地基处理等施工工序。
施工技术受特定环境条件和工程要求影响大，故在进行环境调查与研究时必须特别注意，例如河道港湾航运状况、水力条件、气候条件和土工技术条件。
这些条件通常互相影响和制约，对于施工的效果起决定作用。
五、辨析1．管节下沉过程的三个阶段。
答：（1）当管节完成吊挂作业，利用调节缆调整好管节位置，开始强制灌水作业，管内压载水舱的注水由值班人员控制，负浮力状态由沉放船舶的吊挂系统上的测力计反映，加载过程与沉放过程是一个连续工况，管节顶面沉入水面下20cm，即停止初始负浮力的加载，这一过程在一小时内完成。
根据模型试验负浮力控制在200～400t范围,下沉速度一般为0.3～0.5m/min,在平潮期下沉速度可能小于0.25m/s。
下沉至管节顶面距水面4m时，管节受力状态最为复杂，各种作用力变化很大，必须引起重视，并要有足够的安全保证措施，以防万一。
（2）管节底面距基槽底2～2.5m时处停止沉放，利用沉放船舶的吊挂系统对管节进行调坡，然后平移沉放船舶，使两个管节的对接端面相距600±30mm，初步调整各项误差，再连续下沉至距设计标高500mm处，用对接定位装置进行水平定位，定位范围为±170mm。
（3）精确就位,利用对接定位装置不断减少管节的横向摆幅，并自然对中，以提高安装精度，管节继续缓慢下沉，后支承装置较对接定位装置提早着地，后临时支承即开始起作用；当管节基本稳定后，管节对接端继续下沉至对接定位装置起垂直导向作用时为止。
此时通过测量校正误差，使管节的左右误差小于±20mm，高程误差小于±20mm。
