从河床冲淤分析沉管法修建长江水下隧道问题
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过江隧道和海底隧道是怎么修建的,为什么在修建过程中水不
会进入?
1.海底隧道建造
根据地理环境采取不同的施工方法。
主体工程有混凝土结构、钢结构,也可能都有。
浅的地方可能在海上截流下挖建造,这样的造价比在地下挖要省很多钱。
不能截流的地方只能下挖,边挖边浇灌混凝土或用钢铁支撑主体。
目前国内外海底隧道的施工方法主要有两种:
(1)盾构法(一种掘进机)。
该法对地面(或海底面)的影响很小。
其施工时,主要为盾构掘进机在地层中推进,利用其面的刀盘切割土石并将弃砟运出隧道外,同时拼装预制好的隧道管片(结构)。
(2)沉管法。
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。
目前沉管法施工已经比较成熟,一般与盾构法进行方案比选。
港珠澳大桥就是采用此种方法
2.过江隧道建造
过江隧道施工主要有二种方法:
一种是盾构法:像地铁施工一样,盾构机在地下掘进,直接从长江底穿过;
另一种是沉管法:将过江隧道分段预制好(即预制沉管),在长江指定断面将河床水下开挖后,用船将沉管浮运到位,下沉到位,拼装好后抽水。
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。
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。
水下隧洞式长江取水头部的设计与施工夏汀(南京市市政设计研究院有限责任公司,江苏南京210008)摘要:根据南通市狼山水厂扩建工程所在地的地质条件及周围环境的特殊要求,提出了一种长江水下隧洞式取水头部的设计方案,其中取水口采用浮运双壁钢沉井围堰进行施工、水下隧洞采用新奥法结合传统支护法进行施工。
工程实践表明,该设计方案经济合理、施工安全可靠。
关键词:取水口;钢沉井围堰;水下隧洞中图分类号:TU991文献标识码:C文章编号:1000-4602(2011)14-0052-04 Design and Construction of Tunnel-type Underwater Intake Head inYangtze RiverXIA Ting(Nanjing Municipal Design and Research Institute Co.Ltd.,Nanjing210008,China)Abstract:According to the geologic condition and the special requirement of environment in the area of the extension project of Langshan Waterworks in Nantong,a tunnel-type underwater intake header in Yangtze River was designed.The inlet of the water intake header was built within a double wall steel caisson cofferdam which was moved to the site by a ship,and the underwater tunnel was built by means of New Austrian Tunneling Method(NATM)combined with traditional supporting method.The practice of the project shows that the design is reasonable and economical,and the construction method is safe and reliable.Key words:intake;steel caisson cofferdam;underwater tunnel在城市自来水厂取水工程的设计中,将取水头部设置在取水点,通过引水管将原水送入取水泵站,已是一种常规的取水工程设计方法,尤其是近年来随着顶管技术的迅速发展和日趋成熟,使得取水工程变得愈发简单易行。
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。
沉管隧道技术发展现状与分析摘要:近年来,沉管隧道技术在我国取得了长足发展,为了更好的了解我国沉管隧道技术的发展情况,从而进一步提高现有技术的应用能力,文章对国内外沉管隧道技术的现状进行了分析总结,并对港珠澳大桥沉管隧道工程、南昌红谷沉管隧道工程中关键沉管隧道技术的发展与创新进行了分析和论述,这将对沉管隧道的施工有一定的借鉴意义;最后,对我国沉管隧道技术的发展前景进行了展望。
关键词:沉管隧道;现状分析;技术;发展1.引言沉管法[1]是指在大型驳船上或干坞内先预制管段,再浮运至指定位置下沉对接固定,从而建成水下构筑物或过江隧道的施工工法。
沉管法自1910年在美国首次应用以来,工程届相继开展了大量研究,对所取得的成果进行了系统总结,使沉管隧道的设计方法、施工工艺及配套工程技术取得了长足进步[2]。
本文结合国内外已完工的沉管隧道工程,分析和论述沉管隧道技术的发展与创新,更好的了解国内外沉管隧道技术的发展现状,对进一步提高我国沉管技术的应用能力具有重要意义。
1.沉管隧道技术现状分析1.1.沉管隧道长度2017年之前,美国的旧金山海湾地铁隧道是世界上最长的沉管隧道,全长5825m,由111节管段组成;公路沉管隧道最长的是瑞典的厄勒海峡隧道,全长3560m,由20节管段组成。
至此之后,中国的港珠澳大桥沉管隧道便打破了已有公路沉管隧道长度不到4km的极限,沉管段长约5664m,由33节管段组成。
此外,在建的深中通道沉管段长度为5035m,由32节管段组成,建成后将成为国内长度排名第二的沉管隧道工程。
1.1.沉管隧道结构形式沉管隧道主要分为钢结构和混凝土结构沉管隧道,其中混凝土沉管隧道纵向结构可分为整体式和节段式两种基本形式。
节段式沉管隧道管节的长度一般为100m~200m之间,一个管节由若干个节段组成,每个节段长度约20~30m,节段与节段之间完全断开,通过柔性止水带相连,这种型式在欧洲采用广泛;整体式沉管隧道管节的长度一般在80m~120m,一个管节以若干施工缝划分并分批浇筑,最后形成混凝土结构整体,相邻施工缝之间的长度约20~30m,这种型式在亚洲采用较多。
水利工程中的冲淤问题研究近年来,随着人类社会的发展和城市化进程的加快,水利工程的建设和改造也在不断增加。
然而,在水利工程的运行过程中,冲淤问题却是一个常见的难题。
本文将深入研究水利工程中的冲淤问题,并探讨解决办法。
冲淤问题是指水流冲刷河床或者河床上的淤积物。
造成冲淤问题的主要原因有两个方面,一是自然因素,二是人为因素。
自然因素主要包括水流的速度和底质物质的特性。
水流速度过大,会对河床造成猛烈的冲击,使河床松散,易于冲刷。
而底质物质的特性决定了其抗冲刷和抗淤积的性能。
在不同地区,河床底质的物质特性不尽相同,因此冲淤问题也有所区别。
人为因素主要包括水利项目建设、河道开挖和底质人为操纵等。
在水利项目建设中,为了保证水利工程的顺利进行,会涉及到河道的开挖和改造。
然而,由于对河道的认识和预测不足,往往导致了冲淤问题的出现。
同时,底质的人为操纵也会对冲淤问题产生明显影响。
例如,对底质进行抽取、注入,以及堆积人为淤积物等,都会改变河道的形态和特性,从而增加冲淤的风险。
为了解决水利工程中的冲淤问题,需要从两个方面进行思考,一是从工程的角度,二是从环境的角度。
从工程的角度来看,一方面可以加强对工程的前期勘察和规划,尽量减少水利工程建设和改造对河道造成的影响。
通过合理设计改善流态条件,减小水流对河床的冲击力。
另一方面,可以采用防护工程,如设置坝体、堤岸等结构,限制水流的冲击,减少冲淤问题的发生。
从环境的角度来看,可以通过保护自然河道形态和生态环境,使其具备自我修复和调节的能力。
保护河道的生态环境,提高整个水生态系统的稳定性。
同时,也需要加强监测和预测,及时发现和解决潜在的冲淤风险。
综上所述,水利工程中的冲淤问题是一项复杂而重要的研究领域。
通过对冲淤问题的深入研究,可以有效地改善和优化水利工程的设计和建设,提高水利工程的可持续发展能力。
同时,也需要加强环境保护和紧密监测,共同解决冲淤问题,实现水利工程与环境的和谐共生。
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。