aaa土层地下建筑设计与施工教案.ppt

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1、aaa土层地下建筑设计与施工 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望土层地下建筑基本设计与施工方法基坑法（基坑规范）地下连续墙设计与施工沉井设计与施工盾构法顶进法顶进法沉管法地下工程逆做法施工2土的相关知识2.1 岩土工程勘察分级岩土工程勘察分级国家标准岩土工程勘察规范(GB50021-2001)（3.1.1）根据工程的规模如特征，以及由根据工程的规模如特征，以及由 于岩土工程问题造成工程破坏或影响正常于岩土工程问题造成工程破坏或影响正常使用的后果，可分为

2、三个工程重要性等级使用的后果，可分为三个工程重要性等级:（3.1.2）报据场地的复杂程度，可按下列规定分为三个场地等级：报据场地的复杂程度，可按下列规定分为三个场地等级：2 地下水地下水2.1 地下水的工程影响地下水的工程影响2.1.1 水在岩土中的赋存形式水在岩土中的赋存形式2.1.2 地下水的类型地下水的类型包气带水特点：无压力包气带水特点：无压力，受当地气候影响大，一般为暂时性的水；水量不大，但随，受当地气候影响大，一般为暂时性的水；水量不大，但随季节变化季节变化成因：渗入，局部为凝结成因成因：渗入，局部为凝结成因潜水潜水特点：无压，局部低压潜水特点：无压，局部低压，水量受，水量受当地气

3、候而敏感变化，变化大；成因：当地气候而敏感变化，变化大；成因：渗入，局部可能为凝结成因渗入，局部可能为凝结成因承压水特点：承压，水量受当地气候影承压水特点：承压，水量受当地气候影响不大，水位上升决定于水压传递；成响不大，水位上升决定于水压传递；成因：渗入和构造成因因：渗入和构造成因2.1.3 水的渗透性水的渗透性2.1.4 层流渗透定律层流渗透定律法国工程师达西(H.darcy)经过大量的试验研究，1856年总结得出渗透能量损失与渗流速度之间的相互关系即为达西定律。2.1.4 渗透系数渗透系数2.2 土的渗透变形及防治土的渗透变形及防治2.2.1 土的渗透变形及防治土的渗透变形及防治2.3 地

4、下水对边坡和基坑的影响地下水对边坡和基坑的影响2.5 地下降水地下降水工程降水工作分六工程降水工作分六 个阶段：个阶段：一、工程降水设计原则一、工程降水设计原则建筑基坑支护技术规程JGJ120-99规定二、工程降水设计与施工二、工程降水设计与施工2.6 降水对环境的影响及防治降水对环境的影响及防治二、防止降水不利影响的措施二、防止降水不利影响的措施(三)支护结构选型放坡开挖断面-全放坡，半放坡（1）基坑断面全放坡开挖断面，半放坡开挖断面，支护开挖断面；支护结构分：钢板桩、工字钢桩衬板支护（桩板支护）、防渗帷幕墙支护；支护结构的支撑分：横撑、拉锚土钉墙土钉墙是由天然土体通过土钉墙就地加固并与喷射

5、砼面板相结合，形成一个类似重力挡墙以此来抵抗墙后的土压力，从而保持开挖面的稳定，这个土挡墙称为土钉墙。土钉墙是通过钻孔、插筋、注浆来设置的，一般称砂浆锚杆，也可以直接打入角钢、粗钢筋形成土钉。土钉墙的做法与矿山加固坑道用的喷锚网加固岩体的做法类似，故也称为喷锚网加固边坡或喷锚网挡墙建筑基坑与护坡技术规程JGJ12099正式定名为土钉墙。土层锚杆支护结构土层锚杆简称土锚杆。是在深基础土壁未开挖的土层内钻孔，达到一定深度后，在孔内放入钢筋、钢管、钢丝束、钢绞线等材料，灌入泥浆或化学浆液，使其与土层结合成为抗拉（拔）力强的锚杆。锚杆端部与护壁桩联结，防止土壁坍塌或滑坡。由于坑内不设支撑，所以施工条件

6、较好。土层锚杆由锚头、拉杆、锚固体等组成。根据土体类型、工程特性与使用要求，土层锚杆锚固体结构可设计为锚固于砂质土、硬粘土层并要求较高承载力的锚杆，宜采用端部扩大头型锚固体；锚固于淤泥、淤泥质土层并要求较高承载力的锚杆，宜采用连续球体型锚固体。建筑基坑支护技术规程建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）檩:ln用于架跨在房梁上起托住椽子或屋面板作用的小梁。亦称“桁”。9 围护结构的稳定分析围护结构的稳定分析基坑失稳的形态：11 围护结构的计算方法围护结构的计算方法4 地下连续墙设计与施工地下连续墙设计与施工（1）概念及应用概念及应用应用应用第一节第一节 概述概述（2）地下连续墙施工工艺与其它

7、施工方法比较，优点有：）地下连续墙施工工艺与其它施工方法比较，优点有：（3）地下连续墙施工工艺与其它施工方法比较，局限性和缺点有：）地下连续墙施工工艺与其它施工方法比较，局限性和缺点有：（4）宜采用地下连续宜采用地下连续的几种情况的几种情况（1）地下连续墙按其填筑的材料，）地下连续墙按其填筑的材料，分为土质墙、混凝土墙、钢筋棍凝土墙15m)常会伴有下沉困难，井内土体不稳定(流砂，坑底土体隆起)，或由于采用不排水下沉导致抓斗挖土困难;为增大下沉系数而井壁过厚;需作水下混凝土封底面带来许多问题。(4)因井壁外侧土体的相对动、静摩阻力变化，或土体灵敏度高等因素，沉井常会产生突沉，使工作井洞门的标高难

8、以控制。2 地下连续墙地下连续墙 1.沉井沉井（1）大深度最大深度已经达到140m，深度H25m时，采用地下连续墙更容易实施(2)地表沉降小(3)适应性强，用于不同平面形状组合的基础、挡土结构、桩基础等(4)便于逆作法施工（5）适用于地铁车站施工(6)能兼作探基础第三节第三节 衬砌衬砌管片生产常采用工厂化流水作业，管片生产需具备材料及产品堆场、钢筋笼生产车间、搅拌站(点)、试验室、管片挠捣车间、锅炉房(或蒸汽热网)、管片水中养护池、管片抗渗试验台架、管片精度测试台。一、管片生产一、管片生产钢筋笼生产管片浇捣蒸汽养护管片水中养护及抗渗试验管片精度测试及其保证体系管片试拼装及预应力二、管片设计二、

9、管片设计1.钢筋混凝土管片钢筋混凝土管片通常有二种形式：箱型管片和平板型。箱型管片常用于大直径隧道施工，管片又称隧道的一次衬砌，最常用的管片有钢筋混凝土管片(RC管片)、复合管片和铸铁管片(DC管片)、楔形管片平板型管片在中、小直径的隧道中，是常用的一种管片形式，有时在大直径隧道内，也采用该形式的管片，它主要用于地面荷载大，或者穿越地面建筑群时的隧道区间，用于抵抗较大的外荷载。2.复合管片构造形式是:外周、内弧面或外弧面采用钢板焊接，在钢壳内部用钢筋混凝土浇灌，形成由钢板和钢筋混凝土复合的管片。复合管片常用于区间隧道的特殊段，如隧道与工作井交界处，旁通道连接处，变形缝处，垂直顶升段以及有特殊要

10、求的泵房交界和通风井交界处等。有时也用于高压水条件下的输水隧道中。该管片强度比RC管片大，抗渗性好，与铸铁管片相比，它具有上马快，抗压性、韧性高等优点。但耐腐蚀性差，造价较高，无特殊要求时不宜大量采用。现采用的是以镁作为球化剂的球墨铸铁管片。该管片重量轻，耐腐蚀性好，材质均匀强度高，机械加工后的精度高，接头刚度大.拼装准确，防水效果也好。3,铸铁管片由楔形管片组成的楔形环有最大宽度和最小宽度，用于隧道的转弯和纠偏。4.楔形管片管片设计的内容基本上可分三个阶段进行:第一阶段:确定隧道直径、管片的宽度及厚度，圆环的分块和纵向螺栓位置、数量等等;第二阶段:管片的细部设计，其中包括管片的接头形式、管片

11、的孔洞、螺孔，环向螺栓的数量截面，防水条槽口，管片各部位的精度以及举重臂吊点，拼装形式等;第三阶段:为管片的计算及断面设什。5.管片设计（参考资料）管片设计（参考资料）根据已有的施工经验，管片宽度管片宽度多在700mm-1400mm之间，钢管片宽度以750-900mm为多，混凝土管片最常用的宽度是900mm。近年来，随着生产及吊运水平的提高，以及为节约防水材料，减少连接件等要求而提出国内大直径钢筋混凝土管片的宽度趋于采用1000mm，但是管片宽度加大后会直接影响盾构的灵敏度，因此管片也不是越宽越好。管片的厚度管片的厚度一般需根据计算而定。根据工程实践，管片厚度可取隧道外径的4%-6%,管片厚度

12、的模数常取50mm.7.管片宽度及厚度管片宽度及厚度6.隧道直径隧道直径盾构法隧道的断面取决于各种使用条件，地铁隧道的断面由建筑限界及各种设施所需的空间所决定圆环的分块数应根据隧道的直径大小，螺栓安装位置的互换性(错缝拼装时)而定。一般情况是，软土地层中小直径隧道圆环以46块为宜，大直径以810块为多。地铁隧道常用的分块数为6块(3A+2B十K)和7块(4A+2B+K)。A:标准块标准块 B:邻接块邻接块 K:、封顶块。、封顶块。封顶块有大、小二种，小封顶块的弧长S以600900mm为宜;拼装时可以纵向插人、径向楔人或先行径向再行纵向楔人的形式进行。封顶块的楔形量宜取1/5左右，径向楔人的封顶

13、块楔形量可适当取大一些，此外每块管片的纵向螺粉扮母不很少于2个。8.圆环的分块圆环的分块9.管片接头管片接头管片有环向接头和纵向接头。接头的构造形式有直螺栓、弯螺栓、斜插螺栓、榫槽加销轴等。管片拼装方式：管片拼装方式：通缝拼装、错缝拼装管片拼装方法按其程序，可分为管片拼装方法按其程序，可分为：先纵后环、先环后纵管片精度(产品精度)直接影响隧道的拼装和防水质量。精度不够时，管片成环后的环向接缝会产生内张或外张条件，影响圆环受力和防水性能。10.管片精度管片精度管片防水是盾构法隧道的重要组成部分。11.管片防水管片防水自身防水：管片自身防水主要是靠密级配的混凝上作自身防水，常用的自身防水混凝土抗渗

14、等级为0.6-1.0MPa。接缝防水：接缝防水主要有弹性条防水和嵌缝防水，其中以弹性条防水为主，嵌缝防水为辅管片计算与一般土木结构的计算方法相同，符合弹性理论，结构计算顺序为:圆环的内力计算;接头的应力分析;千斤顶顶力作用的安全验算;施工荷载作用的安全验算。12.管片计算管片计算8 箱涵钢筋混凝土工程箱涵钢筋混凝土工程基坑法施工的常用结构-钢筋混凝土箱形结构钢筋混凝土箱形结构(箱涵箱涵)及砖石混合结构及砖石混合结构箱涵钢筋混凝土工程包括的三大工程:箱涵组成:施工分三次(施工层)完成一底板施工底板施工内容施工要求:施工前,混凝土灌注时,灌注止水带下面混凝土时二、侧墙、中墙（或中柱）、顶板施工底板

15、拆模-绑扎中墙或中柱、侧墙钢筋-支箱涵内外模及中墙或中柱模板-先灌注中墙或中柱的混凝土-绑扎顶板及大梁的钢筋或止水带-最后灌注侧墙及大梁的混凝土1箱涵内外模及中墙或中柱模板支模次序:中柱（中墙）大梁摸板箱涵模板的支撑结构铺设侧墙内模顶板模板最后支外模箱涵内模采用木排架支内模，核准；侧墙外模，安装要求；工字钢和内模的间距控制；侧墙、顶板及大梁混凝土浇灌一次浇灌，侧墙-顶板-大梁合龙移动式皮带运输机下料箱涵施工过程的要求：箱涵灌注要对称进行抗渗性顶板混凝土灌注，养护、拆模：三、箱涵回填中出现的问题及处理办法1箱涵底部与外侧地基的不均匀沉降的处理方法：在顶部增设钢筋，两侧涂1cm厚的软沥青2箱涵上浮

16、，变形缝破坏的预防方法：箱涵上填土，或者主体结构完成后，及时回填9箱涵顶进法箱涵顶进法定义：在保证道路或铁路交通安全运行的同时，在路线下降预制的钢筋混凝土箱形框架（箱涵），用机械力顶入铁路路基内，成为一个铁路钢构架，该法叫顶进法。第一节第一节 箱涵施工箱涵施工一、概述一、概述采用箱涵顶进工法修建下立交地道在我国已广泛应用。箱涵顶进工法建造下立交车行地道与建造上立交桥相比：箱涵顶进工法建造下立交车行地道与建造上立交桥相比：由于下立交车行净空低于上立交桥的火车通行净空，故下立交引道长度小于上立交引桥长度，其工程总投资较小，而且箱涵顶进工法施工中不影响地面列车的正常运营，因而具有较好的环境效益。二、

17、箱涵顶进的施工流程二、箱涵顶进的施工流程基坑围护及开挖坑底滑板制作滑板上预制箱涵和刃角顶进后靠施工及千斤顶安装铁路保护箱涵顶进引道施工。顶进法的分类：后顶法（顶入法）、牵引法、对拉法、顶拉法；中继间的顶入法2.坑底的地基处理坑底的地基处理工作坑底下卧土层的承载能力要满足预制箱涵的重量和顶进箱涵的施工要求。靠铁路侧一般用放边坡开挖土方，必须做到边坡稳定，确保列车运营安全。土方远离基坑边堆放，防止因超载作用增大围护结构变形而影响施工安全。基坑内四周要挖好排水沟，将坑内的水通过排水沟流人集水井然后用潜水泵抽排至坑外；也可在坑底设置倒滤层，以疏干坑底土体。3.工作坑开挖工作坑开挖4.滑板施工滑板施工滑

18、板要求：承受箱涵制作的荷载，又要作为箱涵顶进的滑板。要有足够的刚度以满足箱涵在混凝土浇筑过程中不变形；足够的稳定性，以满足箱涵顶进施工中不发生位移；滑板表而要光滑平整，以减小箱涵在顶进启动时的摩阻力。滑板的底部需设置横向锚梁，在基坑底部挖槽，井用砖砌成模板，将槽形锚梁与滑板混凝土一次浇筑。滑板顶而应按5坡度做成“头高尾低”的上坡。滑板表面必须涂上润滑剂，以减小顶进时的摩阻力。润滑剂一般采用粗制黄色石腊，涂刷表面。滑板上还须在预制箱涵两侧滑板上还须在预制箱涵两侧5-l0cm处设置导向墩处设置导向墩。钢筋馄凝土滑板结构有以下两种型式:(1)将滑板与后靠梁连成一体将滑板与后靠梁连成一体，使滑板有足够

19、的稳定性。(2)滑板与后靠梁分离，滑板与后靠梁分离，靠滑板本体的稳定性克服与箱涵之间的摩阻力。5.后靠施工后靠施工箱涵顶进后靠梁可采用钢梁或现浇混凝土梁,后靠梁可以和滑板连成整体，也可与滑板分离。在箱涵顶进过程中，顶力从后靠梁传给钢板桩围护并扩散到后靠土体。在箱涵顶进过程中，顶力从后靠梁传给钢板桩围护并扩散到后靠土体。6.润滑隔离层施工润滑隔离层施工为保证预制箱涵能在滑板上顺利起动和向前滑行，必须在滑板顶而做一层润滑层，并在其上覆一层隔离层，起到顶进施工中的减摩作用。润滑层的材料润滑层的材料:一般用机油、石蜡、滑石粉、黄油等材料调制。隔离层隔离层:用塑料薄膜、油毡等。当用石蜡润滑剂时应将石蜡加

20、热融化，渗人机油，搅拌均匀后浇在滑板面上，厚度约3mm,刮平后洒上滑石粉。三三 箱涵制作箱涵制作箱涵可单节浇筑，也可分节浇筑，应视顶进设备的最大顶力、后靠的允许顶力和工作基坑内的允许长度来决定。单孔断面的长度不宜大于30m，多孔断面的长度不宜超过35-40m，箱涵分节顶进时在箱身节间设中继顶。四、箱涵顶进四、箱涵顶进箱涵顶进前应在箱体两侧和顶面徐刷润滑剂；在铁路股道下顶进箱涵时，必须确保铁路行车安全与施工安全；加强监测工作；箱涵顶进时的纠偏，主要调整千斤顶的推力、挖土方式以及限位导向墩方法。刃角可分为顶刃角、底刃角与侧刃角。刃角材料：由钢板与型钢焊制而成。在箱身前端须预埋螺栓，刃角安装时便固定

21、在预埋螺栓上，顶进完毕后钢刃角即可卸除。刃角作用：在箱涵顶进过程中还起支护与导向作用挖土平台顶进设备由液压系统与顶力传递设备两部分组成。液压系统：液压系统：千斤顶（顶镐）、高压油泵液压回路、电气集中控制台组成;顶力传递设备：顶力传递设备：顶铁、顶柱、横梁等，将千斤顶的顶力传递给后背。五、顶进设备五、顶进设备顶力传递-顶铁-顶柱-其它传力设备六六 顶进方向与高程控制顶进方向与高程控制校正在直线上、曲线上、坡道上的箱段偏差；引导保持曲线、坡道上要求的方向变更（1）、顶进中的方向控制-依靠方向墩的撑垫可以纠正措施有四：1、严格控制挖土；2、采用偏顶；3、挖土纠偏；4、后背顶铁调整（2）、顶进中的高程

22、控制常用的校正方法:1、加大箱涵底刃角阻力，使箱涵避免抬头；、发现抬头现象时，在底刃角底面挖土3、设船头坡防止抬头二、对拉法二、对拉法施工步骤：1、开挖主坑与副坑，修滑板、设简易后背2、设置顶进拉杆，拉杆种类：高强钢丝束；钢轨3、对拉顶进施工4、扣缝的处理三、中继间法三、中继间法（1）、中继接力原理解决长距离顶管的顶力问题主要是考虑如何克服管壁外周的摩阻力。当顶进阻力即顶管掘进迎面阻力和管壁外周摩擦阻力之和超过主顶千斤顶的容许总顶力或管节容许的极限压力或工作井后靠土体极限反推力，无法一次达到顶进距离要求时，应采用中继接力顶进技术，实行分段实施使每段管道的顶力降低到允许顶力范围内。采用中继接力技

23、术时，将管道分成数段，在段与段之间设置中继环。中继环将管道分割成前后两个部分，中继油缸工作时，后面的管段成为后座，前面管段被推向前方。中继环按先后次序逐个启动，管道分段顶进由此达到减小顶力的目的。采用中继接力技术以后，管的顶进长度不再受后座顶力的限制，只要增加中继环的数量，就可延长管道顶进的长度。中继接力技术是长距离顶管不可缺少的技术措施。10 沉管法隧道设计与施工沉管法隧道设计与施工第一节第一节 水底隧道概述水底隧道概述一、江河、海海、海港的渡越一、江河、海海、海港的渡越最常见的有渡轮、桥梁与水下隧道二、常用水下隧道施工方法二、常用水下隧道施工方法(一一)围堰施工法围堰施工法围堰施工法是指在

24、具有相当宽的河漫滩的河流上，在堤坝或板桩围堰防护下，进行开挖，逐次筑造区间，最终所形成的外防水的隧道。这种施工法适用于水深不太大的中小水道场合，一般先在水道中筑岛，并在其上建造作为隧道一部分的箱体，在两端用临时隔墙封住，用通常的沉箱施工法，使其下沉到隧道的设计标高为止。在各箱体间的接头部分，留1-1.5m的空间用板桩等加以围护，在其间浇捣混凝土之后，拆除临时隔墙，隧道即建成。(二二)沉箱施工法沉箱施工法(三三)盾构施工法盾构施工法埋设深度可以很深，且不受地面建筑物与交通的影响。局部气压、泥水加压、土压平衡等形式的盾构，机械化程度越来越高，对地层的适应性也越来越好沉放施工法是在长度约为100m左

25、右的隧道管段中设置临时隔水挡墙(管段在船坞或其它地方制造)，然后将若干个预制段浮运到海面（河面）预定位置，下沉到预先在水底挖掘好的沟槽中，在水下进行管段间的连接，最终形成整个隧道。(四四)沉放施工法沉放施工法船坞：船坞：船坞是造船厂中修、造船舶的工作平台,是修理和建造船舶的场所，船舶的建造和大修就是在船坞中进行的。基本概念基本概念第二节第二节 沉管隧道概述沉管隧道概述一、沉管隧道定义及其特点一、沉管隧道定义及其特点先在隧址以外的预制场(船厂与干坞)制作沉放管段，管段两端用临时封墙密封，待混凝土达到设计强度后拖运到隧址位置，此时设计位置上已预先进行了沟槽的浚挖，设置了临时支座，然后沉放管段。待沉

26、放完毕后，进行管段水下连接，处理管段接头及基础，然后搜土回填，再进行内部装修及设备安装，以完成隧道，这种建造隧道的方法称为沉放施工法(也可叫作预制管段沉放法)。(一一)沉管隧道的定义沉管隧道的定义已建成的有：上梅金山供水隧道，宁波甬江隧道，广州珠江隧道，香港地铁隧道，香港东港跨港隧道，以及中国台湾的高雄港隧道。(二二)沉管隧道的特点及与盾构隧道的比较沉管隧道的特点及与盾构隧道的比较 1.沉管隧道的优点沉管隧道的优点（1）隧道结构的主要部分由于在船台或干坞中浇筑，可制作出质量均匀且防水性能良好的隧道结构。(2)由于沉放隧道的密度较小，其有效重量一般为5-10KN/m3，再加上附加压重以及混凝土防

27、护层，隧道重量可增至20KN/m3左右，而隧道所作用的未扰动地基土层的有效应力约为30-100KN/m2，地层的承载力几乎不成问题。(3)由于隧道在水底位置对船舶的航行和将来航路的疏浚影响不大，所以隧道可以埋在最小限度的深度上，从而使隧道的全长缩短至最小限度。(4)因为管段制作采用的是预制方式，且浮运与沉放的机械装置大型化，对施工安全与大断面隧道的施工都较有利，且大大缩短了工期。2.沉管隧道的缺点沉管隧道的缺点(1)由于管段的浮运、沉放以及沟槽的疏浚、基础作业，大部分是依靠机械来完成，对于平静的波浪，在流速较缓的情况下施工是不成问题。如果情况相反，且隧道截面较大时，就会带来一系列的间题，诸如管

28、段的稳定、航道的影响等。(2)对于地基的承载力是不成间题，但对于沉放管段底面与基础密贴的施工方法还应继续改进，以免沉陷与不均匀沉降的产生。(3)由于橡胶衬垫的发展，沉放管段之间在水下的连接得到了发展，但是对于有些地质条件所带来的不均匀沉降和防水等间题须进一步研究。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。3 沉管隧道的适用条件沉管隧道的适用条件采用沉管法施工的水下段隧道，比用盾构法施工具有较多优点。主要有：容易保证隧道施工质量。因管段为预制，混凝土施工质量高，易于做好防水措施；管段较长,接缝很少,漏水机会大

29、为减少，而且采用水力压接法可以实现接缝不漏水。工程造价较低。因水下挖土单价比河底下挖土低；管段的整体制作,浮运费用比制造、运送大量的管片低得多;又因接缝少而使隧道每米单价降低；再因隧道顶部覆盖层厚度可以很小，隧道长度可缩短很多，工程总价大为降低。在隧道现场的施工期短。因预制管段（包括修筑临时干坞）等大量工作均不在现场进行。操作条件好、施工安全。因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。因大多作业在水上操作，水下作业极少，故几乎不受水深限制，如以潜水作业实用深度范围，则可达70米。断面形状、大小可自由选择，断面空间可充分利用。大型的矩形断面的管段可容纳48车道，而

30、盾构法施工的圆形断面利用率不高，且只能设双车道。沉管截面一般可分为两大类：圆形钢壳类、矩形混凝土类。沉管截面一般可分为两大类：圆形钢壳类、矩形混凝土类。混凝土隧道指的是以钢筋混凝土为基底的隧道。混凝土隧道指的是以钢筋混凝土为基底的隧道。4.沉管隧道与盾构隧道的比较沉管隧道与盾构隧道的比较第三节第三节 沉放管段的设计沉放管段的设计一、沉放部分的长度一、沉放部分的长度在每边岸上有一个沉放部分和带有敞开段的暗埋段部分。假设沉放部分与暗埋段的接头在河里，在河中部分必须采用钢板桩围堰，封闭开挖端头。一旦就地建造部分的位置得到确定，沉放隧道的长度随之确定。二、管段制作二、管段制作（一）矩形钢筋混凝土管段的

31、制作（一）矩形钢筋混凝土管段的制作要求：均匀性和密实兴特别高变形缝、施工缝的安排：施工缝的种类（1）纵向施工缝；（2）横向施工缝提高管段结构具有一定抗弯能力的措施：2点（二）封墙（二）封墙封墙材料：，隔墙可用木材、钢材或钢筋混凝土制成设计封墙：封墙上的排水阀、进气阀、供人进出的人孔口（三）压载设施加载水箱（三）压载设施加载水箱沉放管段两端，沿隧道轴线位置至少对称地设置四个水箱，水箱应具有一定的容量，在其充满时，不仅能消除沉放管段的干舷，还应具有100-300t左右的沉降荷重。水箱的另一作用是在相邻两管段连接后，成为临时隔墙间排出水的贮水槽:管段的制作还包括以下一些辅助工程;橡胶密封垫圈、临时舱

32、板、拖拉设备、起吊环、通道竖井和测量塔等。在管段制作完后，必须进行检漏和干弦调整，符合要求的管段才能出坞。三、管段的浮运三、管段的浮运当管段制作完成之后，开始向船坞内注水，在这期间，需派检查人员从出入口进入沉放管段的内部，经常不断地检查有无漏水情况，一旦发现漏水现象，须立即停止注水，查明原因井进行修补。当船坞内的水位接近干舷量时，应向压载水箱内注水以防止管段上浮。当管段完全被水淹没后，派人从出入口进人沉放管段，排出压载水箱内的水，使管段上浮。管段在浮运时的干舷量一般取为10-15cm左右，在调整完各节沉放管段后，即可打开干船坞的坞门，使沉放管段曳出。管段曳出船坞的工作，有时只需直接利用拖船即可

33、。第五节第五节 管段的沉放与水下连接管段的沉放与水下连接一、管段的沉放作业一、管段的沉放作业沉放作业的主要工序如下1.拖运管段到沉放现场;2.用缆绳定位管段，以便精确施工;3.施加镇重物，使管段下沉。当管段运抵隧址现场后，须将其定位于挖好的基槽上方定位于挖好的基槽上方，管段的中线应与隧道的轴线基本重合，定位完毕后，可开始灌注压载水，管段即开始缓慢下沉。管段下沉的全过程一般下沉作业一般分为3个步骤进行，即初次下沉、靠拢下沉初次下沉、靠拢下沉和着地下沉和着地下沉。二、管段的沉放方法二、管段的沉放方法（一）（一）分吊法分吊法方法：采用分吊法进行沉放的隧道，一般均在管段上预埋3或4具吊点，用2-4艘1

34、00-200t起重船或浮箱提着各吊点，通过卷扬机进行下沉。管段的水下连接方法有两种:水下混凝土法：是在管段接头处用水下混凝土加以固结使接头与外部水隔绝，此谓;水力压接法：是使用橡胶垫借助水压使其压缩的方法，为了暂时支撑住沉放管段，需要设置临时支座。三、管段的水下连接三、管段的水下连接(一)水下混凝土法早期船台型圆形沉管隧道管段间的接头，都采用灌筑水下混凝土的方法进行连接。水下混凝土法的主要缺点是潜水工作量大，工艺复杂，而且由于管段接头是刚性的，因此，一旦发生某些误差而需进行修补，则会非常困难。(二)水力压接法水下压接法就是利用作用在管段上的巨大水压力使安装在管段端部周边上的橡胶垫圈发生压缩变形

35、，而形成一个水密性良好而又可靠的管段接头。它的主要工序是对位、拉合、压接、拆除隔墙。第六节第六节 基础处理基础处理目前实施的基础处理方法已有多种，大致可分为两种:在沉放管段与沟槽底面之间用砂石进行填充，形成连续支承形式管段与沟槽底部脱离的独立支承形式。一、连续支承形式一、连续支承形式连续支承形式：将沉放管段的底面与沟槽面之间的空隙用适当的材料(砂、石等)充填(铺垫)起来，从而形成一个连续的能均匀支承沉放管段的基础。一般按其材料充填作业工序安徘在管段沉放作业之前或之后，可大致分为先铺法和后填法两大类:后填法的优点：1.由于浮力作用，管段沉到水底时不是很重，很少超过400t，因此临时支座多系简易小

36、型的。潜水工作量远少于先铺法作业;2.根据三点可确定一个平面的原则，高程调节较方便，精度较易控制3.作业时河道上占位时间短，对航道的干扰少。根据三点确定平面的原理，在沟槽底面，按沉放管段的埋置深度，正确地设置临时支座，把沉放管段暂时搁置在它上面，在管段沉放对接完成后，再用适当的材料在管段底部与沟槽面之间进行填充，从而形成永久性的均匀连续基础。(二二)后填法后填法(三三)后填法中不同的施工方法后填法中不同的施工方法1 灌砂法灌砂法:在管段沉放对接完毕后，从水面上沿着管段侧面向管段底边灌填粗砂，从面形成两条纵向的垫层。2 喷砂法喷砂法:主要是将一种粗砂与水的混合物通过设在隧道管段顶部的可移动台架上

37、的砂泵喷人管段底下的空隙中，最终形成1m左右的砂垫层。3 灌囊法灌囊法这种方法施工时，在沟槽底部仍需铺设一层砂、石垫层，在垫层与沉管底部留出15-20cm的空间，待管段沉放对接完毕后，从水面上向事先扣在管段底部的空囊袋(尼龙袋)中灌注由粘土、水泥和黄砂配成的水泥砂浆，以使管段底部和沟槽底面间的空隙绝大部分地被充填.囊袋的尺寸按一次灌注量而定，一般不宜过大，其自身应有一定的牢度，并具有较好的透气性。在灌注水泥砂浆时，必须采取适当的措施防止管段的顶起。（四）压浆法（四）压浆法四基础处理的发展趋势-压出法在浚挖沟槽时，先超挖1m左右，然后铺设一层40-60cm厚的碎石，大致整平即可,在管段沉放位置预

38、先设置作为临时支座的碎石堆。在管段沉放对接后，沿着管段两侧边及后端底边处回填砂、石等混合料，高度为离开管底以上1m左右，然后从隧道内部，用常用的压浆设备，通过预埋在管段底板上的压浆孔向管段底部空隙进行压浆。压浆所用的混合砂浆:由水泥、黄砂、粘土或斑脱土以及缓凝剂配成。5.压砂法压砂法压砂法又称作砂流法，是通过管段底部的预留孔向基底注砂.二、独立支承形式二、独立支承形式-主要用来作为矩形沉放管段的基础主要用来作为矩形沉放管段的基础作业工序可大致分为如下两个步骤:在管段沉放之前做好能永久性支承的基础;在管段沉放对接完毕后，进行基础与沉放管段的最终连接工作。(一一)独立桩基础独立桩基础1.水下混凝土

39、传力法:桩基打好后，先浇筑一、二层水下混凝土，将桩顶裹住。然后在其上刮砂或刮石垫层，使沉管荷载经砂石垫层和水下混凝土层传到桩基上。2.灌囊传力法:在管段底部和桩基顶部之间填塞大尼龙袋，向尼龙袋内灌填砂浆，并根据空隙情况调节砂浆量，以保证管段底与桩顶有良好的接触。3.活动桩顶法:在所有桩上设置一个可以顶升的桩顶。它的施工方法如下:首先把一个带有生铁桩靴的钢套管打人土中，然后泵入少量水泥浆，再于套管中插人预制混凝土桩，拔出钢套管而留下生铁桩靴。在混凝土桩顶部装有一个可以与桩身脱开的预制混凝土活动桩顶，它们之间由尼龙套和一根导向管连接，在管段沉放完毕后，向混凝土桩周围空腔及桩顶囊袋(尼龙袋)中淮注水

40、泥砂浆，将活动桩顶顶升，使其与管段底部密贴接触。在砂浆强度达到要求后，卸除千斤顶，从而形成了永久性的支承。（二）其它方式1.桥台方式:将沉放管段的两端搁置在预先建造在水底的沉箱基础上。2.桥墩方式:在沟底纵向设置支承在桩基础上的钢筋混凝土梁，把沉放管段安放在这种梁上，也是一种水中桥梁的方式。11 防水工程与堵漏技术防水工程与堵漏技术危害有2：使结构的混凝土浸蚀及钢筋锈蚀；内部物资受潮锈蚀，霉烂变质，处理：排，防，采用多道排水方案第一节第一节 防水工程防水工程一防水混凝土施工靠本身密实性达到防水要求。具有防水、承重、维护结构（一）适用范围1.刚性较大的地下结构物2.混凝土表面的使用温度不高于10

41、0度3.不得使用于耐蚀系数小于0.8的受浸蚀防水工程4.由耐磨要求的防水工程应优先采用集料级配法防水混凝土，集料级配法集料级配法就是将石子骨架相对减弱，适当增加砂率和水泥用量，水泥砂浆除满足充分粘结作用外，还能在粗骨料周围形成一定数量的、质量好的包裹层，将粗骨料分隔开，以提高混凝土的密实性和抗渗性。（二）防水混凝土施工要点a)基坑干燥b)模板拼缝严密，支撑牢固c)配制严格按照实验室配料单，严控水灰比d)切实做好灌注质量e)防水混凝土要严格按照养护条件养护二卷材防水施工卷材放水层，是用沥青或沥青玛蹄脂将几层油毡贴在结构基层的表面上而成。适用于：防水要求高、多道防水方案或当结构有微小振动或变形、受

42、酸碱介质侵蚀不宜用防水混泥土，用卷材防水（一）对材料的要求与玛蹄脂的调制卷材要求：具有一定拉力强度、延伸性、不透水性、耐腐蚀性；（一般工程）石油沥青油毡和煤沥青油毡；（重要工程）沥青麻布油毡（与纸胎油毡相间使用）或玻璃丝布油毡玛蹄脂调制：石油沥青或石油沥青玛蹄脂、煤沥青玛蹄脂的作用：胶结和防水，要求软化点低、具有良好的韧性和粘结性沥青胶结料中加入的填充料：石棉屑，滑石粉等，作用：增加玛蹄脂韧性，耐腐蚀性减少感温性，节约沥青材料，降低工程成本。掺量有实验决定。第二节堵漏技术第二节堵漏技术修补方法：堵塞法，灌浆法，抹面法，卷材贴面法等一堵塞法（一）孔洞漏水的处理（）水位m，孔大，下管堵漏法；操作方

43、法：（二）裂缝漏水的处理（）水压小，裂缝直接堵塞法；操作方法：（）水压大，下绳堵漏法；操作方法：二灌浆法(一)概述1堵漏的基本措施混凝土表面清理布置灌浆孔封闭作保护层压水试验灌浆液2灌浆堵塞的分类(1)按材料分两类:固粒浆材-水泥浆;化学浆材(丙凝浆液和氰凝浆液等)(2)按照浆液混合的方式分:多种药品组成的化学浆材在现场配成两种浆液,称为甲液和乙液.按其混合方式分为:单液法;双液法(3)按照压送方式分有两种:气压法;泵压法(多采用比例泵进行灌浆)3灌浆设备(1)单液法灌浆设备有:风压罐和手掀罐(2)双液灌浆设备有:泵压式和气压式(二)水泥浆堵漏加少量附加剂或塑化剂,能灌入0.61mm的裂缝中配比一般为水：水泥.:1或.：灌浆时气压保持在kg/cm2；灌满后气压顶min(三)丙凝（丙凝酰胺浆液）堵漏1.丙凝浆液材料的组成2.丙凝浆液及凝胶体的主要特性