水下隧道沉管法设计与施工关键技术 - 中国工程科学.PDF

水下隧道沉管法设计与施工关键技术 杜朝伟， 王秀英 （北京交通大学土木建筑学院，北京 １０００４４） ［摘要］　结合国内已建成的沉管隧道对沉管法施工干坞方案比选、管段及接头防水设计进行了探讨分析，对 沉管法施工的关键技术如管段制作、管节浮运、沉放及水下对接和基础处理方法进行了归纳。 ［关键词］　沉管隧道；方案比选；防水设计；施工技术 ［中图分类号］　Ｕ４５５．４６　［文献标识码］　Ａ　［文章编号］　１００９－１７４２（２００９）０７－００７６－０５ 好的港池内下潜，实现管段与驳船的分离，再将管段 1　前言 浮运到隧道位置完成沉放安装工作。 固定干坞则是 自１９１０年美国底特律河建成世界上第一座水 在陆地上选择合适位置建造，根据与隧道位置的关 下沉管隧道以来，水下沉管隧道技术经历了不断发 系又可以分为轴线干坞和另选位置干坞。 干坞方案 展完善的过程。 截至２００１ 年，世界上有近２０ 多个 的选择对沉管隧道工期、造价影响较大，合理选择干 国家采用沉管隧道技术修建了 １３０ 多座水下隧 坞非常重要。 道［１］ 。 著名的沉管隧道有美国旧金山海湾水下隧 移动干坞方案特别适合于建造在航道较窄、水 道、连接欧亚两大洲的博斯普鲁斯海峡沉管隧道以 深较浅的内河中管段数较少（一般不超过４ 节）的 及连接丹麦与瑞典的厄勒海峡沉管隧道。 我国香港 沉管隧道。 与固定干坞相比，移动干坞具有节省干 地区于 １９７２年建成了跨越维多利亚港的城市道路 坞建造时间、节省岸上施工场地和节省航道疏浚费 ［２］ 海底隧道，１９９３年底建成通车的广州黄沙至芳村珠 用的优势 。 但是对于管节长度较大，管节数较多 江水下隧道，成为我国大陆首次用沉管工法建成的 的沉管隧道，往往并不适用。 以澳门澳凼隧道为例， 第一座大型道路与地下铁道共管设置的水下隧道。 该隧道为双向六车道，设计速度６０ ｋｍ／ｈ，线路总长 以后相继建成了宁波甬江沉管隧道、澳门澳凼隧道、 ２５５０ ｍ，其中沉管段长 １０９０ｍ，分 １０节管段，每节 上海外环隧道，正在建设的沉管隧道还有广州珠江 管段长约 １１０ｍ。 采用移动干坞方案将会遇到半潜 仓头岛—生物岛沉管隧道，这些隧道的相继建成，大 驳数量有限、施工工期长、造价太高的问题。 因为移 大推动了我国在这一技术领域的发展。 笔者结合澳 动干坞方案所需的最基本设备半潜驳除了要满足管 凼隧道等对沉管法修建水下隧道的关键问题进行探 段预制所需的平面尺寸、船体刚度、载重能力等要求 讨和归纳。 外，还要满足能够注水下潜使船面下潜到水面以下 不小于１０ｍ 的功能。 澳凼隧道每节管段长 １１０ ｍ、 2　干坞施工方案比选 宽３２．２ ｍ，不计施工荷载每节管段就重达３３０００ ｔ。 干坞根据其构造形式，一般分为移动干坞和固 国内现有满足本工程所需的大型半潜驳只有一条， 定干坞两类。 移动干坞方案就是修造或租用大型半 每节管段制作周期按５个月考虑则管段预制工期就 潜驳作为可移动式干坞，在移动干坞上完成管段的 需要５０个月，远远不能满足业主规定的不超过 ３２ 预制，然后利用拖轮将半潜驳拖运到隧道附近已建