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沉管式隧道

沉管式隧道
图片来自tunnelling

沉管隧道是将隧道管段分段预制,每段两端设置临时止水头部,然后浮运至隧道轴线处,沉放在预先挖好的地槽(基槽)内,完成管段间的水下连接,移去临时止水头部,回填基槽保护沉管,铺设隧道内部设施,从而形成一个完整的水下通道。[1]

目录

简述

1910年,美国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。自香港跨港沉管隧道(1972)和台湾高雄海底沉管隧道(1984)兴建后,我国建成的沉管隧道有广州珠江隧道(1993)、宁波甬江沉管隧道(1995)、宁波常洪沉管隧道(2002)、上海外环线越江沉管隧道(2003)、杭州湾海底沉管隧道(2004)、天津海河沉管隧道(2011)、广州洲头咀沉管隧道(2011)等10多座。已开展大量沉管隧道前期工作,但最后改变施工工法的隧道有京沪高铁穿越长江的南京上元门隧道、武汉长江水底隧道(含地铁)等。

沉管隧道对地基要求较低,特别适用于软基、河床或海床较浅易于用水上疏浚设施进行基槽开挖的工程地点。由于其埋深小,包括连接段在内的隧道线路总长较采用矿山法和盾构法修建的隧道显著缩短。沉管断面形状可圆可方,选择灵活。基槽开挖、管段预制、浮运沉放和内部铺装等各工序可平行作业,彼此干扰较少。管段预制质量易于控制。

用沉管法修建水下隧道,对建设地点的水文、泥沙、床面土质和场地有一定的要求。若水流速过大或河床有深沟、地形陡峭,或水深过深(超过40m),则管段的浮运、沉放是困难的。为保证水下基槽成型,水下床面的土质应相对稳定。泥沙条件应至少满足施工期间不会在基槽内形成快速淤积。潮汐水域应有足够长的平潮期以便于管段沉放。应有合适的场地用于管段预制和疏浚排出物的处置。此外,为进行水下基础的构筑、管段沉放和水下对接,需要某些专用设备。

特点

沉管隧道与其他横断水路的隧道相比,主要有如下特点:

  1. 沉管隧道因其能够设置在只要不妨碍通航的深度下,故隧道全长可以缩短;
  2. 隧道管段是预制的,质量好,水密性高;
  3. 因有浮力作用在隧道上,所以视比重小,要求的地层承载力不大,故也适用于软弱地层;
  4. 断面形状无特殊限制,可按用途自由选择,特别适应较宽的断面形式;
  5. 沉管的沉放,虽然需要时间,但基本上可在1~3天内完成,对航运的限制较小;
  6. 不需要沉箱法和盾构法的压缩空气作业,在水相当深的条件下,能安全施工;
  7. 因采用预制方式施工,效率高、工期短。

参考文献