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沉管隧道技術(shù)現(xiàn)狀分析

沉管隧道主要分為鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)沉管隧道，其中混凝土沉管隧道縱向結(jié)構(gòu)可分為整體式和節(jié)段式兩種基本形式。節(jié)段式沉管隧道管節(jié)的長度一般為100m～200m之間，一個(gè)管節(jié)由若干個(gè)節(jié)段組成，每個(gè)節(jié)段長度約20～30m，節(jié)段與節(jié)段之間斷開，通過柔性止水帶相連，這種型式在歐洲采用廣泛；整體式沉管隧道管節(jié)的長度一般在80m～120m，一個(gè)管節(jié)以若干施工縫劃分并分批澆筑，較后形成混凝土結(jié)構(gòu)整體，相鄰施工縫之間的長度約20～30m，這種型式在亞洲采用較多。

沉管隧道工法從上個(gè)世紀(jì)末開始逐步在國內(nèi)應(yīng)用，近10年得到較快發(fā)展，其中主要以整體式混凝土沉管為主，國內(nèi)倉頭沉管隧道、官洲沉管隧道、南昌紅谷沉管隧道均采用了整體式混凝土結(jié)構(gòu)形式，而港珠澳大橋沉管隧道是國內(nèi)首先個(gè)采用節(jié)段式混凝土沉管隧道的項(xiàng)目。

基礎(chǔ)處理

沉管隧道的基礎(chǔ)處理主要是為了解決開挖引起的地基土軟硬不均、流砂管涌、槽底不平整、基槽回淤等問題。目前，國內(nèi)外常用的沉管隧道基礎(chǔ)處理方法大致可分為先鋪法、后填法和樁基法。其中我國普遍采用后填法中的流砂法灌砂，包括高雄跨港隧道、香港東區(qū)隧道、珠江隧道、上海市外環(huán)線隧道、倉頭沉管隧道等，該方法的施工難點(diǎn)在于灌砂基礎(chǔ)的充滿度和密實(shí)度難以控制，致使管段后期有不同程度的下沉，有待進(jìn)一步開展研究。

干塢設(shè)計(jì)

干塢是管段的臨時(shí)預(yù)制場所，一般在陸地上開挖后形成，稱為固定干塢，也有在半潛駁上行管段預(yù)制，稱為移動(dòng)干塢。我國大多沉管隧道都是采用的固定干塢，廣州侖頭生物島隧道在建的廣州金光東隧道由于附近無合適的干塢場地，采用移動(dòng)干塢方案。我國沉管隧道技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新近年來，隨著我國沉管隧道建設(shè)事業(yè)的快速發(fā)展，沉管隧道修建技術(shù)水平有了明的提高，特別是應(yīng)用領(lǐng)域全部拓展，建設(shè)方法及手段也是“不拘形式、實(shí)效為主”。

隧道管節(jié)生產(chǎn)和安裝的新型設(shè)備

圍堰防滲穩(wěn)定技術(shù)

工程師們通過建立充砂長管袋圍堰穩(wěn)定分析簡化模型，提出圍堰穩(wěn)定計(jì)算公式，進(jìn)行圍堰內(nèi)外部穩(wěn)定分析，并建立圍堰三維數(shù)值模型，分析多種工況下圍堰受力及變形情況。從塑性混凝土防滲性能、充砂長管袋受力與變形以及充砂長管袋圍堰穩(wěn)定性3方面對紅谷隧道圍堰工程進(jìn)行理論分析，并結(jié)合工程實(shí)際，指導(dǎo)膜袋材料選取、接縫縫紉、管袋沉放定位、塑性混凝土配合比設(shè)計(jì)、防滲墻施工等圍堰關(guān)鍵技術(shù)，形成了由充砂長管袋+塑性混凝土

墻+鋼筋混凝土墻組成的大型臨時(shí)圍堰施工技術(shù)。

1.管節(jié)浮運(yùn)創(chuàng)新

中國工程師通過建立內(nèi)河流域管節(jié)浮運(yùn)過程風(fēng)險(xiǎn)節(jié)點(diǎn)分析體系，探索了管節(jié)在浮運(yùn)過程中的水流阻力性能，深入研究了內(nèi)河沉管法隧道管節(jié)浮運(yùn)水文窗口選擇，提出了管節(jié)浮運(yùn)流速限值，發(fā)明了綁拖工裝架，實(shí)現(xiàn)了“拖輪綁拖與吊拖相結(jié)合、岸上地錨與水中錨塊相結(jié)合及設(shè)置工程船輔助”的管節(jié)浮運(yùn)方式，解決了大流速條件下管節(jié)浮運(yùn)姿態(tài)控制問題。

結(jié)語

雖然我國沉管隧道的應(yīng)用與研究起步較晚，但是隨著南昌紅谷沉管隧道、港珠澳大橋沉管隧道等一系列沉管隧道工程的順利建成通車，我國已掌握其中的關(guān)鍵技術(shù)并實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新發(fā)展，標(biāo)志著我國沉管隧道建造技術(shù)已經(jīng)步入 。相信在地下空間開發(fā)的新高潮中，我國會(huì)開展更大規(guī)模的沉管隧道建設(shè)，突破更多的核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)沉管隧道行業(yè)發(fā)展的目標(biāo)。