Ⅰ 隧道如何进行防水
隧道防水工程是一项涉及到工程学、密封学、地质学等众多学科的系统工程项目,原则应紧密结合工程地质、水文地质条件、工程结构特点,工程用途及使用要求。
1、设计遵循“防、排、堵、截相结合”的综合治理原则。采取多种措施,力求达到排水通畅、防水可靠、经济合理、不留后患的目的,实现防水目的;
2、防水设计总原则应以防为主,多道设防、防水结合、综合治理;
3、隧道衬砌结构可采用自防水混凝土,将其视为治本的项目和永久防水线,做到不渗不漏。施工中需采取有效措施,防止结构产生贯穿型裂缝;
4、对变形缝一定要根据工程本身特点及使用要求合理设置,对施工缝的设置则根据施工条件具体研究确定。为消除混凝土大部分收缩应力,施工缝设置宜密不宜疏,对变形缝、施工缝及穿墙管等特殊部位防水要采取加强措施;
5、隧道防水板施工工艺要保证防水层具有连接整体密封性;
6、如隧道进、出口浅埋段较长,覆盖层多为松散体,地表具有汇水地形等特点,可在洞顶设置截水天沟,地表局部注浆,并对洞顶平面一定范围进行封闭,防止地表水下渗。
混凝土结构自防水
混凝土结构自防水的关键是施工时必须确保混凝土密实及控制混凝土不产生裂缝。普通防水混凝土存在收缩开裂,而补偿收缩混凝土很好地解决了这个问题,它是 在水泥中掺入膨胀剂或采用膨胀水泥拌制而成。
常用的外加剂有防裂型FS防水剂、U型膨胀剂等。实践证明,掺入外加剂可以达到比较理想的抗裂、防渗效果。
Ⅱ 海底隧道是怎样建成的隧道里面的水是怎么排出来的呢
在海底修建隧道的工法在山岭隧道常用工法的基础上,多了个沉管法,因此工法包括钻爆法,掘进机法,盾构法和沉管法钻爆法,通俗的讲就是埋炸药-爆-把爆掉的岩石运出去-做衬砌,在开挖过程中可能会从岩缝间渗水,需要进行注浆封堵,代表隧道厦门翔安隧道掘进机法应用于岩石中,通俗地讲就是用个钻头把岩石钻下来,再运出去,这个钻头是直径10几米的大机器哟,代表隧道日本青函隧道盾构法,机器跟钻爆法的机器差不多,主要用于软岩到软土中,相比岩石掘进机,它自带防水功能,因为这种隧道是管片拼接成衬砌的,管片间的防水需要好好处理,管片质量和拼装误差都会影响隧道的防水效果,代表隧道崇明隧道(其实是跨长江的)沉管法,预制管节-浮运至指定位置-灌水下沉-连接做好关节间的防水-抽水,防水薄弱点是管节之间,有相应的防水措施修隧道最重要的也是最烦人的就是处理好地下水,青函隧道_网络,这里提到了青函隧道修建时的不幸遭遇,处理方法就是抽水,光抽也不行,还得哪漏堵哪还有一个被反复提起的隧道涌水事故就是上海地铁四号线事故,那次事故的后果是进水的一段隧道被废弃,不得不调整线路新修隧道修海底隧道前期会做大量调查,包括讨论技术可行性,经济成本是否合理,还有大量海底地形,地质报告。
这是一个较长的时间段,这个过程完了以后,业主批准下来后,会招标设计单位,确认图纸,工艺,工序,方法。接下来,业主就开始邀请施工单位,招标,最终选择报价合理,有相应施工资质,技术,人员能够胜任的施工单位。这个过程就决定了海底隧道在施工时采用何种工艺,比如选线的时候,路线要经过近海的海床,路线高程决定了隧道要从岩层中经过还是从海底地面上经过,这样,采用盾构法,或是沉井法,在这个时候已经决定了。工艺施工过程的细节,楼上很多讲得讲得很详细了,由于我本人没从事过,不好妄谈。海底隧道和陆上隧道施工的不同,主要有以下几个方面陆上隧道不需要排水,海底隧道所面对的施工条件很不方便施工,施工时所处的环境要面对复杂地形,水压力,等不利条件,不管各种施工方法如何,目的就是把隧道所需要的空间在海底通过或挖或填的方法,想办法建造出来,再将空间多余的东西运出去,同时做好防水,使海水不能通过任何方式涌进管道内部,最后在管道内按照所需,布署其他设施,同时做好装饰,美化。海底隧道,如港珠澳大桥是沉管预制,然后在海底拼接,而一些海底隧道并不是这样施工的,在海底采用盾构机施工、对于软弱地质,也可采用中隔墙法(CD)或交叉中隔墙法CRD施工,施工时先局部开挖,超前锚杆加固,在施以初期支护,待初期支护达到一定强度后施以二次衬砌,二次衬砌一般作为安全储备。
Ⅲ 港珠澳大桥隧道那么大,是如何保证滴水不漏的呢
全世界任何一个隧道设计师都明白,建造100%水密的隧道意味着什么样的挑战。一位欧洲著名岛隧专家曾说,全世界的节段式沉管漏水率平均值为10%左右,目前尚没有沉管隧道100%不漏水的纪录。
然而,“奇迹”在港珠澳大桥沉管隧道中出现了:这条5.6公里的海底隧道,在攻破重重技术难关之后,保证了40米水压下的“滴水不漏”,打破了世界记录。
156道工序管理
从一根钢筋、一方混凝土到一个180米长的巨型沉管,需要经过钢筋加工、钢筋笼绑扎、混凝土浇筑、管节一次舾装、深浅坞蓄排水及管节起浮横移等156道工序。每一道工序都关系着120年的使用寿命,每一个过程都充满风险,每一个环节都关乎产品质量。
为了让每个岗位上的人员都有操作标准,项目总部和工区共同制定出《港珠澳大桥岛隧工程沉管预制质量控制点管理》体系文件,文件包括6个大项、23个子项、116个小项。 对所有工序全面实行星级管理,对每一个小项的质量标准、质量控制层级、检查方式、检查频率、质量控制要点,质量缺陷处罚制度都有着明确的标准。
Ⅳ 试阐述沉管法施工海底隧道的原理,如何保证管段密封
和地下施工是一样的,外侧都是要做全封闭防水层,管之间要做钢圈内衬保护。
Ⅳ 管段的水下对接
管段沉放就位后,还要与已连接好的管段连成一个整体。该项工作在水下进行,故又称水下连接。水下连接技术的关键是要保证管段接头不漏水。水下连接有混凝土连接和水力压接两种方法。混凝土连接法作业工艺复杂,潜水工作量大,密封的可靠性差,故目前一般不再采用。水力压接法是20世纪50年代由丹麦工程师在加拿大开发应用,它工艺简单,施工方便,施工速度快,水密性好,基本上不用潜水工作,故目前普遍采用。
水力压接法工艺流程如图8-18 所示。
图8-18 水力压接法工艺流程图
一、水下连接工艺
1.水下混凝土连接法
先在接头两侧管节的端部与管节同时制作安设平堰板,待管节沉放完毕后,在前后两块平堰板左右两侧水中,安设一个圆形的钢围堰板,同时在衬砌的外边,用钢檐板把隧道内外隔开,再往围堰内灌筑水下混凝土,形成管节水下的连接。混凝土连接法一般只在管节的最终接头时采用。
2.水力压接法
图8-19 是目前沉管隧道普遍采用的管节对接工艺。步骤为:
图8-19 水压压接法示意图
1—鼻式托座;2—接头胶垫;3—拉合千斤顶;4—排水筏;5—水压力
(1)拉合。利用安装在管段竖壁上带有锤形拉钩的拉合千斤顶,将对好位的管段拉向前节既设管段,使胶垫的尖肋部产生初压变形和初步止水作用。
拉合作业程序为:先推出拉杆,将锤形拉钩插入刚沉放管段中的临时支架的连接部分,再旋转 90°即可固定,然后收缩拉杆,即完成拉合作业。拉合作业也可以用定位卷扬机完成。拉合作业完成后,应再次测量与调整。
(2)压接。拉合完成之后,即可打开已设管段后端封墙下部的排水阀,排出前后二节沉管封墙之间被包围封闭的水。排水阀用管道与既设管段水箱连接。排水开始后不久,需立即开启安设在既设管段后端顶部的进气阀,以防端封墙受到反向的真空压力,因为一般端封墙设计时,只考虑单向的水压力。当封端墙间水位降低到接近水箱水位时,应开动排水泵助排,否则水位不能继续下降。
排水之后,作用在新设管节的前封端墙上的水压力消失,于是作用在该管节后封端墙上的巨大水压力就将管节推向前方,接头胶垫(GINA橡胶止水带)被挤压,前后管节实现紧密对接,这样对接的管节接头具有非常可靠的水密性。
二、千斤顶的设置
(1)安装在管节内的支承千斤顶,其活塞杆通过密封装置伸出管节底部,液压站设在管节内。
(2)安装在管节外壁的支承千斤顶,千斤顶在水中工作,液压站设置在水面的工程船舶上,油管在水中与千斤顶连接。
(3)拉合千斤顶安装在管段前端左右的边墙上,拉力一般为 150kN,顶程为 1m。
三、管段的内部连接
管段在经上述的对位、拉合和压接后,只是隔绝了管段内外水的联系,管段之间并未连成整体,故还需在管段内部进行永久性连接,构筑永久接头。永久接头不仅应具有可靠的水密性,而且要具备抵抗基础不均匀沉降和地震造成的变形。接头形式主要有刚性接头和柔性接头两种。
1.刚性接头
刚性接头是在水下连接完毕后,在相邻两节管段端面之间、GINA胶垫内侧,用钢筋将两个管段连接起来,然后浇注混凝土,形成一个永久性接头。刚性接头应能抵抗弯矩、剪力和轴力,其本身强度一般不低于管段自身结构的强度。刚性接头的缺点是水密性不可靠,在使用过程中常因不均匀沉降而开裂渗漏。
2.柔性接头
柔性接头是利用水力压接时所用的胶垫,吸收温度变化引起的伸缩与基础不均匀沉降造成的角度变化,以消除或减小管段所受温度变化与变形引起的应力。可通过焊接型钢和钢板构成简单的柔性接头,这是近年来实行的一种先进接头,如图8-20 所示。
图8-20 柔性接头
1—压缩的尖肋形橡胶垫;2—Ω形橡胶密封;3—密封固定装置
该接头形式亦宜用于地震区的沉管隧道,但在其构造上要满足线性位移和角变形,又应具有足够的抗拉、抗剪和抗弯强度。接头中的Ω形橡胶密封是管段对接缝的第二道防水线。
四、管段的最终接头
最后一节管段的最后一个端面连接处即最终接头。最终接头有两种情况:一是在水中进行最终接头,二是在岸上段(包括暗埋段和敞开段)进行最终接头。当两岸岸上段同时施工、同时完工、分别从两岸上段向隧道中间沉放对接管段(即对头施工)时,最后剩下1m左右的距离就要在水中进行最终接头施工。当管段只从一侧岸上段向另一侧施工(即单向施工)时,最终接头就必须在岸上进行。
在水中进行最终接头施工时,一般不采用传统的水下浇注混凝土方式,而是利用水力压接法压接原理进行初密封,然后抽掉隔仓水,在隧管内进行最终接头处理。
在岸上施工最终接头的方法有:干地施工方式、水下混凝土施工方式、防水板施工方式、接头箱体施工方式、V形(楔形)箱体施工方式。
1.干地施工方式
当最后一节管段沉放完毕之后,即采用围堰的方法(图8-21)将最后一节管段和连接井之间的间隙与外界的水隔开,然后将围堰内的水抽干,在干地(无水)的情况下用现浇钢筋混凝土的办法完成最终接头。
2.水下混凝土施工方式
在最终接头部位设水下模板,浇注水下混凝土。
3.防水板施工方式
最终接头的两个端面之间通常留下 1~2m 的空隙,在其中设置适当的支撑(通常放进若干楔形块固定),以避免排水时引起轴向力释放而对已经接合的接头产生不利影响。然后把装有橡胶圈的钢封板从管段外侧将接头包住,这就形成第一道防水线。接着将端封墙之间的水抽干,利用水力压接的原理使防水钢板与管壁密贴,这时防水钢板的内侧(即最终接头空间)是干的,然后打开最终接头的两个端面钢封门上的入孔,进入到最终接头空间,进行现浇混凝土施工,如图8-22 所示。
图8-21 干地施工方式图
图8-22 防水板方式
Ⅵ 沉管隧道的基本结构
一、沉管隧道的横断面结构
1.整体结构
水下沉管隧道的整体结构是由管段基槽、基础、管段、覆盖层等组成,整体坐落于河(海)水底,如图8-3所示。
图8-3 沉管隧道横断面图
2.沉管隧道的管段断面结构
沉管隧道管段断面结构形式按制作材料分主要有钢壳混凝土管段和钢筋混凝土管段两种;按断面形状分有圆形、矩形和混合形;按断面布局分有单孔式和多孔组合式,如图8-4所示。
图8-4 沉管隧道的管段断面结构图
(1)钢壳混凝土管段。钢壳混凝土管段沉管隧道是钢壳与混凝土的组合结构。钢壳有单层和双层两种,单层钢壳管段的外层为钢板,内层为钢筋混凝土环;双层钢壳管段的内层为圆形钢壳,外层为多边形钢壳,内外层之间浇注抗浮混凝土。钢壳管段的内断面为圆形,外轮廓有圆形、八角形等多种,一般用于双车道,若需设4车道,则可采用双筒双圆形组合式断面。
钢壳管段的优点是:外轮廓断面为圆形或接近圆形,沉没完毕后,荷载作用下所产生的弯矩较小,因此在水深较大时,比较经济;管段的底宽较小,基础处理的难度不大;管段外壳为钢板,浮运过程中不易碰损;钢壳可在造船厂的船台上制作,充分利用船厂设备,工期较短;由于占大部分重量的混凝土是在管节处于悬浮时浇灌的,故在陆地上时管段比较轻,便于拖运、下水。
缺点是:管段的规模较小,一般为2车道,内径一般不超过10m,对于多车道隧道则不经济;圆形断面的空间利用率低,且由于车道上方必须空出一个限界之外的空间,车道的路面高程不得不相应压低,使隧道的深度增加,基槽浚挖的量加大;管段耗钢量大,造价较高;钢壳存在焊接拼装的问题,防水质量不能保证,如有渗漏,不易修补;钢壳本身的防锈问题尚未完全解决。
(2)钢筋混凝土管段。钢筋混凝土管段的横断面多为矩形,可同时容纳2~8个车道,有的还设置有维修、避险、排水设施等的专用管廊。如上海外环路沉管隧道为8车道,设有3个车辆通行孔和2个管廊孔(设于每两个通行孔之间)。矩形管段一般比圆形管段经济,故目前国内外多采用矩形沉管。
钢筋混凝土管段的优点是:隧道横断面空间利用率高,建造多车道(4~8车道)隧道时,优势显著;车道路面最低点的高程较高,隧道的全长相应较短,所需浚挖的土方量亦较小;不用钢壳防水,节约大量钢材;利用管段自身防水的性能,能做到隧道内无渗漏水。
缺点是:需要修建临时干坞,征地搬迁及施工费用高;制作管段时,对混凝土施工要求严格,保证干舷和抗浮安全系数;须另加混凝土防水措施。
二、沉管隧道的纵断面结构
沉管隧道在纵断面上一般由敞开段、暗埋段、沉埋段以及岸边竖井等部分组成,如图8 5 所示。竖井通常作为沉埋段的起讫点以及通风、供电、排水、运料和监控等的通道,如香港海底隧道(图8-6)。但是,根据具体的地形、地貌和地质情况,也可将沉埋段和暗埋段直接相连而不设竖井,如广州珠江沉管隧道(图8-7)。
水底隧道的纵坡一般最小为 0.3%,最大纵坡可达 6%,广州珠江沉管隧道最大为4.9%。管段长度一般为 100~150m,同一隧道的管段长度并不均等。隧道沉管段的长度一定时,确定了管段的长度,即可确定出不同的管段数,也就有不同的纵断面设计。
图8-5 沉管隧道纵断面一般结构示意图
图8-6 香港海底沉管隧道纵剖面图
图8-7 广州珠江沉管隧道纵剖面图
Ⅶ 我们所知道的隧道是怎么建成的
一、做洞口先根据设计好的位置,立好洞门拱架,然后浇筑混凝土。然后打入大管棚,就是上面那一排钢管,长度10-30米视情况而定,打入之后再高压往里面注入水泥浆,它的好处就是土跟钢管水泥浆粘结在一起,形成一个拱圈状的加固土体。这样挖的时候就不会容易垮了。二、挖洞身,做第一层支护隧道挖的时候了根据岩石的好坏选取不同的方法,挖的大小和方式不一。具体来说,如果是坚硬完整的岩石,那隧道多大就可以挖多大,如果是上图这样的土,就得分三块、四块等来挖了。这是新成昆线某隧道,就是分四部分来挖的,一般而言,岩石隧道挖了之后不会马上垮,而土质隧道由于预先注浆或者打了锚杆(也就是粗点的钢筋)也不会马上垮,这个时候,工人就会按照测量的指示,把一些预先做成隧道轮廓样子的钢拱架安放到指定位置,钢拱架放好之后,那些两根拱架之间的空隙要放钢筋网片,焊接好,侧向也要打入锚杆。之后,就要喷射混凝土了。混凝土喷射出来之后,就会粘在钢架上,这样钢架和隧道的岩石以及混凝就组成了一个整体,共同受力。三、做第二层支护这一步呢,就跟我们的桥梁、建筑类似了,就是用钢筋混凝土了。所以需要绑扎钢筋,并且在里面铺好防水板,毕竟山里面的隧道防水工作十分重要。混凝土浇筑完成后,过了规定的养护时间就可以拆模了,台车也可以开走了。最后他就变成下图这样了,这样的它由于形成一个封闭的稳定结构,基本不会像桥梁一样出现垮塌了,地震来了都不怕。这样隧道的主体结构就完成了。其后就是隧道的路面、防排水、通风、照明、供配电、安全等设施的施工,这里不再赘述了。以上就是山岭隧道的最常用的开挖过程。海底隧道(沉管法)想不到大家点赞的热情这么高,那我再更新下海底隧道最常用的沉管法。所谓沉管法,暴力的解释就是先在地面上预制好隧道,再沉到海底。同时我也分三步来说。一、预制沉管隧道很长,当然不能做一个整的出来,我们一般都是一节一节预制好,然后再接,以港珠澳大桥海底隧道为例,一节沉管长达180米,重上万吨,即使我们做出来,也运不走。那怎么办呢?那就在靠近海边的陆地上挖个大坑,在里面把节段预制好预制好之后,由于它太重了,没有机械可以运,那就先把沉管两端堵住,把水放进来。二、基槽开挖由于海底表层都是淤泥,沉管沉之前必须先把基础做好,用专用设备把表层的淤泥清干净当然海底是什么样的我们看不见,但实际操作的时候有专用的视频监控设备,这里不再讨论。
清除淤泥之后,根据海底的基础情况可能要用打入挤密砂桩,抛石等等手段,使基础密实。三、沉管运放、水下对接把沉管拖至指定地点,在往下沉,在下沉过程中根据各种高精度的监测设备实时监测,确保两节沉管精准对接。这是沉管隧道施工中难度非常大的一环,也是考验各种技术水平的关键步骤。对接好之后,接头处要做好防水措施,浇筑混凝土,之后再覆土回填,这就是沉管隧道的主要施工过程了。城市地铁隧道(盾构法)很多人都在说盾构,那我就一起写上了。盾构法其实是TBM掘进机法的一种,只不过软岩地区习惯称之为盾构。盾构法在城市地铁隧道,跨江、跨河、跨海隧道都有广泛的应用。一、始发井施工、盾构下井因为地铁隧道是埋在地下的,用盾构施工的时候,先需要从地面上挖个坑下去,把盾构机安装好,然后再掘进。由于坑挖的比较深,容易坍塌,所以周围需要采取很多措施进行加固支撑。二、盾构掘进,管片安装盾构施工跟钻爆法不一样,它的衬砌是分成一块一块的,工厂化预制,预制好之后,运输去现场拼接即可。所以掘进之前,先得把管片做好。盾构机掘进的时候,前面是刀盘切削土体,后面是千斤顶加压使它前进。切削出来的土通过机械运出洞外三、接收井洞周加固。
Ⅷ 海底隧道是怎样建成的,隧道里面的水是怎么排出来的
海底隧道在建好以后,会用特殊的设备进行抽水,同时也会采取堵漏的措施。
Ⅸ 沉管怎么对接的
对钢壳制作的管段,采用水下灌筑混凝土的方法进行水下连接。对钢筋混凝土制作的矩形管段,普遍采用水力压接法。此法是在50年代末期在加拿大隧道实践中创造成功的,故也称温哥华法。它利用作用于管段后端封墙上的巨大水压力,使安装在管段前端周边上的一圈尖肋型胶垫产生压缩变形,形成一个水密性良好的止水接头。施工中在每节管段下沉着地时,结合管段的连接,进行符合精度要求的对位,然后使用预设在管段内隔墙上的 2台拉合千斤顶(或利用定位卷扬机),将刚沉放的管段拉向前一节管段,使胶垫的尖肋略为变形,起初步止水作用。完成拉合后,即可将前后两节管段封墙之间被胶垫封闭的水,经前节管段封墙下部的排水阀排出,同时利用封墙顶部的进气阀放入空气。排水完毕后,作用在整个胶垫上更为巨大的水压力将其再次压缩,达到完全止水。完成水力压接后,便可拆除封墙(一般用钢筋混凝土筑成),使已沉放的管段连通岸上,并可开始铺设路面等内部装修工作。
Ⅹ 海底隧道是怎么建成的
隧道是怎么建成的?你知道吗?
起,形成一个拱圈状的加固土体。这样挖的时候就不会容易垮了。
二、挖洞身,做第一层支护
隧道挖的时候了根据岩石的好坏选取不同的方法,挖的大小和方式不一。具体来说,如果是坚硬完整的岩石,那隧道多大就可以挖多大,如果是上图这样的土,就得分三块、四块等来挖了。这是新成昆线某隧道,就是分四部分来挖的,现在见到的是挖上左,还有下左,上右,下右待挖。一般而言,岩石隧道挖了之后不会马上垮,而土质隧道由于预先注浆或者打了锚杆(也就是粗点的钢筋)也不会马上垮,这个时候,工人就会按照测量的指示,把一些预先做成隧道轮廓样子的钢拱架安放到指定位置,钢拱架放好之后,那些两根拱架之间的空隙要放钢筋网片,焊接好,侧向也要打入锚杆。
之后,就要喷射混凝土了混凝土喷射出来之后,就会粘在钢架上,这样钢架和隧道的岩石以及混凝就组成了一个整体,共同受力。隧道一般是分两层支护,第一层就像上图这样的,喷射混凝土上去之后它就具有了一定的稳定能力,很长一段时间都不会垮的。但是隧道要想几十年之内都不出问题就得进行下一步了。