1 沉管法的定義和施工歷史

跨越江河湖海的可選方式而言。目前主要有輪渡、橋梁與水下隧道。輪渡方式雖然投資少，但由于其受交通運輸量小、等候時(shí)間長(cháng)、氣候影響大等不利因素的限制，與現代城市快節奏交通運輸不相適應，所以現在選用較少�？缭浇�河湖海的方式越來(lái)越多地在水下隧道與橋梁之間做出選擇。隨著(zhù)中國經(jīng)濟的高速發(fā)展、隧道修建技術(shù)的日臻完善以及人們環(huán)保意識的不斷增強，水下隧道也逐漸被國人所接受，并付諸建設。水下隧道施工常采用的方法有鉆爆法、盾構法、TBM法和沉管法。于1910年美國的底特律河隧道開(kāi)始，迄今為止，已有100多條沉管隧道。沉管法是預制管段沉放法的簡(jiǎn)稱(chēng)。水下沉管隧道的整體結構是由管段基槽、基礎、管段、覆蓋層等組成，整體坐落于河（海）水底。沉管法現已成為水底隧道的主要施工方法。即按照隧道的設計形狀和尺寸在擬建隧道以外的船臺上預制隧道管段并在兩端用臨時(shí)隔墻封閉，后舾裝好拖運、定位、沉放等設備將其拖運到擬建隧道位置沉放到江河中預先浚挖好的溝槽中并連接起來(lái)，較充填基礎和回填砂石將管段埋入原河床中。沉管隧道的管段斷面結構形式按制作材料分，主要有鋼殼混凝土管段和鋼筋混凝土管段兩種；按斷面形狀分有圓形、矩形和混合形；按斷面布局有單孔式和多孔組合式。

2 沉管法的施工

在施工過(guò)程中，管段制作、基槽浚挖、管段的沉放與水下連接、管段基礎處理、回填覆蓋是施工的主體。干塢是塢底低于水面的水池式建筑物，是修建矩形沉管隧道的必需場(chǎng)所。干塢是一項臨時(shí)性工程，隧道施工結束后便完成其。在干塢內施工管段制作的要求：①沉管管段是在地面預制的，所以其基本與地上制作其它大型鋼筋混凝土構件類(lèi)似。②要對預制管段的對稱(chēng)均勻性和水密性進(jìn)行控制。③保證浮運和下沉，管段上還要設置端封墻和壓載設施�；�槽開(kāi)挖一般采用吸泥船進(jìn)行，如鏈斗式挖泥船、絞吸式挖泥船等管段在干塢中預制好、沉管基槽開(kāi)挖及基礎處理好后便可進(jìn)行管段的出塢、浮運、沉放與水下連接工作，是沉管隧道難度較大的一道工序。管段沉放 位后，還要與已連接好的管段連成一個(gè)整體。水下連接技術(shù)的關(guān)鍵是要保證管段接頭不漏水。水下連接主要是水力壓接這種方法。水里壓接法[4] 是利用管段另一端端面上的強大水壓力，使安裝在待接端周邊的圈狀膠墊壓縮且緊貼原有管段端面而形成接頭的水下連接方法。有簡(jiǎn)便，工作容易，水密性可靠，基本不需潛水工，省工省料及施工速度快等優(yōu)點(diǎn)。槽底表面不平整，槽底表面與沉管底面之間將存在很多不規則的空隙，導致地基土受力不均勻而局部破壞，從而引起不均勻沉降，使沉管結構受到局部應力而開(kāi)裂，故必須進(jìn)行基礎處理（基礎填平）沉管隧基礎處理的很多，主要分先鋪法和后填法兩大類(lèi)。在管段沉放前進(jìn)行的處理方法稱(chēng)先鋪法，又叫鋪法，包括刮砂法和刮石法；后填法是先將管段沉沒(méi)在溝槽底的臨時(shí)支座上，隨后再補填墊實(shí)，它包括噴砂法、壓砂法、壓漿法等。

3 沉管法的優(yōu)缺點(diǎn)

沉管法的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)在于：首先，從地層條件來(lái)看，沉管隧道在地基上不受地質(zhì)條件的限制，對地基允許承載力的要求也很低，一般5N/cm2左右。第二，工程造價(jià)較低。因水下挖土單價(jià)比地下挖土低；管段的整體制作，浮運費用比制造、運送大量的管片費用低得多；因接縫較少而使隧道每米單價(jià)減低；再因隧道頂部覆蓋層厚度可以很小，隧道長(cháng)度可縮短很多，工程總價(jià)大為減低。第三，沉管隧道工期短，施工質(zhì)量高，易于做好防水措施；管段較長(cháng)，接縫很少，漏水機會(huì )大為減少，而且采用水力壓接法可以實(shí)現接縫不漏水。第四，沉管隧的埋深很淺，并且適用水深范圍較大，因大多作業(yè)在水上工作，水下作業(yè)極少，故幾乎不受水深限制，如以潛水作業(yè)實(shí)用深度范圍，則可達70米。第五，斷面形狀、大小可自由選擇，斷面空間可利用。大型的矩形斷面的管段可容納4～8車(chē)道，而盾構法施工的圓形斷面利用率不高，且只能設雙車(chē)道。與之對應的沉管法也有著(zhù)許多缺點(diǎn)：1.因為管段預制，所以管段制作混凝土要求嚴格。2.占用施工場(chǎng)地較多3.施工受氣象、水文等自然條件影響較大

 4 工程實(shí)例

在的超級工廠(chǎng)里，制作一個(gè)個(gè)長(cháng)180米、重約8萬(wàn)噸，尺寸類(lèi)似于一幢60層樓房的較大混凝土沉管，然后把它運輸到施工海域，安裝到精心準備的海底基槽中，一節節對接起來(lái)，形成一個(gè)海底隧道，專(zhuān)門(mén)術(shù)語(yǔ)叫沉管隧道。這便成為當今土木工程界較難的工程之一——港珠澳大橋島隧工程[6]-。港珠澳大橋是中國的一座跨海大橋，連接香港、澳門(mén)半島和廣東省珠海市。因為港珠澳大橋橫跨伶仃洋海域，而伶仃洋的主航道正是在海底隧道的位置。所以大橋主體工程采用橋隧組合方式。港珠澳大橋沉管隧道是港珠澳大橋的重要組成部分，穿越伶仃西及銅鼓航道長(cháng)達6648米。港珠澳大橋工程投資超過(guò)700億元，近6公里的沉管隧道由33節沉管在海底次第對接而成，是整個(gè)工程的核心，全部一節沉管出了問(wèn)題，都會(huì )對工程建設產(chǎn)生的影響、對工程120年的使用年限產(chǎn)生影響。港珠澳大橋沉管隧道槽深30米左右，這在全還是首先次；深水安裝的長(cháng)度超過(guò)3公里，在全也是首先次。

  5.結論：

①沉管法施工的施工比較難，但施工成效好，較為經(jīng)濟。②在施工水下隧道方面，沉管法施工比盾構法施工更為經(jīng)濟更為便利。③通過(guò)港珠澳大橋實(shí)例分析我國沉管法的施工技術(shù)已經(jīng)達到了很高的地位。