沉管水下沟槽开挖

沉管基础做法有:①摊铺耙平法(screed),在开挖好的基槽面上铺以60～90cm厚的粗沙或级配良好的砾石,再以重质耙平器耙平;②喷沙法(jettingsand)和沙流法(sandflow),在经定位和临时固定的管段底部和基槽之间的空间中用喷沙门机或沙船泵送机组以水沙混合物填充.喷沙法始用于1946年的荷兰马斯隧道,此后用于许多隧道的建设.由于喷沙法主要是水上作业,喷沙门机沿管顶的临时桥梁行走,占用航道,对于水上交通繁忙的场所无疑是一个缺点.为此,荷兰人于1969年提出并于1975年在Vlake隧道工程中首次实地运用沙流法,此法将沙船和泵送系统锚泊于岸边,并将输沙管线接到沉管底板上,不占用航道.另外它还具有一大优点———可实现对沙流模式的较好控制,特别是对局部流速高达2m/s的地区.

当隧道下的土质太弱,不足以承受隧道和回填料的重量,或基槽的开挖及换土不经济时,可采用桩基.弱土层可用挤压桩加固,桩头低于基础面30～60cm,再以摊铺耙平法做出基层;或将沉管直接支承于桩顶.荷兰阿姆斯特丹1961年建成的IJ隧道和1990年建成的Zeeburger隧道均采用了桩基.20多年来,日本人运用注浆法构筑基础.将管段临时支承于千斤顶上,通过隧道底板上预留的注浆孔,将低粘滞性低离析性膨润土浆,以高于当地水的压力注入地基,形成连续基础.施工时以超声波间隙计检测管底与浆液顶面的间隙.一般浆层厚度为50cm.

基础边缘设止浆袋,外侧再堆以碎石以阻挡浆液流出基础以外.此法于1976年首先应用于东京港隧道,现已流行于日本.为确保沉管法隧道在沉放安装和运用期的抗浮稳定性,需对沉管重量进行控制.所浇注的混凝土需经试拌取样测定容重.基槽中泥水的比重必须考虑.在美国德克萨斯的Washburn隧道施工期间,曾发生过洪水一夜之间将淤泥冲进新近沉放但尚未完成回填的管段基槽中,迫使该管段上浮至水面.为确保沉管法隧道的抗浮稳定性,设计时应通过精细的计算,通常采用一定的安全系数,并对施工期不同阶段和运用期选用不同的数值.但荷兰人则是用最大上浮力和最小自重条件下应满足的最小支承反力来控制.

在正常情况下,沉管法隧道对基土沉陷相对不敏感,因其浮重与原基土和邻近的回填土重相差不多.但当隧道沿线土质或荷载分布变化显著时,将产生不均匀沉陷.荷载的重分布将会产生显著的弯矩,这对于脆性材料的混凝土沉管法隧道,设计时预估沉陷显得特别重要.