水下管道安装

混凝土沉管法隧道在欧洲的成功实践主要归功于混凝土裂缝控制,提高混凝土沉管水密性,基础处理和管身沉放等方面的技术进步.荷兰人在这方面积累了丰富的经验,他们认为,只要在混凝土抗裂且达到不透水或设置独立的防水系统两者中有一个达到要求,即可使混凝土沉管法隧道做到不漏水.

在设置独立的防水系统方面,他们使用过在底板、边墙外包钢板,顶板以双层沥青外包混凝土或多层纤维织物夹煤焦油沥青的止水,在顶板和边墙用专门的粘结剂粘贴,以氯丁橡胶或维尼龙橡胶制成的塑性薄片或环氧涂层止水等,由于让保护涂层和止水膜层不受机械损伤很困难,自80年代末以来,他们已将混凝土沉管法隧道的防水重点放在加强混凝土裂缝控制,使混凝土成为永久的防水屏障,以及伸缩缝、管身间接缝的处理上.

沉管法隧道的基槽深度应能包容隧道底部铺筑的基层、管道全高及管顶至少1.5m的回填保护层.某些情况下,例如航道以外及两岸附近,允许部分管段凸出于天然河床之上,但管身两侧需筑水下抛石护堤.基槽边坡取决于当地土质,欧美的做法是根据地质资料确定设计边坡,而后允许承包商施工时视现场情况放陡,承包商在获利的同时必须承担相应的风险.

基槽开挖分粗挖(常全线施工,用水力疏浚,抓斗或铲斗挖泥船)和细挖(挖至最后尺寸,一般有2～3个管段的提前量,以尽量缩短基槽完工至管段沉放的时间间隔)两步.铺筑基层前,检查基槽中的淤积和边坡坍塌情况,必要时应用抓斗或吸泥船予以清除.由于包括回填料的沉管重量与基槽处原土重量相差不太多,沉管法隧道对基础的承载力要求不高.

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.