沉管施工是一种在水下建造隧道或管道的方法,通常用于跨越河流、湖泊、海域等水域。以下是对沉管施工的详细介绍:
一、沉管施工的定义
沉管施工是指在干船坞内或大型驳船上先预制钢筋混凝士管段或全钢管段,将其两头密封,然后浮运到指定的水域,再进水沉埋到设计位置固定,建成需要的过江管道或大型水下空间。
二、沉管施工的主要流程
管段预制:在隧址附近修建的临时干坞内(或船厂船台)预制管段,用临时隔墙封闭。预制过程中需要确保管段的质量和尺寸符合设计要求。
管段浮运与沉放:将预制好的管段浮运到隧址规定位置,此时已于隧址处预先挖好水底基槽。待管段定位后压载下沉到设计位置。
水下连接:将沉放好的管段与相邻管段进行水下连接,通常使用焊接或螺栓连接等方式。连接过程中需要确保连接的牢固性和密封性。
基础处理:对沉管隧道的基础进行处理,以确保其稳定性和安全性。这可能包括碎石基床铺设、地基加固等措施。
覆土回填:在沉管隧道上方进行覆土回填,以恢复水域的原始状态或满足其他要求。
设备安装与内装修:根据工程需要,在沉管隧道内部安装相关设备并进行内装修。
三、沉管施工的特点
适用范围广:沉管施工适用于水深不大、埋深相对较浅、中短距离跨河通道等场景。
施工效率高:沉管施工可以大大缩短工期,提高施工效率。
对水域影响小:沉管施工对水域的通航和生态环境影响较小,有利于保护水域环境。
技术难度高:沉管施工需要高精度的基槽开挖、管段预制和沉放等技术,对施工人员和设备要求较高。
四、沉管施工的关键技术
基槽开挖技术:沉管隧道基槽开挖的工况条件复杂多变,标准要求高。目前中国已经成功研发沉管隧道高效高精度基槽开挖专用船舶设备,走在世界前列。
地基加固技术:针对软弱地层沉降控制风险大、运营期结构安全风险大等难题,中国已经成功研发并应用SCP挤密砂桩、DCM深层水泥搅拌桩等地基加固技术。
碎石基床铺设技术:在沉管隧道基础方面,中国成功研发并应用先铺碎石基床技术,并研发了碎石垫层专用铺设船,提高了沉管隧道基础的可靠性和可视性。
五、沉管施工的安全控制
施工前的准备工作:进行详细的场地勘察和周边环境调查,制定详细的施工方案和安全控制措施。
施工过程中的安全控制:确保施工现场的安全,采取必要的安全保护措施,严格控制施工机械的操作。
施工后的验收和维护:进行验收工作,确保施工质量符合设计要求。同时,制定相应的维护计划,定期检查和维修施工管道。