沉管隧道横断而结构形式有哪些?
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发布时间：2024-08-04 04:31
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时间：2024-08-10 16:27
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
