8.5 沉管段隧道结构

8.5.1  沉管段隧道的结构型式应符合下列规定：
    1  管节横断面布置应根据隧道功能要求，选取单孔或多孔的矩形断面，管节断面宜左右对称；
    2  管节长度和分节数应综合考虑管节制作、浮运、沉放、隧道纵坡等要求，并结合航道规划、地质条件、河床形态等因素综合确定；
    3  管节纵向结构形式可采用整体式或节段式，长度不宜大于180m；
    4  管节接头间宜采用柔性接头，接头应采取不少于两道柔性止水措施，并设置限制接头三向变位的装置。
8.5.2  沉管段隧道的基础、基槽处理方式和回填应符合下列规定：
    1  管节结构选型时，应一并考虑基础处理方式；
    2  管节基础处理方式可采用先铺法（刮铺法）和后铺法（灌砂法、砂流法、注浆法等），对于后铺法，宜通过专项试验确定工艺参数；
    3  对于基底处于淤泥质土层、液化地层，宜进行地基加固处理；对于基槽回淤速率较大的情况，可考虑采用桩基；
    4  基槽断面形式及基槽开挖方式应根据隧址工程地质、水文条件、生态环境、管节断面和埋深等因素综合确定。
    5  管节基槽横断面底部宽度应在管节外包宽度两侧各外放2.0m~3.0m余量，基槽的边坡宜通过稳定性计算或成槽试验确定；
    6  管节两侧回填宜选用粗颗粒、不液化和透水性好的材料，管节顶部应设抛石防锚层。
8.5.3  管节制作场所、形式应符合下列规定：
    1  管节制作场所位置、规模及形式应结合周边环境、工程地质和航道条件、施工工期、管节规模、管节预制工艺等综合确定；
    2  管节可在固定干坞和移动干坞内整体预制，也可在工厂标准化预制厂内分节段预制后拼装组合成管节整体；
    3  固定干坞坞底绝对标高h₁可按下式确定：     4  固定干坞支护结构安全等级及控制标准可按现行国家行业标准《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120)和现行上海市工程建设规范《基坑工程技术规范》(DG/TJ08-61)中的规定执行；
    5  固定坞底基础构造形式应满足管节预制及起浮要求。
8.5.4  岸壁保护结构型式应根据基槽挖深、工程地质、水文条件、周边建（构）筑物、堤防等因素综合确定，宜与堤岸恢复工程结合设计。
8.5.5  沉管段隧道的结构计算应符合下列规定：
    1  在综合考虑管节外形尺寸、混凝土重度、结构含钢量、水体重度、施工荷载、管节制作误差等因素的情况下，管节完成舾装后的干舷高度宜控制在100mm~200mm，干舷高度可按附录C进行计算；
    2  管节在漂浮状态的定倾高度不宜小于300mm，定倾高度可按附录C进行计算。如管节在施工过程中可能因侧向牵引、锚拉、横向水流或风压而产生较大倾角的状态，则必须按船舶工程的计算方法进行稳定性验算；
    3  管节结构应就其在预制、系泊、浮运、沉放、对接、基础处理、回填覆盖等不同工况下可能出现的最不利荷载组合，并考虑地基的不均匀性和基础处理的质量，分别进行横向和纵向的结构分析，并按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行承载力计算和变形、裂缝验算；
    4  裂缝宽度限值：管节主体结构0.2mm，其他构件0.3mm；
    5  管节横断面结构分析可采用平面应变模型进行计算，以支承弹簧模拟基底反力，如图8.5.5-1；     6  施工阶段管节纵向结构分析应根据管节结构形式、施工工艺、波浪力、水流力等因素进行计算，使用阶段管节纵向结构分析可采用考虑接头刚度的弹性地基梁模型进行计算，对于受力状态复杂的施工工况宜采用三维有限元方法进行结构分析；
    7  应对结构纵向不均匀沉降、温度变化作用下的结构、接头变形进行分析，并与管节柔性接头允许变形能力相适应；
    8  沉管段隧道的沉降量计算中应考虑基底土先卸载再回填的效应及沉管基槽回淤对沉降量的影响；
    9  沉管段宜进行整体抗震分析，可采用等效质量-弹簧模型或三维有限元模拟，应重点分析地震作用造成的管节变形，尤其是接头部位的变形和应力；
    10  管节的端封墙、系缆柱、测量塔、拉合座、吊点、鼻托、压舱水箱及临时支承系统等舾装件，应进行内力、变形分析及必要的稳定性验算。
8.5.6  沉管段隧道的构造应符合下列规定：
    1  现浇整体式钢筋混凝土管节宜分段浇筑，横向施工缝的间距宜取15m~20m，施工缝间各节段的混凝土宜间隔浇筑；
    2  管节端封门可选用混凝土结构或钢结构形式，端封墙上应设置人孔、进排水管和进气管等；
    3  压舱水箱宜靠管节外侧墙分舱设置，容积应能为施工阶段提供足够的负浮力；
    4  管节顶部人孔井应按每节管节1处~2处设置，人孔井可与管顶测量塔合建；
    5  管节顶部舾装设施的布置应能满足管节拖运、沉放、对接施工工艺的要求；
    6  最终接头的设置位置和构造形式可根据建设和施工条件合理选择，宜选用近岸干作施工的方案。
8.5.7  管节施工质量控制应符合下列要求：
    1  管节结构制作精度应满足表8.5.7-1的要求；     2  端钢壳的安装误差和端面平整度应根据管节对接控制精度、轴线偏差等因素综合考虑，端钢壳端面平整度宜满足下列要求：
        1)  面平整度允许误差为3.0mm，每延米内面平整度允许误差为1.0mm；
        2)  横向垂直度允许偏差0.02%；
        3)  竖向倾斜度允许偏差0.02%。