沉管隧道设计施工手册 设计篇PDF电子书下载

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第一部分 技术篇 2

1总论 3

1.1适用范围 3

1.2专业词汇定义 3

1.2.1沉管隧道组成部分 3

1.2.2沉管管节的构造部件 4

1.2.3接头 5

1.2.4沉管的制作方法 5

1.2.5沉管的沉放与对接 5

1.3本书构成 6

2规划 8

2.1总则 8

2.2选型 8

2.2.1与桥梁的比较 8

2.2.2与其他隧道工法的比较 8

2.3使用规划 9

2.4隧道选址 9

2.5交通量及道路划分 9

2.6沉管隧道的规划 10

2.6.1一般规划 10

2.6.2沉管隧道段的规划 10

2.6.3隧道出入口段的规划 11

2.6.4竖井和通风井的规划 11

2.7线形规划 12

2.7.1平面线形 12

2.7.2纵向线形 13

2.7.3隧道出入口段的路面高程 13

2.8横断面规划 14

2.8.1内空截面 14

2.8.2建筑限界 15

2.8.3横向坡度 16

2.9规划评价 16

2.9.1技术评价 16

2.9.2经济评价 18

2.9.3复合评价体系 18

2.9.4全社会成本评价体系的思考 19

2.10实施模式 19

3调研 20

3.1总则 20

3.2调研内容 23

3.2.1社会条件调研 23

3.2.2自然条件调研 25

3.2.3环境保护调研 34

3.2.4其他调研 35

4沉管隧道设计 38

4.1总则 38

4.1.1一般规定 38

4.1.2沉管隧道的功能要求和目标性能 38

4.1.3沉管隧道的结构性能验算 38

4.1.4极限状态法设计 39

4.1.5设计使用年限 39

4.1.6作用及作用效应组合 39

4.1.7沉管隧道结构内力计算 44

4.2沉管隧道结构设计 44

4.2.1一般规定 44

4.2.2结构设计的目标及性能要求 45

4.2.3设计验算内容 46

4.2.4沉管管节设计 49

4.2.5回填 83

4.3隧道出入口段的设计 87

4.3.1一般规定 87

4.3.2设计目标及性能要求 87

4.3.3结构形式及断面设计 87

4.3.4隧道出入口段设计验算 90

4.4沉管隧道地基及基础设计 91

4.4.1一般规定 91

4.4.2设计目标及性能要求 91

4.4.3设计验算内容 91

4.4.4沉管隧道地基基础设计 98

4.5竖井与通风井设计 114

4.5.1一般规定 114

4.5.2设计目标及性能要求 114

4.5.3结构形式及断面设计 114

4.5.4竖井及通风井的设计验算 116

4.5.5景观设计 117

4.6沉管隧道抗震设计 121

4.6.1沉管隧道抗震设计基本原则 121

4.6.2沉管隧道抗震设计中的岩土问题 121

4.6.3沉管隧道纵向抗震验算 125

4.6.4沉管隧道横向抗震验算 128

4.6.5沉管隧道出入口段的抗震性验算 132

4.6.6竖井的抗震性验算 132

4.6.7地震过程中的土体液化 134

5施工要求 137

5.1总则 137

5.2沉管管节预制 140

5.2.1沉管管节预制方法 140

5.2.2施工检查 166

5.2.3管节入水及浮运 167

5.3沉管管节的安装 169

5.3.1沉管管节的安装施工 169

5.3.2沉管管节的沉放及其对接 172

5.3.3压载施工 182

5.3.4管节底部填充及侧面回填 184

5.4岸隧过渡段护岸施工 187

5.4.1一般规定 187

5.4.2临时围堰设置与拆除 187

5.4.3永久护岸及防撞施工 189

5.5沉管预制场 191

5.5.1概述 191

5.5.2干坞法沉管预制厂 194

5.5.3工厂法沉管预制厂 197

5.6管节临时寄存区 202

5.7陆上开挖作业 204

5.7.1一般规定 204

5.7.2开挖坡面防护 205

5.7.3支护方式 206

5.8竖井与通风井施工 209

5.8.1一般规定 209

5.8.2竖井 210

5.8.3通风井 219

5.9隧道出入口段施工 219

5.9.1与沉管隧道的总体施工进度计划合理衔接的必要性 219

5.9.2出入口段施工应当考虑对周边相邻建筑物的影响 219

5.9.3考虑存在障碍物的可能性 220

5.9.4确保止水性 220

5.9.5沉管管节直接对接时的注意事项 220

5.10管节浮运通航安全 220

6设备管理 223

6.1通风设备 223

6.1.1专用术语 223

6.1.2沉管隧道通风设计的整体规划 223

6.1.3烟气颗粒浓度设计 224

6.1.4通风方式及类型 224

6.1.5通风量计算 227

6.1.6通风设备情况及条件分析 227

6.2消防应急设备 230

6.2.1消防应急设备设计参考标准 230

6.2.2消防应急设备设置数量 230

6.2.3消防应急设备类型 231

6.3照明设备 233

6.3.1照明设备设计参考标准 233

6.3.2隧道照明的模式 233

6.3.3隧道照明的常见光源 235

6.3.4隧道内人行通道及逃生通道照明设计 235

6.4供电设备 236

6.4.1供电设备设计参考标准 236

6.4.2供电设备设计需求调查 236

6.4.3供电开工调查 236

6.4.4紧急使用发电设备 236

6.5监测设备 237

6.6远程监控设备 238

6.7排水设备 238

6.8内装设施 239

6.9防灾设备 240

第二部分 案例篇 243

7沉管隧道主要代表性建设案例概要 243

7.1那霸港临港公路沉管隧道 243

7.1.1隧道概况 243

7.1.2工程图片 244

7.2大阪港梦洲沉管隧道 245

7.2.1隧道简介 245

7.2.2工程图片 247

7.3新若户公路沉管隧道 248

7.3.1隧道概况 248

7.3.2工程图片 249

7.4厄勒海峡沉管隧道 250

7.4.1隧道概况 251

7.4.2工程图片 252

7.5大士沉管隧道 253

7.5.1隧道概况 254

7.5.2工程图片 255

7.6悉尼海湾沉管隧道 257

7.6.1隧道概况 257

7.6.2工程图片 258

7.7香港西区海底隧道 259

7.7.1隧道概况 259

7.7.2工程图片 259

7.8港珠澳大桥沉管隧道 261

7.8.1隧道概况 262

7.8.2工程图片 262

7.9韩国釜山—巨济沉管隧道 265

7.9.1隧道概况 266

7.9.2工程图片 266

7.10神户港—港岛沉管隧道 268

8沉管隧道地基及基础设计案例 269

8.1沉管隧道基槽设计 269

8.1.1基槽开挖平面设计 269

8.1.2基槽开挖断面设计 270

8.2地基基础与清淤设计 272

8.2.1变形协调设计理论 272

8.2.2地基设计 280

8.2.3清淤 288

9沉管隧道结构设计案例 291

9.1川崎港海底沉管隧道设计案例 291

9.1.1项目概况 291

9.1.2设计条件 292

9.1.3设计计算方法 292

9.1.4沉管主体结构设计 293

9.2港珠澳大桥半刚性沉管结构设计案例 311

9.2.1工程概况 311

9.2.2设计条件 311

9.2.3半刚性沉管基本概念及构造 314

9.2.4半刚性沉管计算 319

10沉管隧道最终接头设计案例 333

10.1那霸港临港公路沉管隧道最终接头方案研究 333

10.1.1止水板方式 333

10.1.2终端块方式 347

10.1.3 V型块方式 353

10.1.4滑行连接块方式（Terminal block） 359

10.1.5 Key管节方式 369

10.1.6主动止水可逆折叠管节式 375

10.2港珠澳大桥沉管隧道最终接头设计案例 375

10.2.1工程概况 375

10.2.2总体工艺流程 375

10.2.3结构构造 382

10.2.4最终接头计算 390

11沉管隧道暗埋段设计案例 397

11.1大阪咲洲沉管隧道港区侧暗埋段设计案例 397

11.1.1结构及线形设计 397

11.1.2地基处理 397

11.1.3基础的形式 397

11.1.4设计条件 400

11.1.5结构设计 404

11.2港珠澳大桥沉管隧道暗埋段设计案例 404

11.2.1概述 404

11.2.2结构布置与构造 404

11.2.3基础设计及构造 406

11.2.4主要施工工序 406

11.2.5结构分析计算与验算 408

11.2.6计算结果 410

12沉管隧道抗震设计案例 417

12.1大阪港梦洲沉管隧道抗震设计案例 417

12.1.1概述 417

12.1.2地质勘察 418

12.1.3沉管隧道抗震计算模型 419

12.1.4沉管隧道抗震计算结果 421

12.1.5地震反应谱计算结果 432

12.1.6振动模型试验 434

12.1.7动力计算与模型试验的结果的比较 441

12.2港珠澳大桥沉管隧道抗震设计案例 442

12.2.1项目概况 442

12.2.2设计计算依据 443

12.2.3计算内容及方法 445

12.2.4计算原理及参数 445

12.2.5作用效应组合 449

12.2.6结构地震响应 450

12.2.7分析计算结果 454

13沉管隧道结构防水设计案例 464

13.1工程简介 464

13.2防水薄膜的性能要求 465

13.3防水薄膜的强度及耐久性 465

13.4防水薄膜黏合性试验 467

13.4.1试件的制作 468

13.4.2试件的养护及试验 469

13.5拉伸试验 469

13.6防水薄膜端部耐水压试验 470

13.7防水薄膜粘贴作业 471

13.8砂浆保护层 474

13.9混凝土防护 475

14通风井规划设计案例 477

14.1简介 477

14.2规划 477

14.2.1规划的主旨 477

14.2.2周围环境 477

14.2.3通风井的基本规划 478

14.3设计 480

14.3.1平面设计 480

14.3.2造型及详细设计 482

14.3.3结构设计 484

14.3.4附属设备设计 489

15沉管隧道施工工法案例概要 492

15.1管节混凝土的浮态浇筑 492

15.1.1工法简介 492

15.1.2工法特征 493

15.1.3混凝土浇筑顺序 493

15.1.4变形监测 494

15.2使用滑动架的牵引法 495

15.2.1工法简介 495

15.2.2特征 495

15.2.3牵引设备 496

15.2.4管节牵引 497

15.3塔驳方式（中心塔） 497

15.3.1工法简介 497

15.3.2特征 498

15.3.3管节定位系统 498

15.3.4应用项目 499

15.4通过楔形块修正管节方向的方法 500

15.4.1工法简介 500

15.4.2工法特征 500

15.4.3注意事项 501

15.4.4施工概要 501

15.4.5应用项目 502

15.5 Key管节工法 502

15.5.1工法简介 502

15.5.2工法特征 502

15.5.3注意事项 503

15.5.4施工概要 503

15.5.5应用项目 504

15.6波纹型钢板顶推工法 505

15.6.1工法简介 505

15.6.2工法特征 505

15.6.3注意事项 506

15.6.4施工简介 506

15.6.5应用项目 508

15.7顶推沉管隧道工法 508

15.7.1工法简介 508

15.7.2工法特征 508

15.7.3结构形式 509

15.7.4接头 509

15.7.5注意事项 509

15.7.6施工简介 510

16川崎港海底沉管隧道道路附属设施案例 512

16.1工程概况 512

16.2通风设备 513

16.2.1概要 513

16.2.2通风量的计算 513

16.2.3人行道通风 520

16.2.4通风井处的废气扩散计算 522

16.3照明设备 525

16.3.1概要 525

16.3.2连接道路照明 526

16.3.3隧道照明 526

16.4供配电设备 535

16.4.1概要 535

16.4.2供配电设备基本规划 536

16.4.3高压供配电设备 537

16.4.4中压供配电设备 537

16.4.5配电方式 538

16.4.6变配电设备 541

16.4.7不间断电源 542

16.4.8配电系统运用 542

16.5排水设备 544

16.5.1概要 544

16.5.2排水量的计算 544

16.5.3排水系统的设定 545

16.5.4排水沟、泵房等的大小 547

16.5.5沉砂槽和排砂规划 549

16.5.6排水泵的型号、台数及功率 550

16.6防灾设备 551

16.6.1概要 551

16.6.2水喷淋消防设备 552

16.6.3火灾报警设备 554

16.6.4报警设备 555

16.6.5逃生设备 555

16.6.6其他设备 556

16.7备用发电设备 559

16.7.1概要 559

16.7.2备用发电机的设置 559

16.7.3备用发电负荷的计算 559

16.7.4运行控制方式 560

16.7.5备用发电冷却方式 560

16.7.6燃料供给设备 561

16.8远程监视控制设备 561

16.8.1概要 561

16.8.2远程监视控制的方式 562

16.8.3控制范围 563

16.8.4通风控制设备 563

16.9通信及广播播报设施 569

16.9.1概要 569

16.9.2广播播报装置 569

16.9.3天线的设置场所 570

16.9.4隧道内传送路 570

参考文献 571

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