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管段制作施工工艺

一、工艺概述

沉管管段是沉管隧道的主体结构，一般采用钢筋混凝土矩形断面，管顶加混

凝土或块石压重，钢筋混凝土用于结构的构造和作为压载物。

1、管段结构形式

目前来说，沉管隧道的分类主要从以下几个方面进行：从功能分：公路、地

铁、铁路与市政等；

从结构分：钢筋混凝土，钢与混凝土复合结构；从断面形式分：矩形沉管隧

道与圆形沉管隧道。

目前通常按照沉管隧道的断面形式进行分类，沉管隧道断面形式主要有两种

基本类型：钢筋混凝土矩形沉管隧道和钢壳圆形沉管隧道。其中圆形钢壳隧道又

分单层钢壳和双层钢壳两种。单层钢壳隧道的钢壳通常采用10mm厚的钢板焊制，

既作为管身的永久防水层又作为受力构件，钢壳内侧布置加劲系统，施工时钢壳

皆作浇捣内衬钢筋混凝土的外模。钢筋混凝土矩形沉管隧道由混凝土浇筑后形成

钢混凝土组合结构，管顶加混凝土或块石压重，钢筋混凝土用于结构的构造和作

为压载物。

2、矩形管段

钢筋混凝土矩形管段一般在临时的干坞中或半潜驳上制作，管段预制好将之

拖运至隧址沉放。一个矩形断面可以同时容纳4~8个车道，一般来说，选用矩形

管段比圆形管段经济，且适合于多车道隧道，故成为最常用的断面形式。

a）六车道断面b）八车道端面

图1-1矩形管段沉管隧道横断面

圆形钢壳管段断面与结构形式

圆形管段横断面的内轮廓为圆形，外轮廓有圆形、八角形和花篮形。通常的

圆形沉管隧道是钢壳与混凝土的组合结构，钢壳既是防水层又是结构，但混凝土

结构承担主要的荷载压力。在造船厂船台上制造的管段一般为圆形管段，因而圆

形管段又称船台型管段。这种管段制造时先在船台上预制钢壳，制成后沿船台滑

道滑行下水成为浮体，在漂浮状态下浇筑钢筋混凝士管段。这种圆形管段内只能

设二个车道，在建造四车道时就需制作二管并列的管段。

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a)圆形b)八角形c)花篮型

图1-2圆形管段沉管隧道横断面

单层钢壳的管段，外层为钢壳，内层为钢筋混凝土环，钢壳为防水层，其防

水性能的好坏取决于钢壳大量焊缝的质量。外层的钢壳与内部钢筋混凝土环共同

承受静水压力和覆土荷载。这种结构一般用于直径较小的单筒或双筒隧道。这种

管段的抗浮、压重层一般设置在管段的顶部，以尽量减少管段横断面尺寸。

双层钢壳的管段，内层为圆形钢壳，为了增加其刚度和强度，在钢壳内还需

设置钢筋混凝土衬环，以形成主要承载结构。外层为多边形钢壳，并用钢横隔板

与内层钢壳焊接为一整体结构，内、外层钢壳之间浇注抗浮压重混凝土。

图1-3单层钢壳（旧金山BARI隧道)图1-4（第二条Hamptom公路隧道)

2、沉管隧道长度

沉管隧道沉管段长度的确定必须综合考虑以下几个方面的因素：隧道穿越水

域宽度，隧址轴线工程地质及水文地质、河床形态、水文、航道、岸线等条件，

隧道几何设计纵断面线形、沉管隧道最终接头的形式、管段制作、拖运与沉放条

件、接头费用、建设规划要求、工程的经济性、工期等。

一般来说岸上（或人工岛）暗埋段伸出护岸较好，设置暗埋段的目的是便于

与沉管管段连接，但连接的位置通常在对前述各项影响因素经过综合优化后方可

确定。一旦沉管段与两岸上（人工岛）段的接头位置确定，沉管段的长度就可确

定。

图1-5沉管隧道纵断面图

沉管段由许多管段组成，管段在预制好后被一节一节地运到现场并沉放。刚

性管段（管段各施工段纵向钢筋连接在一起）长度多在100m～150m之间。而柔

性管段（管段各施工段纵向钢筋断开）长度可达180m。影响管段长度的关键因

素有：

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运输和沉放费用。这取决于浇筑现场位置、运输线路、波浪大小、海运设备

的大小、工作量和后勤条件，例如人力的利用。