沉管隧道设计施工手册 设计篇

　　本书分为技术篇与案例篇两部分，技术篇依托港珠澳大桥岛隧工程沉管隧道的设计工作，详尽介绍了沉管隧道规划、设计、施工各个阶段所需要调研的项目，沉管隧道的构筑物设计中，所需要进行性能审核的基本事项，沉管隧道施工方法及需要特别注意的方面，以及沉管隧道设备管理等内容。案例篇整理了多个沉管隧道工程项目的设计案例。

目录
序言
**部分技术篇
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—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干鸡法沉管预制厂 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
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隧道筒介 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韩国釜山一巨济沉管隧道 265
7.9.1隧道概况 266
7.9.2工程图片 266
7.10神户港一港岛沉管隧道 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清游 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*终接头设计案例 333
10.1那霸港临港公路沉管隧道*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
10.1.3V型块方式 353
10.1.4滑行连接块方式（Terminal block) 359
10.1.5Key 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*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*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