【书签版】GB 51318-2019-T:沉管法隧道设计标准.pdf

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  • 2.1.3 浮运 floating transportatic

    管节预制完成后,浮于水面,将其拖运到指定位置的过程。

    管节下沉至指定位置的过程。

    管节与管节或衔接段间进行拉合及水力压接的过程

    医药标准2. 1. 6 沉管段

    有管节连接起来形成的隧道段

    connectiontunnel

    与沉管段隧道两端相连接的、一般采用明挖现浇法施工的隧 或地下构筑物。

    用于管节预制的场地,可兼用于晒装、起浮、系泊,通常为 定干坞;特殊情况下利用大型驳船作为管节预制、装的场地 称为移动干坞。

    1.9最终接头closurejoint

    2.1.10剪力键 shear key

    2. 1. 101 剪力键 shear key

    2. 1. 10 剪力键

    设于管节接头,限制管节或管节与衔接段间水平、竖向位移 的抗剪构件。

    2.1.11管节接头element joint

    1.12 GINA 止水带 GINA ga

    2.1.13 OMEGA 止水带 OMEGA sea

    2. 1. 14 系泊

    管节接头处内贴可卸式防水专用

    管节浮出水面或浮运到位后,通过锚拉固定于水面的过程

    管节在寄放、系泊、浮运过程中,其顶面高出吃水线的竖向 距离。

    用于理置隧道的条形水下基坑。

    2.1.17压舱混凝土

    放置于管节内,提供压载重量的

    设置在管节接头两端顶部,用于实现管节初始压接的拉 装置。

    2. 1.19 端封墙

    为浮运、沉放和安装管节,实现管节及暗理段临时封闭的 体结构。

    管节或衔接段端头用于GINA止水带和OMEGA止水带 装或对接的钢构件,又称端钢壳。

    2. 1.21 水密门

    watertight door

    watertightdoor

    设置于端封墙上,用于管节沉放后临时通行的防水密封门 1. 22鼻托bearer

    用于管节沉放、对接,具有临时承托、导向作用的装置。

    调整管节起浮、浮运、沉放过程中压载重量所采用的 设施。

    管节浮运沉放所需的临时设施及设备安装作业

    2. 1. 25 人孔

    管节顶部预留的人员临时进出

    一次或分次预制完成,在陆上通过接头连接组成沉管管节的 基本单元,相邻节段间纵向钢筋不连通,组成的管节称节段式管 节。反之,一般称整体式管节。

    节段与节段之间的连接结构

    节段与节段之间的连接结构

    管节沉放对接前先行完成的管节基础垫层施工方法

    2. 1.29后填法 post filling method

    2. 1. 30 灌砂法

    postfilling method

    对接后完成的管节基础垫层施工

    通过管节侧墙、底板等结构预理埋管压注砂(或砂与水泥熟 充填管节底板与基槽底之间空隙形成基础垫层的方法

    groutingmethod

    通过管节底板预理管灌注砂浆充填管节底板与基槽底之间空 形成基础垫层的方法。

    管节对接完成后,为约束其水平位移,对管节尾部自由端两 定范围内的基槽底部进行的回填,

    bankrevetment

    bankrevetment

    [34 坞墙 doc

    工广化干坞中深坞和浅坞周围的挡水结构物

    2.2.1作用和作用效应

    C 结构或构件达到正常使用要求的规定限值; Ff 管节浮力设计值: Gb 装、压舱及覆盖层等有效压重标准值: 管节自重标准值; R 结构构件的承载力设计值; Rd 结构构件抗力设计值; S 结构构件内力组合的设计值; SAd 按偶然荷载标准值A.计算的荷载效应值; Sd 荷载组合的效应设计值: SEhk 水平地震作用标准值的效应; SEvk 竖向地震作用标准值的效应: SGE 重力荷载代表值的效应: SGjk 按第i个永久荷载标准值G计算的荷载效应值: SQik 按第i个可变荷载标准值Q计算的荷载效应值,其 中Q为起主导作用的可变荷载的荷载效应值。

    2.2.3计算系数及其他

    Yw 水体重度; Y 抗浮分项系数; m 参与组合的永久荷载的数量; n 参与组合的可变荷载的数量; Yo 结构重要性系数; YEh 水平地震作用分项系数; YEv 竖向地震作用分项系数; YG 重力荷载分项系数; YG, 第i个永久荷载的分项系数: YL; 第i个可变荷载的设计使用年限调整系数; YQ; 第i个可变荷载的分项系数; YRE 承载力抗震调整系数; e; 可变荷载Q;的组合值系数; 第1个可变荷载的频遇值系数; a; 第i个可变荷载的准永久值系数: △ue 设防地震作用标准值产生的结构最大弹性层间 △up 弹塑性层间位移; ] 弹性层间位移角限值; , 弹塑性层间位移角限值,

    3.0.1 沉管法隧道设计前应进行工程调查与勘测工作。 3.0.2 沉管法隧道宜进行总体设计。 3.0.3 沉管法隧道设计内容应包括运营期间的健康监测要求。 3.0.4 沉管法隧道应根据不同的使用功能需求确定主要设计 指标。 3.0.5沉管法隧道应加强施工期间环境条件、施工状况的监测 工作,实施信息化设计。

    4.1.1工程调查与测应根据沉管法隧道的技术特点、设计要

    4.1.1工程调查与勘测应根据沉管法隧道的技术特点、设计要 求和所在区域条件,采用相应的方法。搜集和调查的资料应准确 可靠,勘测精度应符合国家现行有关标准的规定。 4.1.2工程勘测方法及勘测工作量应根据现场地形、地貌、地 质条件、工程结构设置以及不同勘测手段的特殊性等确定。

    4.2.1工程调查应根据沉管法隧道不同设计阶段的任务、目的、 要求,针对隧道结构特点和规模,确定搜集、调查资料的内容 范围和深度要求,

    2.2工程调查应包括下列主要

    1现状及规划资料,包括道路交通、城市建设、港口码头、 航道运输、堤岸防护等; 2气象资料,包括气温、湿度、降水、雾况、风向、风 速等; 3水文地质资料,包括水位、波浪、流速、流向、水温、 重度、水质、防洪标准、河道整治、河(海)势变化等; 4工程地质及地震资料,包括地形、地貌、工程地质、区 域地震历史、抗震设防烈度、设计地震分组、设计基本地震加速 度等; 5沿线地面、地下及水下建(构)筑物资料,包括建(构) 筑物、管线、文物、军事设施、矿产资源、危险爆炸物等; 6环境资料,包括隧道附近大气环境现状、车辆废气排放 要求、噪声要求、水域生态保护要求以及隧道口外部环境亮

    文订 7现场施工条件资料,包括场地、供水供电、建筑材料 源、装备和机械等。

    4.3.1隧道勘测应与设计阶段相适应,分阶段进行。勘测阶段 可分为可行性研究勘测、初步勘测和详细勘测,必要时应进行补 充勘测,

    4.3.2水下地形测绘应符合下列规定:

    1水下地形测量应与陆上地形测量互相衔接: 2可行性研究阶段,水下地形应以搜集既有资料和现场调 查为主,工程地质测绘比例应满足相关审批部门的要求; 3初步设计阶段的测绘比例宜采用1:1000~1:2000,测 绘范围宜取隧道轴线两侧各2km~3km; 4施工图设计阶段,测绘比例宜采用1:500~1:1000, 测绘范围宜取隧道轴线两侧各0.5km~1km; 5当采用异地干坞时,各阶段测绘范围应涵盖管节浮运 区域。 4.3.3水域段勘察工作应符合下列规定: 1可行性研究勘察应以搜集资料、现场踏勘为主,辅以必 要的勘探、测试工作,初步评价对隧道的影响,勘探应符合下列

    4.3.3水域段勘察工作应符合下列规定:

    1可行性研究勘察应以搜集资料、现场踏勘为主,辅以必 要的勘探、测试工作,初步评价对隧道的影响,勘探应符合下列 规定: 1)勘探点平面布置孔距宜为400m~500m,勘探点总数 量不宜少于2个,且对沿线每一地貌单元及工法分段 不应少于1孔; 2)在松散地层中,勘探孔深度应达到拟建隧道结构底板 下2.5倍隧道高度,且不应小于20m; 3)在微风化及中等风化岩石中,勘探孔深度应达到结构 底板下,且不应小于8m,遇岩溶、土洞、暗河时应穿 透并根据需要加深钻孔。

    2初步勘察阶段,勘探应符合下列规定: 1)地质条件复杂的隧道,勘探点总数不应少于5个,长 隧道和特长隧道勘探点间距宜为100m~300m; 2)在松散地层中,一般性勘探孔进入隧道底板以下不应 小于1.5倍隧道高度,控制性勘探孔进入隧道底板以 下不应小于2.5倍隧道高度; 3)在微风化及中等风化岩石中,勘探孔进入隧道底板以 下不应小于1倍隧道高度,遇岩溶、土洞、暗河时应 穿透并根据需要加深钻孔。 3详细勘察阶段,勘探应符合下列规定: 1)勘探孔可采用梅花形布设方式,管节底部投影区域勘 探孔间距宜为30m~50m;水下浚挖边坡范围内勘探 孔间距宜为40m60m; 2)在松散地层中,一般性勘探孔进入隧道底板以下不应 小于1.5倍隧道高度,控制性勘探孔进入隧道底板以 下不应小于2.5倍隧道高度; 3)在微风化及中等风化岩石中,勘探孔深度应进入隧道 底板以下0.5倍隧道高度且不应小于5m,遇岩溶、土 洞、暗河时应穿透并根据需要加深钻孔。 4当河(海)底存在淤泥时应实测淤泥层厚度及各分层浮 密度。 5管节浮运区域需疏浚时,疏浚范围内应布设勘探孔,勘 礼深度应满足疏浚工程量计算需要,勘探孔间距根据区域地质 竞具体确定。 6水域段的水文勘察应包括水流速度、水位、水重度等 容。

    5.1.1总体设计应包括隧道位置、线形、断面、干坞、管节 运与沉放等内容。

    5.1.1总体设计应包括隧道位置、线形、断面、干坞、管节浮 运与沉放等内容。 5.1.2路线设计应符合总体规划要求,并应协调好与周边建 (构)筑物、航道、地下管线间的关系。 5.1.3隧道设计应满足城市、堤防、航道、码头等远期规划实 施后现状环境改变时隧道结构的安全。 5.1.4结构设计应符合使用条件、结构类型、施工工艺、机械

    (构)筑物、航道、地下管线间的关系, 5.1.3隧道设计应满足城市、堤防、航道、码头等远期规划 施后现状环境改变时隧道结构的安全

    5.1.4结构设计应符合使用条件、结构类型、施工工艺、机 设备的要求,并满足设计使用年限、使用功能等要求。

    地段。 5.2.2阳 隧道位置应根据地震活动性及工程地质条件选择抗震有 利地段,无法满足时应采取有效措施。 5.2.3隧道位置宜选择在水文、河势稳定以及河床平缓地段, 基槽底最大水深不宜大于50m,水流速度窗口期满足管节浮运, 沉放施工作业的要求。 5.2.4隧道位置选择应满足水文和航运条件,有利于隧道施工 和环境保护,减少对驳

    5.2.4隧道位置选择应满足水文和航运条件,有利于隧道施工

    5.3.1隧道平面设计应符合下列规定:

    5.3.1隧道平面设计应符合下列规定:

    1隧道中心线与航道中心线、堤岸治导线宜正交或大角度 斜交;

    2隧道沉管段平面线形宜采用直线,不满足时宜结合隧道 功能、管节长度、断面宽度、施工工艺等因素综合确定合理的平 曲线半径。

    5.3.2隧道总平面设计应满足隧道运营期管养维护、防灾救援 等综合要求。

    5.3.3隧道纵断面线形应根据地形、地貌等工程建设条件 确定。

    5.3.3隧道纵断面线形应根据地形、地貌等工程建设条件

    5.3.7管节长度和分节数应根据制作方式、浮运、沉放、隧道 纵断面等条件,并应结合地质、水文、河床形态等因素综合 确定。

    5.3.10交通功能隧道应在隧道洞口和最低点位置设置排水

    地、航道、水文等条件确定。 5.4.2隧道两端岸上衔接段方案应与干坞方案及管节预制工期 匹配。

    5.4.2隧道两端岸上衔接段方案应与十坞方案及管节预制工期 匹配。

    水文和气象等因素确定。

    5.4.4管节沉放方式应根据航道条件、水文环境、管节结构、 施工装备等因素确定

    5.4.5最终接头位置和结构形式应根据航道条件、隧道埋

    士坞方案、工期筹划等因素确定

    6.0.1工程材料的选用应根据结构类型、受力条件、使用要求 和所处环境等因素确定。 6.0.2管节主体结构混凝土应采用防水混凝土,混凝土抗渗等 级不应低于P8。 6.0.3管节主体结构混凝土原材料和配合比、最低强度等级 最大水胶比以及胶凝材料最小用量等应符合耐久性要求,并应满 足抗裂、抗渗、抗冻、抗腐蚀性等要求。 6.0.4管节主体结构混凝土强度等级不应低于C35,预应力管 节主体结构混凝土强度等级不应低于C40。 6.0.5管节后浇带应采用微膨胀混凝土,其抗渗等级、抗压强 度等指标不应低于管节本体混凝土。 6.0.6管节压舱混凝土设计强度等级不宜低于C25,防锚层混 凝土设计强度等级不宜低于C20。 6.0.7管节钢端封墙、水密门、剪力键、钢端壳等部位钢材可 采用Q235B材质。 6.0.8主体结构主筋宜采用HRB400、HRB500钢筋,箍筋宜 采用HPB300、HRB400钢筋。 6.0.9 钢端壳内注浆宜采用无收缩水泥砂浆材料,强度等级不 宜小于M25。 6.0.101 临时支撑垫块钢板、临时支撑钢管桩桩帽面板宜采用 40CrMoMn材质,临时支撑钢管桩宜采用Q235B材质,垂直干 斤顶推杆端部HRC(洛氏硬度)不宜小于50。 6.0.11管节接头PC拉索应采用高强度低松弛钢绞线,极限强 度标准值不应小于1860MPa。 6.0.12GINA止水带与OMEGA止水带材料应按本标准第14

    6.0.1工程材料的选用应根据结构类型、受力条件、使用要求 和所处环境等因素确定。 6.0.2管节主体结构混凝土应采用防水混凝土,混凝土抗渗等 级不应低于P8

    6.0.3管节主体结构混凝土原材料和配合比、最低强度等级

    章规定执行。 6.0.13GINA止水带、OMEGA止水带压板、压条钢板可采用 Q235B材质,紧固件宜采用性能等级不低于5.6级的普通螺栓, 并应满足耐久性要求。

    章规定执行。 6.0.13GINA止水带、OMEGA止水带压板、压条钢板可采用 Q235B材质,紧固件宜采用性能等级不低于5.6级的普通螺栓, 并应满足耐久性要求。

    7荷载和组合7.1荷载分类和荷载代表值7.1.1沉管法隧道结构上作用的荷载可分为永久荷载、可变荷载和偶然荷载,其分类应符合表7.1.1的规定。表7.1.1沉管法隧道作用荷载分类荷载分类荷载名称结构自重地层土压力静水压力永久荷载混凝土徐变和收缩效应结构上部建筑物及设施压力荷载地基及基础差异沉降影响设备及压载混凝土等荷载隧道内部车辆荷载水压力变化温差作用基本可变荷载工后差异沉降作用人群荷载可变荷载地面超载系缆力水流作用、波浪力其他可变荷载沉放吊点荷载维修荷载压舱荷载16

    续表 7. 1. 1

    7.1.2荷载应根据隧道功能、地质特征、埋置深度、结构特征、 立名件和旅工主注饰国丰强广

    7.1.3永久荷载标准值确定应符合下列规定:

    1隧道结构自重应按结构设计尺寸、压舱混凝土厚度、防 锚层厚度及材料重度标准值计算; 2隧道顶板以上覆土压力应按覆土厚度按全土柱重计算, 侧向地层压力应按静止土压力计算,土体重度应按有效重度 取值。

    7.1.4可变荷载标准值应按下列规定计算:

    1车辆荷载及其动力作用应按现行国家相关标准确定; 2变动水压力应根据设计水位与常水位差计算; 3温度应力应根据常年气象和水温统计资料确定的温差 化数据计算: 4其他可变荷载应根据施工过程及其特点,涵盖施工中 各种最不利情况。

    7.1.5偶然荷载应按下列规定计算:

    1 地震作用应按本标准第16章规定确定; 2 爆炸荷载应仅计算一辆车自身油箱燃油爆炸作用; 3车辆撞击荷载大小及作用位置高度应按现行国家相关标 准确定; 4隧道内人防荷载应根据隧道使用功能及人防部门要求

    确定; 5沉船荷载和锚击应根据规划航道等级、隧道顶板覆 度、水深等因素确定。

    7.1.6结构设计时,荷载代表值应按下列

    1永久荷载应采用标准值作为代表值; 2可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值 或准永久值作为其代表值: 3偶然荷载应根据沉管法隧道使用功能确定其代表值。 7.1.7承载能力极限状态或正常使用极限状态按标准组合设计 时,对可变荷载应采用荷载组合值或标准值作为其荷载代表值: 可变荷载组合值应为可变荷载标准值乘以荷载组合值系数。 7.1.8正常使用极限状态按频遇组合设计时,应采用可变荷载 锁遇值或准永久值作为其荷载代表值;按准永久组合设计时,应 采用可变荷载准永久值作为其荷载代表值。可变荷载频遇值应为 可变荷载标准值乘以频遇值系数;可变荷载准永久值应为可变荷 载标准值乘以准永久值系数

    7.2.1结构设计应根据结构在施工或运营期间可能同时出 荷载,按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行苟 合,并取最不利组合进行设计

    7.2.2承载能力极限状态,应按荷载基本组合或偶然组合

    式中:%一 结构重要性系数,沉管法隧道主体结构安全等级为 一级,其结构重要性系数不应小于1.1;次要结构 安全等级为二级,其结构重要性系数不应小于 1.0;其他临时结构安全等级为三级,其结构重要 性系数不应小于0.9; S一荷载组合的效应设计值;

    R. 结构构件抗力设计值

    7.2.3荷载基本组合的效应设计值Sd,应从下列荷载组

    取用最不利的效应设计值确定: 1可变荷载控制的效应设计值,应按下式进行计算:

    式中:G, 第个永久荷载的分项系数,应按本标准第7.2.4 条采用; YQ、YQ; 起主导作用的可变荷载及第i个可变荷载的分项 系数,应按本标准第7.2.4条采用; SG.k 按第j个永久荷载标准值Gik计算的荷载效应值; SQ,k 按第i个可变荷载标准值Qik计算的荷载效应值 其中Sk为起主导作用的可变荷载的荷载效应值; 中c; 可变荷载Q;的组合值系数,应按本标准第7.2.10 条采用; m、n一 分别为参与组合的永久荷载数及可变荷载数。 2永久荷载控制的效应设计值,应按下式进行计算:

    Sa = ,Sc,k+Q,e,SQ,k

    注:1基本组合中的效应组合设计值仅适用于荷载与荷载效应为线 性关系的情况; 2当无法明显判断可变荷载是否起控制作用或者无法判断SQ,k 时,应将各可变荷载依次作为SQ,k试算,并取其中最不利的荷载组合效应 设计值。

    7.2.4基本组合中的荷载分项系数焊接标准,应按下列规定采用

    1永久荷载的分项系数应符合下列规定: 1)当永久荷载对结构不利时,对由可变荷载效应控制的 组合应取1.2,对由永久荷载效应控制的组合应 取1.35; 2)当永久荷载对结构有利时,不应大于1.0。

    荷载偶然组合的效应设计值S。可按下列规定采用: 用于承载力极限状态计算的效应设计值,应按下式进行

    7.2.5荷载偶然组合的效应设计值S.可按下列规定采用

    1用于承载力极限状态计算的效应设计值,应按下式进行 计算:

    式中:SA一 按偶然荷载标准值Ad计算的荷载效应值; ,一一第1个可变荷载的频遇值系数; ,一一第i个可变荷载的准永久值系数。 2用于偶然事件发生后受损结构整体稳固性验算的效应设 计值,应按下式进行计算:

    注:组合中的设计值仅适用于荷载与荷载效应为线性关系的情况。 2.6对于正常使用极限状态工程规范,应根据不同设计要求,分别采

    注:组合中的设计值仅适用于荷载与荷载效应为线性关系的

    ....
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