1干塢方案設(shè)計(jì)

1.1干塢類(lèi)別

確定干塢方案時(shí)通常需要綜合比較各干塢方案的經(jīng)濟(jì)性、支護(hù)安全性、征拆難度及工期是否合理受控等因素。當(dāng)把移動(dòng)干塢方案列入備選方案時(shí)，還應(yīng)確定沉管段預(yù)制期間是否能租賃到與工程規(guī)模匹配的的船塢（駁船），并評(píng)估租賃方案對(duì)工期影響風(fēng)險(xiǎn)。總之，在干塢方案設(shè)計(jì)階段須結(jié)合周邊環(huán)境及工程規(guī)模進(jìn)行多方案比選、多方面論證，確定經(jīng)濟(jì)、合理的干塢方案。

1.2移動(dòng)干塢

移動(dòng)干塢是半潛駁或船塢上預(yù)制管段，制作完成后,將半潛駁拖運(yùn)到隧址附近下潛,然后再進(jìn)行管段的沉放安裝作業(yè)。此種干塢型式在我國(guó)香港地區(qū)得到廣泛應(yīng)用。（1）移動(dòng)干塢適合在河道水深較淺的內(nèi)河中建造沉管隧道時(shí)選用。半潛駁的吃水深度通常比管段吃水深度小，可以省去或減少河道疏浚工作，進(jìn)而節(jié)約投資，同時(shí)避免影響河道防汛安全。（2）租賃半潛駁的移動(dòng)干塢省去了固定干塢的建造時(shí)間，也不需要單獨(dú)制造駁船，有利于合理控制工程工期，并靈活掌握預(yù)制時(shí)間。（3）在半潛駁上進(jìn)行管段的預(yù)制，可以大大節(jié)省岸上施工場(chǎng)地的占用，尤其當(dāng)施工場(chǎng)地緊張時(shí)更具優(yōu)勢(shì)，環(huán)境效益明顯。（4）根據(jù)侖頭-生物島沉管隧道的調(diào)研，國(guó)內(nèi)載重量滿(mǎn)足雙向6車(chē)道沉管斷面預(yù)制需要的大型駁船（半潛駁）數(shù)量不足10艘。對(duì)大斷面多車(chē)道的沉管隧道，如果選用移動(dòng)干塢方案，在預(yù)制管段工期階段如不能租賃到合適的半潛駁，容易出現(xiàn)受制于船的情況，勢(shì)必影響整個(gè)工程的順利進(jìn)行。

1.3獨(dú)立干塢

獨(dú)立干塢，又叫另選位置干塢或另建干塢，即在隧道軸線(xiàn)以外選擇合適的位置建造干塢。（1）獨(dú)立干塢方案最大的優(yōu)點(diǎn)是管段制作、基槽開(kāi)挖及岸邊段施工等關(guān)鍵性的工序都可以實(shí)現(xiàn)并行作業(yè)，從而可以最大限度地節(jié)省工期。（2）獨(dú)立干塢方案可以根據(jù)隧址周邊的場(chǎng)地及地質(zhì)特點(diǎn)，靈活選擇干塢位置。通常獨(dú)立干塢都選征拆工作量小，周邊無(wú)控制性建筑物的位置，此種干塢型式可以最大限度地降低對(duì)環(huán)境的影響。當(dāng)軸線(xiàn)沿線(xiàn)征拆困難或者有控制性構(gòu)筑物時(shí)，獨(dú)立干塢方案優(yōu)勢(shì)更加明顯。（3）獨(dú)立干塢需要通過(guò)河道拖運(yùn)至隧址位置下沉。當(dāng)河道吃水深度不滿(mǎn)足拖運(yùn)要求時(shí)，需要在管段拖運(yùn)前對(duì)航道進(jìn)行浚挖。航道浚挖勢(shì)必對(duì)兩側(cè)岸邊的防汛設(shè)施及鄰近構(gòu)筑物造成一定的影響。

1.4軸線(xiàn)干塢方案

軸線(xiàn)干塢就是將干塢布置在隧道軸線(xiàn)岸上段主體結(jié)構(gòu)位置，國(guó)內(nèi)多數(shù)沉管隧道選用軸線(xiàn)干塢方案。

（1）相對(duì)于獨(dú)立干塢而言，軸線(xiàn)干塢內(nèi)管段從塢內(nèi)拖出后，直接沿隧道縱向浮運(yùn)，拖運(yùn)距離和航道疏浚工作量均減少。

（2）軸線(xiàn)干塢可以同岸邊段結(jié)構(gòu)共同使用部分支護(hù)和岸壁保護(hù)結(jié)構(gòu)，如天津海河沉管隧道。

（3）干塢位置的岸邊段主體結(jié)構(gòu)需在預(yù)制管段運(yùn)出干塢后方可施工，因此工期上無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)。除了上述三種典型的一次性干塢型式外，香港地區(qū)的干塢還經(jīng)常重復(fù)使用，即同一干塢用作不同沉管隧道工程的管段預(yù)制場(chǎng)所。荷蘭的很多沉管隧道則是工廠(chǎng)式的干塢基地，可多次使用。

2典型案例

2.1上海外環(huán)隧道

上海外環(huán)隧道位于黃浦江下游，隧道為雙向8車(chē)道，沉管段長(zhǎng)736m，由7節(jié)管段組成。干塢分為A、B兩個(gè)子塢，位于隧道軸線(xiàn)兩側(cè)。A塢東西向長(zhǎng)約240m，南北向?qū)捈s200m，占地4.7萬(wàn)m2；B塢東西向長(zhǎng)330m，南北向?qū)捈s200m,占地8.1萬(wàn)m2。該沉管隧道在塢底標(biāo)高的確定、防汛體系的設(shè)置、邊坡穩(wěn)定及排水設(shè)施均作了系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

2.2侖頭-生物島隧道

侖頭-生物島隧道斷面全寬23m，呈雙向4車(chē)道布置。該隧道附近無(wú)合適的干塢場(chǎng)地，經(jīng)過(guò)充分的研究和論證，最終確定采用移動(dòng)干塢方案，該隧道也是內(nèi)地首次采用移動(dòng)干塢的沉管隧道。該隧道管段總長(zhǎng)277m，為適應(yīng)半潛駁預(yù)制工序，沉管段分為4節(jié)管段，單節(jié)管段長(zhǎng)度略低于同類(lèi)工程。該工程的成功實(shí)施，為今后沉管隧道采用移動(dòng)干塢方案提供了一個(gè)成功的案例。

2.3佛山汾江路隧道

佛山市汾江路南延線(xiàn)沉管隧道位于佛山市南部，斷面全寬39.9m，結(jié)構(gòu)高度9.0m。結(jié)合該工程工期緊的特點(diǎn)，干塢方案充分結(jié)合了軸線(xiàn)干塢與獨(dú)立干塢的優(yōu)點(diǎn)，在隧道軸線(xiàn)旁邊建造干塢，但是干塢僅利用岸上隧道的開(kāi)挖邊坡，而不利用其基坑部分，這樣干塢內(nèi)的管段預(yù)制與岸上隧道的施工能同步進(jìn)行。干塢總占地面積為12.6萬(wàn)m2，基坑底面積為5.76萬(wàn)m2，基中塢底面積4.1萬(wàn)m2。干塢南側(cè)岸上段采用鉆孔灌注樁+擋土止水帷幕+錨索支護(hù)方案。為保證管節(jié)起浮及提高塢底承載能力，對(duì)管節(jié)布置區(qū)進(jìn)行了換填。塢頂、塢坡面及塢底均設(shè)計(jì)了可靠的排水系統(tǒng)。塢頂及塢坡面均設(shè)置排水溝，塢底設(shè)置PVC排水管。

3結(jié)語(yǔ)

（1）沉管隧道方案在越江工程中具有明顯的優(yōu)越性。本文介紹了管段預(yù)制所需干塢選型時(shí)需考慮的基本因素，分別闡述了軸線(xiàn)干塢、獨(dú)立干塢和移動(dòng)干塢三種型式的基本特征及適用條件。國(guó)內(nèi)已建成及在建的隧道大部分采用軸線(xiàn)干塢，有兩座采用獨(dú)立干塢，一座采用移動(dòng)干塢。

（2）干塢方案比選是沉管隧道設(shè)計(jì)和施工的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。選用何種型式的干塢、如何選擇塢址及干塢規(guī)模的確定直接影響到沉管法能否實(shí)施和隧道的造價(jià)。因此，在方案設(shè)計(jì)階段必須結(jié)合隧道的周邊環(huán)境及隧道的規(guī)模進(jìn)行干塢多方案比選、多方面論證，確定經(jīng)濟(jì)、合理的干塢方案。

作者：熊剛 王艷寧 單位：天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院