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## 前言
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**中华人民共和国国家标准**
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**沉管法隧道设计标准**
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Standard for design of immersed tunnel
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主编部门：中华人民共和国住房和城乡建设部
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批准部门：中华人民共和国住房和城乡建设部
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施行日期：2019年12月1日
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**中华人民共和国住房和城乡建设部公告
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2019年 第134号**
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**住房和城乡建设部关于发布国家标准《沉管法隧道设计标准》的公告**
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现批准《沉管法隧道设计标准》为国家标准，编号为GB/T 51318-2019，自2019年12月1日起实施。
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本标准在住房和城乡建设部门户网站（www.mohurd..gov.cn）公开，并由住房和城乡建设部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。
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**中华人民共和国住房和城乡建设部**
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根据住房和城乡建设部《关于印发〈2015年工程建设标准规范制订、修订计划〉的通知》（建标【2014】189号）的要求，标准编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关国际标准和国外先进标准，并在广泛征求意见的基础上，编制了本标准。
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本标准的主要技术内容是：1.总则；2.术语和符号；3.基本规定；4.工程调查与勘测；5.总体设计；6.材料；7.荷载和组合；8.结构计算；9.管节结构；10.管节浮运、沉放；11.管节基槽、基础垫层和回填；12.护岸和衔接段；13.干坞；14.结构防水；15.耐久性；16.抗震。
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本标准由住房和城乡建设部负责管理，由天津滨海新区建设投资集团有限公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议，请寄送天津滨海新区建设投资集团有限公司（地址：天津市滨海新区新港街道中央大道819号，邮编：300450）。
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本标准主编单位：天津滨海新区建设投资集团有限公司
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中铁第六勘察设计院集团有限公司
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本标准参编单位：上海市隧道工程轨道交通设计研究院
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天津市市政工程设计研究院
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中铁十八局集团有限公司
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港珠澳大桥管理局
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上海交大海洋水下工程科学研究院有限公司
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中铁科学研究院有限公司
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同济大学
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西南交通大学
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中交第一公路勘察设计研究院有限公司
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天津城建大学
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本标准主要起草人员：于立群 贺维国 张兴业 邢永辉 贺春宁 刘旭锴 沈永芳 陈越 代敬辉 陈代秉 隋洪瑞 范国刚 陈正杰 曹景 方磊 王朝辉 郑余朝 胡群芳 曹校勇 徐斌 朱世柱 陆明 袁有为 孟庆祥 褚凯 周华贵 肖刚刚 宋超业 王飞 张建新
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本标准主要审查人员：李永盛 刘洪洲 王明年 赵喜斌 丁浩 程晓明 逄铁铮 郭卫社 方新涛 陈胜
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**条文说明**
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《沉管法隧道设计标准》GB/T 51318-2019，经住房和城乡建设部2019年5月24日以第134号公告批准、发布。
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本标准制订过程中，编制组进行了深人、广泛的调查研究，总结了我国沉管法隧道建设经验，同时参考了有关国际标准和国外先进标准，并在广泛征求意见的基础上，编制了本标准。
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为便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用本标准时能正确理解和执行条文规定，《沉管法隧道设计标准》编制组按章、节、条顺序编制了本标准的条文说明，对条文规定的目的、依据及执行中需注意的有关事项进行了说明。但是，本条文说明不具备与标准正文同等的法律效力，仅供使用者作为理解和把握标准规定的参考。
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## 1总则
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1.0.1 为使沉管法隧道设计做到安全可靠、技术先进、经济合理、耐久适用，制定本标准。
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1.0.2 本标准适用于钢筋混凝土管节采用沉管法的隧道结构勘察与设计。
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1.0.3 沉管法隧道结构勘察与设计除应符合本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
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**条文说明**
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1.0.2 从结构体系上分，沉管法隧道有钢筋混凝土隧道和钢壳隧道两种。钢壳隧道主要用于早期的沉管法隧道建设，尤其是北美地区。钢筋混凝土沉管隧道起源于欧洲，近几十年来全世界修建的沉管隧道绝大部分都采用了钢筋混凝土结构，其中又以普通钢筋混凝土结构为主，仅个别项目采用了预应力混凝土结构。我国已建成的所有沉管隧道都采用的是钢筋混凝土结构，因此本标准仅针对非预应力的普通钢筋混凝土沉管法隧道进行规定。
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国内已建（在建）的10多座沉管法隧道中，用途较广，既有公路隧道、城市道路隧道，也有地铁隧道、人行隧道，同时还有一些输水隧道也已列入建设计划。为了充分体现沉管法技术特点，本标准条文主要结合工法特点针对沉管法隧道的水中沉管段部分进行规定，工程两端的岸上段结构以及道路、建筑、机电、消防、绿化、装修等内容与常规的陆地隧道类似，可按现行的相关标准执行。
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## 2术语和符号
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### 2.1 术语
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2.1.1 沉管法隧道 immersed tunnel
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在水域中主要由若干预制完成的基本结构单元，将其通过浮运、沉放、水下对接形成的隧道。
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2.1.2 管节 element
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一次或分次预制完成，可实施浮运、沉放、水下对接组成沉管结构的基本单元。
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2.l.3 浮运 floating transportation
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管节预制完成后，浮于水面，将其拖运到指定位置的过程。
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2.1.4 沉放 immersion
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管节下沉至指定位置的过程。
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2.1.5 对接 connection
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管节与管节或衔接段间进行拉合及水力压接的过程。
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2.1.6 沉管段 immersed elements assembly
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所有管节连接起来形成的隧道段。
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2.1.7 衔接段 connection tunnel
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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道或地下构筑物。
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2.1.8 干坞 dry dock
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用于管节预制的场地，可兼用于舾装、起浮、系泊，通常为固定干坞；特殊情况下利用大型驳船作为管节预制、舾装的场地则称为移动干坞。
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2.1.9 最终接头 closure joint
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实现沉管隧道贯通的连接结构，又称合拢接头。
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2.1.10 剪力键 shear key
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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。
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2.1.11 管节接头 element joint
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管节与管节、管节与衔接段之间的连接结构。
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2.1.12 GINA止水带 GINA gasket
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安装于管节接头处外贴压缩式防水专用橡胶制品。
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2.1.13 OMEGA止水带 OMEGA seal
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安装于管节接头处内贴可卸式防水专用橡胶制品。
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2.1.14 系泊 mooring
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管节浮出水面或浮运到位后，通过锚拉固定于水面的过程。
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2.1.15 干舷 freeboard
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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。
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2.1.16 基槽 trench
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用于埋置隧道的条形水下基坑。
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2.1.17 压舱混凝 土ballast concrete
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放置于管节内，提供压载重量的混凝土。
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2.1.18 拉合座 pulling bearing
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设置在管节接头两端顶部，用于实现管节初始压接的拉合装置。
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2.1.19 端封墙 bulkhead
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为浮运、沉放和安装管节，实现管节及暗埋段临时封闭的墙体结构。
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2.1.20 钢端壳 steel shell of the terminal surface
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管节或衔接段端头用于GINA止水带和OMEGA止水带安装或对接的钢构件，又称端钢壳。
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2.1.21 水密门 watertight door
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设置于端封墙上，用于管节沉放后临时通行的防水密封门。
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2.1.22 鼻托 bearer
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用于管节沉放、对接，具有临时承托、导向作用的装置。
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2.1.23 压载水箱 ballast tank
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调整管节起浮、浮运、沉放过程中压载重量所采用的临时设施。
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2.1.24 舾装 outfitting
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管节浮运沉放所需的临时设施及设备安装作业。
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2.1.25 人孔 man hole
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管节顶部预留的人员临时进出孔洞。
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2.1.26 节段 segment
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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。
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2.1.27 节段接头 segment joint
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节段与节段之间的连接结构。
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2.1.28 先铺法 pre-bedding method
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管节沉放对接前先行完成的管节基础垫层施工方法。
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2.1.29 后填法 post filling method
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管节沉放对接后完成的管节基础垫层施工方法。
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2.1.30 灌砂法 sand flow method
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通过管节侧墙、底板等结构预埋管压注砂（或砂与水泥熟料）充填管节底板与基槽底之间空隙形成基础垫层的方法。
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2.1.31 压浆法 grouting method
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通过管节底板预埋管灌注砂浆充填管节底板与基槽底之间空隙形成基础垫层的方法
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2.1.32 锁定回填 locking backfill
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管节对接完成后，为约束其水平位移，对管节尾部自由端两侧一定范围内的基槽底部进行的回填。
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2.1.33 护岸 bank revetment
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保护堤岸的构筑物。
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2.1.34 坞墙 dock wall
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工厂化干坞中深坞和浅坞周围的挡水结构物。
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### 2.2 符号
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2.2.1 作用和作用效应
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C——结构或构件达到正常使用要求的规定限值；
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F——管节浮力设计值；
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G<sub>b</sub>——舾装、压舱及覆盖层等有效压重标准值；
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G<sub>s</sub>——管节自重标准值；
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R——结构构件的承载力设计值；
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R<sub>d</sub>——结构构件抗力设计值；
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S——结构构件内力组合的设计值；
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S<sub>Ad</sub>——按偶然荷载标准值Ad计算的荷载效应值；
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Sd——荷载组合的效应设计值；
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S<sub>Ehk</sub>——水平地震作用标准值的效应；
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S<sub>Evk</sub>——竖向地震作用标准值的效应；
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S<sub>GE</sub>——重力荷载代表值的效应；
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S<sub>Gjk</sub>——按第j个永久荷载标准值G<sub>jk</sub>计算的荷载效应值；
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S<sub>Qik</sub>——按第i个可变荷载标准值Q<sub>ik</sub>计算的荷载效应值，其中Q<sub>1k</sub>为起主导作用的可变荷载的荷载效应值。
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2.2.2 几何参数
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H——管节外包高度；
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H<sub>0</sub>——管节出坞设计水位标高；
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H<sub>a</sub>——固定干坞坞底标高或驳船下潜区底标高；
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H<sub>d</sub>——浅坞区坞底标高；
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H<sub>h</sub>——管节脱离驳船时设计水位；
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H<sub>j</sub>——管节寄放最小水深；
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H<sub>1</sub>——驳船船体高度；
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H<sub>s</sub>——管节底部至坞底（驳船甲板面）的起浮安全距离；
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H<sub>t</sub>——最低通航水深；
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h——计算结构层净高；
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h<sub>g</sub>——管节干舷高度；
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h<sub>j</sub>——管节寄放安全距离；
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h<sub>s</sub>——管节浮运安全距离；
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h<sub>y</sub>——移动干坞浮运管节最大吃水深度；
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V——管节排开水的体积。
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2.2.3 计算系数及其他
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γ<sub>w</sub>——水体重度；
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γ<sub>s——</sub>抗浮分项系数；
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m——参与组合的永久荷载的数量；
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n——参与组合的可变荷载的数量；
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γ<sub>0</sub>——参结构重要性系数；
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γ<sub>Eh</sub>——水平地震作用分项系数；
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γ<sub>Ev</sub>——竖向地震作用分项系数；
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γ<sub>G</sub>——重力荷载分项系数；
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γ<sub>Gj</sub>——第j个永久荷载的分项系数；
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γ<sub>Li</sub>——第i个可变荷载的设计使用年限调整系数；
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γ<sub>Qi</sub>——第i个可变荷载的分项系数；
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γ<sub>RE</sub>——承载力抗震调整系数；
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ψ<sub>ci</sub>——可变荷载Qi的组合值系数；
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ψ<sub>f1</sub>——第1个可变荷载的频遇值系数；
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ψ<sub>qi</sub>——第i个可变荷载的准永久值系数；
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△u<sub>e</sub>——设防地震作用标准值产生的结构最大弹性层间位移；
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△u<sub>p</sub>——弹塑性层间位移；
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【θ<sub>e</sub>】——弹性层间位移角限值；
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【θ<sub>p</sub>】——弹塑性层间位移角限值。
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## 3基本规定
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3.0.1 沉管法隧道设计前应进行工程调查与勘测工作。
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3.0.2 沉管法隧道宜进行总体设计。
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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。
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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。
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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。
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**条文说明**
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3.0.1 沉管法隧道对航运、水文、水下地形等基础条件非常敏感，与一般水下隧道不同，常规的工程调查与勘测工作不能完全满足设计的需要，因此强调提出要进行专门、有针对性的调查与勘测工作。
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3.0.2 沉管法隧道涉及工程领域广，开展总体设计有助于初步稳定工程的总体方案。
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3.0.3 沉管法隧道埋深浅，受环境影响大，运营期间环境的变化可能会危及隧道安全，需要在隧道运营期开展一定的健康监测工作，来确保隧道结构安全。因此，要求设计文件中明确提出主要的健康监测指标和要求。
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## 4工程调查与勘测
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### 4.1 一般规定
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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。
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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。
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[《沉管法隧道设计标准》GB/T 51318-2019](https://www.soujianzhu.cn/NormAndRules/NormContent.aspx?id=2450)
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### 4.2 工程调查
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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。
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4.2.2 工程调查应包括下列主要内容：
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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；
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2 气象资料，包括气温、湿度、降水、雾况、风向、风速等；
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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；
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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；
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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；
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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度等；
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7 现场施工条件资料，包括场地、供水供电、建筑材料来源、装备和机械等。
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### 4.3 工程勘测
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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。
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4.3.2 水下地形测绘应符合下列规定：
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1 水下地形测量应与陆上地形测量互相衔接；
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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；
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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；
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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；
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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。
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4.3.3 水域段勘察工作应符合下列规定：
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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：
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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；
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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；
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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。
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2 初步勘察阶段，勘探应符合下列规定：
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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；
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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；
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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。
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3 详细勘察阶段，勘探应符合下列规定：
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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40m~60m；
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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；
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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。
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4 当河（海）底存在淤泥时应实测淤泥层厚度及各分层浮泥密度。
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5 管节浮运区域需疏浚时，疏浚范围内应布设勘探孔，勘探孔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环境具体确定。
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6 水域段的水文勘察应包括水流速度、水位、水重度等内容。
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**条文说明**
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4.3.2 可行性研究及初步设计阶段水下地形测绘范围应满足不同线位方案比选的要求，当线位方案较为明确时可适当缩窄测绘范围。
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当采用异地干坞时，测绘范围应涵盖管节浮运区域，对于内河沉管法隧道，一般情况下应沿河床断面方向全断面测绘，当河道较宽或位于海域时，管节浮运区域的测绘宽度不宜小于1000m。
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4.3.3 水域段勘探孔深度的确定应满足三个方面的设计需求：一是水下基槽边坡稳定计算的需要；二是基槽开挖后土体回弹、再压缩对沉降控制计算的要求；三是管节基底承载力计算的要求。
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## 5总体设计
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### 5.1 一般规定
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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。
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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。
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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。
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5.1.4 结构设计应符合使用条件、结构类型、施工工艺、机械设备的要求，并满足设计使用年限、使用功能等要求。
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### 5.2 隧道位置选择
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5.2.1 隧道位置应避开滑坡、泥石流、地震断裂带等危险地段。
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5.2.2 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。
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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。
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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，减少对驳岸、码头等既有构筑物的不良影响。
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**条文说明**
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5.2.1 危险地段除指可能发生滑坡、泥石流及地震活动的地段外，还包括可能发生崩塌、地陷、地裂及地表错位等危险的地段。
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5.2.3 全世界已建（在建）近200座沉管法隧道中，仅极个别项目水深超过50m，国内项目最大水深都在50m以内。因此综合考虑相关标准要求、已建工程案例和目前施工技术水平，建议沉管法隧道基槽底水深不宜大于50m。
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水流速度过大会大大增加管节浮运、沉放的施工难度，总体设计阶段应通过一定的水文条件调查初步判断隧道采用沉管法的适宜性。
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### 5.3 几何设计
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5.3.1 隧道平面设计应符合下列规定：
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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；
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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。
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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。
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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。
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5.3.4 隧道应埋设在规划航道底标高以下，并满足规划航道实施及隧道顶部防锚层敷设要求。
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5.3.5 管节顶部宜埋置在冲刷包络线以下，当不满足或管节顶部局部高出现状河（海）床面时，应进行专题研究。
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5.3.6 沉管段与衔接段分界位置的选择应保证管节结构顶面位于施工期最低水位标高以下，并应满足管节水力压接的要求。
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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。
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5.3.8 隧道净空尺寸除应满足建筑限界、设备布置外，尚应满足施工误差、测量误差、结构变形与工后沉降的要求。
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5.3.9 管节横断面尺寸除应满足隧道净空、结构受力和变形要求外，尚应满足浮力设计的要求。
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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泵房。
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**条文说明**
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5.3.1 平面线形为直线时，沉管管节制作、对接施工便利，若为曲线时将增加管节制作和对接的难度，当曲线半径过小时甚至会影响管节的水下对接，国内外道路沉管隧道采用平面曲线时，平曲线半径一般不小于800m。
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5.3.3 沉管法隧道纵断面设计一般需要同时兼顾减少基槽开挖及利于运营期排水等问题，可根据水下地形、航道等建设条件，采用V形、U形或W形。
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5.3.5 为了减少河床冲刷对隧道的不利影响，确保隧道安全，隧道一般都埋置于最大冲刷线以下。不满足时应开展专题研究，全面评估冲刷对隧道带来的安全问题，以及隧道突出河床后对航道、水利等带来的不利影响。
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5.3.9 与一般隧道相比，沉管法隧道增加了浮运、沉放等重要施工环节，因此其管节尺寸除了满足常规需求外，还需满足浮运、沉放的施工需求，需要开展一系列的浮力设计。浮运阶段要保证管节能够顺利起浮，并留有一定的干舷值。管节沉放后以及运营期，通过隧道内有限的配重处理后能够保证隧道的抗浮安全。
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5.3.10 本条适用于公路、地铁、铁路、市政道路等具有交通功能的沉管法隧道，当输水管道采用沉管法时，无须在最低点附近设置水泵房。
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[《沉管法隧道设计标准》GB/T 51318-2019](https://www.soujianzhu.cn/NormAndRules/NormContent.aspx?id=2450)
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### 5.4 控制性技术方案
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5.4.1 干坞方案应根据工程投资、工期筹划、管节数量以及场地、航道、水文等条件确定。
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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。
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5.4.3 管节浮运方式应根据干坞形式、航道条件、浮运距离、水文和气象等因素确定。
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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。
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5.4.5 最终接头位置和结构形式应根据航道条件、隧道埋深、干坞方案、工期筹划等因素确定。
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**条文说明**
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5.4.1 干坞方案主要包括干坞位置和规模选择等。隧址周边场地条件较好时，干坞宜设置在隧址旁边；条件不允许时，可另选干坞位置，但此时研究范围就不能局限于干坞本身，还应考虑管节浮运路线、过程所带来的一系列影响。
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5.4.5 沉管法隧道最终接头是整个沉管法隧道中的关键工序之一。最终接头的位置可选择在水中沉管段或岸上衔接段，其结构形式可采用刚性或柔性两种形式。
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## 6材料
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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6.0.10 临时支撑垫块钢板、临时支撑钢管桩桩帽面板宜采用40 CrMoMn材质，临时支撑钢管桩宜采用Q235B材质，垂直千斤顶推杆端部HRC（洛氏硬度）不宜小于50。
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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。
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6.0.12 GINA止水带与OMEGA止水带材料应按本标准第14章规定执行。
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6.0.13 GINA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。
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**条文说明**
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6.0.2 本条仅列出了所有沉管法隧道都应满足的混凝土最低抗渗等级要求，作为主体结构的混凝土抗渗等级还应满足本标准第14章及现行国家标准《地下工程防水技术规范》GB 50108的相关规定，根据隧道所处的水深条件选择合适的抗渗等级。
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## 7荷载和组合
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### 7.1 荷载分类和荷载代表值
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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。
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**表7.1.1 沉管法隧道作用荷载分类**
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<table>
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<tr>
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<td colspan="2">荷载分类</td>
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<td>荷载名称</td>
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</tr>
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<tr>
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<td rowspan="8" colspan="2" >永久荷载</td>
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||
</tr>
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<tr>
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<td>结构自重</td>
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</tr>
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<tr>
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<td>地层土压力</td>
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</tr>
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<tr>
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<td>静水压力</td>
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</tr>
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<tr>
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<td>混凝土徐变和收缩效应</td>
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||
</tr>
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<tr>
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||
<td>结构上部建筑物及设施压力荷载</td>
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</tr>
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<tr>
|
||
<td>地基及基础差异沉降影响</td>
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||
</tr>
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||
<tr>
|
||
<td>设备及压载混凝土等荷载</td>
|
||
</tr>
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||
<tr>
|
||
<td rowspan="12">可变荷载</td>
|
||
</tr>
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||
<tr>
|
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<td rowspan="6">基本可变荷载</td>
|
||
<td>隧道内部车辆荷载</td>
|
||
</tr>
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<tr>
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||
<td>水压力变化</td>
|
||
</tr>
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||
<tr>
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||
<td>温差作用</td>
|
||
</tr>
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||
<tr>
|
||
<td>工后差异沉降作用</td>
|
||
</tr>
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||
<tr>
|
||
<td>人群荷载</td>
|
||
</tr>
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||
<tr>
|
||
<td>地面荷载</td>
|
||
</tr>
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||
<tr>
|
||
<td rowspan="5">其他可变荷载</td>
|
||
<td>系缆力</td>
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||
</tr>
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||
<tr>
|
||
<td>水流作用、波浪力</td>
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||
</tr>
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||
<tr>
|
||
<td>沉放吊点荷载</td>
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||
</tr>
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||
<tr>
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||
<td>维修荷载</td>
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||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>压舱荷载</td>
|
||
</tr>
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||
<tr>
|
||
<td rowspan="7" colspan="2" >偶然荷载</td>
|
||
</tr>
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||
<tr>
|
||
<td>地震作用</td>
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||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>隧道内车辆爆炸荷载</td>
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||
</tr>
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||
<tr>
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||
<td>车辆撞击荷载</td>
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||
</tr>
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||
<tr>
|
||
<td>人防荷载</td>
|
||
</tr>
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||
<tr>
|
||
<td>沉船、锚击等荷载</td>
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||
</tr>
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||
<tr>
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||
<td>火灾作用</td>
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||
</tr>
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7.1.2 荷载应根据隧道功能、地质特征、埋置深度、结构特征、环境条件和施工方法等因素确定。
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7.1.3 永久荷载标准值确定应符合下列规定：
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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；
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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。
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7.1.4 可变荷载标准值应按下列规定计算：
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1 车辆荷载及其动力作用应按现行国家相关标准确定；
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2 变动水压力应根据设计水位与常水位差计算；
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3 温度应力应根据常年气象和水温统计资料确定的温差变化数据计算：
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4 其他可变荷载应根据施工过程及其特点，涵盖施工中的各种最不利情况。
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7.1.5 偶然荷载应按下列规定计算：
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1 地震作用应按本标准第16章规定确定；
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2 爆炸荷载应仅计算一辆车自身油箱燃油爆炸作用；
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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；
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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；
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5 沉船荷载和锚击应根据规划航道等级、隧道顶板覆土厚度、水深等因素确定。
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7.1.6 结构设计时，荷载代表值应按下列方法选取：
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1 永久荷载应采用标准值作为代表值；
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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；
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3 偶然荷载应根据沉管法隧道使用功能确定其代表值。
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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。
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7.1.8 正常使用极限状态按频遇组合设计时，应采用可变荷载频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。
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**条文说明**
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7.1.1 作用于隧道结构上的可变荷载及偶然荷载应根据工程特点及隧道功能按实际情况考虑。如：隧道不作为人防工程时，可不考虑人防荷载；不设行人或非机动车道时，可不考虑人群荷载；对无航运要求河道中的沉管法隧道也可不考虑沉船和锚击荷载等。
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永久荷载与可变荷载是根据荷载随时空变化分类的，如在隧道设计基准期内荷载的大小、作用位置及作用方向恒定不变时为永久荷载，否则定义为可变荷载。
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地面超载是指隧道岸上段结构除考虑覆土压力外的其他荷载，如隧道位于道路下方时的地面车辆行人荷载或受地面临近建（构）筑物基础扩散压应力影响时的扩散压应力。
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基本可变荷载主要是运营期隧道承受的可变荷载，而其他可变荷载属于施工过程的施工荷载。
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静水压力根据历史观测记录的常水位计算确定，水压力变化值根据最低、最高水位与常水位的变化幅度值确定，而最低、最高水位可根据隧道设计基准期内可能出现的极端情况值确定。
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7.1.3 隧道结构自重应包括结构墙（板）自重、隧道内压舱混凝土自重、顶板防锚击混凝土层自重、隧道内装修材料自重、固定设备自重等。
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由于隧道顶板覆土一般较薄且为后期回填形成的新填土，因此，顶板以上覆土压力计算时不考虑覆土承载拱作用，而应根据覆土厚度按全土柱重计算；沉管隧道位于水下，周围的回填层均为透水层，因此隧道侧墙外侧土压力按水土分算。
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7.1.4 隧道内部车辆荷载、车辆对隧道侧墙或隔墙的撞击力应根据隧道使用性质分别按相关标准的规定确定。
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隧道的温差作用表现在如下两个方面：一是结构纵向温差作用，表现在管节预制阶段与运营期的温差作用；二是横向温差作用，表现在隧道沉放后，结构内外侧环境温度是不同的，隧道内侧温度高，隧道外侧温度低。
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如隧道内设有非机动车道或人行道，考虑到高峰时段人群集中因素，人群荷载可按4kN/㎡~6kN/㎡考虑。
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其他可变荷载中的水流力、系缆力大小可参照现行行业标准《港口工程荷载规范》JTS 144-1采用。
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7.1.5 隧道内车辆爆炸荷载属于特殊偶然荷载，目前国外仅考虑公路沉管法隧道任一交通洞内发生一次独立爆炸的影响，且隧道内车辆爆炸荷载仅考虑车辆碰撞等因素引起的车辆自身油箱燃油爆炸作用，不考虑运输爆炸物品等特种车辆或车队爆炸引起的爆炸作用，荷载大小一般可按50kN/㎡~100kN/㎡取值。
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对沉船荷载需同时考虑沉舶吨位及沉管法隧道顶板覆土厚度或水深的缓冲作用，如广州珠江沉管隧道规划通航为5000t级，沉船荷载按50kN/㎡取值；日本东京港沉管法隧道规划通航为70000t级，沉船荷载按130kN/㎡取值；港珠澳沉管法隧道根据沉舶吨位及沉管法隧道顶板覆土厚度或水深分别按58.5kN/ ㎡和95kN/㎡取值；在进行沉管法隧道横向计算时，沉船荷载应按左右单洞最不利布置，进行整体计算时可按管节长度跨中均匀布置。
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船舶搁浅或靠泊时的锚击荷载与船型、浪高、吃水深度等多种因素有关，锚击荷载应按局部荷载考虑。当无船锚资料时，其作用范围可按如下考虑：万吨级船的作用范围为1m×1m，10万吨级为2.5m×2.5m，10万吨以上级为4m×4m；也可参考国外做法按30kN/㎡~50kN/㎡取值。
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偶然荷载为小概率事件，多个偶然荷载同时发生更是极小概率事件，因此荷载组合时可仅选取作用效应最大者参与组合。
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沉管法隧道一般不作为人防工程，但当需要作为人防设施时，须按人防部门要求的人防等级计算人防荷载。
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7.1.6 本标准参照现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009规定的荷载标准值、组合值、频遇值或准永久值作为其代表值，并根据各荷载的变异特性和统计分位值来确定其大小。
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7.1.8 荷载标准值是荷载在结构设计基准期内可能出现的最大值，它没有反应荷载的随机变异特性。为便于设计使用，本条规定在进行变形、裂缝等正常使用极限状态设计时，采取其标准值乘以根据可靠度确定的对应系数。目前要严格按可靠度来确定频遇值系数、准永久值系数还很困难，主要根据该可变荷载作用时间的持久性或临时性特点，在结合工程经验并参照国外相关规定的基础上确定。
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### 7.2 荷载组合
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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现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载组合，并取最不利组合进行设计。
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7.2.2 承载能力极限状态，应按荷载基本组合或偶然组合计算荷载组合的效应设计值，并应采用下式进行计算：
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$\gamma_0 S_d \leq R_d \quad{(7.2.2)}$
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式中：
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γ<sub>0——</sub>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；
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S<sub>d</sub>——荷载组合的效应设计值；
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R<sub>d</sub>——结构构件抗力设计值。
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7.2.3 荷载基本组合的效应设计值S<sub>d</sub>，应从下列荷载组合值中取用最不利的效应设计值确定：
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1 可变荷载控制的效应设计值，应按下式进行计算：
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$S_q = \sum_{j=1}^{m} \gamma_{G_j} S_{G_j,k} + \gamma_{Q_k} S_{Q_k,k} + \sum_{i=2}^{n} \gamma_{Q_i} \psi_i S_{Q_i,k} \quad{(7.2.3-1)}$
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式中：
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γ<sub>Gj</sub>——第j个永久荷载的分项系数，应按本标准第7.2.4条采用；
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γ<sub>Q1</sub>γ<sub>Qi</sub>——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；
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S<sub>Gjk——</sub>按第j个永久荷载标准值G<sub>jk</sub>计算的荷载效应值；
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S<sub>Qik</sub>——按第i个可变荷载标准值Qik计算的荷载效应值，其中S<sub>Q1k</sub>为起主导作用的可变荷载的荷载效应值；
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ψ<sub>ci</sub>——可变荷载Qi的组合值系数，应按本标准第7.2.10条采用；
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m、n——分别为参与组合的永久荷载数及可变荷载数。
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2 永久荷载控制的效应设计值，应按下式进行计算：
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$S_d = \sum_{j=1}^{m} \gamma_{G_j} S_{G_j,k} + \sum_{i=1}^{n} \gamma_{Q_i} \psi_{c_i} S_{Q_i,k} \quad{(7.2.3-2)}$
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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；
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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S<sub>Q1k</sub>时，应将各可变荷载依次作为S<sub>Q1k</sub>试算，并取其中最不利的荷载组合效应设计值。
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7.2.4 基本组合中的荷载分项系数，应按下列规定采用：
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1 永久荷载的分项系数应符合下列规定：
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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；
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2） 当永久荷载对结构有利时，不应大于1.0。
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2 可变荷载的分项系数应取1.4。
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7.2.5 荷载偶然组合的效应设计值S<sub>d</sub>可按下列规定采用：
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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：
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$S_q = \sum_{j=1}^{m} S_{G_j,k} + S_{\lambda_q} + \psi_1 S_{Q_1,k} + \sum_{i=2}^{n} \psi_i S_{Q_i,k} \quad{(7.2.5-1)}$
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式中：
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S<sub>Ad</sub>——按偶然荷载标准值A<sub>d</sub>计算的荷载效应值；
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ψ<sub>f1</sub>——第1个可变荷载的频遇值系数；
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ψ<sub>qi</sub>——第i个可变荷载的准永久值系数。
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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：
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$S_d = \sum_{j=1}^{m} S_{G_j,k} + \psi_1 S_{Q_1,k} + \sum_{i=2}^{n} \psi_i S_{Q_i,k} \quad{(7.2.5-2)}$
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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。
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7.2.6 对于正常使用极限状态，应根据不同设计要求，分别采用荷载效应标准组合、频遇组合或准永久组合，并应按下式进行计算：
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$S_d≤C\quad{(7.2.6)}$
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式中：
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C——结构或构件达到正常使用要求的规定限值。
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7.2.7 荷载标准组合的效应设计值S<sub>d</sub>应按下式计算：
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$S_d = \sum_{j=1}^{m} S_{G_j,k} + S_{Q_1,k} + \sum_{i=2}^{n} \psi_i S_{Q_i,k} \quad{(7.2.7)}$
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||
|
||
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。
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7.2.8 荷载频遇组合的效应设计值S<sub>d</sub>应按下式计算：
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$S_d = \sum_{j=1}^{m} S_{G_j,k} + \psi_1 S_{Q_1,k} + \sum_{i=2}^{n} \psi_i S_{Q_i,k} \quad{(7.2.8)}$
|
||
|
||
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。
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7.2.9 荷载准永久组合的效应设计值S<sub>d</sub>应按下式计算：
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$S_d = \sum_{j=1}^{m} S_{G_j,k} + \sum_{i=1}^{n} \psi_i S_{Q_i,k} \quad{7.2.9}$
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||
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。
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7.2.10 沉管法隧道均布可变荷载组合值系数、频遇值系数及准永久值系数应按表7.2.10采用。
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**表7.2.10 沉管法隧道均布可变荷载组合值系数、频遇值系数及准永久值****系数**
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| 荷载 | 组合值系数 ψ_c | 频遇值系数 ψ_f | 准永久值系数 ψ_r |
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|------------------|----------------|----------------|----------------|
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| 隧道内车辆荷载 | 0.70 | 0.7 | 0.6 |
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| 水压力变化值 | 0.75 | 1.0 | 1.0 |
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| 温差作用 | 0.75 | 0.8 | 0.8 |
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| 人群荷载 | 0.70 | 0.6 | 0.5 |
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| 地面超载 | 0.70 | 0.6 | 0.4 |
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| 其他可变荷载 | 0.50 | 0.3 | 0 |
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**条文说明**
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7.2.5 偶然荷载（如地震、爆炸、人防、沉船及锚击）出现概率虽然不大，但由于量值很大因而破坏性强，本标准制定时基于如下考虑：
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1 偶然荷载的出现具有极强的偶然性，其值的确定目前也具有一定经验性和主观性，因此设计表达式中不考虑荷载分项系数而是直接采用其标准值作为设计值；
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||
2 偶然荷载出现的概率很小，多种偶然荷载同时出现的概率就更小，因此设计时可不考虑2种及以上不相关偶然荷载同时参与组合；
|
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||
3 偶然荷载虽然出现概率很小但破坏力巨大，加之它的发生是强不确定事件，因此设计时荷载计算仅是一个方面，还应通过设计措施降低偶然荷载的破坏力。
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7.2.6 沉管法隧道结构或构件达到正常使用要求的规定限值C主要有管节挠曲变形、沉降量、沉降差、位移、裂缝、接头开口量等，应按各相关标准采用。
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7.2.7~7.2.9 以上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。
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||
目前对正常使用极限状态仍以可能影响正常使用或耐久性等指标作为控制值，如受弯截面开裂过大影响结构耐久性或渗漏，接头开口过大可能降低接头防水效果等；实际上对沉管法隧道而言，管节间的不均匀沉降也会影响路
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||
7.2.5 偶然荷载（如地震、爆炸、人防、沉船及锚击）出现概率虽然不大，但由于量值很大因而破坏性强，本标准制定时基于如下考虑：
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||
1 偶然荷载的出现具有极强的偶然性，其值的确定目前也具有一定经验性和主观性，因此设计表达式中不考虑荷载分项系数而是直接采用其标准值作为设计值；
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||
2 偶然荷载出现的概率很小，多种偶然荷载同时出现的概率就更小，因此设计时可不考虑2种及以上不相关偶然荷载同时参与组合；
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||
3 偶然荷载虽然出现概率很小但破坏力巨大，加之它的发生是强不确定事件，因此设计时荷载计算仅是一个方面，还应通过设计措施降低偶然荷载的破坏力。
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7.2.6 沉管法隧道结构或构件达到正常使用要求的规定限值C主要有管节挠曲变形、沉降量、沉降差、位移、裂缝、接头开口量等，应按各相关标准采用。
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7.2.7~7.2.9 以上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。
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目前对正常使用极限状态仍以可能影响正常使用或耐久性等指标作为控制值，如受弯截面开裂过大影响结构耐久性或渗漏，接头开口过大可能降低接头防水效果等；实际上对沉管法隧道而言，管节间的不均匀沉降也会影响路面平整度，也可以纳入正常使用极限状态进行计算。
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## 8结构计算
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### 8.1 一般规定
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8.1.1 沉管法隧道结构应进行管节预制、系泊、浮运、沉放等施工工况和正常运营工况下的结构强度、变形、稳定性、抗浮和沉降等计算分析。
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8.1.2 管节结构应就其在施工期和运营期不同工况下可能出现的最不利荷载组合，分别进行横向和纵向结构分析，并应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行验算。
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**条文说明**
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8.1.1 沉管隧道施工工况复杂，每种工况都需要进行分析，以确保结构安全。变形计算主要指管节结构变形、管节接头压缩及张开量计算等，稳定性计算主要指管节干舷高度、定倾高度、抗浮计算等。
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[《沉管法隧道设计标准》GB/T 51318-2019](https://www.soujianzhu.cn/NormAndRules/NormContent.aspx?id=2450)
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### 8.2 浮力计算
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8.2.1 干舷高度应根据管节尺寸、混凝土重度、结构含钢量、水体重度、施工荷载、管节制作误差等因素确定，管节完成舾装后的千舷高度宜控制在100mm~200mm。
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8.2.2 管节在漂浮状态的定倾高度不宜小于300mm。如管节在施工过程中可能因侧向牵引、锚拉、横向水流、浪涌或风压而产生较大倾角的状态，应按船舶工程的计算方法进行稳定性验算。
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8.2.3 管节在施工期和运营期，应按下列公式进行抗浮计算：
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$F_f \leq \frac{G_s + G_b}{\gamma_s} \quad{(8.2.3-1)}$
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$F_f = \gamma_w V \quad{(8.2.3-2)}$
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式中：
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F<sub>f——</sub>管节浮力设计值（kN）；
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G<sub>s</sub>——管节自重标准值（kN）；
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G<sub>b</sub>——舾装、压舱及覆盖层等有效压重标准值（kN）；
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γ<sub>w</sub>——水体重度（kN/m³）；
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V——管节排开水的体积（m³）；
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γ<sub>s</sub>——抗浮分项系数，各阶段取值：
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1） 沉放、对接阶段1.01～1.02；
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2） 对接完成后1.05；
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3） 压舱混凝土、回填覆盖完成后1.10～1.20。
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**条文说明**
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8.2.1 干舷是表征管节漂浮状态的一个重要指标，干舷高度过小会增加管节浮运过程中的风险，干舷高度过大则管节沉放时需要克服的浮力很大。根据国内外既有工程经验，通常将舾装完成后的干舷高度控制在100mm~200mm时相对经济、安全。为了确保计算精度，干舷计算时应按混凝土实际配合比重度并考虑配筋率的影响，水体重度应考虑温度、盐度和水中颗粒物的影响。
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||
8.2.2 为了保证管节在漂浮状态的稳定性，需验算管节的定倾高度。定倾高度指定倾中心与重心之间的距离，定倾中心是指当管节倾斜一个微小角度时浮力矢量与管节竖向中性轴平面的交点。需要注意的是，以定倾高度评价管节的稳定性只适用于小倾角状态，如果管节在施工过程中可能因为侧向牵引、锚拉、横向水流或风压而产生倾角大于10°的状态，则应根据船舶工程的计算方法进行稳定性验算。
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管节浮运状态相对位置见图1。
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定倾高度可按下式进行计算：
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$\overline{MG} = \frac{J - \sum J_w}{V} -\overline{GF}\quad{(1)}$
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式中：
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$\overline{MG}-$——定倾高度（m）：
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J——管节沿水位线包围的平面绕纵向O轴的惯性矩（m<sup>4</sup>）；
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∑J<sub>w</sub>——管节各部分压舱水的液面分别绕各自纵向O'轴的惯性矩之和（m<sup>4</sup>）；
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||
V——管节排水体积（m³）；
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$\overline{GF}-$——管节浮心与管节重心之间的距离（m），管节重心位于管节浮心之上为正。
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**图1 管节浮运状态相对位置**
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**G——管节重心；F——管节浮心，即管节排水体积的重心；B——管节外包宽度（m）；b——压载水舱宽度（m）；H——管节外包高度（m）；h<sub>g</sub>——干舷高度（m）**
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浮运阶段矩形断面管节内部无压舱水时的定倾高度可按下式计算：
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$\overline{MG} = \frac{B^2}{12 \cdot (H - h_g)} - \overline{GF} \quad{(2)}$
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沉放阶段，矩形断面管节内部有压舱水时的定倾高度可按下式计算：
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$\overline{MG} = \frac{L \cdot B^3 - 2 \cdot L' \cdot b^3}{12 \cdot B \cdot (H - h_g) \cdot L} - \overline{GF} \quad{(3)}$
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式中：
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L'一压载水舱沿管节纵向的总长度（m）。
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8.2.3 在管节基槽开挖、浮运、沉放等施工过程中，水体重度往往会有一定的变化，在进行管节抗浮验算时，应及时监测水体重度，掌握施工期水体重度变化情况，如隧道所处水域回淤严重，应适当提高抗浮分项系数。
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在管内压舱混凝土浇筑完成后，管节抗浮分项系数不宜小于1.10，在管顶回填覆盖完成后，管节抗浮分项系数不宜小于1.20。
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### 8.3 管节静力计算
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8.3.1 管节横向计算应符合下列规定：
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1 管节横向计算应根据水深情况、覆土情况等分段进行计算；
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2 管节横向分析宜采用平面应变模型进行计算（图8.3.1）。
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**图8.3.1 管节横向内力计算简图**
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**1——水压力；2——覆土荷载；3——侧向土压力；4——侧向水压力；5——结构自重；6——基底支承弹簧**
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8.3.2 管节纵向计算应符合下列规定：
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1 施工期管节纵向结构分析应根据管节结构形式、施工工艺、波浪力、水流力等因素进行计算，对于受力状态复杂的施工工况宜采用三维数值计算方法进行结构分析；
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||
2 运营期管节纵向结构分析宜采用弹性地基梁模型进行计算；
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||
3 应对纵向不均匀沉降、温度变化、混凝土收缩徐变作用下的结构和接头变形进行分析，并满足管节接头允许变形要求；
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||
4 应根据地基土的承载历史及施工过程进行沉降量计算。
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**条文说明**
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8.3.1 管节分段应根据管顶覆盖层最厚（薄）、水压力最大（小）、穿越地层条件变化、基础条件变化、结构断面变化、上部设施及建筑物和其他超载情况等因素进行。
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||
8.3.2 1 受力状态复杂的施工工况一般指吊沉工况、临时支承等明显具有空间受力特点的工况；另外如采用桩基础结构时，宜采用三维有限元方法分析基础局部缺陷引起的管节结构次内力。
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3 如无类似隧道温度变化的实测数据，可按结构内外温差±10℃计算沉管结构的温度应力；此外，应按常年气象统计资料确定的气温变化数据计算沉管结构整体温度变化引起的温度应力和柔性接头的变形，并视需要设置变形限位装置。
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### 8.4 舾装件计算
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8.4.1 端封墙、系缆桩、测量塔、拉合座、吊点、鼻托、压载水舱及临时支承系统等舾装件，应根据受力特点和使用要求进行结构强度、变形及稳定性分析。
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8.4.2 端封墙应根据施工期最不利工况条件下的梁板结构进行计算，并应采用最高水位进行校核。
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8.4.3 系缆桩可按水工模型试验确定的系缆力进行设计。
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8.4.4 测量塔宜按空间体系进行结构整体分析，按浮运、沉放工况分别进行计算，塔顶水平变形不宜大于15mm。
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8.4.5 拉合座拉合力应根据选定GINA止水带的压缩曲线，按GINA止水带鼻尖压缩量达到初步止水时对应的压缩力进行计算。
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8.4.6 吊点最大起吊力应按管节沉放过程中最不利工况下3个吊点进行计算。
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8.4.7 鼻托应根据管节沉放、对接过程中最不利工况下的受力条件，按牛腿结构形式进行计算。
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**条文说明**
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8.4.1 对于受力较大的舾装件，可采用三维有限元模型局部分析其对管节的影响，必要时还需进行模型试验。
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8.4.2 端封墙的受力大小主要受水位高低影响，但是当水流速度较大时，还应考虑水流对端封墙的冲击作用；当基槽开挖采用水下爆破方式时，还应校核爆破冲击波的作用。
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8.4.3 无条件开展水工模型试验时，初步设计阶段系缆桩系缆力可根据管节系泊、浮运、沉放过程中，考虑风、波浪和水流对管节共同作用所产生的横向分力总和与纵向分力总和，按现行行业标准《港口工程荷载规范》JTS 144-1确定的系缆力进行计算。
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## 9管节结构
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### 9.1 一般规定
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9.1.1 管节结构设计除应满足设计使用年限和使用功能外，还应满足运营环境、施工工艺等要求。
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9.1.2 管节结构设计时应同步进行预留预埋构件设计。
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9.1.3钢筋混凝土沉管法隧道管节横断面宜采用左右对称的矩形断面。
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9.1.4 管节结构尺寸除应满足各阶段结构受力、变形要求外，尚应满足管节浮运期的干舷及运营期抗浮安全要求。
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9.1.5 管节舾装设施应满足系泊、浮运、沉放、对接等施工工艺要求。
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**条文说明**
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9.1.3 管节断面采用矩形断面空间利用率高，可减少工程造价；国内目前已建的所有沉管隧道基本都采用的是矩形断面。在管节浮运过程中，需满足管节浮态稳定及定倾高度要求，采用对称断面有利于管节浮运作业。当由于隧道功能限制无法采用对称结构时，应采取临时的调平措施，以满足管节浮运的需求。
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9.1.4 普通隧道工程，结构尺寸拟定时主要考虑满足结构受力和变形要求，但是对沉管隧道而言，确定结构尺寸时还要兼顾隧道浮运和沉放的施工工况需求，避免浮运时干舷过高或过低，需要通过开展浮力设计以找到最佳平衡点。
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9.1.5 不同的浮运、沉放方案，有不同的舾装设施要求，沉管隧道设计时应开展相关的施工工艺设计，根据工艺设计初步确定相应的舾装设计。
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### 9.2 结构形式和构造要求
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9.2.1 沉管法隧道可采用整体式管节或节段式管节。
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9.2.2 管节长度应根据建设边界条件经技术经济比较后确定，整体式管节每节长度不宜大于130m，节段式管节每节长度不宜大于180m。
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9.2.3 沉管管节应纵向分段浇筑，整体式管节纵向分段长度不宜大于20m，分段之间采用后浇带连接；节段式管节分段长度不宜大于23m，分段之间采用节段接头连接。
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9.2.4 整体式管节横断面宜采用分层浇筑，节段式管节横断面宜全断面一次性浇筑。
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9.2.5 管节结构制作精度应符合表9.2.5的规定。
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9.2.6 整体式管节水下最终接头处宜设置短管节，短管节长度不宜大于4.0m。
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**表9.2.5 管节结构制作精度**
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<table>
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||
<tr>
|
||
<td rowspan="2">尺寸</td>
|
||
<td rowspan="2">内孔净宽（mm）</td>
|
||
<td rowspan="2">内孔净高（mm）</td>
|
||
<td colspan="2">板厚（mm）</td>
|
||
<td rowspan="2">管节宽度（mm）</td>
|
||
<td rowspan="2">管节高度（mm）</td>
|
||
<td rowspan="2">管节长度（mm）</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>顶底板</td>
|
||
<td>侧墙</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>允许偏差</td>
|
||
<td>0~+10</td>
|
||
<td>0~+5</td>
|
||
<td>-5~0</td>
|
||
<td>-10~0</td>
|
||
<td>-10~+10</td>
|
||
<td>-5~+5</td>
|
||
<td>-30~+30</td>
|
||
</tr>
|
||
</table>
|
||
|
||
9.2.7 管节内压载水舱位置宜选用轻便可拆装的结构，根据管节重心按轴线对称分舱设置。
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9.2.8 压载水舱有效容积计算应根据管节沉放坡度、预制误差等因素确定，并应满足施工期管节抗浮安全系数要求。
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||
9.2.9 压载水舱应设置能满足管节两端独立进水、排水的管路。
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||
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|
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**条文说明**
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||
|
||
9.2.1 目前国内已建沉管隧道除港珠澳大桥海底隧道采用节段式管节外，其余隧道均采用整体式管节。一般而言，当管节总数较少时选用整体式管节较经济便利，管节总数较多时节段式管节会有优势。
|
||
|
||
9.2.2 根据国内外经验，整体式管节长度在100m左右时经济性较好，管节长度过长时，不仅施工难度加大，而且结构受力大大增加、经济性较差。对于节段式管节，国内既有工程最大长度为180m。
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||
表1为国内外部分沉管法隧道统计。
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**表1 国内外部分沉管法隧道统计**
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<table border="1">
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<tr>
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||
<th>编号</th>
|
||
<th>项目名称</th>
|
||
<th>国家</th>
|
||
<th>地区</th>
|
||
<th>用途</th>
|
||
<th>结构形式</th>
|
||
<th>管节长度<br>(m)</th>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>1</td>
|
||
<td>Deas Island</td>
|
||
<td>加拿大</td>
|
||
<td>温哥华</td>
|
||
<td>公路</td>
|
||
<td>整体式管节</td>
|
||
<td>104.9</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>2</td>
|
||
<td>Tokyo Port</td>
|
||
<td>日本</td>
|
||
<td>东京</td>
|
||
<td>公路</td>
|
||
<td>整体式管节</td>
|
||
<td>115.8</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>3</td>
|
||
<td>Medway</td>
|
||
<td>英国</td>
|
||
<td>罗彻斯特</td>
|
||
<td>公路</td>
|
||
<td>整体式管节</td>
|
||
<td>118~126</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>4</td>
|
||
<td>H.K. Mass Transit</td>
|
||
<td>中国</td>
|
||
<td>香港</td>
|
||
<td>铁路</td>
|
||
<td>整体式管节</td>
|
||
<td>100</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>5</td>
|
||
<td>外环路隧道</td>
|
||
<td>中国</td>
|
||
<td>上海</td>
|
||
<td>公路</td>
|
||
<td>整体式管节</td>
|
||
<td>100~108</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>6</td>
|
||
<td>东平隧道</td>
|
||
<td>中国</td>
|
||
<td>广东佛山</td>
|
||
<td>公路, 地铁</td>
|
||
<td>整体式管节</td>
|
||
<td>105~115</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>7</td>
|
||
<td>Tuas</td>
|
||
<td>新加坡</td>
|
||
<td>—</td>
|
||
<td>电缆</td>
|
||
<td>节段式管节</td>
|
||
<td>100</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>8</td>
|
||
<td>Drogden</td>
|
||
<td>丹麦</td>
|
||
<td>厄勒海峡</td>
|
||
<td>公路</td>
|
||
<td>节段式管节</td>
|
||
<td>175.2</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>9</td>
|
||
<td>Busan-Geoje Fixed Link Project</td>
|
||
<td>韩国</td>
|
||
<td>釜山</td>
|
||
<td>公路</td>
|
||
<td>节段式管节</td>
|
||
<td>180</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>10</td>
|
||
<td>港珠澳大桥</td>
|
||
<td>中国</td>
|
||
<td>广东</td>
|
||
<td>公路</td>
|
||
<td>节段式管节</td>
|
||
<td>180</td>
|
||
</tr>
|
||
</table>
|
||
|
||
9.2.5 管节结构制作精度的规定主要是为了确保管节干舷高度满足设计要求。
|
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9.2.6 整体式管节水下最终接头处设置短管节可改善结构纵向受力，短管节与相邻的长管节应在干坞内进行拉合并与长管节一起浮运、沉放。
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[《沉管法隧道设计标准》GB/T 51318-2019](https://www.soujianzhu.cn/NormAndRules/NormContent.aspx?id=2450)
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### 9.3 接头
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9.3.1 沉管法隧道接头结构设计应包括下列内容：
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1 沉管段基础差异沉降产生的变形和应力计算；
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2 混凝土干缩、温度变化产生的变形和应力计算；
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3 结构的水密性和抗震性设计：
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4 施工和维护的便利性措施。
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9.3.2 管节接头宜采用柔性接头，外侧设置GINA止水带，内侧设置OMEGA止水带，并设置横向、竖向、纵向限位装置。
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9.3.3 管节接头和节段接头应进行水密性设计。
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9.3.4 节段接头宜采用中埋式可注浆止水带为主的柔性接头，并宜设置竖向和水平剪力键。
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9.3.5 水下最终接头宜采用现浇钢筋混凝土刚性接头。
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9.3.6 水下最终接头长度应根据水下作业空间需求、管节施工误差累积、GINA止水带压缩量变化等因素确定，其长度不宜小于2.0m。
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9.3.7 纵向限位装置可采用P℃拉索或OMEGA钢板。
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9.3.8 剪力键结构耐久性要求不得低于管节主体结构使用年限要求。
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9.3.9 水平剪力键宜设置在管节接头的顶部或底部。
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9.3.10 竖向剪力键之间应设置避免应力集中的缓冲装置。
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**条文说明**
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9.3.1 沉管法遂道接头根据位置及功能的不同可分为管节接头、节段接头和最终接头，不同的接头形式应采取不同的处理措施。
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9.3.2 管节采用柔性接头有利于提高隧道的变形适应能力、改善结构受力，柔性接头的变位随柔性程度和位置不同而异。
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一般采用竖向剪力键作为竖向限位装置，竖向剪力键所承受的垂直剪力宜根据相邻管节荷载差、基础差异最不利工况计算确定。
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采用水平剪力键作为横向限位装置，水平剪力键所承受的总水平剪力宜根据地震工况产生的水平剪力和管节侧向不对称荷载确定。
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采用PC拉索作为纵向限位装置，PC拉索所承受的拉/压力和限制位移量宜根据温度应力和地震工况产生的纵向力确定。
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常用的管节接头剖面如图2所示。
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**图2 管节接头剖面**
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1——钢端壳；2——GINA止水带；3——钢端壳面板；4——锚筋；5——加强筋；6——OMEGA止水带；7——OMEGA止水带紧固装置；8——管节外侧；9——管节内侧
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9.3.4 节段接头是节段式管节的节段之间接头，节段接头应设置防水措施和限制接头变位的构造措施。节段接头最外侧应设置防泥沙措施。
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节段接头典型剖面如图3所示。
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**图3 节段接头剖面**
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1——水平向剪力键；2——中埋式注浆止水带；3——OMEGA止水带
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9.3.7 PC拉索传递作用于管节间的拉力，不传递管节间的压力，OMEGA钢板除传递管节间的拉力外，还可传递管节间与钢板铺设方向平行的剪力。
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9.3.10 国内常用的剪力键间应力缓冲装置有板式橡胶支座或者记忆合金等，其作用是使沉管隧道在工后沉降时避免在接头处发生应力集中。
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### 9.4 预留预埋
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9.4.1 预留预埋设施应根据其用途按临时结构或永久结构设计。
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9.4.2 临时预留预埋设施应选用易封堵或易拆除的结构形式。
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9.4.3 永久预留预埋设施应按与主体结构同寿命原则进行耐久性设计。
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9.4.4 预留设施应避开管节结构受力较大的复杂区域、施工缝和预留孔洞等部位，当预留设施对原结构受力不利时，应对原结构作加固补强处理。
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9.4.5 预留预埋件的设计除应满足本标准规定外，尚应满足现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010和《钢结构设计标准》GB 50017的相关要求。
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9.4.6 每节管节宜设置1处~2处人孔，人孔宜与测量塔联合布置于管顶轴线上。圆形人孔内径不宜小于800mm。
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9.4.7 每个管节中隔墙上宜预留临时施工洞口，净宽度不宜小于0.6m，净高不宜小于1.8m。
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9.4.8 中隔墙上预留的疏散救援等洞口，其间距及尺寸应满足现行国家相关标准要求，并宜结合临时施工洞口设置。
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9.4.9 钢端壳应符合下列规定：
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1 结构尺寸应满足止水带安装及止水带压缩变形的要求；
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2 强度和刚度应满足水力压接时的轴向受压要求；
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3 应满足管节沉放安装误差及后期不均匀沉降的要求；
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4 面板的平整度每延米不应大于lmm，整体平整度不应大于3mm；
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5 加劲肋间距不应大于2倍钢端壳的腹板高度；
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6 钢端壳横隔板之间的钢端壳H形钢梁翼板上，应各设置注浆孔和排气孔，并应在注浆完成后塞焊密封。
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9.4.10 端封墙宜采用易拆卸式结构，相邻管节端封墙间净距应满足水密门开启要求。
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9.4.11 端封墙预留预埋应符合下列规定：
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1 端封墙应根据实际需要预留通气管、进水管、排水管、电缆孔、水密门等设施；
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2 端封墙、水密门与周边结构连接应满足防水性要求；
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3 在管节端头顶板、底板内侧应设计抗剪牛腿；
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4 采用钢端封墙时，管节端头周边应预埋钢板与端封墙板焊接。
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9.4.12 钢剪力键预埋件设计应符合下列规定：
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1 预埋件平面尺寸应根据结构尺寸和抗剪力大小确定；
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2 预埋件倾斜度不应大于0.5%，中心位置允许偏差应为±2mm；
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3 预埋件强度和刚度应满足基础变形和地震作用等要求；
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4 钢板、连接螺栓设计应根据剪力大小计算确定；
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5 预埋件连接螺栓性能等级不应低于5.6级。
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9.4.13 管节端部PC拉索设计宜符合下列规定：
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1 沿管节端头顶板、底板宜对称布置，并避开灌砂管、端封墙牛腿等其他预埋构件；
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2 张拉结束后，宜向钢绞线护套内注入防腐蚀油脂；
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3 预埋连接套筒制作长度误差限值宜为±5mm，安装位置偏差限值宜为±l0mm。
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9.4.14 管外垂直千斤顶预埋件设计应符合下列规定：
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1 应布置于管节端部的侧墙下底板处；
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2 钢板厚度不应小于40mm，并应满足应力扩散要求。
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9.4.15 管内垂直千斤顶预留预埋设施应符合下列规定：
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1 刚度应满足管节顶升要求；
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2 预留洞口高度应满足千斤顶及油缸行程要求。
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9.4.16 当管节底部设置防水底钢板时，底钢板应符合下列规定：
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1 厚度不应小于6mm，并满足耐久性要求；
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2 两端与钢端壳H形钢梁外侧翼缘焊接，两侧边上翻高度应超过侧墙混凝土施工缝上部1倍侧墙厚度；
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3 内侧焊接L形短钢筋。
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9.4.17 管节结构预埋灌砂管应符合下列规定：
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1 灌砂管应预埋于管节侧墙或中隔墙内，出砂口平面布置应根据灌砂扩散半径确定；
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2 灌砂管径应根据砂粒特性、布置间距、管底水压等因素确定，其壁厚不应小于3.5mm；
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3 灌砂管在管节顶板、底板内应设置止水措施；
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4 灌砂完成后应对灌砂管进行有效封堵。
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9.4.18 管节结构预埋的管内注浆管应符合下列规定：
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1 出浆口平面布置应根据浆液扩散半径确定；
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2 注浆管径应根据浆液特性、布置间距、管底水压等因素确定，其壁厚不宜小于3.5mm；
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3 注浆完成后应对注浆管进行有效封堵。
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9.4.19 管节在浮运、沉放作业所需的临时预留预埋设施应符合下列规定：
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1 拉合座及滑车预埋件应符合下列规定；
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1） 拉合座应包括连接钢板、连接锚栓及抗剪型钢，连接钢板厚度不应小于0.6倍锚栓直径；
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2） 抗剪型钢规格根据计算确定，锚入结构内长度不应小于2倍截面高度，并与连接钢板可靠焊接，焊缝等级不应低于二级；
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3） 连接锚栓外露丝扣长度不应大于3倍锚栓直径。
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2 沉放吊点及系缆桩预埋件应符合下列规定：
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1） 预埋件应包括连接钢板及连接锚栓，连接钢板厚度不应小于0.6倍锚栓直径；
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2） 连接锚栓外露丝扣长度不宜大于3倍锚栓直径，并应与连接钢板围焊连接。
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3 竖向剪力键预埋件应符合下列规定：
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1） 竖向剪切预埋件包括连接钢板、型钢抗剪键及连接螺栓套筒，连接钢板厚度不应小于20mm；
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2） 型钢抗剪键、连接螺栓套筒与连接钢板间可靠焊接，焊缝等级不应低于二级。
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4 压载水舱预埋件包括连接钢板、连接钢筋，连接钢板厚度不应小于6mm。
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5 测量塔及人孔预埋件包括连接钢板、连接钢筋，连接钢板厚度不应小于10mm。
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9.4.20 预埋钢板采用锚栓与主体结构连接时，其中心间距、周边孔距离锚板边缘的净距应符合表9.4.20的规定。
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**表9.4.20 锚栓布置****尺寸**
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<table border="1">
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<tr>
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<th>名称</th>
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<th>最大允许值</th>
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<th>最小允许值</th>
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</tr>
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<tr>
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<td>相互中心距离</td>
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<td>12d₀及18t之较小值</td>
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<td>3d₀</td>
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</tr>
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<tr>
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<td>垂直剪力方向的端距</td>
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<td>4d₀及8t之较小值</td>
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<td>2.5d₀</td>
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</tr>
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<tr>
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||
<td>平行剪力方向的边距</td>
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||
<td>4d₀及8t之较小值</td>
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<td>1.5d₀</td>
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</tr>
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</table>
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注：d<sub>o</sub>为锚栓孔径，t为锚板厚度。
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**条文说明**
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9.4.1 ～9.4.3临时预留预埋设施服务于浮运、沉放等施工过程，主要有各种施工孔洞、管节顶板舾装件预埋件、管节底板支撑系统预埋件、管节端头端封墙预埋件、管节内部压载水舱进（排）水管路预埋件等。
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永久预留预埋件包括钢端壳预埋件、P℃拉索预埋件、水平及竖向剪力键预埋件、管节基础处理预埋件、管节运营监测预埋件等。
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9.4.6 根据圆孔的受力特性，当人孔与测量塔联合布置时，人孔宜为圆孔，如果人孔与测量塔分开布置时可采用断面不小于700mm×700mm的方孔。
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9.4.7、9.4.8 中隔墙上的施工洞口尽量与疏散救援洞口结合布置，如疏散救援洞口间距较大不便施工使用时，可在中隔墙内力较小处另设施工洞口。对疏散救援洞口，目前各行业的设置间距、洞口尺寸规定尚未统一，因此设计时应根据隧道的使用功能按公路、铁路或其他行业要求执行。
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9.4.9钢端壳节点示意如图4所示。
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9.4.14 管外垂直千斤顶设置预埋钢板主要是防止底板混凝土集中受力。
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9.4.16 设计时，底钢板按不参与结构底板受力考虑。国内外的试验研究分析表明，水环境下的钢板腐蚀速率是随着时间而逐渐减缓（表2），一般10年后其腐蚀基本稳定不再发展。
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**图4 钢端壳节点示意**
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1——钢端壳H形钢梁及注浆（排气）孔；2——GINA止水带连接孔及连接套筒；3——钢端壳加劲肋；4——钢端壳面板；5——钢端壳横隔板；6——钢封门面板预埋件；7——端封门立柱预埋件；8——钢封门面板；9——端封门支承立柱
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**表2 水环境下的钢板腐蚀****速率**
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<table>
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<tr>
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<td rowspan="2">环境情况</td>
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<td colspan="3">年均腐蚀厚度（mm/年）</td>
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</tr>
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<tr>
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<td>1年~2年</td>
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<td>3年~5年</td>
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||
<td>5年~10年</td>
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||
</tr>
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||
<tr>
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||
<td>河水环境</td>
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||
<td>0.10~0.30</td>
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||
<td>0.05~0.10</td>
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||
<td>0.01~0.05</td>
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||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>海水环境</td>
|
||
<td>0.30~1.00</td>
|
||
<td>0.15~0.50</td>
|
||
<td>0.02~0.10</td>
|
||
</tr>
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||
</table>
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按表2，对海水环境，底钢板100年的总腐蚀量大约2mm~4mm，再考虑适当的腐蚀余量，因此要求底钢板厚度一般不小于6mm。
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掩埋在泥水环境中的碳素钢板，外部环境更趋稳定，腐蚀稳定情况也更好，但由于此类实测数据很少，因此设计时偏于保守可仍采用水环境下的腐蚀厚度。
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9.4.17 1 根据国内多座隧道经验，在缺乏相关资料时，设计阶段灌砂扩散半径一般可取6m~8m。条件复杂时，应通过物理模型试验确定合理的灌砂扩散半径。
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## 10管节浮运、沉放
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### 10.1 一般规定
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10.1.1 管节浮运、沉放设计应根据项目的建设条件、自然条件，经技术经济比选确定。
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10.1.2 管节浮运、沉放过程中，应对管节姿态进行实时监控。
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10.1.3 浮运航道宜利用现有航道。
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**条文说明**
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10.1.1 管节浮运方式主要有绞拖、拖轮拖带以及驳船浮运等，长距离浮运或者浮运航道、水文条件复杂时，应进行管节拖航阻力试验研究，以确定浮运方式、路线、速度以及安全措施等重要指标。沉放方式主要有起重船吊沉法、双驳船骑吊法以及专用沉放船法等，其中双驳船骑吊法和专用沉放船法沉放时稳定性较好，当水文条件较复杂或者采用其他非常规沉放方法时，应进行管节沉放试验研究。
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### 10.2 管节浮运
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10.2.1 管节浮运应进行管节稳定性和主缆受力数值模拟分析计算，水文条件复杂时应进行物理模型试验。
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10.2.2 管节浮运工况内力应在最不利荷载组合作用下，按波浪最不利波长进行计算。
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10.2.3 管节拖航时应对拖航阻力进行验算。
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10.2.4 浮运之前，应对管节本体、端封墙、水密门进行检漏测试。
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10.2.5 应对浮运区域的水文、气象等历史资料进行分析，结合潮位、水深、水流速度、水重度、风速、波高的监测成果，评估确定管节浮运的作业窗口期。
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10.2.6 管节浮运作业窗口期宜符合下列规定：
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1 管节干舷应大于100mm；
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2 能见度应大于1000m；
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3 水流流速应小于1.0m/s；
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4 管节浮运速度应小于1.0m/s；
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5 浪高应小于0.6m；
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6 风速应小于10m/s。
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10.2.7 浮运航道宜符合下列规定：
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1 管节浮运航道设计中最低通航水深H<sub>t</sub>，宜符合下式要求：
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$H_s \geq H - h_g + h_s \quad{(10.2.7-1)}$
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式中：
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H——管节外包高度（m）；
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h<sub>g</sub>——管节干舷高度（m）；
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h<sub>s</sub>——管节浮运安全距离（m）。
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2 管节浮运航道宽度应根据管节水动力性能、浮运方案、水流、风浪等条件确定。
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3 采用移动干坞时，浮运航道设计中最低通航水深H，宜符合下式要求：
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$H_s \geq h_y + h_s \quad{(10.2.7-1)}$
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式中：
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h<sub>y</sub>——移动干坞浮运管节最大吃水深度（m）；
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h<sub>s</sub>——管节浮运安全距离（m）。
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4 管节在内河和湖泊中浮运时，与航道底部的安全距离h<sub>s</sub>不宜小于0.5m。
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5 管节在海洋环境下浮运时，与航道底部的安全距离h.不宜小于1.0m.
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6 浮运航道为临时工程时，应结合管节的尺寸和浮运方案进行专项设计。
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10.2.8 浮运过程中，管节安装有GINA止水带的一端宜设置在浮运前进方向的后方，并应设置临时性保护罩。
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10.2.9 管节浮运时应严格控制横倾、纵倾。
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10.2.10 浮态寄放宜采用四点系泊系统进行定位，管节寄放最小水深H<sub>j</sub>宜符合下式要求：
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$H_j \geq H - h_g + h_j \quad{(10.2.7-1)}$
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式中：
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H——管节外包高度（m）；
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h<sub>g</sub>——管节干舷高度（m）；
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h<sub>j</sub>——管节寄放安全距离（m）。
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10.2.11 潮汐水域中的管节寄放可采用坐底寄放，坐底寄放的管节基底应满足平整度、管节起浮和承载力要求，坐底时抗浮安全系数不应小于1.05.管节寄放最小水深H<sub>j</sub>宜满足下式要求：
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$H_j \geq H +1.0\quad{(10.2.7-1)}$
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式中：
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H——管节外包高度（m）。
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10.2.12 管节寄放时应在管节上设置标示警示牌，寄放周边区域应设置警示标志。
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**条文说明**
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10.2.2 最不利波长是指与管节长度相等的波长。
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10.2.3 管节浮运阻力分为拖航阻力和侧向阻力，拖航阻力与侧向阻力有类似的性质。无经验时，初步设计阶段管节拖航阻力F可按下式计算：
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$F = \frac{1}{2} C_w \cdot \gamma \cdot v^2 \cdot A \quad{(4)}$
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式中：
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C<sub>w</sub>——阻力系数，取值按现行行业标准《港口工程荷载规范》JTS 144-1执行；
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γ——水重度（kg/m³）；相对流速，指管节相对于水流的速度（m/s）；
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ν——管节迎水面积（㎡）
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10.2.4 管节起浮前应对主体结构混凝土、端封墙、压载水舱等部位进行水密性检漏，如发现渗漏，应立即采取有效封堵止水措施。
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检漏时，需注意下列事宜：
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1 检漏作业应于浮运前在干坞内进行，检漏过程中管节不得起浮；
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2 检漏应分步，每一步静止浸水时间不宜少于24h：
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3 检漏水位最终淹没管节顶面高度不宜小于0.5m。
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10.2.6 本条根据国内现有设计、施工经验确定，不满足时应进行专项试验研究后再确定。
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10.2.7 浮运航道如有弯道，应根据管节长度、管节迎水面积、拖航模式、拖航速度等参数确定最小转弯半径。
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10.2.9 在横倾、纵倾情况下，管节顶部边缘均不宜没于水中。
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10.2.10 管节寄放安全距离h<sub>j</sub>在内河（湖泊）中不宜小于0.5m，在海洋环境下不宜小于1.0m，长时间寄放应计算回淤的影响。异地寄放需注意下列事宜：
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1 系泊寄放时宜采用多点系泊；
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2 多点系泊缆的长度需满足水位变化（潮差）情况;
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3 如寄放水域宽阔、水深较深且附近区域较少有船舶活动时，可采用单点系泊；
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4 长时间系泊时应适当提高缆绳的抗拉力安全系数：
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5 系泊点可采用重力式锚块、系船柱等措施。
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### 10.3 管节沉放
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10.3.1 管节应根据不同沉放阶段的最不利荷载组合进行内力计算。
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10.3.2 管节沉放水流阻力应按不同沉放阶段的工况、不同水深的水流方向和流速，结合管节沉放施工方案进行计算。
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10.3.3 管节沉放作业窗口期宜符合下列规定：
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1 风速不应大于10m/s；
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2 水流速度不应大于0.6m/s；
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3 浪高应小于0.5m；
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4 能见度应大于1000m。
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10.3.4 管节沉放过程中压载水舱加载应分次进行，各阶段抗浮安全系数应符合下列规定：
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1 管节下沉阶段，抗浮安全系数不应小于1.01；
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2 水力压接之后水密门开启前，抗浮安全系数不应小于1.02；
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3 稳定压载阶段，抗浮安全系数不应小于1.05。
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10.3.5 管节沉放时，下沉速率不宜大于0.5m/min。
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10.3.6 基础垫层采用后填法时，管节沉放对接完成后允许偏差应符合下列规定：
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1 相邻管节横向、竖向相对允许偏差应为±20mm；
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2 测量中误差：水平应为±50mm，高程应为±25mm。
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**条文说明**
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10.3.3 本条根据国内现有设计、施工经验确定，不满足时应进行专项试验研究后再确定。
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10.3.4 稳定压载是指管节锁定回填及覆盖回填过程中的压载。
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10.3.5 管节下沉时应分级下沉，每级间宜暂停一定时间以使管节保持稳定。
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10.3.6 对后填法隧道而言，沉放对接完成后指基础垫层处理完成后。目前国内除港珠澳大桥海底隧道基础垫层采用先铺法外，绝大部分沉管隧道基础垫层均采用后填法，根据工程经验，采用后填法的沉管隧道相邻管节竖向相对偏差可控制在20mm，高程偏差在±25mm。对于采用先铺法的沉管隧道，可根据实际情况确定合适允许偏差。
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[《沉管法隧道设计标准》GB/T 51318-2019](https://www.soujianzhu.cn/NormAndRules/NormContent.aspx?id=2450)
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## 11管节基槽、基础垫层和回填
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### 11.1 一般规定
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11.1.1 管节基础应满足管节在施工、运营等各种工况下的承载力、变形及稳定性要求。
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11.1.2 基础垫层可采用先铺法和后填法。
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11.1.3 管节基底存在淤泥、淤泥质土、冲填土、液化土地层或软弱下卧层时，应进行地基处理并采用适当的结构措施。
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11.1.4 管节总沉降量应根据地基沉降量和垫层沉降量确定。
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11.1.5 管节地基沉降量计算应计入地基先卸载再回填的效应以及基槽回淤的作用。
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11.1.6 隧道运营期间健康监测应包括管节沉降量、接头张开量以及管顶回填层变化情况等。
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**条文说明**
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11.1.1 沉管隧道管节基础一般包括基础垫层和垫层下方的原始地基两部分，地基部分可按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007相关理论进行设计，垫层部分可按本标准进行设计。
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11.1.3 沉管隧道基础垫层有垫层和基础的双重作用，可采用先铺法和后填法，表3列出了我国大陆部分已建的沉管法隧道所采用的基础垫层形式。
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**表3 我国大陆部分已建沉管法隧道基础垫层****形式**
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| 隧道名称 | 基础垫层形式 | 基础垫层厚度 |
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|----------------------|------------------------------|-----------------------------------|
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| 广州珠江隧道 | 灌砂法基础 | 600mm |
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| 上海外环隧道 | 灌砂法基础 | 600mm |
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| 广州仑头隧道 | 灌砂法基础 | 600mm |
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| 广州官洲隧道 | 灌砂法基础 | 600mm |
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| 天津海河隧道 | 压浆法基础 | 600mm 碎石 + 400mm 砂浆混合垫层 |
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| 广州洲头咀隧道 | 灌砂法基础 | 600mm |
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| 佛山东平隧道 | 灌砂法基础 | 600mm |
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| 舟山沈家门港海底隧道 | 压浆法基础 | 600mm 碎石 + 400mm 砂浆混合垫层 |
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| 港珠澳大桥海底隧道 | 碎石整平法 | 2000mm 块石 + 1300mm 碎石 |
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| 南昌红谷隧道 | 灌砂法基础 | 600mm |
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11.1.4、11.1.5 管节总沉降量的计算应与施工工序紧密结合，地基计算时要能反映土体应力历史与回弹再压缩特征。对于采用桩基础的沉管隧道，可采用以Mindlin公式为依据的单向压缩分层总和法计算。
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### 11.2 基槽
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11.2.1 基槽断面形式应根据隧址的工程地质、水文条件、隧道断面和埋深等条件确定。
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11.2.2 基槽横断面底部与管节侧墙单侧宽不宜小于2.0m，曲线段宜适当加宽。
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11.2.3 基槽底部设计高程应根据隧道底板标高和基础垫层厚度确定。
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11.2.4 基槽边坡应通过稳定性验算或成槽试验确定，稳定性验算安全系数不应小于1.3，在缺乏基础资料时可按现行行业标准《疏浚与吹填工程设计规范》JTS 181-5的相关规定选取。
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||
11.2.5 基槽开挖宜结合航道条件纵向分段、分层施工，基槽开挖方式和浚挖设备应根据隧址的工程地质、水文条件、航道条件、开挖深度、生态环境和周边控制性建（构）筑物等因素综合确定。
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11.2.6 水下基槽开挖深度不宜欠挖，最大超深不宜超过0.5m。
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11.2.7 对于岩层的基槽开挖，可经过爆破或凿岩处理后再进行清挖，水下爆破可按国家现行标准《爆破安全规程》GB 6722和《水运工程爆破技术规范》JTS 204的相关规定执行。
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11.2.8 基槽开挖期间应采取环境保护措施。
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11.2.9 管节沉放前，应对基槽底回淤情况进行检查。基槽底回淤沉积物重度大于11.0kN/m³，且厚度大于0.3m时应清淤。
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**条文说明**
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11.2.4 水下基槽边坡坡率应根据土质特性和水力动力条件进行稳定性分析，可采用极限平衡法进行计算，宜包括静水场和动水场中水下基槽边坡稳定计算。在缺乏基础资料时，各类地层的设计水下边坡可按现行行业标准《疏浚与吹填工程设计规范》JTS 181-5执行。表4列出了土质水下边坡稳定坡率经验值。
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**表4土质水下边坡稳定坡率经****验值**
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| 土质类别 | 坡比 | 土质类别 | 坡比 |
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|--------------|---------------------|------------------|---------------------|
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| 基岩 | 1 : 0.2～1 : 1.0 | 中等及软黏土 | 1 : 3.0～1 : 5.0 |
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| 块石 | 1 : 1.0～1 : 1.5 | 密实及中密实砂土 | 1 : 3.0～1 : 5.0 |
|
||
| 弱胶结碎石 | 1 : 1.5～1 : 2.5 | 松散及松散砂土 | 1 : 5.0～1 : 10 |
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||
| 卵石 | 1 : 2.5～1 : 3.0 | 很软淤泥 | 1 : 5.0～1 : 10 |
|
||
| 坚硬及硬黏土 | 1 : 2.0～1 : 3.0 | 流态淤泥 | 1 : 20～1 : 50 |
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||
注： 1.对端部有纵向边坡的基槽或挖槽，其端坡坡比与横断面坡比相同;
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2.用耙吸式挖泥船施工时，端坡的坡比可适当放缓。
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||
|
||
11.2.5 根据水文和地质情况的不同，沉管基槽对开挖方法和开挖设备的要求也不尽相同。可采用的开挖设备有绞吸式挖泥船、推扬式挖泥船、抓斗式挖泥船、链斗式挖泥船、铲斗式挖泥船、耙吸式挖泥船等。对于水深较浅、开挖地层较为软弱的泥、砂、土的地段，采用航道疏浚部门现有的一般设备即可开挖；对于水深较深地段，则需较特殊的或专门制作的挖深较大的设备；对于通过地层为岩石的地段，可采用爆破或凿岩方式进行开挖。
|
||
|
||
11.2.6 水下基槽开挖无法做到实时精确测量，欠挖将导致沉管不能顺利对接，故规定不宜欠挖。基槽超挖值参照现行行业标准《疏浚与吹填工程设计规范》JTS 181-5相关规定，可按表5中的数值选取，开挖深度偏差不宜超过0.5m。
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**表5 各类挖泥船计算超****深值**
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<table border="1">
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<tr>
|
||
<td colspan="2">类别</td>
|
||
<td>计算超深（m）</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td rowspan="2">耙吸式挖泥船</td>
|
||
<td>舱容≤2000m³</td>
|
||
<td>0.6</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>舱容>2000m³</td>
|
||
<td>0.7</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td rowspan="3">绞吸式挖泥船</td>
|
||
<td>绞刀直径＜1.5m</td>
|
||
<td>0.3</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>绞刀直径 1.5m～2.5m</td>
|
||
<td>0.4</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>绞刀直径＞2.5m</td>
|
||
<td>0.5</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td rowspan="2">链斗式挖泥船</td>
|
||
<td>斗容＜0.5m³</td>
|
||
<td>0.3</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>斗容≥0.5m³</td>
|
||
<td>0.4</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td rowspan="4">抓斗式挖泥船</td>
|
||
<td>斗容＜2.0m³</td>
|
||
<td>0.3</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>斗容 2.0m³～4.0m³</td>
|
||
<td>0.4</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>斗容 4.0m³～8.0m³</td>
|
||
<td>0.6</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>斗容＞8.0m³</td>
|
||
<td>0.8</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td rowspan="2">铲斗式挖泥船</td>
|
||
<td>斗容＜4.0m³</td>
|
||
<td>0.3</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>斗容≥4.0m³</td>
|
||
<td>0.4</td>
|
||
</tr>
|
||
</table>
|
||
|
||
11.2.7 对于大部分岩浆岩、变质岩和坚固的沉积岩地层，可经过爆破或凿岩方式预处理后进行基槽开挖。采用水下钻孔爆破浚挖基槽施工作业应充分考虑爆破过程中对隧址轴线干坞、护岸结构和邻近建（构）筑物的安全及水环境的影响，并在施工期间加强监测。
|
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### 11.3 基础垫层
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||
11.3.1 基础垫层设计应满足管节结构受力和沉降控制的要求。
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|
||
11.3.2 基础垫层压缩模量等计算参数宜通过载荷板试验获取。
|
||
|
||
11.3.3 管节基础垫层厚度不宜小于0.6m，且不宜大于1.5m。
|
||
|
||
11.3.4 对有抗震设防要求的沉管法隧道，管节基础垫层应进行抗地震液化验算。
|
||
|
||
11.3.5 先铺法基础垫层铺设整平高程允许偏差应为±40mm。
|
||
|
||
11.3.6 后填法管节临时支撑安装精度应符合表11.3.6的规定。
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||
|
||
**表11.3.6 分填法管节临时支撑安装精度**
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<table border="1">
|
||
<tr>
|
||
<th colspan="2">类型</th>
|
||
<th>顶面高程偏差<br>(mm)</th>
|
||
<th>平面位置偏差<br>(mm)</th>
|
||
<th>平面倾斜度</th>
|
||
<th>轴线倾斜度</th>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td colspan="2">临时支撑垫块</td>
|
||
<td>±20</td>
|
||
<td>50</td>
|
||
<td>1/125</td>
|
||
<td>—</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td rowspan="2">支撑桩</td>
|
||
<td>桩帽</td>
|
||
<td>±20</td>
|
||
<td>50</td>
|
||
<td>1/125</td>
|
||
<td>—</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>桩</td>
|
||
<td>[-100, 0]</td>
|
||
<td>100</td>
|
||
<td>—</td>
|
||
<td>1/100</td>
|
||
</tr>
|
||
</table>
|
||
|
||
**条文说明**
|
||
|
||
11.3.2 管节沉降计算准确性依赖于参数的准确性，需要现场试验确定计算中的土体参数和计算方法合理性。
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||
11.3.3 参考国内已建成沉管法隧道经验，不同类型的基础垫层最小厚度尚宜符合表6的规定。
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**表6 不同类型的基础垫层最小****厚度**
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| 基础垫层类型 | 最小厚度（m） |
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|--------------------------|--------------|
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| 灌砂基础垫层 | 0.6 |
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| 注浆基础垫层（碎石垫层+砂浆混合垫层） | 1.0 |
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||
| 碎石基础垫层 | 1.0 |
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|
||
11.3.4 位于地震区的沉管法隧道，当地震发生时，基础垫层一旦液化，将会丧失或降低承载力，产生超量沉陷或差异沉降；同时还将对管节产生一种浮托力，严重时导致结构发生损坏。因此，对有抗震设防要求的沉管法隧道，管节基础垫层应进行抗地震液化设计。
|
||
|
||
11.3.5 碎石垫层铺设整平允许偏差的确定主要考虑是否影响沉放安装及基础处理效果，同时兼顾施工条件、工艺、工效以及成本等各方面。
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### 11.4 回填
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11.4.1 管节沉放后应及时对基槽进行回填覆盖，回填选用级配良好、透水性强、不液化、对隧道耐久性无危害、环保的材料。
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||
11.4.2 基槽回填应根据回填料和回填部位，按先低后高、分段分层、对称均衡的原则进行，各阶段施工中隧道横断面两侧回填高差应为+500mm，最终允许偏差应为+300mm。
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||
11.4.3 管节对接完成后，应及时在管节两侧进行锁定回填，锁定回填长度可为8m~l0m，高度不超过所在管节顶部。
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11.4.4 管节顶部防护性回填应根据船舶抛锚、沉船和冲刷等因素确定，最小厚度不宜小于1.5m。
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## 12护岸和衔接段
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### 12.1 一般规定
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12.1.1 衔接段应根据隧道结构受力及施工要求，结合护岸工程进行设计。
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12.1.2 衔接段除应满足防渗、防汛等要求外，还应满足施工期管节水力压接要求。
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||
12.1.3 护岸与衔接段设计时应采取降低水下基槽开挖对既有岸线防汛体系影响的措施。
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||
12.1.4 护岸与衔接段应按国家有关要求开展施工监测设计。
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||
[《沉管法隧道设计标准》GB/T 51318-2019](https://www.soujianzhu.cn/NormAndRules/NormContent.aspx?id=2450)
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||
### 12.2 护岸
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||
12.2.1 护岸结构形式应根据工程地质、水文条件、周边建（构）筑物、堤防等级、岸壁结构承载力及稳定性要求等因素综合确定，并宜与永久性堤岸工程结合设计。
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||
12.2.2 护岸结构应根据基槽开挖边坡变化情况以及功能要求分段设计。
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12.2.3 护岸结构的防洪、防渗及变形标准不应低于既有堤岸。当护岸结构作为永久性堤岸时，还应满足规划堤岸的要求。
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||
12.2.4 护岸结构设计应根据不同工况，按最不利水位计算。
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**条文说明**
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||
12.2.1 地质条件较好、堤防等级不高，且周围无重要建筑物时，护岸可采用轻型支护结构；地质条件较差且周围有重要建筑物时，护岸应采用自稳性强、刚度大的支护结构。国内外部分已建的沉管法隧道护岸形式统计见表7。
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**表7 国内外部分已建的沉管法隧道护岸形式统****计****![计]
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| 方案情况 | 工程应用情况 |
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|------------------------|------------------------------------------------------|
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| 排桩 | 宁波常洪隧道 |
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| 钢板桩（单排或多排） | 荷兰玛格丽特公主隧道、日本东京港隧道 |
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| 大直径钢管桩 | 英国梅德韦隧道、越南西贡隧道 |
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||
| 连续墙及格栅（格构）连续墙 | 上海外环隧道、广州仑头隧道、广州官洲隧道、广州洲头咀隧道、广州珠江隧道 |
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### 12.3 衔接段
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||
12.3.1 衔接段端头围护结构应便于拆除，原有防汛体系在端头围护结构拆除前后都应保持完整。
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||
12.3.2 管节水力压接时应计算衔接段所承受的水平推力，当衔接段自身不满足止推要求时应增设附加的止推措施。
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||
12.3.3 衔接段应满足相邻沉管管节基础刚度差异所带来的结构受力与变形需求。
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||
12.3.4 管节与衔接段对接范围内，衔接段两侧的护岸结构侧壁与管节之间的净距应满足管节浮运及水下对接作业空间要求，且不宜小于2.5m。
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||
12.3.5 当衔接段主体结构埋深较深时，应采取措施降低隧道顶部土压力对主体结构的影响。
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12.3.6 衔接段四周应建立可靠的防渗体系并与护岸工程的防渗体系有效衔接。
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12.3.7 衔接段围护结构采用临时围堰时，堰顶高程除应根据风浪爬高、壅水高度等要求确定外，尚应留出0.5m~1.0m的安全加高值。
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**条文说明**
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12.3.1 为了便于拆除，国内常用的衔接段端头围护结构如表8所示。
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**表8 国内常用的衔接段端头围护****结构**
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| 类型 | 锁口钢管桩+塑性混凝土防渗墙（或旋喷桩止水帷幕）+内支撑 | 放坡开挖+SMW工法桩围堰+旋喷桩止水帷幕 | 格型钢板桩围堰 |
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|--------------------|----------------------------------------------------------|------------------------------------------|----------------|
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| 应用工程 | 上海外环隧道、广州仑头隧道、广州官洲隧道、佛山东平隧道 | 宁波常洪隧道 | 港珠澳大桥海底隧道 |
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12.3.2 管节沉放对接时，由于水力压接的影响，衔接段将承受较大的水平推力，抗推安全系数不宜小于1.3。
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12.3.4 衔接段侧壁围护结构与管节之间的净距，一方面应满足潜水员水下作业空间要求，另一方面也要满足管节浮运的要求。珠江隧道设置为1.5m，现场施工较困难，之后多条沉管隧道均改为了2.5m。因此本条也建议取值不宜小于2.5m。当水流流速较大时，宜适当加大富余量。
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12.3.5 当衔接段主体结构埋深较深时，结构受力不利，可采用多层框架、泡沫轻质土换填等措施解决。如采用多层框架箱体，需设置相应的排水措施，避免运营期地下水渗漏影响主体结构安全
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## 13干坞
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### 13.1 一般规定
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13.1.1 干坞位置、规模及类型应结合工程周边环境、地质和航道条件、施工工期、工程造价、管节预制工艺等综合确定。
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13.1.2 干坞可选用既有船坞，新建干坞宜结合土地开发统筹建设。
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13.1.3 干坞坞顶防洪标高应符合现行国家标准《堤防工程设计规范》GB 50286的相关规定。
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13.1.4 干坞基坑开挖与边坡支护应进行强度、变形和稳定性计算，并应符合现行行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120的相关规定。
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13.1.5 干坞基坑监测应符合现行国家标准《建筑基坑工程监测技术规范》GB 50497的相关规定。
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13.1.6 干坞设计使用年限应根据工程筹划确定，并不宜低于5年。
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**条文说明**
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13.1.1 从管节预制的场地不同可以把千坞分为固定干坞和移动干坞两类，固定干坞在陆地上进行管节预制，移动干坞在驳船上进行管节预制。工厂化干坞是21世纪新近发展起来的一种干坞方法，国内仅有港珠澳大桥海底隧道一个项目采用，虽然也在陆地预制管节，但是它的设计理念、设计方法与常规的固定干坞有了本质区别。因此，本标准编制时沿用了国内目前习惯的分类方法，把工厂化干坞作为单独的一种干坞类型，不作为常规的固定干坞考虑。
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### 13.2 固定干坞
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13.2.1 干坞坞底平面尺寸应根据管节平面布置、施工工艺及灌水、排水系统等要求综合确定。
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13.2.2 固定干坞坞底标高H<sub>a</sub>可按下式确定：
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$H_s = H_0 - H + h_g - H_s \quad{(13.2.2)}$
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式中：
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H<sub>0</sub>——管节出坞设计水位标高（m）；
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H——管节外包高度（m）；
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h<sub>g</sub>——管节干舷高度（m）；
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H<sub>s</sub>——管节底部至坞底的起浮安全距离（m），不小于0.5m。
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13.2.3 应根据灌水、排水过程对地层的软化情况以及水位变化速率、冻融等对边坡稳定性的影响进行干坞边坡设计。
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13.2.4 坞底基础除应满足管节预制荷载及变形要求外，尚应满足管节起浮要求。
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13.2.5 干坞防排水体系可根据干坞使用年限按当地暴雨重现期降雨量与干坞的渗漏水量要求进行设计。
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13.2.6 干坞应设置入坞便道，便道宽度不宜小于5m，坡度不宜大于10%。
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13.2.7 干坞坞顶宽度应根据防汛、管理、施工、构造及其他要求确定，且不宜小于3m。
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13.2.8 干坞支护应按实际的周边建筑物、地下管线、道路和施工荷载等条件设计，设计中应提出明确的干坞坞顶堆载及施工荷载限值。
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13.2.9 干坞坞门宽度应满足管节浮运的要求，单侧富余量不宜小于2.5m。
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13.2.10 干坞的防汛体系应结合既有防汛体系设计。
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**条文说明**
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13.2.1 管节侧边与基坑边距离及管节间距离主要考虑模板架设、吊车及混凝土浇筑台车作业空间的需求，管节端头与基坑边距离及管节间距离主要考虑GINA止水带安放、设备运输空间等因素，一般不宜小于12m。
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13.2.3 重复利用的干坞必然要经历多次排水的过程，排水过程中若水位下降过快会影响边坡稳定性，甚至发生滑坡。既有经验中，固定干坞的水位下降速度一般控制在0.5m/d左右时对边坡稳定性影响较小，当采用更大的水位下降速度时，需要采取可靠的边坡稳定措施。
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13.2.7 根据现行国家标准《堤防工程设计规范》GB 50286相关规定，给出三级堤防标准最小宽度，实际应根据具体堤防等级确定。
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13.2.8 干坞基坑周边建筑物、地下管线、道路、施工荷载对支护结构产生的附加荷载、对施工的不利影响等因素要在设计中加以考虑：坞顶可按设计要求布设一定的临时施工荷载，但荷载限值应在设计文件中明确体现，以防止在支护结构施工和使用期间的实际状况超过这些设计条件，造成严重的工程事故。
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13.2.10 干坞若设置在既有大堤以内，坞口破除、干坞内进水时，既有大堤与干坞其他三面应形成一个完整的防汛体系，并确保既有大堤与干坞三面形成的救援道路体系通顺。
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### 13.3 工厂化干坞
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13.3.1 干坞场地分区及规模应根据管节预制生产流水线工艺方案确定，分区应包括钢筋加工区、管节预制区、浅坞区、深坞区等。
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13.3.2 钢筋加工区、管节预制区应搭建加工厂房，管节预制区尚应采取混凝土养护保温措施。
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13.3.3 管节预制区与浅坞区间应设置防水的隔离闸门。
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13.3.4 管节预制区与浅坞区坞底应采用相同标高，且此标高不应低于设计最高水位。
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13.3.5 深坞区坞底标高H<sub>a</sub>可按下式确定：
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$H_a = H_0 - H + h_g - H_s \quad{(13.2.2)}$
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式中：
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H<sub>0</sub>——管节出坞设计水位标高（m）；
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H——管节外包高度（m）；
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h<sub>g</sub>——管节干舷高度（m）；
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H<sub>s</sub>——管节底部至坞底的起浮安全距离（m），不小于0.5m。
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13.3.6 坞门和坞墙顶标高H<sub>q</sub>应符合下式要求：
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$H_0 \geq H_d + H + 1.0 \quad{(13.3.6)}$
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式中：
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H<sub>d</sub>——浅坞区坞底标高（m）；
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H——管节外包高度（m）。
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13.3.7 坞门应采用可多次启闭的结构，深坞门应结合坞址气象条件、水文条件等因素进行抗风浪设计。
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13.3.8 深坞区应设置灌排水系统。
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13.3.9 坞墙应设置抗渗体系。
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13.3.10 工厂化干坞应设置专用混凝土拌合设备。
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13.3.11 管节从预制区平移至浅坞区宜采用千斤顶顶推方式，并应结合管节结构设计和滑道工艺要求进行平移滑道设计。
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13.3.12 管节从浅坞区平移至深坞区宜采用绞缆浮运方式。
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**条文说明**
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13.3.1~13.3.5 工厂化干坞各区应符合下列规定（图5）：
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**图5 工厂化干坞案例示意**
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1 钢筋加工区应满足钢筋原材料、加工设备、加工半成品、加工成品的堆放或布置，同时应设置钢筋、绑扎用模板的吊装转运设备；
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2 管节预制区应满足钢筋绑扎、混凝土浇筑等生产工艺要求，同时配备模板、模板支撑系统、混凝土浇筑系统，混凝土养护系统等；
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3 浅坞区除应满足管节一次舾装、管节存放的要求外，尚应设置坞内、坞外车辆运输路线；
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4 深坞区应满足管节二次舾装、管节存放的要求。
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13.3.6、13.3.7 浅坞门和深坞门设计可参照现行行业标准《船闸总体设计规范》JTJ 305。为便于多次开启，深坞坞门可采用沉箱式，浅坞坞门可采用推拉式。
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13.3.9 坞墙是深坞和浅坞周围的挡水结构物，与坞门形成一个封闭止水的整体，坞墙宜采用重力式结构形式。
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[《沉管法隧道设计标准》GB/T 51318-2019](https://www.soujianzhu.cn/NormAndRules/NormContent.aspx?id=2450)
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### 13.4 移动干坞
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13.4.1 移动干坞选择的驳船应符合下列规定：
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1 驳船甲板面的有效使用面积除应满足最大管节外包尺寸外，还应满足管节外模板架设、外部人行楼梯安装、内模板退出空间等施工场地要求；
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2 驳船的最大载重量不应小于最大管节重量及其他临时施工机械重量；
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3 驳船的刚度应满足管节预制精度要求；
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4 驳船应具有下潜功能，最大下潜深度应满足管节与驳船分离要求：
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5 对管节预制、拖航、下潜等工况应进行驳船的稳定性验算。
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13.4.2 驳船码头应符合下列规定：
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1 浮运航道的通航限界应满足驳船拖航浮运要求；
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2 浮运航道应满足驳船拖航宽度及水深要求；
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3 码头场地应满足管节预制施工场地要求；
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4 预制管节的驳船港池设计最低水位不应小于驳船最大荷载的吃水深度。
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13.4.3 驳船上应建立独立的测量系统。
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13.4.4 驳船甲板面应设置找平层、导水设施，满足场地平整度及管节起浮要求。
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13.4.5 管节应在下潜区进行检漏，下潜区尺寸应满足驳船所需的平面操作空间及水深要求，下潜区底标高可按下式确定：
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$H_a \leq H_h - H + h_g - H_s - H_1 \quad{(13.4.5)}$
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式中：
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H<sub>h</sub>——管节脱离驳船时设计水位（m）；
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H——管节外包高度（m）；
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h<sub>g</sub>——管节干舷高度（m）；
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H<sub>s</sub>——管节底部至驳船甲板面的起浮安全距离（m），不小于0.5m；
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H<sub>1</sub>——驳船船体高度（m）。
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**条文说明**
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13.4.1 1沉管法隧道管节结构外模板主要有两种方式：一种是型钢肋板、钢板内模加对拉螺栓方式，这种方式模板占用空间厚度一般为400mm左右；另一种是钢桁架加钢板内模方式，占用空间厚度可达2500mm左右，管节单侧的驳船甲板面富裕宽度应根据模板架立空间、临时楼梯空间人行或推车空间等确定。在广州仑头隧道移动干坞方案中，船舶甲板的宽度为31.6m，管节的宽度为23m，模板厚度为400mm，人行楼梯宽度为700mm，人行和推车空间为2500mm，在实际的使用过程中已比较拥挤。因此，建议驳船甲板单侧富裕宽度不小于4m。
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管节内模钢台车的单节长度一般为20m左右，考虑到台车推出管节，并考虑一定的操作空间，前后两端驳船甲板的富裕宽度一般不宜小于30m。
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3 当驳船刚度不满足要求时，可采用加固船体桁架或表层铺设钢筋混凝土平台措施使其满足要求。
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5 当驳船稳定性不满足要求时，可通过往压载水舱注水调节或增设稳定浮箱等方式使其满足要求。
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13.4.3 船舶在水中易晃动，常规的基于大地坐标建立的坐标体系已不再适用，需建立驳船甲板面独立的测量系统，进行管节制作时的测量精度控制。
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## 14结构防水
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### 14.1 一般规定
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14.1.1 沉管法隧道应根据隧道的功能、使用要求、构造特点、内外水压、施工条件等进行防水设计，防水设计应包括下列内容：
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1 防水使用年限、防水等级、防水技术指标；
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2 管节防水混凝土；
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3 管节接头防水；
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4 管节混凝土外防水、防腐层；
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5 管节混凝土接缝防水。
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14.1.2 沉管法隧道主体结构防水混凝土抗渗等级应根据隧道运营期最大水深确定，并应符合现行国家标准《地下工程防水技术规范》GB 50108的相关规定。
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14.1.3 端封墙等重要临时性的临水结构混凝土应采用防水混凝土，其抗渗等级不得低于P8。
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**条文说明**
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14.1.1 沉管法隧道与常规地下工程防水设计类似，结构防水应遵循“混凝土结构自防水为根本，辅以结构外防水层，以接头、接缝防水为重点，多道设防，综合治理”的设计原则。
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### 14.2 结构防水
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14.2.1 管节为整体式结构形式时，管节混凝土宜设置全包外防水层。全包外防水层设计应符合下列规定：
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1 底板可采用钢板、带肋的PVC塑料板等耐冲击、防水、防腐蚀类材料；
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2 侧墙与顶板可采用涂料或自粘性卷材，特殊部位应设置附加层，顶板、顶板与侧墙转角处的防水层应设置保护层，侧墙防水层宜采取保护措施。
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14.2.2 管节采用工厂化干坞制作的节段式结构形式时，管节混凝土可不设置全包外防水层。
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**条文说明**
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14.2.1 1 管节底板采用钢板作为外防水层时，钢板既可以作为混凝土浇筑的模板，又可以作为底板的外包防水层。带肋的PVC塑料板虽然在国内无工程实例，但在国外的应用案例较多，因PVC防水板为有机材料，不受河流、海洋中的腐蚀性介质影响，在理论上保证了防水层的耐久性，故将其列人条文中。
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2 管节在拖运与沉放过程中，钢缆作为必要的施工用具极有可能与管节的顶板、顶板与侧墙转角处发生摩擦，较大的摩擦力会导致防水层受损，因此应设置保护层。
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14.2.2 管节为节段式结构形式时，由于受工艺特点限制，难以设置底板防水层，同时，采用工厂化施作工艺后管节混凝土的质量较好，能够满足结构自防水的要求，根据国内外施工经验可不设置全包外防水层。
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### 14.3 接头、接缝防水
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14.3.1 管节接头应采用GINA止水带与OMEGA止水带构成双道防水线。
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14.3.2 管节接头的GINA止水带设计应符合下列规定：
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1 应根据管节接头所承受的水压及可能产生的最大变形量，确定GINA止水带的断面构造形式、断面尺寸、压力与压缩变形特性；
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2 GINA止水带的材质宜为天然橡胶，其物理性能指标应符合现行国家标准《高分子防水材料 第2部分：止水带》GB 18173.2的相关规定；
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3 GINA止水带应预制成框，宜采用圆弧形式连接转角直线段与整体止水带。如转角直线段长度过短，可直接采用90°圆弧转角连接整体止水带；
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4 GINA止水带的固定宜采用卡箍方式。
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14.3.3 管节接头的OMGEA止水带设计应符合下列规定：
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1 应根据管节接头所承受的水压、三向位移的估算值、抗老化等要求确定OMEGA止水带的断面尺寸、形式、适应变形能力的要求；
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2 OMEGA止水带的材质宜为丁苯橡胶，其物理性能指标应符合现行国家标准《高分子防水材料 第2部分：止水带》GB 18173.2的相关规定；
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3 OMEGA止水带的固定方式应采用杠杆式构造。
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14.3.4 GINA止水带和OMEGA止水带的安装应符合下列规定：
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1 整环应一次安装到位，按照先顶板角部、再顶板、随后底板角部、再侧墙、最后底板的顺序进行安装；
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2 管节浮运前，顶板以及水面以下1m范围内的GINA止水带应设置临时性保护罩；
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3 管节沉放后，应核查GINA止水带的压缩量，压缩量应满足设计要求；
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4 管节安装OMEGA止水带后，应按设计最大水压力要求注水加压检漏
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14.3.5 管节混凝土施工缝防水应符合下列规定：
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1 根据防水等级，确定施工缝的结构形式、防水材料及设置方式；
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2 混凝土施工缝宜涂刷混凝土界面处理剂或水泥基渗透结晶型防水涂料，水平施工缝接缝面应增加水泥砂浆接浆措施；
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3 混凝土施工缝宜在预埋式注浆管、遇水膨胀止水条、钢板止水带或中埋式钢边橡胶止水带中选择两种措施组合形成双道防水线；
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4 混凝土水平施工缝中设置的防水材料应与环向施工缝的防水材料构成十字搭接；
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5 钢端壳与混凝土界面宜设置止水钢片、遇水膨胀止水材料、预埋式注浆管形成多道防水措施，钢端壳所设防水材料应与混凝土水平施工缝的防水材料形成搭接。
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14.3.6 管节节段接头防水应符合下列规定：
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1 应根据防水等级，确定节段接头的结构形式、防水材料及设置方式；
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2 节段接头应设置中埋式钢边橡胶止水带、遇水膨胀止水条、OMEGA止水带形成多道防水措施；
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3 与OMEGA止水带配套的预埋角钢与混凝土接缝宜设置遇水膨胀止水条、预埋式注浆管，底板OMEGA止水带的金属紧固件周边宜设置牺牲阳极块。
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14.3.7 管节最终水下接头及最终岸上接头防水应符合下列规定：
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1 管节水下最终接头如为施工缝连接，施工缝的设防要求应符合本标准第14.3.5条第1款~第3款的规定；
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2 管节岸上最终接头如为施工缝连接，施工缝的设防要求应符合本标准第14.3.5条第1款~第3款的规定；如为变形缝连接，变形缝的设防要求宜符合本标准第14.3.6条的规定。
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**条文说明**
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14.3.2 1 管节混凝土施工完毕后，由于温差、混凝土干缩会引起管节长度变化，基础沉降、地震作用会引起管节接头的张合，GINA止水带长期作用下会产生应力松弛，以及管节端面本身存在平整度差异等多方面原因，共同作用作为确定GINA止水带的断面构造形式、断面尺寸、压力与压缩变形特性的依据。
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14.3.3 1 OMEGA止水带主要承受隧道长期运营所产生的轴向、垂直、横向位移量，应满足三向位移变化时的水密功效，作为确定OMEGA止水带的断面尺寸、形式、适应变形能力的重要依据。
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考虑地震产生的位移量时，由于GINA止水带不能承受剪切力，当垂直、横向位移达到一定值后（位移量较少），柔性接头就会发生“刚化”现象，即垂直及水平剪切键就起受力作用，因此对垂直、横向位移量不作校核计算。
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14.3.4 4 为了保证OMEGA止水带的防水安全，检漏水压与该接头处的水深相比，应有一定的安全系数，但是过高的检漏水压对OMEGA止水带的密封功效会有所伤害。国内一般以管节接头侧墙中心水头高度乘以系数1.5，或以管节接头底板迎水面所处水头高度乘以系数1.2的计算值作为检漏水压值，而国外一般取管节接头底板迎水面水头高度加5的水压值作为检漏水压值，上述各种水压值的取法都是较恰当的。建议取管节接头底板迎水面水头高度加5m的检漏水压值更加直观。
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## 15耐久性
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15.0.1 沉管法隧道应根据设计使用年限、环境类别和环境作用等级进行耐久性设计。
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15.0.2 耐久性设计应包括下列内容：
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1 结构的设计使用年限、环境类别及其作用等级；
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2 有利于减轻环境作用的结构形式、布置和构造措施；
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3 混凝土结构材料的性能及耐久性指标；
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4 与结构耐久性有关的混凝土裂缝控制、主要施工控制及验收要求；
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5 管节结构预留预埋设施耐久性要求：
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6 严重腐蚀环境下的防腐蚀附加措施；
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7 结构运营期的维护、修理与检测要求。
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15.0.3 环境类别和环境作用等级应按现行国家标准《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T 50476的相关规定，根据结构的不同环境条件分别进行确定。
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15.0.4 当沉管法隧道结构处于多种环境共同作用情况下，应对结构所处的不同环境作用分别进行确定，所采取的耐久性技术措施应同时满足每种环境作用的要求。
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15.0.5 结构的耐久性设计应符合下列规定：
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1 主体结构和运营期不可更换的结构构件，按隧道结构设计使用年限进行耐久性设计；
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2 对运营期需更换且不影响使用的次要结构构件，宜按设计使用年限25年~50年进行耐久性设计；
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3 临时结构宜根据其使用性质和结构特点确定其使用年限。
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15.0.6 对于一般环境下的沉管法隧道结构应符合下列规定：
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1 混凝土强度等级不应低于C35，最大水胶比不应大于0.5；
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2 结构迎水（土）面钢筋保护层厚度不应小于50mm；
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3 胶凝材料最小用量和最大用量应符合现行国家标准《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T 50476的相关规定，并应满足选定的混凝土强度等级要求；
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4 混凝土材料的28d龄期氯离子扩散系数不应大于4.0×10<sup>-12</sup>㎡/s（RCM法），氯离子扩散系数的测定方法应符合现行国家标准《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T 50082的相关规定，电通量不应大于2000C。
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15.0.7 对于氯化物环境中的沉管法隧道钢筋混凝土结构及构件应符合下列规定：
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1 混凝土强度等级不应低于C45，混凝土材料的最大水胶比不应超过0.4；
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2 结构迎水（土）面钢筋保护层厚度不应小于55mm；
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3 胶凝材料最小用量和最大用量应符合现行国家标准《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T 50476的规定，并应满足选定的混凝土强度等级要求；
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4 混凝土材料的28d龄期氯离子扩散系数不应大于3.5×10<sup>-12</sup>㎡/s（RCM法），电通量不应大于1700C。
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15.0.8 钢筋混凝土结构构件的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值应符合表15.0.8的规定。
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**表15.0.8 钢筋混凝土结构构件的裂缝控制等级及最大裂缝宽度****限值****![限值]
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<table border="1">
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<tr>
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<th>环境作用等级</th>
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||
<th>裂缝控制等级</th>
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||
<th>最大裂缝宽度（mm）</th>
|
||
</tr>
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||
<tr>
|
||
<td>A</td>
|
||
<td rowspan="5">三</td>
|
||
<td>0.3</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>B</td>
|
||
<td>0.3</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>C</td>
|
||
<td>0.2</td>
|
||
</tr>
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<tr>
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<td>D</td>
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<td>0.2</td>
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</tr>
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<tr>
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<td>E、F</td>
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<td>0.15</td>
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</tr>
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</table>
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注：1 对于处于化学腐蚀环境下的结构构件，其裂缝控制要求应符合国家现行标准的有关规定：
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2 表中的最大裂缝宽度限值为用于验算荷载作用引起的最大裂缝宽度；
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3 迎水（土）面的最大裂缝宽度不应大于0.2mm。
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15.0.9 沉管法隧道混凝土结构的耐久性设计应根据混凝土可能发生的碱-骨料反应采取相应的措施。混凝土中总碱含量不应大于3.0kg/m³，混凝土中的氯离子含量不应大于胶凝材料总量的0.1%。
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15.0.10 氯化物环境作用等级为E、F的构件，宜在设计阶段提出运营期的定期检测和监测要求。
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15.0.11 存在杂散电流腐蚀的沉管法隧道结构，应根据杂散电流腐蚀对耐久性影响进行防护设计。
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15.0.12 管节接头钢端壳、钢底板、PC拉索套筒、钢剪力键、 GINA止水带和OMEGA止水带的压板及紧固件等，应采取涂刷耐腐蚀性涂层或金属喷涂、牺牲阳极等措施。
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15.0.13 管节安装完成后，应对裸露的钢结构预留预埋件采取防腐蚀措施。
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15.0.14 GINA止水带和OMEGA止水带应采用与主体结构相同的设计使用年限，使用前应进行热空气老化和压缩永久变形耐久性试验，并应满足现行国家标准《高分子防水材料 第2部分：止水带》GB 18173.2的相关规定。
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**条文说明**
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15.0.1 不同环境作用下混凝土耐久性问题十分复杂，设计人员可结合实际工程重要性、作用环境、实践经验以及施工条件等适当提高相关要求。应体现源头把关、过程控制以及后期管养的全过程设计理念。
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15.0.4 混凝土结构所处的侵蚀性环境往往不是单一的，提高混凝土抵抗各种典型侵蚀环境作用所采取的技术措施也不相同，甚至有时可能是相互矛盾的。进行耐久性设计时应分别进行考虑，需满足各自单独作用下的耐久性要求。如当结构物处于硫酸盐腐蚀和冻融破坏环境时，进行混凝土配合比设计时应同时考虑采用抗硫酸盐硅酸盐水泥、掺加足量矿物掺合料和引气剂等技术措施。此外，不同类别环境叠加有可能会加重对混凝土的腐蚀，也有可能对混凝土的腐蚀没有影响。设计中遇到多重环境同时作用时，宜通过试验和专题论证。
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15.0.5 本条所指的主体结构和运营期不可更换的结构构件主要指直接和间接承担永久荷载和可变荷载，在运营期间无法更换或更换会影响运营的结构构件，如管节的顶底板、侧墙、作为主要受力构件的中隔墙和隔板等。
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运营期可以更换的次要构件主要指在沉管法隧道内部的、位于次要部位且更换不影响使用功能和正常运营的结构构件，如只起隔断作用的隔墙、隔板。
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临时结构主要指设计中不考虑永久承载作用的基坑围护结构中的围护桩、端封墙等结构，可不考虑耐久性要求，仅满足施工期间的使用即可。
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15.0.7 由于一般沉管法隧道结构较厚，且混凝土施工质量较好，同时临水表面有防水层保护，外侧氯化物环境中的氯离子很难到达结构内侧，而沉管法隧道混凝土构件接触土体的外侧一般无空气进人的可能，因此沉管法隧道外表面可按不低于Ⅲ-D、Ⅳ-D级的环境作用等级确定，隧道结构内表面可根据年平均湿度情况确定环境作用等级。
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15.0.10 目前对于混凝土结构及构件的耐久性设计主要从控制混凝土水胶比和胶凝材料配比、提高混凝土密实性和减少水化热、控制初始裂缝等方面着手，然而仍存在许多不可控因素，如环境条件、施工工艺等；对钢结构耐久性方面，由于试验条件、试验方法、试验性质等因素导致研究结论差异性较大，尚未有比较成熟的定量关系；此外，大量接缝和接头也是耐久性设计的薄弱环节。因此在运营期，对于环境作用等级高或重要的沉管法隧道工程，需要设置检测或监测计划，对混凝土结构或钢结构的劣化或腐蚀的指标进行测试，检测内容可包括电通量、碳化深度、混凝土强度、裂缝和钢构件锈蚀情况等，还可以通过埋设各种元器件检测氯离子渗透情况、钢筋的锈蚀情况和钢结构的腐蚀情况，从而对后期是否采取保护或加强保护措施提供依据。
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15.0.12 管节接头PC拉索在以往工程中主要采用可伸缩橡胶管、热缩管、热缩带以及连接法兰等组成。利用可伸缩橡胶管能适应接头钢绞线位移的特性，橡胶管将接头钢绞线的外露部分完全包裹，管腔内注入防锈油脂以防钢绞线锈蚀。随着防腐技术的不断发展，目前还出现了一种采用熔融结合环氧粉末涂料作为其防腐涂层的新技术。
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剪力键、钢端壳、压板和紧固件的防腐措施主要是采用环氧云铁或环氧富锌底漆与厚膜型环氧沥青面漆结合涂刷的方式。但一般环氧类涂层的防腐年限为15年左右，且现场涂装道数较多，无法保证施工质量，因此在使用上存在一定的局限性。近年来出现了一种采用电弧喷涂与喷涂型聚脲涂料相结合的方法进行防腐处理。这种涂层具有结合牢固、防腐长久有效、较长耐腐蚀寿命等特点。
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15.0.14 止水带的耐久性试验应进行热空气老化试验和压缩永久变形试验，具体试验要求和方法应按《高分子防水材料 第2部分：止水带》GB 18173.2、《硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验》GB/T 3512的相关规定执行。
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[《沉管法隧道设计标准》GB/T 51318-2019](https://www.soujianzhu.cn/NormAndRules/NormContent.aspx?id=2450)
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## 16抗震
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### 16.1 一般规定
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16.1.1 沉管法隧道应进行抗震设计。
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16.1. 2隧道结构的抗震设防目标应符合下列规定：
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1 当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，结构不破坏或轻微破坏，可保持其正常使用功能，结构处于弹性工作阶段；
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2 当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时，结构可能损坏但经修补后仍可恢复其正常使用功能，结构局部进入弹塑性工作阶段。
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16.1.3 沉管法隧道的抗震设防类别不应低于标准设防类，车行及轨道交通的沉管法隧道抗震设防类别不应低于重点设防类。
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16.1.4 各抗震设防类别管节结构的抗震设防标准，应符合现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223的相关规定。
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16.1.5 地基基础的抗震措施、液化土的判别与处理，应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的相关规定。
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**条文说明**
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16.1.1本条主要参照现行国家标准《建筑抗震设计规范》G50011制定。
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本节中罕遇地震与现行国家标准《中国地震动参数区划图》GB 18306一致，即为相应于50年超越概率为2%的地震动。
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16.1.2 沉管法管节结构的抗震设防目标参考了现行国家标准《城市轨道交通结构抗震设计规范》GB 50909，与一般建筑结构相比较，管节结构的抗震设防目标要求提高了。主要原因是管节结构多位于河床、海床面以下，一旦损坏通常很难修复，如果产生严重破损会导致河（海）水甚至泥沙涌入，从而系统失效；而且地下结构的地震反应弱于地面结构，适当提高抗震设防水准的性能要求一般不会导致造价大幅增加。
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16.1.3 考虑到沉管管节结构一旦损坏通常很难修复，本条规定需抗震设防的管节结构的抗震设防类别不应低于标准设防类。同时，参照现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223，处于交通枢纽的沉管法隧道应划为重点设防类。
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### 16.2 地震作用计算
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16.2.1 隧道结构地震作用计算应符合下列规定：
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1 隧道结构应分别计算沿结构横向和纵向的水平地震作用；
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2 对于地基刚度或顶部荷载突变的隧道结构，应计算竖向地震作用，竖向设计地震动峰值加速度不应小于水平向峰值加速度的65%；
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3 隧道结构的地震反应计算方法应根据结构特点采用反应位移法、反应加速度法或时程分析法。
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16.2.2 隧道结构地震作用计算应进行设防烈度地震作用下的截面抗震验算、变形验算和罕遇地震作用下的抗震变形验算。
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**条文说明**
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16.2.1 1 两个水平向地震作用分别计算时，设计基本地震加速度输入采用相同的数值。
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3 反应位移法采用荷载结构模型，是以场地土层地震动相对位移为主要因素确定地震作用，对地下结构物进行计算的方法。反应加速度法采用地层结构模型，是用场地土层地震动加速度确定地震作用，施加于地下结构及周围土体，对地下结构物进行计算的方法。
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16.2.2 结构抗震设计的地震动参数，应根据批复的工程场地地震安全性评价报告或经专门研究审定的文件确定。工程场地地震安全性评价报告宜根据设计要求提供各土层对应的剪切波速、动力非线性关系曲线、场地反应谱、不同超越概率水准下的地震波时程曲线等有关的动力参数。
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### 16.3 地震验算
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16.3.1 隧道结构的截面抗震验算，应符合下式要求：
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$S \leq \frac{R}{\gamma_{RE}} \quad{(16.3.1)}$
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式中：
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γ<sub>RE</sub>——承载力抗震调整系数，按表16.3.1采用；
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S——结构构件内力组合的设计值；
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R——结构构件的承载力设计值。
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**表16.3.1 承载力抗震调整****系数**
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<table border="1">
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<tr>
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<th>材料</th>
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<th>结构构件</th>
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<th>受力状态</th>
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<th>γ<sub>RE</sub></th>
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</tr>
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<tr>
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<td rowspan="3">钢</td>
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||
<td>柱、梁、节点板件、螺栓、焊缝</td>
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||
<td>强度</td>
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||
<td>0.75</td>
|
||
</tr>
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||
<tr>
|
||
<td>柱</td>
|
||
<td>稳定</td>
|
||
<td>0.80</td>
|
||
</tr>
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||
<tr>
|
||
<td>梁</td>
|
||
<td>受弯</td>
|
||
<td>0.75</td>
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||
</tr>
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||
<tr>
|
||
<td rowspan="4">混凝土</td>
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||
<td>轴压比小于0.15的柱</td>
|
||
<td>偏压</td>
|
||
<td>0.75</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>轴压比不小于0.15的柱</td>
|
||
<td>偏压</td>
|
||
<td>0.80</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>墙</td>
|
||
<td>偏压</td>
|
||
<td>0.85</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td>各类构件</td>
|
||
<td>受剪、偏拉</td>
|
||
<td>0.85</td>
|
||
</tr>
|
||
</table>
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||
注：当仅计算竖向地震作用时，各类结构构件承载力抗震调整系数均应采用1.0。
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16.3.2 隧道结构的抗震变形验算，应按下列规定进行：
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1 隧道结构在设防地震作用下的最大的弹性层间位移应符合下式要求：
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$\Delta u_e \leq \left[ \theta_e \right] h \quad{(16.3.2-1)}$
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式中：
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△<sub>ue</sub>——设防地震作用标准值产生的结构最大弹性层间位移，计算时可不扣除结构整体弯曲变形，钢筋混凝土结构构件的截面刚度可采用弹性刚度；
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【θ<sub>e</sub>】——弹性层间位移角限值，对钢筋混凝土矩形管节结构，弹性层间位移角限值可取1/550；
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h——计算结构层净高。
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2 隧道结构在罕遇地震作用下的弹塑性层间位移应符合下式要求：
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$\Delta u_p \leq \left[ \theta_p \right] h \quad{(16.3.2-1)}$
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式中：
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△<sub>up</sub>——弹塑性层间位移；
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【θp】——弹塑性层间位移角限值，对钢筋混凝土矩形管节结构，弹塑性层间位移角限值可取1/250。
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3 管节接头、节段接头的防水材料应满足适应设防地震作用接头变形的水密性要求。
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16.3.3 重点设防类隧道结构的抗震等级不应低于二级，标准设防类隧道结构的抗震等级不应低于三级。
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16.3.4 隧道结构的抗震构造措施宜按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的相关规定执行。
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16.3.5 地震作用效应和其他荷载效应的基本组合，应按下式计算：
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$S = \gamma_G S_{GE} + \gamma_{Eh} S_{Ehk} + \gamma_{Ev} S_{Evk} \quad{(16.3.5)}$
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式中：
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S——结构构件内力组合的设计值，包括组合的弯矩、轴向力和剪力设计值等；
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γ<sub>G</sub>——重力荷载分项系数，一般情况应采用1.2，重力荷载效应对于构件承载能力有利时，不应大于1.0；
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γ<sub>Eh</sub>、γ<sub>Ev</sub>——分别为水平、竖向地震作用分项系数，按表16.3.5采用；
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S<sub>GE</sub>——重力荷载代表值的效应；
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S<sub>Ehk</sub>——水平地震作用标准值的效应；
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S<sub>Evk</sub>——竖向地震作用标准值的效应。
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**表16.3.5 地震作用分项****系数**
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| 地震作用 | γ_Eh | γ_Ev |
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|------------------------------------------|-------|-------|
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| 仅计算水平地震作用 | 1.3 | 0.0 |
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| 仅计算竖向地震作用 | 0.0 | 1.3 |
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| 同时计算水平与竖向地震作用（水平地震为主） | 1.3 | 0.5 |
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||
| 同时计算水平与竖向地震作用（竖向地震为主） | 0.5 | 1.3 |
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||
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16.3.6 计算地震作用时，重力荷载代表值应取永久荷载的标准值与各可变荷载的组合值之和，各可变荷载的组合值系数应符合表16.3.6的规定。
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|
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**表16.3.6 各可变荷载的组合值****系数**
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<table border="1">
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<tr>
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<th colspan="2">可变荷载种类</th>
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<th>组合值系数</th>
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</tr>
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<tr>
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<td rowspan="2">内部活荷载</td>
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<td>按实际情况计算</td>
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<td>1.0</td>
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</tr>
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<tr>
|
||
<td>按等效均布荷载计算</td>
|
||
<td>0.5</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td colspan="2">水压力变化</td>
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||
<td>0.5</td>
|
||
</tr>
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||
</table>
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16.3.7 重点设防的沉管法隧道接头应设置限位装置。
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16.3.8 重点设防的沉管法隧道应根据结构抗震要求计算的接头变形量进行GINA止水带、OMEGA止水带选型。
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**条文说明**
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16.3.2 1、2 参考现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011，混凝土矩形管节结构的弹性层间位移角限值、弹塑性层间位移角限值取用钢筋混凝土框架结构在不同抗震性能水准下的对应值。考虑到混凝土矩形管节结构的结构板一般较厚（板厚一般约占结构高度的13%），层间计算高度取结构层净高更合理。
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管节结构在罕遇地震作用下的弹塑性层间位移，可采用弹塑性时程分析法计算，也可按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011中的下列简化公式计算：
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$\Delta u_p = \eta_p \Delta u_c \quad{(5)}$
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式中：
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△<sub>ue</sub>——罕遇地震作用下按弹性分析的层间位移：
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η<sub>p</sub>——弹塑性层间位移增大系数，可根据计算结构层层间屈服强度系数ξ<sub>y</sub>按表9采用；中间采用内插法取值。表9的数值是根据混凝土矩形管节结构的特点，取用2层~4层均匀框架结构的对应值；
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ξ<sub>y</sub>——层间屈服强度系数，为按构件实际配筋和材料强度标准值计算的结构层受剪承载力和按罕遇地震作用标准值计算的结构层弹性地震剪力的比值。
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**表9 弹塑性层间位移增大****系数η<sub>p</sub>**
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<table border="1">
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<tr>
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||
<th rowspan="2">结构类型</th>
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<th colspan="3">ξ_y</th>
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</tr>
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||
<tr>
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||
<td>0.5</td>
|
||
<td>0.4</td>
|
||
<td>0.3</td>
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||
</tr>
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||
<tr>
|
||
<td>管节结构</td>
|
||
<td>1.30</td>
|
||
<td>1.40</td>
|
||
<td>1.60</td>
|
||
</tr>
|
||
</table>
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||
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||
3 管节接头、节段接头防水材料的水密性宜通过试验确定。从已有工程设计经验来看，抗震计算需验算设防地震作用时管节接头、节段接头的变形值，并应考虑剪力键及其相互作用垫层的刚度影响，必要时可在接头处设置预应力拉索等限位措施。
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16.3.7 沉管隧道一般采用竖向剪力键作为竖向限位装置，水平剪力键作为横向限位装置，PC拉索作为纵向限位装置，对重点设防的沉管隧道接头应设置限位装置。
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## 本标准用词说明
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1 为便于在执行本标准条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：
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1） 表示很严格，非这样做不可的：
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正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”；
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2） 表示严格，在正常情况下均应这样做的：
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正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”；
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3） 表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：
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正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”；
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4） 表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。
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2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符合……的规定”或“应按……执行”。
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## 引用标准名录
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1 《混凝土结构设计规范》GB 50010
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2 《建筑抗震设计规范》GB 50011
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3 《钢结构设计标准》GB 50017
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4 《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T 50082
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5 《地下工程防水技术规范》GB 50108
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||
6 《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223
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||
7 《堤防工程设计规范》GB 50286
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||
8 《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T 50476
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||
9 《建筑基坑工程监测技术规范》GB 50497
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||
10 《爆破安全规程》GB 6722
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||
11《高分子防水材料 第2部分：止水带》GB18173.2
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||
12 《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120
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||
13 《疏浚与吹填工程设计规范》JTS 181-5
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||
14 《水运工程爆破技术规范》JTS 204
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||
[《沉管法隧道设计标准》GB/T 51318-2019](https://www.soujianzhu.cn/NormAndRules/NormContent.aspx?id=2450) |