沉管隧道管段預(yù)制施工技術(shù)分析

時(shí)間:2022-04-06 04:07:14

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沉管隧道管段預(yù)制施工技術(shù)分析

摘要:對(duì)沉管隧道管段預(yù)制技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析,闡述了沉管隧道管段預(yù)制技術(shù)重難點(diǎn),提出具體組織及管理策略。以便其能夠在我國(guó)大型通道工程建設(shè)中發(fā)揮出更大的價(jià)值。

關(guān)鍵詞:沉管隧道;管段預(yù)制;施工技術(shù)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,為了更進(jìn)一步的滿(mǎn)足我國(guó)生產(chǎn)、生活的需要,我國(guó)將修建一批橫跨江河湖海的水底隧道。修建這樣的水底隧道必然需要一定的施工技術(shù)才能夠有效的進(jìn)行承建,從現(xiàn)在已經(jīng)有了的技術(shù)來(lái)看,進(jìn)行水底隧道修建最主要應(yīng)用的技術(shù)就是沉管隧道法、盾構(gòu)法以及礦山法。在這之中將對(duì)沉管隧道法進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。

1沉管隧道

運(yùn)用沉管隧道技術(shù)建設(shè)主要分為兩種類(lèi)型。一是鋼殼沉管,這主要通過(guò)將鋼殼與混凝土結(jié)合起來(lái)進(jìn)行沉管隧道建設(shè),其中主要分為單層鋼殼沉管隧道建設(shè)和雙層沉管隧道建設(shè),在國(guó)外的北美地區(qū)主要采用這種形式進(jìn)行建設(shè)。而鋼筋混凝土沉管隧道建設(shè),它又被稱(chēng)為矩形沉管,在結(jié)構(gòu)上屬于大體積多孔箱式混凝土,這種形式的沉管隧道建設(shè)最早出現(xiàn)于歐洲,中國(guó)也應(yīng)用了這種形式修建了幾座沉管隧道[1]。

2沉管隧道管段預(yù)制技術(shù)

2.1混凝土性能方面。一般情況下,沉管隧道管段在混凝土等級(jí)的選擇上需要選用C35及以上標(biāo)號(hào)的混凝土,抗?jié)B等級(jí)S10以上,在混凝土容重方面需要控制在2.36t/m3左右,可上下浮動(dòng)0.01t。同時(shí)也對(duì)混凝土抗裂也有著嚴(yán)格的要求,不可以出現(xiàn)貫穿性裂縫,并且要盡量避免表面裂縫的出現(xiàn)。若有裂縫出現(xiàn)其寬度應(yīng)≦0.2mm,深度應(yīng)<25mm,而且若因?yàn)樗療岫a(chǎn)生干縮裂縫,其寬度應(yīng)當(dāng)≦0.1mm。當(dāng)混凝土調(diào)配好進(jìn)行澆筑入模時(shí)應(yīng)當(dāng)將其溫度控制在28℃之內(nèi),其中管段混凝土的內(nèi)外溫差應(yīng)當(dāng)在25℃以?xún)?nèi)。只有滿(mǎn)足以上要求才能夠確?;炷列阅埽蛊浒l(fā)揮出自身的最大功效。2.2外形幾何尺寸控制措施。在沉管隧道管段預(yù)制技術(shù)中,其模板體系以及施工方法的選擇對(duì)管段施工質(zhì)量及外形幾何尺寸有著重要的影響。在模板體系中需要考慮到能夠有足夠的剛度來(lái)保證其面對(duì)變形時(shí)的狀態(tài),同時(shí)還需要制造一個(gè)適合進(jìn)行干塢上的施工環(huán)境,促使其能夠便于機(jī)械化作業(yè),滿(mǎn)足建設(shè)施工進(jìn)度要求?;诖耍诮ㄔO(shè)施工過(guò)程中應(yīng)當(dāng)選擇大塊鋼外模板與內(nèi)鋼模臺(tái)車(chē)結(jié)合體系,以此來(lái)滿(mǎn)足管段預(yù)計(jì)建設(shè)施工進(jìn)程和質(zhì)量方面的要求。在管段預(yù)制外形尺寸的控制中還需要注重對(duì)鋼端殼的加工和安裝質(zhì)量進(jìn)行控制,畢竟它關(guān)系著沉管管段對(duì)接部位的防水質(zhì)量是否牢靠。鋼端殼這部分需要在工廠中進(jìn)行整段加工、制作完成,然后再分段將其運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng),在施工現(xiàn)場(chǎng)將其進(jìn)行拼裝,然后在安裝之前與管段混凝土連接鋼筋進(jìn)行焊接。在這之中需要分兩步對(duì)其進(jìn)行安裝,首先第一步在管段混凝土澆筑之前將鋼端殼骨架安裝好,然后進(jìn)行一個(gè)調(diào)整;接著第二步則在管段混凝土建筑完成后對(duì)其進(jìn)行精準(zhǔn)的調(diào)整,在調(diào)整后安裝好焊接端板。為了能夠有效提高鋼端殼在管段混凝土澆筑過(guò)程中擁有足夠的支撐力,不會(huì)發(fā)生變形,就需要在這之中設(shè)計(jì)好安裝支承支架,做好相關(guān)的防護(hù)。另外在焊接工藝方面還需要制定嚴(yán)格的措施,從而有效減少焊接變形現(xiàn)象的發(fā)生。在焊接中需要嚴(yán)格保證鋼端殼的加工精度在每延米0.5mm之內(nèi),安裝每延米同樣在0.5mm之內(nèi),對(duì)整體的不平等應(yīng)控制在1.5mm左右。

3沉管隧道管段預(yù)制技術(shù)重難點(diǎn)分析

3.1管段預(yù)制技術(shù)中幾何尺寸控制方面的誤差控制。在管段預(yù)制技術(shù)中若幾何尺寸出現(xiàn)誤差可能會(huì)導(dǎo)致在浮動(dòng)時(shí)管節(jié)的干舷及重心發(fā)生變化,從而使得管節(jié)浮動(dòng)沉放施工風(fēng)險(xiǎn)上漲。同時(shí),在鋼端殼加工及安裝時(shí),也會(huì)使得管節(jié)間的對(duì)接難度加大,甚至其中的防水效果也會(huì)大大的流失?;诖?,在沉管隧道管道預(yù)制技術(shù)中合理控制幾何尺寸數(shù)值誤差是其中的重難點(diǎn)之一[2]。3.2混凝土配合比方面。在沉管隧道建設(shè)中會(huì)運(yùn)用到大量的混凝土,其中對(duì)混凝土配合比是否依據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)行生產(chǎn)直接影響到混凝土的質(zhì)量和容重,若混凝土的容重發(fā)生變化則會(huì)導(dǎo)致管節(jié)中的干舷高度發(fā)生變化,而混凝土的質(zhì)量則又直接影響著沉管隧道管段預(yù)制的整體質(zhì)量水平,特別是混凝土對(duì)于管節(jié)結(jié)構(gòu)的防水性能和防裂、防滲性能方面也有著極大的影響,因此,混凝土配合比是否依照設(shè)計(jì)進(jìn)行合理化生產(chǎn)也是沉管隧道管段預(yù)制技術(shù)中的重難點(diǎn)之一。3.3混凝土施工技術(shù)及防裂控制方面?;炷潦┕ぜ夹g(shù)的優(yōu)良與否能夠直接影響到其對(duì)于管節(jié)預(yù)制質(zhì)量、管節(jié)的防滲、防裂性能、耐用性和沉管隧道順利運(yùn)行等。因而在澆筑混凝土的過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)合理運(yùn)用混凝土施工技術(shù)和相應(yīng)的措施,以此減少裂縫的出現(xiàn),特別是避免貫穿性裂縫的出現(xiàn)。

4沉管隧道管段預(yù)制組織及管理策略

在沉管隧道管段預(yù)制建設(shè)施工過(guò)程中,配備一支施工技術(shù)高超、成熟、富有責(zé)任感、細(xì)致等特質(zhì)的施工團(tuán)隊(duì)是搞好沉管隧道管道預(yù)制建設(shè)施工的一個(gè)基礎(chǔ)條件。4.1和專(zhuān)業(yè)建設(shè)團(tuán)隊(duì)公司加強(qiáng)合作。在沉管隧道管段預(yù)制建設(shè)施工中和專(zhuān)業(yè)建設(shè)團(tuán)隊(duì)公司加強(qiáng)合作,充分運(yùn)用其高超、成熟的施工技術(shù)和專(zhuān)業(yè)設(shè)施設(shè)備建設(shè)出更優(yōu)質(zhì)的沉管隧道,以此避免建設(shè)期間出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題。4.2進(jìn)行模板安裝實(shí)驗(yàn)。在沉管隧道管段預(yù)制施工過(guò)程中,管段構(gòu)建外形尺寸巨大,因此,在進(jìn)行模板體系設(shè)計(jì)及制作時(shí)就需要多加注意。為了提升施工效率,在正式開(kāi)工之前,可以進(jìn)行模板安裝實(shí)驗(yàn),從中對(duì)模板安裝質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn),看其是否符合設(shè)計(jì)的需求,以及在安裝時(shí)間上否能夠滿(mǎn)足工期進(jìn)度,發(fā)現(xiàn)其中的不足之處比便對(duì)其進(jìn)行整改[3]。4.3運(yùn)送混凝土對(duì)混凝土性能影響實(shí)驗(yàn)?,F(xiàn)今混凝土生產(chǎn)都是在特定的工廠中進(jìn)行,當(dāng)生產(chǎn)完成后再將其送至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行使用,在這之中運(yùn)送混凝土的時(shí)間以及卸下混凝土操作等都可能對(duì)混凝土的性能造成一定的影響,若處理不當(dāng)則會(huì)導(dǎo)致混凝土質(zhì)量無(wú)法得到很好的保障?;诖?,可以在沉管隧道管段預(yù)制施工正式開(kāi)工之前,進(jìn)行運(yùn)送混凝土性能影響實(shí)驗(yàn),分別記錄混凝土從工廠中運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)所需時(shí)間、混凝土初步凝結(jié)時(shí)間以及坍落度損失數(shù)據(jù)等,若發(fā)現(xiàn)其中某一環(huán)節(jié)導(dǎo)致混凝土性能下降過(guò)多,那么就需要對(duì)混凝土制作配方進(jìn)行合理的改進(jìn),以此滿(mǎn)足沉管隧道管段預(yù)制施工過(guò)程中對(duì)混凝土性能的需求。4.4保證沉管隧道管段預(yù)制施工過(guò)程中各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量。在沉管隧道管段預(yù)制施工過(guò)程中一定要保證模板加工、施工人員的施工技藝、混凝土生產(chǎn)、運(yùn)送以及混凝土澆筑等各個(gè)環(huán)節(jié)中的施工質(zhì)量,從小的環(huán)節(jié)入手保證整個(gè)沉管隧道管段預(yù)制施工質(zhì)量達(dá)到預(yù)計(jì)要求。4.5實(shí)施信息化管理。在管段預(yù)制施工過(guò)程中對(duì)混凝土產(chǎn)生裂縫進(jìn)行控制是非常重要的,這也是一個(gè)全面且系統(tǒng)化的控制過(guò)程,在這之中包含著全面且綜合的混凝土裂縫控制防護(hù)措施和對(duì)應(yīng)的溫度及裂縫監(jiān)管系統(tǒng),基于此,相關(guān)建設(shè)施工單位可以實(shí)施信息化管理,以便對(duì)整個(gè)工程實(shí)行一個(gè)全過(guò)程的動(dòng)態(tài)化管理,從中發(fā)現(xiàn)不足,從而實(shí)施改進(jìn)[4]。

5結(jié)束語(yǔ)

沉管隧道管段預(yù)制技術(shù)在我國(guó)發(fā)展時(shí)間尚短,對(duì)于我國(guó)工程建設(shè)施工來(lái)說(shuō)它還屬于一個(gè)全新的領(lǐng)域,很多技術(shù)方面尚不成熟,需要在未來(lái)加大對(duì)這一施工技術(shù)的研究和探索,讓其能夠在我國(guó)大型沉管隧道建設(shè)中發(fā)揮出真正的價(jià)值和作用。

參考文獻(xiàn)

[1]楊衛(wèi)國(guó),李文浩.港珠澳大橋沉管隧道暗埋段施工重難點(diǎn)管控剖析[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版),2018(5):279-282.

[2]韓強(qiáng).沉管隧道節(jié)段接頭力學(xué)行為試驗(yàn)研究與理論分析[J].建材發(fā)展導(dǎo)向,2019,17(7):159.

[3]劉力英,魏立新,黃雪陽(yáng),等.沉管隧道變截面管段浮運(yùn)水流力及系纜樁可靠性分析[J].隧道建設(shè)(中英文),2018,38(z1):45-50.

[4]黃震,張海,張陳龍,等.沉管隧道施工前期風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估模型及應(yīng)用[J].災(zāi)害學(xué),2020,35(2):55-61.

作者:章奔晨 單位:華東交通大學(xué)土木建筑學(xué)院