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沉管法隧道管内施工浅谈
作者：孟民强
来源：《广东造船》2013年第05期
摘 要：沉管法隧道管内施工是在管段水下沉放对接成功安装后，管段基础处理灌砂、注浆及管段两侧和顶部回填工程完成，即管段稳定后进行的一项工程，包括：拆除导向装置、垂直千斤顶推杆回收、置换水箱、端封墙拆除等。本文以广州仑头隧道为例论述沉管隧道关键性节点工程--管内施工。
关键词：导向装置；垂直千斤顶；置换水箱；端封墙 Talking about the construction of immersed tunnel tube Meng Minqiang
（ Department of transportation Guangzhou Salvage Bureau tunnel， Guangzhou 510260 ） Abstract： immersed tunnel tube in the construction of the pipe section water sink put butt after successful installation， pipe foundation treatment of sand filling grouting pipe section， and the sides and top of the backfill engineering completion， i.e. pipe stability after a project carried out by. Includes： removal of guiding device， vertical jack putter recovery， replacement tank， side sealing wall removal. This paper takes Guangzhou Luntou tunnel as an example of immersed tube tunnel key node project - pipe construction.
Key words： Guiding device； vertical jack； replacement tank； side sealing wall 1 引言
仑头隧道采用沉管法隧道作业施工，管段先在半潜驳上预制成密封的钢筋混凝土隧道沉箱，浮运到选定位置寄放，在寄放区安装管面拉合座、导缆钳、五轮滑车、单轮滑车、双轮滑车及吊点；安装控制塔A、控制塔B；当管段沉放位置的基槽检验完成后，利用工程驳船将管段绞移至沉放区，安装管段的纵横调节系统；随后安装吊驳并与管面吊点连接。
当管段水下沉放对接完成，进行管段基础处理以及管段锁定回填，之后就是管内施工。仑头隧道江中沉管段全长277米，共分四节管段及一段水中接头，管段名称及长度E1=55 m；E2=67 m；E3-1=4 m；E3-2=71.5 m；E4=77m。管段宽23 m、管段高8.7m。管段对接采用水力压接法，从两侧岸上段向中间沉放，最终接头设在水下E3-1与E3-2管段之间，采用水下管内浇注形成，长度为2.5 m。 2 管内施工
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当管段水下成功对接结束，对其管段基础底部灌砂及灌浆封孔完成，之后的管内施工中，首先要将管段的重量改由沙基础承托，即在管内将垂直千斤顶推杆回收到管段底部平齐管底；同时将上下鼻托间的临时导向装置拆除，以使管段完全支承在沙基础上；紧跟着对其管段外两侧及顶部抛石回填完成，即管段相对稳定后，可以进行置换水箱和端封墙的拆除。
管段沉放时是依靠管内水箱压载，使管段达到要求的负浮力进行沉放，沉放完成后也是靠在压载水箱内增加水量达到稳定压载。置换水箱就是分段分步的替换压载水箱，最后用压重混凝土来达到管内稳定压载。
管内施工是沉管隧道建设中一项非常重要、非常关键性的环节，直接影响管段沉放后的稳定，施工工艺步骤环环相扣，前后顺序不能有误，严格按照一套完善的技术方案进行，否则将会带来严重的甚至是难以弥补的后果，所以采用严谨的技术方案是保证管内施工顺利的唯一保障。
2.1 管内施工工艺流程（图1） 图1 管内施工工艺流程
2.2 垂直千斤顶推杆回收及同步进行上、下导向装置的拆除
管段沉放对接时，A端用导向装置支承在鼻托上，而另一B端用垂直千斤顶支承在临时垫块上。
垂直千斤顶是沉管沉放过程中管段尾部的高程调节系统即高程定位；垫块承载力按管段在1.05抗浮安全系数下所要求的负浮力进行设计。垂直千斤顶中心轴距管段B端15 m左右，距边墙0.5 m左右。
导向装置是沉管沉放过程中管段头部的定位，即轴线与高程定位；在管段沉放对接时，可通过导向装置把对接管段A端与已安装管段B端对接位置横向误差控制在±10 mm范围内，导向装置由预埋件和主体结构两部份组成，在管段制作时先将预埋件埋入鼻托端面，导向装置主体结构安装时须严格按设计精度进行复测，以满足管段沉放精度要求。
当沉管沉放准确就位并对其底部灌砂、两侧锁定完成后的一个关键动作，就是垂直千斤顶推杆回收及同时进行导向装置的拆除：
（1）垂直千斤顶推杆回收到平齐管底，一定要注意不能有凸点； （2）导向装置的拆除，必须要在消除导向装置残余应力后进行，见图2。 导向装置拆除前 导向装置拆除后
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图2 鼻托上下导向装置拆除构造图
完成上述二个任务后沉管完全坐在砂基础上，然后对沉管两侧进行锁定工作，管面部分回填，沉管处于相对稳定后可以进行下道工序：浇筑压重混凝土，同时置换水箱。 2.3 管内压重混凝土浇筑同时置换压载水箱
沉管安装有一套完整的沉放系统来保证管段沉放安装就位，其中沉放过程中向管内的压载水箱注水可以达到两个目的：一是调节沉管的平衡，确保吊驳的四个吊点受力均衡；二是得到准确的负浮力。当沉管安装完成、底部灌砂和侧面回填完毕即是沉管相对稳定后进行管内压重混凝土的浇筑同时进行压载水箱置换。
必须注意，在管段完成从临时支承转换到永久灌砂基础之前，抗浮安全系数均须严格控制在1.05。压重混凝土浇筑完毕后，管段的结构抗浮安全系数应不小于1.1。 图3为仑头隧道E1管段压重混凝土与压载水箱置换布置图。 图3 E1管段压重混凝土平面分块图 2.3.1 压重混凝土与压载水箱置换
压重混凝土采用分块施工，逐步置换水箱，压重混凝土浇筑必须与管内压载水箱配合进行。施工压重混凝土时，应严格控制路面的标高，满足线路要求精度。 图3 E1管段压重混凝土，必须严格按照如下施工工艺顺序，进行： （1）浇筑①⑦⑨⑩块 → 排L1、R1压载水 → 拆L1、R1水箱； （2）浇筑②块 → 排L2、R2压载水 → 拆L2、R2水箱； （3）浇筑③块 → 排L3、R3压载水 → 拆L3、R3水箱； （4）浇筑④块 → 排L4、R4压载水 → 拆L4、R4水箱； （5）浇筑⑤块 → 排L5、R5压载水 → 拆L5、R5水箱； （6）浇筑⑥块 → 排L6、R6压载水 → 拆L6、R6水箱； （7）浇筑⑧块。
图3中阴影部分为沉管接头水平剪切键位置，属于接头处理工程。