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      沉管隧道管節(jié)預(yù)制工藝比選

      2012-03-13 02:24:12吳瑞大歐政軍
      中國港灣建設(shè) 2012年4期
      關(guān)鍵詞:平面布置管節(jié)工廠

      吳瑞大,歐政軍

      (中交第四航務(wù)工程局有限公司,廣東 廣州 510231)

      修建大型水下隧道主要采用沉管法和盾構(gòu)法[1]。沉管法是先在岸上預(yù)制管節(jié),然后浮運到指定位置下沉對接固定,進而建成過江隧道或水下構(gòu)筑物的施工方法[2]。采用沉管法施工的隧道稱為沉管隧道,有鋼殼管節(jié)和鋼筋混凝土管節(jié)兩種結(jié)構(gòu)型式。早期修建的沉管隧道多為鋼殼管節(jié),隨著水力壓接法和管節(jié)防水等關(guān)鍵技術(shù)的進步,鋼筋混凝土管節(jié)逐漸取代了鋼殼管節(jié),近幾十年修建的沉管隧道大多以鋼筋混凝土管節(jié)為主。管節(jié)是沉管隧道的最基本的組成單元,管節(jié)預(yù)制是沉管隧道工程的重要環(huán)節(jié)。本文介紹了4種不同混凝土管節(jié)預(yù)制方式及工程應(yīng)用實例,結(jié)合港珠澳大橋沉管隧道工程的實際情況,重點分析了沉管預(yù)制干塢法和工廠法的各自優(yōu)缺點和適用范圍,通過深入地比選研究,最后提出港珠澳大橋管節(jié)預(yù)制實施方案。

      1 混凝土管節(jié)預(yù)制方式

      1942年鋼筋混凝土管節(jié)首次成功應(yīng)用于荷蘭鹿特丹的Mass沉管隧道工程[3],隨著科技進步,大量施工技術(shù)難題逐漸被攻克,幾十年來混凝土管節(jié)的預(yù)制方式也發(fā)生了很大的變化。根據(jù)預(yù)制場所的不同,目前混凝土管節(jié)的預(yù)制有大干塢內(nèi)一次預(yù)制、干塢內(nèi)分批預(yù)制、工廠化分批預(yù)制、水上浮動預(yù)制等4種方式。

      1.1 大干塢一次預(yù)制方式

      本方式是在一個大型的干塢內(nèi)一次性完成所有水下管節(jié)的預(yù)制。它只需一次性放水進塢,而無需在塢首設(shè)置重復(fù)開合的闡門。管節(jié)出塢時,拆除塢首圍堰即可將管節(jié)逐段拖運出塢。這種預(yù)制方式所需的干塢規(guī)模較大,占地多,土地使用費高,對環(huán)境和生態(tài)的影響較大。本方式只適用于隧道規(guī)模小,管節(jié)數(shù)量少,土地使用價格低,塢址地質(zhì)條件較差以及不易在干塢內(nèi)放水排水的工程。

      我國1995年11月建成通車的寧波甬江沉管隧道就是采用這種方式進行管節(jié)預(yù)制的。該隧道全長3821.98m,為單管單孔雙車道結(jié)構(gòu),水中共有五節(jié)管節(jié)E1~E5,總長420m(85m+80m+3×85m),管節(jié)全部在隧道軸線南引道處的岸邊設(shè)置的干塢(圖1)內(nèi)一次性預(yù)制。塢底長215m,寬 85m[4]。

      本工程管節(jié)之所以采用大干塢內(nèi)一次預(yù)制方式,是因為塢底為流塑狀軟土,隧址的基槽易回淤,且管節(jié)數(shù)量少。為增強塢底地基承載力,防止地基不均勻沉降的影響,除了在管節(jié)預(yù)制基礎(chǔ)范圍的地基進行排水和換土處理外,在預(yù)制管節(jié)時還采取了如下有效措施:采取分段(分8段)澆筑、各段之間設(shè)1m長的斷開段、根據(jù)各段沉降觀測結(jié)果再確定澆筑斷開段的時間,最后各分段連成整體形成預(yù)制管節(jié)。管節(jié)浮運出塢時,將管節(jié)平移至塢內(nèi)組合基礎(chǔ)上,用騎吊法將沉設(shè)船與管節(jié)組成組合體,管節(jié)靠壓載沉沒于水中,并吊在沉設(shè)船下方浮運出塢。出塢時水位必須在高平潮。

      1.2 干塢分批預(yù)制方式(簡稱干塢法)

      本方式是沉管管節(jié)在干塢內(nèi)分批制造,分批出塢,塢首需設(shè)置能重復(fù)開合的闡門,以滿足塢內(nèi)多次放排水的要求。由于管節(jié)是分批預(yù)制的,因而干塢規(guī)模小,占地少,但建造閘門費用較高;干塢內(nèi)反復(fù)灌水、抽水對干塢邊坡穩(wěn)定性不利;適用于地質(zhì)條件好,管節(jié)數(shù)量相對較多,干塢建設(shè)用地狹窄的工程。

      我國1994年1月建成通車的廣州珠江沉管隧道管節(jié)就是采用這種方式預(yù)制的。該隧道全長1238m,為單管4孔結(jié)構(gòu)(4線機動車道+雙線地鐵車道),水中預(yù)制沉管共5節(jié)(E1~E5),總長457m(105m+2×120m+90m+22 m),全部管節(jié)分4批在設(shè)于芳村岸邊隧道軸線上的干塢內(nèi)預(yù)制。由于隧址地方狹窄,只能設(shè)置分批預(yù)制的小規(guī)模干塢,管節(jié)預(yù)制1節(jié),起浮出塢1節(jié)。干塢寬48m,長105 m,深8.9m,如圖2所示。塢門寬33m,為鋼結(jié)構(gòu),施工期間塢門須開閉3次及安裝拆除1次。干塢內(nèi)管節(jié)起浮后,在塢內(nèi)平移至隧道軸線,同時開啟塢門,利用塢門外150m處方駁上的液壓絞車拖引出塢浮運[5]。

      1.3 工廠化分批預(yù)制方式(簡稱工廠法)

      工廠法采用在專設(shè)的廠房內(nèi)進行管節(jié)的工業(yè)化生產(chǎn),再分批推入干塢,分槽(淺水槽和深水槽)出塢的辦法施工,主要適用于預(yù)制工期緊,工程質(zhì)量要求高,塢址地勢高低不平的工程。

      已建的丹麥-瑞典穿越厄勒海峽固定聯(lián)絡(luò)線上的沉管隧道工程就是采用這種方法。該隧道全長3.5 km,隧道由20節(jié)預(yù)制鋼筋混凝土管節(jié)組成,每個管節(jié)重55000 t(178 m×42m×8.5m),橫截面為單管4孔(2孔公路+2孔鐵路)結(jié)構(gòu),每節(jié)管節(jié)由8段長度為22.25m的管段組成。管節(jié)在丹麥哥本哈根北海灣附近預(yù)制,在專設(shè)的廠房內(nèi)工業(yè)化生產(chǎn)。管節(jié)按橋梁分段灌筑的方式采用鑲合澆注法澆筑,即每一個管段緊靠在前一管段的端部灌筑,并采用了先進的液壓模板系統(tǒng)。當2節(jié)管節(jié)并行預(yù)制完成后,頂推系統(tǒng)將其推入工廠外的無水淺水干塢,然后關(guān)閉淺水干塢的滑動塢門與深水干塢的浮動塢門,并向干塢內(nèi)注水,待干塢內(nèi)的水位達海面以上10m時管節(jié)在淺水干塢浮起,再將管節(jié)絞拉至深水干塢,排水待塢內(nèi)水面降到海平面后打開浮動塢門,將管節(jié)拖運至隧址沉放就位。圖3是厄勒海峽沉管隧道管節(jié)預(yù)制工地的總體布置示意圖。

      1.4 水上浮動預(yù)制

      上述3種管節(jié)預(yù)制方式均需在岸邊事先建造干塢,干塢占地面積較大,開挖深度達10m以上,還需要存放大量棄泥的地方,建造干塢的費用也較高,約為沉管制造費用的20%以上。此外,在干塢內(nèi)重復(fù)灌排水還會導(dǎo)致周圍地面沉降,給環(huán)境帶來危害。為了克服上述缺點,有建議采用在水上浮動預(yù)制管節(jié)。

      早期的鋼殼沉管隧道中就曾采用在船臺上預(yù)制鋼殼后,將鋼殼沿滑道滑入水中成為浮體,在漂浮狀態(tài)下灌筑鋼筋混凝土管節(jié)。這種管節(jié)一般做成圓形,由于鋼殼不拆卸,耗鋼量太,費用高。

      1995年,英國工程師在研究了管節(jié)在制造期間的重力和浮力的變化規(guī)律后,建議矩形管節(jié)在水上浮船上制造。該方法是先將浮船錨碇在隧址附近有一定水深(此水深大于管節(jié)漂浮后吃水深度與浮船高度之和)的水面上,然后在浮船上澆筑管節(jié)底板混凝土,再澆筑管節(jié)側(cè)墻混凝土,此時要求澆筑側(cè)墻升高速度比浮船下沉速度要快(即管節(jié)正浮力的增加比管節(jié)重量增加要快)。當側(cè)墻體混凝土灌筑到一定高度時,管節(jié)本身的浮力就可以支持自身的重量而不需靠浮船提供浮力了,這時可將浮船灌水下沉到河底,但在浮船下沉之前應(yīng)先在管節(jié)兩頭安裝封頭板,以使管節(jié)漂浮后不再進水。當管節(jié)漂浮后可將其拖運至隧址處,再澆筑其余側(cè)墻和頂板混凝土,同時將浮船排水后浮升至水面、拖運至原位,準備制造下一節(jié)管節(jié)[6]。

      用這種方法預(yù)制管節(jié)可以無需建造龐大的干塢,且不影響周圍環(huán)境,這對于城市中心建造沉管隧道十分有利,而且費用相對較低,但是要求施工水域波浪、水流較小。

      綜上所述,這4種沉管管節(jié)預(yù)制方式各有優(yōu)缺點,與沉管隧道的規(guī)模、管節(jié)的數(shù)量、干塢的占地面積、水深和管節(jié)浮運沉放等因素密切相關(guān),適用于不同的工程項目。另外,管節(jié)預(yù)制方式還對管節(jié)的防水性能、結(jié)構(gòu)強度以及沉管隧道的施工工期、造價、環(huán)保等很多方面影響重大。

      2 港珠澳大橋沉管預(yù)制工藝比選

      港珠澳大橋位于中國珠江口伶仃洋水域,連接珠江東岸香港及西岸的澳門、珠海,大橋長約35.6 km,大橋軸線自粵港分界線交點向西至珠海、澳門口岸間的主體工程主線全長29.552 km,采用橋隧組合形式,沉管隧道穿越珠江主航道,隧道兩端各設(shè)東、西人工島與兩端橋梁連接。

      大橋島隧工程包括東人工島結(jié)合部非通航孔橋、東人工島、沉管隧道、西人工島、西人工島結(jié)合部非通航孔橋,全長7440.546m,其中預(yù)制沉管段長5664m,由33節(jié)管節(jié)組成。

      與厄勒海峽、釜山至巨濟接線等國外長大海底沉管隧道的設(shè)計理念類似,港珠澳大橋沉管采用節(jié)段式管節(jié),標準管節(jié)長180m,由8×22.5m節(jié)段組成,通過后張預(yù)應(yīng)力連接在一起,管節(jié)起浮、舾裝完成后,通過拖輪運到隧道區(qū),沉放、對接形成海底隧道。標準節(jié)段混凝土方量為3400m3,鋼筋約900 t,沉管隧道橫斷面示意圖見圖4。

      港珠澳大橋作為具有空前影響力的跨海通道工程,其工程規(guī)模大,工期緊,難度高,技術(shù)含量高。為滿足沉管120 a設(shè)計使用壽命的要求,實現(xiàn)對大體積混凝土的控裂技術(shù),國內(nèi)首次采用沉管管節(jié)全斷面一次澆筑工藝,沉管預(yù)制施工工藝的選擇將對工程質(zhì)量、后期建設(shè)和運營產(chǎn)生極其重要的影響。

      考慮沉管預(yù)制的擬選塢址、平面布置、工藝技術(shù)、質(zhì)量要求、沉管寄放、工程造價、工期要求和工程風(fēng)險等方面因素,干塢法和工廠法均為合理、可行的管節(jié)預(yù)制備選方案,下面對此兩種工法進行進一步的比選研究。

      2.1 沉管預(yù)制廠平面布置

      經(jīng)過前期多方面研究論證,確定了珠海市桂山牛頭島為最佳干塢建造地址。根據(jù)干塢法和工廠法的要求,分別進行了總平面布置規(guī)劃,并進行了優(yōu)化。

      2.1.1 干塢法平面布置

      干塢法平面布置為兩個塢“3+3”塢前寄放干塢型布置,廠區(qū)共分九大功能區(qū):預(yù)制干塢區(qū)(1號、2號干塢區(qū))、鋼筋加工區(qū)、鋼結(jié)構(gòu)及預(yù)埋件加工區(qū)、混凝土生產(chǎn)區(qū)、碎石加工區(qū)、材料碼頭運輸區(qū)、沉管寄放區(qū)、生活及辦公區(qū)等設(shè)施。干塢法總平面布置見圖5。

      2.1.2 工廠法平面布置

      工廠法平面布置為淺塢加深塢“2+4”的布置方案,包括生產(chǎn)線廠房、淺塢區(qū)、深塢區(qū)、鋼結(jié)構(gòu)及預(yù)埋件加工區(qū)、混凝土生產(chǎn)區(qū)、碎石加工區(qū)、材料碼頭運輸區(qū)、沉管寄放區(qū)、生活及辦公區(qū)等設(shè)施??偲矫娌贾靡妶D6。

      2.2 工藝設(shè)計

      根據(jù)港珠澳大橋沉管預(yù)制工程量、工期要求、工效分析及總平面布置,分別對干塢法和工廠法進行了工藝設(shè)計。

      2.2.1 干塢法預(yù)制工藝

      管節(jié)分批次在干塢內(nèi)進行預(yù)制,每批次為3節(jié)管節(jié),左右兩個干塢共分11批次輪流出塢。管節(jié)在塢內(nèi)預(yù)制完成并進行一次舾裝及試漏后,利用在干塢布設(shè)的錨點和絞車等設(shè)備,將管節(jié)絞移出干塢,使管節(jié)在塢前寄放區(qū)內(nèi)臨時系泊寄放和二次舾裝。

      沉管模板分為側(cè)模、側(cè)模門架、內(nèi)模結(jié)構(gòu)、內(nèi)模支架及導(dǎo)梁五部分組成。預(yù)制場共配置6套模板(6套外模、6套內(nèi)模),即每個臺座設(shè)置1套模板系統(tǒng)。

      干塢法主要包括三大關(guān)鍵工藝:鋼筋綁扎工藝、模板裝拆工藝、全斷面澆筑混凝土工藝。

      2.2.2 工廠法預(yù)制工藝

      沉管工廠化預(yù)制是指按照流水式預(yù)制生產(chǎn)線進行工藝布置,所有預(yù)制作業(yè)在廠房內(nèi)連續(xù)進行,每個節(jié)段在澆筑臺座上全斷面澆筑、養(yǎng)護,達到強度后向前頂推22.5m,空出澆筑臺座,下一節(jié)段與剛頂出的節(jié)段相鄰匹配預(yù)制,直至完成8個節(jié)段,整體頂推至淺塢進行臨時預(yù)應(yīng)力索張拉形成管節(jié)整體,再進行舾裝、試漏、出塢作業(yè)。

      工廠化流水施工工藝設(shè)置2條生產(chǎn)線,每條由3個鋼筋綁扎臺座、1個混凝土澆筑臺座、1套鋼筋綁扎模架、1套固定底模、1套內(nèi)模、1套外模及4個鋼筋籠滑移臺車組成。

      沉管寄放在深塢區(qū),共分17批次出塢。

      工廠法主要包括四大關(guān)鍵工藝:鋼筋綁扎工藝、模板裝拆工藝、全斷面澆筑混凝土工藝、管段頂推工藝。

      2.3 工法比選

      與干塢法相比,工廠法的優(yōu)點主要有以下方面:

      1)在總平布置方面,由于工廠法分為深塢和淺塢,充分利用了桂山牛頭島階梯形地勢,大大減少了土石方開挖量。

      2)在工藝流程方面,工廠法預(yù)制施工都以管段為單位進行,容易形成流水施工。

      3)在施工組織方面,所有管段在工廠內(nèi)預(yù)制,不受天氣影響,真正實現(xiàn)了連續(xù)作業(yè),勞動力需求保持均衡。管段的鋼筋籠全部“離線”預(yù)加工,處于預(yù)制工作主流程之外,加快了施工速度。沉管起浮時不會淹沒鋼筋預(yù)制區(qū)、模板加工區(qū)及混凝土澆注區(qū)等主要功能區(qū),提高了施工效率。有文獻對厄勒海峽沉管隧道傳統(tǒng)干塢法和工廠法的效率進行了統(tǒng)計比較,認為其工效有了很大提高。

      4)在施工質(zhì)量方面,所有鋼筋加工綁扎、模板安裝、混凝土澆筑養(yǎng)護以及孔道灌漿等工作均在室內(nèi)進行,條件可控,施工質(zhì)量好,為提高工程質(zhì)量創(chuàng)造了條件。

      5)在施工成本方面,盡管工廠法在頂推系統(tǒng)、混凝土輸送系統(tǒng)等專用設(shè)備的資金投入上加大了,但是工廠法更流暢的施工組織卻減少了管節(jié)預(yù)制的時間,勞動力成本更低,同時免除了澆注過程中混凝土人工冷卻,允許使用長鋼筋和機械加工,極大地降低了鋼筋用量,減少了氣候?qū)こ探ㄔO(shè)的影響,工程的總體造價相對減少了。

      6)工廠法預(yù)制縮短了混凝土的輸送距離,可以達到小于150m,無需使用混凝土運輸車。

      工廠法也有一定的缺點:新澆筑的管段在短時間的養(yǎng)護后就要被頂推,管節(jié)在下水前要運送250m左右的距離。該方法在國內(nèi)尚無先例,在國外也僅在厄勒海峽沉管隧道應(yīng)用過,屬于新技術(shù),存在一定的技術(shù)風(fēng)險。但是只要在施工前期進行一定的研究,解決管段混凝土早期的裂縫控制和頂推系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù),技術(shù)風(fēng)險也是可控的。

      結(jié)合沉管預(yù)制干塢法和工廠法的平面布置,綜合沉管預(yù)制的技術(shù)要求、質(zhì)量控制、沉管寄放安全、工程造價、工期要求、工程風(fēng)險等方面因素進行深入研究比較,兩種工法主要指標如表1所示。

      表1 沉管預(yù)制干塢法和工廠法主要指標比較

      3 結(jié)語

      本文通過對國內(nèi)、國外多個典型沉管隧道管節(jié)預(yù)制實例的調(diào)研,總結(jié)、分析了大干塢內(nèi)一次預(yù)制、干塢內(nèi)分批預(yù)制、工廠化分批預(yù)制、水上浮動預(yù)制等4種沉管管節(jié)預(yù)制方式的特點和適用范圍。針對港珠澳大橋沉管隧道的工程特點,經(jīng)初步分析,沉管預(yù)制采用干塢法和工廠法兩種工法均是合理和可行的,各具優(yōu)劣。最后重點對這兩種工法在干塢基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成本、機械投入、施工質(zhì)量控制、關(guān)鍵技術(shù)的可靠性、工期保障和沉節(jié)寄放安全等方面進行了深入比選,建議港珠澳大橋沉管預(yù)制優(yōu)先選擇工廠法進行施工。

      [1] 陳韶章.沉管隧道設(shè)計與施工[M].北京:人民交通出版社,2002.

      [2] 傅瓊閣.沉管隧道的發(fā)展與展望[J].中國港灣建設(shè),2004(5):53-58.

      [3] 楊文武.沉管隧道工程技術(shù)的發(fā)展[J].隧道建設(shè),2009,29(4):397-404.

      [4] 曹利民.寧波甬江水底沉管隧道土塢的設(shè)計回顧[J].現(xiàn)代隧道技術(shù),2005,42(1):16-19.

      [5] 劉應(yīng)海,任孝思,胡瓊初,等.珠江沉管隧道管節(jié)預(yù)制技術(shù)[J].現(xiàn)代隧道技術(shù),1996,42(6):22-26.

      [6] 楊文軍,陳東生,張永強.移動干塢預(yù)制沉管隧道管段技術(shù)的研究[C]//救撈專業(yè)委員會.學(xué)術(shù)交流會論文集2005.

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