沉管隧道干塢內(nèi)管節(jié)拉合對接施工工法

沉管隧道干塢內(nèi)管節(jié)拉合對接施工工法1前言純的剛性接頭容易因管節(jié)間基槽不均勻沉降而造成結(jié)構(gòu)開裂從而導(dǎo)致管節(jié)長期維護(hù)成本增加。2工法特點牽移平滑，保證管節(jié)表面及結(jié)構(gòu)無損傷；壓縮點多，保證足夠GINA止水帶壓縮量達(dá)到設(shè)計要求；全程均采用遠(yuǎn)程操作，施工安全系數(shù)高。適用范圍本工法適用于干塢法預(yù)制混凝土管節(jié)干塢內(nèi)管節(jié)對接拉合或其它大型混凝土預(yù)制件的拉合操作。工藝原理此拉合法的原理在于運用千斤頂拉合并壓緊兩塊相連的混凝土預(yù)制管節(jié)。此技術(shù)的關(guān)鍵點：計算并驗算水下連接時GINA值應(yīng)符合水下的實際情況以確保拉合的GINA的情況。施工工藝流程及操作要點施工流程施工工藝流程

圖5.1-1施工工藝流程圖段、牽移階段、拉合階段和后續(xù)階段。準(zhǔn)備階段：管節(jié)預(yù)制及預(yù)埋件安裝、牽移地面準(zhǔn)備、預(yù)拉鋼桿及千斤頂安裝；牽移階段：初始張力計算、克服靜摩擦力、循環(huán)牽移；拉合階段：端面標(biāo)高校準(zhǔn)、壓縮GINA止水帶、鎖定千斤頂及安裝保護(hù)罩；Omega孔及安裝水平/豎直剪力鍵等。對接的后續(xù)處理將在沉管管節(jié)沉放后內(nèi)接頭安裝時進(jìn)行。準(zhǔn)備階段為E9及E9-2、E11及E11-2。此兩段管節(jié)將分別沉放于銅鑼灣避風(fēng)塘處，然后分別進(jìn)行終端性接頭并于干塢內(nèi)完成拉合。表5.2-1短管節(jié)拉合要點參數(shù)管節(jié)名稱重量(ton)牽移距離(m)預(yù)拉鋼桿(直徑mm)最大施加壓力(kN)E9-25603471415E11-2440340907管節(jié)預(yù)制及預(yù)埋件安裝另外在E11長短管節(jié)分別預(yù)留8個對應(yīng)的預(yù)拉鋼桿孔洞，其中頂板預(yù)設(shè)4個，底板預(yù)設(shè)4個，布點位置應(yīng)根據(jù)設(shè)計的施壓方案制定。同時E9管節(jié)因管節(jié)重量以及沉放深度的原因，設(shè)計94個與E115個孔位，較E11管節(jié)多一個為拉合時讓止水帶受壓更均勻。拉合次序需根據(jù)施工實際情間的相對關(guān)系，并確保與其外接預(yù)制構(gòu)件相匹配。牽移地面準(zhǔn)備在E9-2/E11-2預(yù)制位置澆筑蓋面混凝土，并在上放置6mm厚鋼板。之后在鋼板上鋪設(shè)5mm厚特氟龍材料墊層以進(jìn)一步減小底部的摩擦系數(shù)，簡化管節(jié)牽移過程，如下圖所示。圖5.2-1牽移地面準(zhǔn)備示意圖地面布置完成后，在PTFE墊層上放置9mm厚的防水鋼板并建造管節(jié)。9mm3m空間，平行排列。短管節(jié)后方至少應(yīng)有6.5m空間，以方便預(yù)應(yīng)力拉張時吊裝。管節(jié)預(yù)制完成后，吊裝GINA止水帶于短管節(jié)內(nèi)側(cè)，朝向長管節(jié)，準(zhǔn)備拉合。吊裝方式與一般管節(jié)無二。拉合前在兩管節(jié)中間的混凝蓋面上也鋪設(shè)5mm厚的PTFE墊層，以減少管節(jié)拉合時的摩進(jìn)行物理加固。同時，在管節(jié)兩邊鋪設(shè)3m長的導(dǎo)軌進(jìn)行導(dǎo)向作用，如下圖所示。圖5.2-2管節(jié)拉合地面布置圖預(yù)拉鋼桿及千斤頂安裝將預(yù)拉鋼桿安裝進(jìn)入預(yù)埋錨固點內(nèi)，收緊剛性連接器。其中E11管節(jié)共8根預(yù)拉鋼桿，皆為直徑1415kNE9管節(jié)安裝94根40mm在底部，5根47mm收緊連接器，當(dāng)兩端在連接器內(nèi)的螺紋長度應(yīng)一樣長時，鋼桿的受力值最大。圖5.2-3E9管節(jié)預(yù)埋錨點布置圖(9孔位)圖5.2-4典型預(yù)拉鋼桿

圖5.2-5預(yù)拉鋼桿穿過預(yù)留套筒固定及安裝千斤頂程操作千斤頂施加壓力，施工人員遠(yuǎn)離移動中的管節(jié)，確保安全。初始張力調(diào)整牽移前，先將預(yù)拉鋼桿穿過拉合孔固定在錨固位置，千斤頂固定在底部40mm或47mm調(diào)整，每個拉力桿都能夠共同均勻受力，每只千斤頂?shù)念A(yù)設(shè)張拉力為270kN?？朔o摩擦力調(diào)整預(yù)設(shè)張力后，需持續(xù)施加力度方可克服靜摩擦力推動管節(jié)。E9-2管節(jié)重量為根據(jù)摩擦系數(shù)表及現(xiàn)場所用PTFE材料，得知摩擦系數(shù)最大為0.2，理論計算需提供約112t的力進(jìn)行牽拉。如地面實際摩擦力大于估計，則需緩慢的，以10kN為一級逐級增大壓力用以14.3MPa和15.1MPa的壓力。牽移時亦需要時循環(huán)牽移E9管節(jié)相對較重且管節(jié)無弧度，所以牽移時采用先底偏移或傾斜的現(xiàn)象則需及時暫停牽移并針對現(xiàn)場情況調(diào)整合適的施壓次序或?qū)嵤┢渌麘?yīng)急措施。180mm應(yīng)及時調(diào)整施力的次序及幅度。圖5.3-1千斤頂施壓勻速緩慢的推動短管節(jié)當(dāng)管節(jié)局部與GINA止水帶解除但尚未壓縮時，停止?fàn)恳齐A段，并準(zhǔn)備拉合。

圖5.3-2牽移階段最終截面圖需要讓GINA一個拉合點所需施加的壓力都需要單獨進(jìn)行計算驗證。置，分階段并且按次序進(jìn)行加壓拉合。加壓拉合的次序是經(jīng)過驗算GINA頂時，先停止液壓裝置，關(guān)停全部器械，再行靠近操作。端面標(biāo)高校準(zhǔn)調(diào)整管節(jié)端面標(biāo)高。在牽移管節(jié)引至后指定位置后，GINA節(jié)E11GINA止水帶→連接鋼桿并鎖緊→供動力，張拉預(yù)應(yīng)力鋼桿→鎖緊→回油→卸下千斤頂。壓縮GINAE11管節(jié)的GINA止水帶被用907kN(48.1MPa)的壓力(40mm鋼桿)均勻穩(wěn)定地壓縮后，立即鎖定2只千斤頂，確保接頭不松動回彈。E9管節(jié)中所用的47mm鋼桿則需要1415kNE9E9管節(jié)的拉合分為兩個階段：分別是預(yù)拉合及最終拉合。預(yù)拉合階段需要用47mm直徑預(yù)拉鋼桿將底部加壓至造成的反彈。在最終拉合階段，分兩次加壓底部拉合孔，分別至900kN以及1415kN(預(yù)設(shè)最大加壓量)。在兩次加壓之間，對頂部中間位(T03)加壓至1415kN，確保頂部GINA止水帶受壓均勻。千斤頂達(dá)到設(shè)計壓力，以保證管節(jié)于隧址沉放時的水密性。圖5.4-1拉合時管節(jié)截面布置GINAGINA止水帶在受GINA止水帶的受壓情況(原厚度-現(xiàn)厚度=壓縮量)沉放深度越深，管節(jié)受水壓越大，止水帶所需要的壓縮量就越多。表5.4-1現(xiàn)場E11-2拉合壓力監(jiān)測記錄管節(jié)名稱E11-2拉合日期8/2/2017拉合拉合點鋼桿類千斤頂型號千斤頂編閥門編號設(shè)計荷載目標(biāo)壓強開始時結(jié)束時1B02φ40YCW100B12852013.2.1419270KN14.310:4010:43T02φ40YCW100B12772015.1.1270270KN15.12B03φ40YCW100B12852013.2.1419270KN14.311:1611:19T03φ40YCW100B12772015.1.1270270KN15.13B04φ40YCW100B12852013.2.1419270KN14.311:4811:51T04φ40YCW100B12772015.1.1270270KN15.14B01φ40YCW100B12852013.2.1419270KN14.313:5613:59T01φ40YCW100B12772015.1.1270270KN15.15B02φ40YCW100B12852013.2.1419907KN48.114:2214:27T02φ40YCW100B12772015.1.1270907KN48.46B03φ40YCW100B12852013.2.1419907KN48.114:5014:55T03φ40YCW100B12772015.1.1270907KN48.47B04φ40YCW100B12822013.2.1419907KN47.520:3620:39T04φ40YCW100B12852015.1.1270907KN48.48B01φ40YCW100B12822013.2.1419907KN47.520:5620:59T01φ40YCW100B1282015.1.1270907KN48.4表5.4-2現(xiàn)場E9-2拉合壓力監(jiān)測記錄拉合順序拉合點鋼桿類型千斤頂型號千斤頂編號設(shè)計荷載目標(biāo)壓強開始時間結(jié)束時間1B02φ40YCW100B1285270KN14.3MPa9:209:22B03φ40YCW100B1282270KN14.1MPa2B01φ40YCW100B1285270KN14.3MPa9:359:37B04φ40YCW100B1282270KN14.1MPa3T03φ47YCW250B1214270KN5.9MPa10:1310:154T02φ47YCW250B1214270KN5.9MPa10:5010:53T04φ47YCW250B1212270KN5.9MPa5T01φ47YCW250B1214270KN5.9MPa11:2311:25T05φ47YCW250B1212270KN5.9MPa6B02φ47YCW100B1285450KN23.9MPa11:3611:42B03φ47YCW100B1282450KN23.6MPa7B01φ47YCW100B1285450KN23.9MPa13:2613:28B04φ47YCW100B1282450KN23.6MPa8T03φ47YCW250B1214700KN37.1Mpa13:4013:419T02φ47YCW250B1214700KN37.1Mpa14:0114:04T04φ47YCW250B1212700KN37.1Mpa10T01φ47YCW250B1214700KN37.1Mpa14:3014:32T05φ47YCW250B1212700KN37.1Mpa11B02φ40YCW100B1285907KN48.1MPa14:5014:53B03φ40YCW100B1282907KN47.5MPa12B01φ40YCW100B1285907KN48.1MPa15:0215:05B04φ40YCW100B1282907KN47.5MPa13T03φ47YCW250B12141415KN74.9MPa15:1315:1514B02φ47YCW250B12141415KN74.9MPa15:4015:42B03φ47YCW250B12121415KN74.3MPa15B01φ47YCW250B12141415KN74.9MPa16:1816:21B04φ47YCW250B12121415KN74.3MPa鎖定千斤頂及安裝保護(hù)罩當(dāng)根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)，判斷拉合完成后，首先鎖定千斤頂，之后斬斷暴露在外的預(yù)拉鋼桿。為保護(hù)凸出的預(yù)拉鋼桿需要安置保護(hù)罩，保護(hù)罩與預(yù)拉鋼桿端頭之間需保持最少100mm空隙。圖5.4-2拉合完成后管節(jié)截面布置圖材料與設(shè)備表6.1-1干塢內(nèi)管節(jié)對接所需的材料與設(shè)備序號名稱數(shù)量備注1液壓千斤頂4個管節(jié)拉合2液壓泵2臺管節(jié)拉合3升降工作臺1部安裝/拆卸液壓千斤頂及保護(hù)罩序號名稱數(shù)量備注4方鋼10m長路軌5五通閥1個管節(jié)拉合施力6高拉力預(yù)拉鋼桿17條管節(jié)拉合E9+E117壓力表1個監(jiān)測壓力8鋼保護(hù)罩17個斬斷預(yù)拉鋼桿后安裝9吊車1部吊運安裝千斤頂10PTFE特氟龍墊層若干塊鋪設(shè)管節(jié)牽移路徑的底面，5mm厚

質(zhì)量控制此干塢內(nèi)管節(jié)對接施工工法是為沙中線過海隧道項目量身定做，所有設(shè)計步驟與驗收標(biāo)準(zhǔn)均需符合香港地鐵及政府的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，其他地區(qū)可參考相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實施，其包括：香港地鐵公司土木工程的材料及施工規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)作業(yè)守則–2011年版(香港房屋署)BS：5950：房屋中的鋼結(jié)構(gòu)使用施工注意事項施工前，所有施工設(shè)計圖紙、施工工序及監(jiān)察和測試計劃必須審批；與設(shè)計部門溝通預(yù)壓力具體要求及詳細(xì)收貨標(biāo)準(zhǔn)，將資料清晰傳達(dá)至全部有關(guān)人在牽移過程中，要時刻監(jiān)測拉合設(shè)備工作狀況；監(jiān)測牽引過程中的同步控制狀況，總結(jié)控制策略及各種參數(shù)設(shè)定是否正確；總結(jié)牽移指揮系統(tǒng)是否順暢，操作與實施人員是否工作，配合是否熟練；如有需要，可進(jìn)行試牽移，對其中出現(xiàn)的問題要及時整改。拉合驗收液壓千斤頂施加的壓力需達(dá)到設(shè)計要求，其中40mm預(yù)拉鋼桿需要施加907kN壓力，47mm預(yù)拉鋼桿需要施加1415kN壓力。最小GINA120年保質(zhì)期水材料供應(yīng)商再行確認(rèn)最終壓縮量是否合格。在注水入干塢后需再次確認(rèn)拉合處是否有漏水。8安全措施所有特殊工種須經(jīng)過培訓(xùn)，提證上崗。高處作業(yè)人員，不得患有高血壓、心臟病、貧血、癲癇病、恐高癥、眩暈等禁忌證，系好安全帶并扣于穩(wěn)固的地點防止墜落。于拉合進(jìn)行時，所有人員需離開移動的管節(jié)并保持一定的安全距離。安裝所剩余留料均須統(tǒng)一處理，不能隨意丟棄，處理方法遵循環(huán)保措施條例。嚴(yán)格遵循噪音管制的要求時間。械使用期間，需定時保養(yǎng)維護(hù)，確保處于良好的工作狀態(tài)。牽移時，所有人員不得靠近移動中的管節(jié)并預(yù)留適當(dāng)?shù)陌踩嚯x。中，方可謹(jǐn)慎進(jìn)行。

環(huán)保措施《工廠與工業(yè)經(jīng)營條例》《水污染管制條例》《噪音管制條例》《空氣污染管制條例》《廢物處置條例》《環(huán)境影響評估條例》環(huán)保措施噪音污染干塢內(nèi)管節(jié)對接施工時的潛在噪音主要來自干塢內(nèi)施工器械的運作。需確保所有進(jìn)入地盤的器械均有相關(guān)合格證明，并定時保養(yǎng)檢查，防止噪音超標(biāo)?？諝馕廴靖蓧]內(nèi)管節(jié)對接施工時的潛在空氣污染主要