沉管隧道管段预制施工技术分析

摘要：对沉管隧道管段预制技术进行详细分析，阐述了沉管隧道管段预制技术重难点，提出具体组织及管理策略。以便其能够在我国大型通道工程建设中发挥出更大的价值。

关键词：沉管隧道；管段预制；施工技术

随着我国经济的不断发展，为了更进一步的满足我国生产、生活的需要，我国将修建一批横跨江河湖海的水底隧道。修建这样的水底隧道必然需要一定的施工技术才能够有效的进行承建，从现在已经有了的技术来看，进行水底隧道修建最主要应用的技术就是沉管隧道法、盾构法以及矿山法。在这之中将对沉管隧道法进行简单的介绍。

1沉管隧道

运用沉管隧道技术建设主要分为两种类型。一是钢壳沉管，这主要通过将钢壳与混凝土结合起来进行沉管隧道建设，其中主要分为单层钢壳沉管隧道建设和双层沉管隧道建设，在国外的北美地区主要采用这种形式进行建设。而钢筋混凝土沉管隧道建设，它又被称为矩形沉管，在结构上属于大体积多孔箱式混凝土，这种形式的沉管隧道建设最早出现于欧洲，中国也应用了这种形式修建了几座沉管隧道［1］。

2沉管隧道管段预制技术

2.1混凝土性能方面。一般情况下，沉管隧道管段在混凝土等级的选择上需要选用C35及以上标号的混凝土，抗渗等级S10以上，在混凝土容重方面需要控制在2.36t/m3左右，可上下浮动0.01t。同时也对混凝土抗裂也有着严格的要求，不可以出现贯穿性裂缝，并且要尽量避免表面裂缝的出现。若有裂缝出现其宽度应≦0.2mm，深度应<25mm，而且若因为水化热而产生干缩裂缝，其宽度应当≦0.1mm。当混凝土调配好进行浇筑入模时应当将其温度控制在28℃之内，其中管段混凝土的内外温差应当在25℃以内。只有满足以上要求才能够确保混凝土性能，使其发挥出自身的最大功效。2.2外形几何尺寸控制措施。在沉管隧道管段预制技术中，其模板体系以及施工方法的选择对管段施工质量及外形几何尺寸有着重要的影响。在模板体系中需要考虑到能够有足够的刚度来保证其面对变形时的状态，同时还需要制造一个适合进行干坞上的施工环境，促使其能够便于机械化作业，满足建设施工进度要求。基于此，在建设施工过程中应当选择大块钢外模板与内钢模台车结合体系，以此来满足管段预计建设施工进程和质量方面的要求。在管段预制外形尺寸的控制中还需要注重对钢端壳的加工和安装质量进行控制，毕竟它关系着沉管管段对接部位的防水质量是否牢靠。钢端壳这部分需要在工厂中进行整段加工、制作完成，然后再分段将其运送到施工现场，在施工现场将其进行拼装，然后在安装之前与管段混凝土连接钢筋进行焊接。在这之中需要分两步对其进行安装，首先第一步在管段混凝土浇筑之前将钢端壳骨架安装好，然后进行一个调整；接着第二步则在管段混凝土建筑完成后对其进行精准的调整，在调整后安装好焊接端板。为了能够有效提高钢端壳在管段混凝土浇筑过程中拥有足够的支撑力，不会发生变形，就需要在这之中设计好安装支承支架，做好相关的防护。另外在焊接工艺方面还需要制定严格的措施，从而有效减少焊接变形现象的发生。在焊接中需要严格保证钢端壳的加工精度在每延米0.5mm之内，安装每延米同样在0.5mm之内，对整体的不平等应控制在1.5mm左右。

3沉管隧道管段预制技术重难点分析

3.1管段预制技术中几何尺寸控制方面的误差控制。在管段预制技术中若几何尺寸出现误差可能会导致在浮动时管节的干舷及重心发生变化，从而使得管节浮动沉放施工风险上涨。同时，在钢端壳加工及安装时，也会使得管节间的对接难度加大，甚至其中的防水效果也会大大的流失。基于此，在沉管隧道管道预制技术中合理控制几何尺寸数值误差是其中的重难点之一［2］。3.2混凝土配合比方面。在沉管隧道建设中会运用到大量的混凝土，其中对混凝土配合比是否依据设计进行生产直接影响到混凝土的质量和容重，若混凝土的容重发生变化则会导致管节中的干舷高度发生变化，而混凝土的质量则又直接影响着沉管隧道管段预制的整体质量水平，特别是混凝土对于管节结构的防水性能和防裂、防渗性能方面也有着极大的影响，因此，混凝土配合比是否依照设计进行合理化生产也是沉管隧道管段预制技术中的重难点之一。3.3混凝土施工技术及防裂控制方面。混凝土施工技术的优良与否能够直接影响到其对于管节预制质量、管节的防渗、防裂性能、耐用性和沉管隧道顺利运行等。因而在浇筑混凝土的过程中，应当合理运用混凝土施工技术和相应的措施，以此减少裂缝的出现，特别是避免贯穿性裂缝的出现。

4沉管隧道管段预制组织及管理策略

在沉管隧道管段预制建设施工过程中，配备一支施工技术高超、成熟、富有责任感、细致等特质的施工团队是搞好沉管隧道管道预制建设施工的一个基础条件。4.1和专业建设团队公司加强合作。在沉管隧道管段预制建设施工中和专业建设团队公司加强合作，充分运用其高超、成熟的施工技术和专业设施设备建设出更优质的沉管隧道，以此避免建设期间出现各种各样的问题。4.2进行模板安装实验。在沉管隧道管段预制施工过程中，管段构建外形尺寸巨大，因此，在进行模板体系设计及制作时就需要多加注意。为了提升施工效率，在正式开工之前，可以进行模板安装实验，从中对模板安装质量进行检验，看其是否符合设计的需求，以及在安装时间上否能够满足工期进度，发现其中的不足之处比便对其进行整改［3］。4.3运送混凝土对混凝土性能影响实验。现今混凝土生产都是在特定的工厂中进行，当生产完成后再将其送至施工现场进行使用，在这之中运送混凝土的时间以及卸下混凝土操作等都可能对混凝土的性能造成一定的影响，若处理不当则会导致混凝土质量无法得到很好的保障。基于此，可以在沉管隧道管段预制施工正式开工之前，进行运送混凝土性能影响实验，分别记录混凝土从工厂中运送到施工现场所需时间、混凝土初步凝结时间以及坍落度损失数据等，若发现其中某一环节导致混凝土性能下降过多，那么就需要对混凝土制作配方进行合理的改进，以此满足沉管隧道管段预制施工过程中对混凝土性能的需求。4.4保证沉管隧道管段预制施工过程中各个环节的质量。在沉管隧道管段预制施工过程中一定要保证模板加工、施工人员的施工技艺、混凝土生产、运送以及混凝土浇筑等各个环节中的施工质量，从小的环节入手保证整个沉管隧道管段预制施工质量达到预计要求。4.5实施信息化管理。在管段预制施工过程中对混凝土产生裂缝进行控制是非常重要的，这也是一个全面且系统化的控制过程，在这之中包含着全面且综合的混凝土裂缝控制防护措施和对应的温度及裂缝监管系统，基于此，相关建设施工单位可以实施信息化管理，以便对整个工程实行一个全过程的动态化管理，从中发现不足，从而实施改进［4］。

5结束语

沉管隧道管段预制技术在我国发展时间尚短，对于我国工程建设施工来说它还属于一个全新的领域，很多技术方面尚不成熟，需要在未来加大对这一施工技术的研究和探索，让其能够在我国大型沉管隧道建设中发挥出真正的价值和作用。

参考文献

［1］杨卫国，李文浩.港珠澳大桥沉管隧道暗埋段施工重难点管控剖析［J］.公路交通科技（应用技术版），2018（5）：279-282.

［2］韩强.沉管隧道节段接头力学行为试验研究与理论分析［J］.建材发展导向，2019，17（7）：159.

［3］刘力英，魏立新，黄雪阳，等.沉管隧道变截面管段浮运水流力及系缆桩可靠性分析［J］.隧道建设（中英文），2018，38（z1）：45-50.

［4］黄震，张海，张陈龙，等.沉管隧道施工前期风险综合评估模型及应用［J］.灾害学，2020，35（2）：55-61.

作者:章奔晨 单位:华东交通大学土木建筑学院