沉管隧道干塢內(nèi)管節(jié)拉合對(duì)接施工工法

沉管隧道干塢內(nèi)管節(jié)拉合對(duì)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(kāi)裂從而導(dǎo)致管節(jié)長(zhǎng)期維護(hù)成本增加。2工法特點(diǎn)牽移平滑，保證管節(jié)表面及結(jié)構(gòu)無(wú)損傷；壓縮點(diǎn)多，保證足夠GINA止水帶壓縮量達(dá)到設(shè)計(jì)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(duì)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(yùn)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(diǎn)：計(jì)算并驗(yàn)算水下連接時(shí)GINA值應(yīng)符合水下的實(shí)際情況以確保拉合的GINA的情況。施工工藝流程及操作要點(diǎn)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(jì)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(duì)接的后續(xù)處理將在沉管管節(jié)沉放后內(nèi)接頭安裝時(shí)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(diǎn)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(zhǎng)短管節(jié)分別預(yù)留8個(gè)對(duì)應(yīng)的預(yù)拉鋼桿孔洞，其中頂板預(yù)設(shè)4個(gè)，底板預(yù)設(shè)4個(gè)，布點(diǎn)位置應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)的施壓方案制定。同時(shí)E9管節(jié)因管節(jié)重量以及沉放深度的原因，設(shè)計(jì)94個(gè)與E115個(gè)孔位，較E11管節(jié)多一個(gè)為拉合時(shí)讓止水帶受壓更均勻。拉合次序需根據(jù)施工實(shí)際情間的相對(duì)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(jiǎn)化管節(jié)牽移過(guò)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(shí)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(zhǎng)管節(jié)，準(zhǔn)備拉合。吊裝方式與一般管節(jié)無(wú)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(shí)的摩進(jìn)行物理加固。同時(shí)，在管節(jié)兩邊鋪設(shè)3m長(zhǎng)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(diǎn)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(zhǎng)度應(yīng)一樣長(zhǎng)時(shí)，鋼桿的受力值最大。圖5.2-3E9管節(jié)預(yù)埋錨點(diǎn)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(guò)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(dòng)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(guò)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(gè)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(dòng)管節(jié)。E9-2管節(jié)重量為根據(jù)摩擦系數(shù)表及現(xiàn)場(chǎng)所用PTFE材料，得知摩擦系數(shù)最大為0.2，理論計(jì)算需提供約112t的力進(jìn)行牽拉。如地面實(shí)際摩擦力大于估計(jì)，則需緩慢的，以10kN為一級(jí)逐級(jí)增大壓力用以14.3MPa和15.1MPa的壓力。牽移時(shí)亦需要時(shí)循環(huán)牽移E9管節(jié)相對(duì)較重且管節(jié)無(wú)弧度，所以牽移時(shí)采用先底偏移或傾斜的現(xiàn)象則需及時(shí)暫停牽移并針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)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(shí)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(dòng)短管節(jié)當(dāng)管節(jié)局部與GINA止水帶解除但尚未壓縮時(shí)，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(gè)拉合點(diǎn)所需施加的壓力都需要單獨(dú)進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)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(guò)驗(yàn)算GINA頂時(shí)，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(dòng)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(dòng)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(gè)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(duì)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(jì)壓力，以保證管節(jié)于隧址沉放時(shí)的水密性。圖5.4-1拉合時(shí)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(chǎng)E11-2拉合壓力監(jiān)測(cè)記錄管節(jié)名稱E11-2拉合日期8/2/2017拉合拉合點(diǎn)鋼桿類千斤頂型號(hào)千斤頂編閥門(mén)編號(hào)設(shè)計(jì)荷載目標(biāo)壓強(qiáng)開(kāi)始時(shí)結(jié)束時(shí)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(chǎng)E9-2拉合壓力監(jiān)測(cè)記錄拉合順序拉合點(diǎn)鋼桿類型千斤頂型號(hào)千斤頂編號(hào)設(shè)計(jì)荷載目標(biāo)壓強(qiáng)開(kāi)始時(shí)間結(jié)束時(shí)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?cái)啾┞对谕獾念A(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(duì)接所需的材料與設(shè)備序號(hào)名稱數(shù)量備注1液壓千斤頂4個(gè)管節(jié)拉合2液壓泵2臺(tái)管節(jié)拉合3升降工作臺(tái)1部安裝/拆卸液壓千斤頂及保護(hù)罩序號(hào)名稱數(shù)量備注4方鋼10m長(zhǎng)路軌5五通閥1個(gè)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(gè)監(jiān)測(cè)壓力8鋼保護(hù)罩17個(gè)斬?cái)囝A(yù)拉鋼桿后安裝9吊車1部吊運(yùn)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(duì)接施工工法是為沙中線過(guò)海隧道項(xiàng)目量身定做，所有設(shè)計(jì)步驟與驗(yàn)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(shí)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(xiàng)施工前，所有施工設(shè)計(jì)圖紙、施工工序及監(jiān)察和測(cè)試計(jì)劃必須審批；與設(shè)計(jì)部門(mén)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(guò)程中，要時(shí)刻監(jiān)測(cè)拉合設(shè)備工作狀況；監(jiān)測(cè)牽引過(guò)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(shí)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(duì)其中出現(xiàn)的問(wèn)題要及時(shí)整改。拉合驗(yàn)收液壓千斤頂施加的壓力需達(dá)到設(shè)計(jì)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(guò)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(diǎn)防止墜落。于拉合進(jìn)行時(shí)，所有人員需離開(kāi)移動(dòng)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(shí)間。械使用期間，需定時(shí)保養(yǎng)維護(hù)，確保處于良好的工作狀態(tài)。牽移時(shí)，所有人員不得靠近移動(dòng)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(yíng)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(píng)估條例》環(huán)保措施噪音污染干塢內(nèi)管節(jié)對(duì)接施工時(shí)的潛在噪音主要來(lái)自干塢內(nèi)施工器械的運(yùn)作。需確保所有進(jìn)入地盤(pán)的器械均有相關(guān)合格證明，并定時(shí)保養(yǎng)檢查，防止噪音超標(biāo)?？諝馕廴靖蓧]內(nèi)管節(jié)對(duì)接施工時(shí)的潛在空氣污染主要