施工技术与应用 沉管隧道施工技术探讨 摘要：随着经济的迅猛发展，建筑领域中，越来越多的地区应用到隧道技术。笔者将从沉管技术的定义出发，浅析沉管法与其他 隧道技术之间的差异，对沉管法流程的分析，旨在促进沉管技术的进步和油气运输工程的进一步发展。 关键词：沉管技术；隧道施工；技术 引言 随着经济的快速发展以及人们环保意识的不断提高，交通和运输系统形 式不断完善，由此引发了土木工程师们对采用水下隧道方式跨越江河和海湾 （峡）的思考与实践。与桥梁方案相比，水下隧道可实现全天候运营，对航运、 航空无干扰，人防能力强，同时也能很好地保护原有生态与自然环境。 沉管隧道已广泛地应用于公路、铁路、地铁、人行通道及下水道等工程， 其中，公路沉管隧道的工程事例占绝大多数。从公路隧道建设中隧道埋深、两 端接线条件、通行车道数量及断面布置型式、工期、风险等方面综合考虑与比 较，沉管法在公路水下隧道建设中具有一定的应用优势。 １、沉管隧道的概念 （１）沉管隧道是一种在地下建设隧道工程的方式。主要施工流程将预制 管拖至隧道相应的位置，对预制管段进行陈放、对接、埋设等施工环节，进而 形成隧道。一般情况下，沉管隧道包括沉埋段、暗埋段以及敞开段等部分，沉 埋段两极设有竖井，起到供电、通风以及排水等作用。 （２）沉管隧道一般包括钢筋混凝土沉管和钢壳沉管两部分。钢筋混凝土 沉管一般体积较大，属多孔箱式混凝土结构，因此又有矩形沉管的别称。而钢 壳沉管是钢筋和混凝土的结合，并且化分为单层和双层隧道。 ２、沉管隧道关键技术 ２．１基槽浚挖与地基处理 沉管隧道在浚挖基槽前，应根据河床泥沙以及水流速度等情况确定基槽 的形状、浚挖方法及基槽边坡稳定性。常用的挖泥船有靶吸、链吸、链斗、抓 斗、铲斗和射流等形式，选用时应结合当地情况尽量使用技术成熟、生产率 高、费用低的浚挖方式。隧道施工时还应密切关注基槽淤泥的沉积问题，应采 取必要的防范和清淤措施。 沉管隧道的基础处理主要是解决开挖引起的槽底不平整、地基土软硬不 均和基槽回淤与流砂管涌等问题。管段基础处理方法大致可分为先铺法和后 铺法。先铺法又可分为刮铺法ｆ刮砂法和刮石法）和桩基法两种；后铺法则有喷 砂法、压砂法、灌砂法、灌囊法和注浆法（灌浆法）之分。 ２．２管段预制与浮运技术 管段预制有在干坞内一次预制、在干坞内分批预制、室内预制分批分槽 出坞和水上浮动预制等四种方式。管段预制方式的选择应综合考虑沉管隧道 的规模、管段的数量、干坞的占地面积、水深和管段浮运沉放等因素。管段预 制过程中要严格控制温度和混凝土裂缝，它直接影响到沉管隧道的安全性、 耐久性和水密性。 ２．３接头设计与管段防水 管段接头有柔性接头和刚性接头之分，根据位置不同，又分为中间接头、 岸边接头和合龙接头几种。接头设计应坚持具有可靠的水密性、适当的强度 与变形性能以及施工可操作性等几条原则。 管段防水应坚持以混凝土自防水为根本、以接头防水为重点的多道防水、 综合治理的设计原则。管段防水与管段的结构型式有关，钢壳管段防水主要是 管段之间接缝的防水，钢筋混凝土管段的防水包括管段结构自身的防水、管段 外防水和管段接头的防水三个方面。管段自身防水主要是通过调整混凝土的 材料配比和组合方式，严格控制管段预制施工条件和严格控制混凝土结构裂 缝宽度；管段外防水是采用全包防水或部分外包防水的方式；管段接头密封防 水一般采用“Ｇｉｎａ”和“ｎ”两种橡胶止水带进行防水处理，技术已经比较成熟。 ９、沉管隧道的施工流程 ３１干坞的准备工作 干坞是专用于预制沉管预制管段的场所。干坞主要分为工厂化预制、移 动干坞、和陆上千坞三部分。对于干坞场地的选择，应该注意是否满足一下二 大条件。其一，必须满足分解预制管段的场地需求，其二，必须保证能够顺利 拖运预制后的管段。陆上千坞，即在陆地上开挖形成一个基坑，预制管段，预 制成功之后将基坑灌满水直至管段上浮，然后将管段拖运到隧道施工现场。 沉管工厂化是指在特定的预制厂进行管段预制，随后采用先进的“气囊搬运 技术”将管段移到船只上进达到输送至隧道施工地点的目的。移动干坞与其 他两种干坞的区别在于直接在水上的船只上进行预制，省去后期拖运预制管 段的麻烦。但是，由于自然条件受限，移动干坞基本上不用于新疆地区。 ３．２管段的预制工作 （１）模板的分内。预制管段一般都需要提前建模，而根据模板应用于不同 部位的特殊要求，将模板划分为外模、内模、内隔墙模、底模以及底板边模等 部分。 （２）混凝土的生产。由于管段预制对混凝土不仅在数量上有巨大的需求， 而且在对混凝土拌和的质量、人模时的温度以及灌注的时间限制方面，都有 着规范化的要求。有鉴于此，混凝土生产时必须做到现场拌和，并在浇筑模板 时严格把握温度和时间。在整个混凝土生产线的监管工作上，生产线的设置 应该满足所有生产工艺和流程以及安全要求，混泥土配方的比重是否科学合 理，混凝土生产的质量是否达标关系到混凝土的容重和质量。容重关系到管 段的干舷程度，质量则关系到预制管段的整体质量。 （３）预制管段的关键性技术。主要包括容重控制、尺寸、裂缝预防及处理 等方面的技术。首先，容重控制技术包括容重抽查、配料控制、配合比重控制 等方面。容重决定了管段的重量，影响拖运工作的顺利开展。其次，管段尺寸 的控制技术包括精测控制、模板体系控制、钢端壳控制等措施。尺寸的误差可 能导致拖运时管段干舷的变化甚至重心不稳现象，加大管段拖运及沉放的施 工难度。若钢端壳发生尺寸误差，就会导致管段对接难度加大，防侵蚀防腐的 性能降低，严重情况下会影响到整体隧道的施工进度。再次裂缝的控制状况 直接关系到隧道后期的运行，若发现裂缝时，应该对其进行性质识别及认定， 而后采取相应措施进行补救。表面裂缝可以采用表明封堵法，贯穿性裂缝可 采用化学灌浆法。 ３．３管段的舾装工作 在管段上安装相应设施，以便管段拖运及沉放工作的顺利进行，这一流 程被称之为舾装。这一流程的工序主要包括试浮检漏、拖运设备安装以及干 舷调整等。 ３．４管沟的开４ｅ．．－ｃ作 在管沟开挖时，应该严格按照设计的管线的中心线开挖，尽量保持管沟 中心线与管道中心线在同一水平线上，从而达到管道下沟后不偏移中心线的 目的。 ３．５管段的沉放工作 将预制管段拖运至沉放地点。沉放前根据管沟的实际情况对管道进行再 次调整，采用吊管机安装管道，确保安全作业。 ３．６隧道的覆盖工作。 覆盖隧道对其进行保护，从而达到防腐、防侵蚀等目的。 结束语 对于施工质量要做到施工工艺可靠、现场实施到位和试验校验及时。由 于隧道施工存在较多的隐蔽工程，如果事后发现问题，往往很难进行整改。因 此，必须在施工过程中加强过程控制，进行必要的质量和安全检验，确保在上 一工序合格并达到质量要求了以后在进行下一工序的施工。这样，在施工前 可以预想到各种可能发现的问题，在施工中把握细节，并注重过程方面的控 制，施工后进行有效核查，如此形成一个闭环，将各种问题控（下转第３０７页） 。３０５‘ 施工技术与应用 １）从原材料选择人手，通过掺人大量粉煤灰，配制出满足工程需求的高 小于混凝土初凝时间，避免产生冷缝。 性能混凝土。 ５）混凝土浇筑完毕，表面可采用刮杠刮平，木抹子拍实搓压两遍后。再用 ２）通过足尺模型试验并经过专家论证，确定主体结构４．５ｍ厚基础底板 压光机进行表面压光，保证表面的密实度和光洁度，防止表面龟裂。 配合比。 混凝土表面压光后立即覆盖１层塑料薄膜加麻袋浇水养护，以减少水分 ３）大体积混凝土浇筑前，组织现场管理人员及劳务人员进行详细的方案 流失。 和组织交底。 ６）根据测温记录，调整保温层厚度，为能使混凝土内热量合理散发，利用 ４．３现场管理保证 中午大气温度较高的时间将麻袋隔块掀开，下午温度降低时再进行覆盖。 １）混凝土浇筑前应清理溜槽内的杂物及灰尘，以增强混凝土的流动性。 ２）浇筑过程中每排溜槽每段人行通道上设１名工作人员，检查混凝土浇 ５结语 筑时的流动性以及溜槽转角及其他部位是否正常，同时每排溜槽卸料点及下 本工程在配制大掺量粉煤灰混凝土的基础上，采用溜槽施工工艺和斜面 料处设有专人用对讲机统一指挥，确保混凝土浇筑的一致性。 分层浇筑法对４．５ｍ厚底板进行一次性连续无缝浇筑，高峰期浇筑速度＞ ３）在每个溜槽或串筒的卸料点处设置足够数量的混凝土振捣器，确保各 ５００ｍ ／ｈ，大大提高了混凝土的浇筑速度，保证在下层混凝土初凝前施工完 个卸料点位置混凝土的密实，同时根据现场情况布置适量流动振动器。 上层混凝土，结合现场严格的质量控制措施，避免了浇筑过程中冷缝的出现， ４）混凝土应分层斜面浇筑，每个卸料点覆盖范围内的混凝土浇筑时间应 工程整体质量良好。 （上接第２９８页）做好防水防渗漏工程的检测，对于一些质量不过关的地方要 参考文献 及时的进行补救，从而保证建筑在完工之后交付到使用者手里的完整性以及 ［１】韩海军，工民建防渗漏施工技术的应用分析，城市建设理论研究，２０１４（１０） 保质性。从而让企业所建设的工程在质量上有保证，提升企业的信誉，并且让 【２】余谦，工民建中的防水防渗施工工艺，城市建设理论研究（电子版），２０１３（３６） 客户的满意度来为企业的竞争增加砝码。 ［３１白溪杰，工民建筑施工中的防渗漏技术应用，中华民居，２０１２（４） 目前，我国的工民建施工中渗漏问题现象非常普遍，其造成的经济损失 也非常大，引起了社会的广泛关注，因此，工民建防渗漏施工技术的发展任重 作者简介： 而道远，需要大家携手共进。针对工民建中的渗漏，我们要结合工程实际，从 鲍继军，男，山东省济宁市，１９７５．２，工程师 防渗漏技术应用的几个关键环节有针对性地提出相应的预防及治理措施，并 张忠涛，，男，山东省济宁市，１９７５ ２，工程师 在施工中严格按照规范要求，严把工程质量关，只有这样才能保证住宅建筑 唐世兵，男，山东省济宁市，１９７４．５，工程师 的整体质量，从而提高建筑施工技术的整体水平。 胡方巧，男，山东省济宁市，１９７７．１１，工程师 （上接第２９９页） ７）拆模时不得硬撬，以免损伤混凝土体。 不锈钢板作为中心控制点，每次找中，控制中心误差不超过２—３ｒａｍ。圆周对称 ８）模板的拆除时间要严格控制，保证表面及棱角不受损坏时方可拆模。 设点控制筒仓的半径和垂直度，利用筒内内模支撑，通过花篮螺丝和对拉螺 ２．５中心、半径和垂直度的控制 丝调节模板半径和垂直度，控制半径和垂直度不超过５ｒａｍ和６ｒａｍ。 筒仓的中心利用２８ｋｇ线坠找中，在基础和平台板上预埋一２００ｘ２００ｘｌＯ的 （上接第３０ｏ页）全面、突出重点”的原则，以确保支护工程的顺利推进。 【２］辛国品 建筑工程施工中深基坑支护的施工技术管理Ⅱ］． 城市建筑 ２０１３（１４）：９５—９７． 参考文献： 【３】张琳．武汉船舶调度中心深基坑支护体系设计参数优化研究【ｚ］ ［１】张继东． 关于民用高层建筑深基坑支护的技术要点分析Ｕ】．城市建设 ２０１１ 理论研究（电子版），２０１３（９）：９１—９３ 【４】陈业川．深基坑支护的优化［『］ 山西建筑，２０１２，３８（６）：５５—５６ （上接第３０２／￣＂）搭接长度、钢筋的焊接质量现场取样试验等符合设计和规范要 态度，从各个环节人手，制定详细且针对性的质量控制措施，在确保安全的基 求；浇筑中必须按批准的配合比进行拌料，保证浇筑的连续性和振捣的密实。 础之上提高质量。本文对其进行了简要分析与说明，希望能够引起各方特别 ３．结束语 关注与重视。 参考文献： 通过以上分析不难发现：在地质条件相对复杂的情况下，长距离引水隧 ［Ｉ】付慧如何在隧道开挖时防止坍塌卟职业技术２００７（１８） 洞的开挖有着较高的施工难度，可能对其施工质量产生影响的因素也是多个 ｆ２］邰喜军，王安宇，胡晓明．水电站引水隧洞石方爆破施工Ｕ】黑龙江水利科 方面的。这就要求施工队伍在各项工作的开展中始终坚持严谨、谨慎的工作 技．２００７（０２） （上接第３０４页）采用，单一的检测方法的可靠性和适用性不强。在工程质量 【２】何富成．浅谈混凝土强度检测技术Ⅱ］城市建设理论研究（电子版），２０１２，（１８） 的检测中，应根据工程实践选择两种及两种以上的检测方法综合检测，增强 嘲王政．超声回弹检测在混凝土强度中的应用实践探讨Ⅱ］．城市建设理论研究 数据的可靠性和准确性。 （电子版），２０１１，（３６） 参考文献 【４］唐虹关于建筑工程ｅｅ混凝土检测技术的探讨 城市建设理论研究（电子 川龚建清，赵雷．混凝土强度检测技术评析Ⅱ］．企业技术开发（学术版），２００９，２８（３） 版），２０１１，（２１） （上接第３０５页）制在可迅速应对并有效解决的状态。 （１８）：１２１—１２４ 参考文献 【３］申琪玉，邱峰，张海燕等．广州洲头咀隧道管段浮运沉放关键技术研究ＵＪ＿施 （１］祝天霖．谈建筑沉管隧道施工技术Ⅱ］冲国房地产业，２０１２，（１１） 工技术，２０１０，３９（５）：１５－１７． ［２】肖刚刚大型沉管隧道暗埋段主体结构防水施工技术ⅡＪ．施工技术，２０１２，４１ ３０７‘