內河沉管隧道工廠化預制關鍵施工技術

胡鐘敏 肖志豪

（1 廣東省市政行業協會；2 廣州有林投資管理有限公司）

0 引言

內河沉管隧道預制場地傳統方法普遍采用固定干塢，而固定干塢占地面積大、挖填方量大、環保相對較差、工期相對較長；與城市中心區用地緊張、環保要求高、建設工期緊的矛盾日益明顯。沉管隧道管節工廠化預制具有生產效率高、預制質量好、環境影響小等優點，相比于傳統固定干塢在城市中心區沉管隧道建設中有諸多優勢。如何將工廠化預制技術移植并優化改良使其適用于規模相對較小的內河沉管隧道是尚待研究的問題，也具有明顯的研究意義。

1 工程概況

魚珠隧道是目前廣東省最長的內河沉管隧道，是廣州市重點工程。項目南起海珠區新港東路，采用沉管隧道下穿珠江與北帝沙島，向北下穿黃埔大道后接地，工程隧道段長2.404km（沉管隧道長935m）。

沉管預制工廠各功能區之間的施工空間管節不移動時，用1580×50mm鋼板和1915×5mm鋼板封堵移動臺車軌道縫隙（移動式拆除），鋼筋綁扎區和管節澆筑區施工時用通長1580×50mm 鋼板封堵，鋼筋籠及管節移動時鋼板隨移動臺車移動，移動順序為：鋼筋加工區→管節澆筑區→舾裝區→鋼板拆除運至鋼筋綁扎區生產下一個管節。

2 沉管預制工廠布置

沉管預制工廠位于北帝沙島東部，成“一”字型布置，如圖1 所示。設1 條生產線，為滿足預制和舾裝要求，平面尺寸為360.4×44.6m，分為鋼筋加工區、鋼筋綁扎區、管節澆筑區、一次舾裝區（A、B 兩個區），并設置一座鋼筋混凝土棧橋供半潛駁停靠和沉管上駁，沉管預制場地功能區占地22716m2。

圖1 預制工廠平面布置圖

3 關鍵工序施工技術

3.1 沉管預制工廠施工流程

沉管預制工廠采用縱向一字型流水式生產線布置，如圖1 從左往右（沿沉管管節縱向方向）依次布置為一個鋼筋綁扎區、一個管節澆筑區、兩個一次舾裝區（依次為一次舾裝A 區和一次舾裝B 區）作為本項目的預制流水作業區域，每個分區長度與管節的長度相匹配，分區之間設有施工作業空間。各分區銜接緊密，能實現多個工作面同步作業，進一步提升空間利用率，利于移動液壓小車、模板系統等設備的銜接使用。四個區域之間結構緊湊，占地面積比傳統干塢及現有工廠化預制面積小，有利于場地有限的地方布置預制工廠，降低對周邊環境的影響。

3.2 鋼筋綁扎及防水底板施工

在鋼筋綁扎區分區流水進行沉管管節防水底板焊接，之后綁扎該節沉管管節鋼筋籠，鋼筋籠由底板鋼筋、側墻鋼筋及中隔墻鋼筋構成，均沿沉管管節通長布置，在綁扎時沿沉管管節縱向按照間距為1.5m 分別安裝用于支撐固定鋼筋和控制沉管管節鋼筋籠移動變形的加強骨架。

底部鋼筋采用鋸齒形鋼板進行定位，側墻鋼筋采用移動式鋼筋綁扎支架進行綁扎和定位，中隔墻鋼筋采用內部支架進行綁扎和定位。

沉管管節鋼筋籠綁扎后，在沉管管節鋼筋籠的下方布置6～8 列帶有滾輪的鋼筋籠移動臺車，與縱向布置的多列液壓移動小車一起用于將沉管管節鋼筋籠自所述鋼筋綁扎區移送至所述管節澆筑區。液壓移動小車的數量和編組列數根據沉管管節的總重量和沉管管節受力變形曲線確定，所有液壓移動小車頂起的總重量是沉管管節總重量的1.4～2倍。

3.3 全斷面預制模板體系

在一次舾裝區進行自動化液壓整體預制沉管模板系統中行車道內模系統、中廊道內模系統及外模系統的拼裝，行車道內模系統和中廊道內模系統均包含內側模板、內模桁架、內模行走臺車、行走軌道及軌道支撐系統；外模系統包含外側模板、外模桁架、外模行走臺車、側撐桿、抗傾覆螺桿和橫移油缸，內側模板和外側模板的面板采用不銹鋼復合面板。

行車道內模系統和中廊道內模系統與沉管管節長度相同，外模系統與沉管的一個澆筑段的長度相同。內模結構示意圖見圖2。

圖2 內模結構示意圖

一次舾裝件包括：外部與內部，管節外部：GINA 橡膠止水帶、吊點、拉合座、系纜柱、端封門人孔封墻、GINA橡膠止水帶保護裝置、現澆管頂防錨層及護邊塊、第一節人孔鋼護筒（高度不小于2.5m）。

管節內部：壓載水箱、進氣管和進、排水管路系統、管內臨時照明系統、管內臨時通風系統、水箱頂部施工走道。

將鋼筋綁扎區內的綁扎完成的沉管管節鋼筋籠移送至管節澆筑區，在鋼筋綁扎區開始新一節沉管管節防水底板焊接及頂部鋼筋的綁扎。頂板鋼筋的縱向鋼筋沿沉管管節通長布置，澆筑段是在沉管管節縱向方向上按照17～24m 長度劃分，在沉管管節澆筑段之間的施工縫采用雙十字鋼板封堵，所述底板鋼筋、側墻鋼筋、中隔墻鋼筋和頂板鋼筋的縱向鋼筋從雙十字鋼板的留孔中穿過，在雙十字鋼板最外側鋼板上安裝可重復注漿管。

3.4 全斷面混凝土澆筑

將拼裝完畢的行車道內模系統、中廊道內模系統及外模系統通過行走軌道從一次舾裝區一側送入管節澆筑區內的沉管管節鋼筋籠內，并完成安裝。

在行車道內模系統、中廊道內模系統上采用鋸齒形鋼板從靠近一次舾裝區往靠近鋼筋綁扎區方向按照澆筑段長度分段依次進行頂板鋼筋綁扎；頂板鋼筋分段綁扎完成后，從靠近一次舾裝區往靠近鋼筋綁扎區方向采用全斷面分澆筑段依次順序澆筑混凝土直至完成該沉管管節的混凝土澆筑。

混凝土采用全斷面分段順序澆筑工藝，每個管節分4 個澆筑段，按照先底板，再中隔墻、側墻及頂板順序進行澆筑，通過拖泵+布料機分五個區域進行分層澆筑，每個區域分層厚度控制在30cm～40cm，底板采用行車道內2 臺布料機澆筑，側墻及頂板采用4 臺外側布料機從預留串筒自上而下落料澆筑。全斷面混凝土澆筑示意圖見圖3。

圖3 全斷面混凝土澆筑示意圖

3.5 二次舾裝，支撐體系轉換

沉管管節養護達到強度后，通過縱向布置的液壓移動小車中的千斤頂將該節沉管管節頂起找平后，將所述沉管管節從管節澆筑區移送至二次舾裝區，該舾裝區的液壓無源支撐抬升，將所述沉管管節頂起穩定后，液壓移動小車中的千斤頂同時下落脫離該節沉管管節，完成支撐體系轉換，液壓無源支撐包括位于底板混凝土支墩上的扁平液壓千斤頂，所述扁平液壓千斤頂的上方設有橡膠支座。

二次舾裝主要內容包含：混凝土防錨層、測量塔、其余人孔鋼護筒、沉放駁等，管節二次舾裝分階段進行，其中混凝土防錨層在下潛區域二次起浮進行施工。

3.6 管節預制流水施工

將鋼筋綁扎區內的綁扎完成的沉管管節鋼筋籠移送至管節澆筑區；在鋼筋綁扎區開始新一節沉管管節防水底板焊接及鋼筋籠的綁扎。

綁扎完成后轉移至另外一個一次舾裝區的養護后的沉管管節的混凝土強度達到設計要求后，拆除行車道內模系統、中廊道內模系統及外模系統；此時沉管預制廠內所有施工區域均被沉管管節占用，已經形成管節預制流水施工。

4 結論

本文對魚珠隧道的管節工廠化預制施工方法進行了全面介紹，且重點介紹了施工過程。結果表明：

沉管管節預制施工由傳統干塢的露天作業變為工廠化施工，極大的降低了周邊環境條件和天氣的影響，將原來用于柔性結構和半剛性結構的節段式管節工廠化預制施工升級到整體式剛性沉管管節工廠化預制施工，使工廠法預制管節適應性范圍更加廣泛，且采用直曲模板、液壓移動小車等工藝使曲線管節的施工更加方便，顯著縮短了整個管節的預制周期，且不會大幅增加預制成本。

鋼筋籠或管節之間的移動采用液壓移動小車，移動次數相比原來的工廠化節段預制頻繁頂推、升降鋼筋籠或管節明顯減少；管節澆筑節段之間采用的雙十字鋼板封堵，起到節段之間施工縫的止水和端模的作用，有利于管節裂縫控制，安全可靠性好，施工方便，便于質量管控，可以對日后相關工程提供可靠的經驗借鑒。