CN112847736A - 一种沉管管节预制施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种沉管管节预制施工方法，包括：S1.将移动式干坞停靠在码头上；S2.在所述移动式干坞的甲板上设置找平层；S3.选择管节的浇筑形式，基于所述浇筑形式，在所述找平层上对应设置用于浇筑管节的模板***，并将混凝土按照所述浇筑形式浇筑于所述模板***内；S4.对预制后的管节进行养护。根据本发明实施例的沉管管节预制施工方法，不仅耗费低，而且使得整个施工工期短，此外更加环保。

Description

一种沉管管节预制施工方法

技术领域

本发明涉及一种沉管隧道施工方法，特别涉及一种沉管管节预制施工方法。

背景技术

沉管隧道是将预制好的沉管管节沉设在海底或者江底的基坑槽内，然后将管节固定、连接并回填，之后将管节内的水抽掉以后，形成连通的隧道形式。

现有的沉管管节一般是在固定干坞内进行预制，预制完成后通过运船运至安装点进行安装。当管节安装点的附近未存在固定干坞时，需要临时建造固定干坞，不仅耗费大，而且建造固定干坞的工期长，进而导致管节整个施工工期长，此外，临时建造固定干坞会对当地环境造成影响。即使存在固定干坞，仍然需要将预制好的沉管管节首先吊装至运船上，再通过运船输送至安装点，同样导致耗费大，整个施工工期长。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种沉管管节预制施工方法，不仅耗费低，而且使得整个施工工期短，此外更加环保。

根据本发明实施例的沉管管节预制施工方法，包括以下步骤：

S1.将移动式干坞停靠在码头上；

S2.在所述移动式干坞的甲板上设置找平层；

S3.选择管节的浇筑形式，基于所述浇筑形式，在所述找平层上对应设置用于浇筑管节的模板***，并将混凝土按照所述浇筑形式浇筑于所述模板***内；

S4.对预制后的管节进行养护。

根据本发明实施例的沉管管节预制施工方法，至少具有如下技术效果：

需要预制沉管管节时，基于选取的浇筑形式，将对应的模板***建立在移动式干坞的找平层上，之后按照选取的浇筑形式将搅拌好的混凝土浇筑于模板***内，当混凝土冷凝后即可完成管节的预制，之后对预制好的管节进行养护即可。根据本发明实施例的沉管管节预制施工方法，相比于临时建造固定干坞，不仅耗费小，而且预制沉管管节的工期更短，同时对环境的影响较小。此外，管节预制完成后，即可通过移动式干坞直接输送至安装点，进而更加节省时间，施工工期更短，同时能够减少安全事故的发生。

根据本发明的一些实施例，步骤S3中，所述浇筑形式为分层分段浇筑形式。

根据本发明的一些实施例，所述分层分段浇筑形式的过程为：将管节沿竖直方向分成底浇筑层和顶浇筑层，所述底浇筑层沿自身长度方向分成多个底浇筑段，所述顶浇筑层沿自身长度方向分成多个顶浇筑段，首先依次浇筑所有的所述底浇筑段，然后依次浇筑所有的所述顶浇筑段。

根据本发明的一些实施例，所述模板***包括并排设置于所述找平层上的两个外模支架，两个所述外模支架相靠近的侧壁能够上下调节地设置有外模板。

根据本发明的一些实施例，两个所述外模支架之间设置有排架，所述排架沿自身长度方向能够拆卸地设置有多个支撑架，所述支撑架的外侧壁设置有底内模板，所述底内模板与位于所述底浇筑段上的通道的内侧壁相适配。

根据本发明的一些实施例，所述模板***还包括多个承载架，所述承载架能够承载于所述底浇筑段上对应的通道的底端，所述承载架的顶端设置有顶内模板，所述顶内模板的两侧朝下延伸，所述顶内模板与位于所述顶浇筑段上的通道的内壁相适配。

根据本发明的一些实施例，所述底浇筑段的外侧墙内预埋有防渗对拉螺栓，所述防渗对拉螺栓上设置有止水片，所述防渗对拉螺栓的两端均通过锥形螺母同轴连接有外螺杆，其中一个所述外螺杆与所述外模板拆卸连接，另外一个所述外螺杆与所述底内模板拆卸连接，当所述底浇筑段浇筑完成后，拆卸所述外螺杆和所述锥形螺母，并于所述防渗对拉螺栓的两端处填充环氧树脂砂浆。

根据本发明的一些实施例，所述外模支架的底端设置有举升油缸，所述举升油缸的底端设置有行走机构。

根据本发明的一些实施例，步骤S2中，在所述移动式干坞上建立测量平面，所述找平层与所述测量平面平行。

根据本发明的一些实施例，步骤S2中，所述找平层上设置有多个上下贯穿的缝隙，所述缝隙内填充有填充物。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明底浇筑段的浇筑示意图；

图2为本发明顶浇筑段的浇筑示意图；

图3为本发明行走机构的结构示意图；

图4为本发明防渗对拉螺栓的安装示意图；

附图标记：

底浇筑段100、顶浇筑段101；外模支架200、外模板201、排架202、支撑架203、底内模板204、承载架205、顶内模板206；防渗对拉螺栓300、止水片301、锥形螺母302、外螺杆303；举升油缸400；行走机构500、纵向移动小车501、横向移动小车502。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考图1至图4描述根据本发明实施例的沉管管节预制施工方法。

根据本发明实施例的沉管管节预制施工方法，包括以下步骤：

S1.将移动式干坞停靠在码头上；

S2.在移动式干坞的甲板上设置找平层；

S3.选择管节的浇筑形式，基于浇筑形式，在找平层上对应设置用于浇筑管节的模板***，并将混凝土按照浇筑形式浇筑于模板***内；

S4.对预制后的管节进行养护。

本实施例中，需要预制沉管管节时，基于选取的浇筑形式，将对应的模板***建立在移动式干坞的找平层上，之后按照选取的浇筑形式将搅拌好的混凝土浇筑于模板***内，当混凝土冷凝后即可完成管节的预制，之后对预制好的管节进行养护即可。根据本发明实施例的沉管管节预制施工方法，相比于临时建造固定干坞，不仅耗费小，而且预制沉管管节的工期更短，同时对环境的影响较小。此外，管节预制完成后，即可通过移动式干坞直接输送至安装点，进而更加节省时间，施工工期更短，同时能够减少安全事故的发生。

需要说明的是，可以采用合适的半潜驳作为移动式干坞，半潜驳的强度和刚度需要满足沉管预制要求，在浮运、下潜等过程中的稳定性需要满足要求，当然，也可以采用其它类型的浮船作为移动式干坞。由于移动式干坞的甲板面存在凹凸不平现象，为保证管节的几何尺寸和方便测量施工，需在甲板面建造一个找平层，由于浇筑管节时作用在找平层上的附加荷载并不大，15000t的管节作用在找平层上的压力为86kpa左右，因此找平层采用C20混凝土进行建造即可满足预制要求。根据移动式干坞的重心、甲板面的有效面积、甲板面的受力情况、管节的长度及施工情况布置管节预制时的位置，以保证预制过程中移动式干坞与管节的稳定性。为了提高管节的防水性，混凝土浇筑之前，需要对进行混凝土进行配合比设计。为了降低混凝土的早期水热化，配置混凝土时掺入一定的粉煤灰和矿渣粉。在混凝土搅拌时，在搅拌站配置适当数量的中转仓，以用于对水泥等高温粉料进行提前存储，确保粉料入机温度不高于50°。此外，配备适当数量的且相互隔离的砂石料仓和水池，并对它们进行遮阳通风。在夏季温度过高时，在混凝土搅拌时掺入适量冰，根据实际情况确定加冰量，加入的冰应为冰屑，有冰加入时，为保证混凝土和易性较好，搅拌时间不低于90s。在严格控制混凝土入模温度的同时，还可以在管节两外侧墙的外侧壁上布置多排冷却水管，以便于进一步降低混凝土开裂风险。混凝土浇筑后需要进行养护，对于管节的底端及顶端在初凝后立即进行养护，当天气炎热或干燥时应提前进行养护。在混凝土浇筑完毕并完成收水后，覆盖土工布浇水潮湿，待混凝土终凝之后，在表面蓄水养护。管节的中隔墙在拆模后覆盖土工布并喷水保湿养护。外侧墙在工期允许的情况下，适当推迟混凝土拆模时间，拆模后，继续保温保湿养护，养护时间不少于十四天。拆模后，在管节通孔两端处用土工布挂帘法封盖，阻止空气流动，减小通孔内的水分散失。并经常在管内及外侧墙表面浇水，以保持管内相对湿度在85％以上。混凝土容重决定管节质量的大小，为保证管节浮运的稳定性，必须对混凝土容重进行控制，为满足沉管混凝土的抗裂、抗渗及容重要求，使用引气剂调整含气量以控制混凝土容重。

在本发明的一些实施例中，步骤S3中，浇筑形式为分层分段浇筑形式。即管节采用竖向分层、纵向分段的方式进行浇筑，进而不仅能够减少场地大小的限制与移动式干坞承载能力的限制带来的影响，而且能够防止或者减少混凝土中凝胶材料水化热引起的温度变化和收缩产生的裂缝。需要说明的是，也可以是其它的浇筑形式，例如，可以是整体浇筑形式。

在本发明的一些实施例中，分层分段浇筑形式的过程为：将管节沿竖直方向分成底浇筑层和顶浇筑层，底浇筑层沿自身长度方向分成多个底浇筑段100，顶浇筑层沿自身长度方向分成多个顶浇筑段101，首先依次浇筑所有的底浇筑段100，然后依次浇筑所有的顶浇筑段101。也就是将管节竖向分成底浇筑层和顶浇筑层两层，底浇筑层分成多段底浇筑段100，例如，可以是四段底浇筑段100，顶浇筑层分成多段顶浇筑段101，例如，可以是五段顶浇筑段101。浇筑时，首先沿底浇筑层的长度方向依次浇筑所有的底浇筑段100，之后沿顶浇筑层的长度方向依次浇筑所有的顶浇筑段101。根据本实施例的浇筑方式，在具有分层分段浇筑形式的优点的同时，浇筑十分方便，预制工期短。需要说明的是，本实施例中，底浇筑段100不设后浇带，其中一个顶浇筑段101设置一个1.5m长的后浇带，相比于现有的设置三个后浇带，只设置一个后浇带，在同样能够防止漏水的同时，能够减少施工周期，方案更加优化。此外，底浇筑段100和相邻的顶浇筑段101之间的缝隙为水平施工缝，水平施工缝中设置中埋式镀锌止水钢板和遇水膨胀止水条，以防止水的渗透，相邻的两个底浇筑段100或者相邻的两个顶浇筑段101之间的缝隙为环向施工缝，环向施工缝中设置中埋式橡胶止水带和中埋式钢边橡胶止水带，以防止水的渗透。

在本发明的一些实施例中，如图1和图2所示，模板***包括并排设置于找平层上的两个外模支架200，两个外模支架200相靠近的侧壁能够上下调节地设置有外模板201。外模板201用于对管节外侧墙的外侧壁进行定位和成型，由于管节由底浇筑段100和顶浇筑段101构成，进而管节的外侧墙同样由底浇筑段100的外侧墙和顶浇筑段101的外侧墙对接而成。本实施例的浇筑的过程中，外模板201首先设置于外模支架200的下部，外模板201的底端贴合找平层，进而找平层对底浇筑段100的底面进行定位和成型，外模板201能够对底浇筑段100的外侧墙的外侧壁进行定位和成型，当底浇筑段100全部预制完成后，将外模板201调节安装至外模支架200的上部，之后外模板201即可对顶浇筑段101的外侧墙的外侧壁进行定位和成型。本实施例中，只需要调节外模板201即可完成管节外侧墙的外侧壁的定位和成型，不仅更加节省材料，而且操作简单方便，省时省力。需要说明的是，外模板201可以与外模支架200卡接或者螺栓连接，从而便于拆卸和调节。在本发明的一些实施例中，外模板201可以是钢模。

在本发明的一些实施例中，如图1和图2所示，两个外模支架200之间设置有排架202，排架202沿自身长度方向能够拆卸地设置有多个支撑架203，支撑架203的外侧壁设置有底内模板204，底内模板204与位于底浇筑段100上的通道的内侧壁相适配。支撑架203的个数与沉管管节的通道数量相同，沉管管节的通道一般包括行车通道和廊道，一般情况下，沉管管节设置有两个行车通道，两个行车通道之间设置有廊道，进而支撑架203的个数可以是三个，位于两侧的支撑架203上的底内模板204对两个行车通道的内侧壁进行定位和成型，位于中间的支撑架203上的底内模板204对廊道的内侧壁进行定位和成型。需要说明的是，浇筑时，对底浇筑段100的底板采用台阶法推进浇筑，先浇筑中间，后浇筑两侧，侧墙自下而上分层均匀上升浇注。浇筑时，采用加长型***式震捣棒振捣。支撑架203可以是螺栓连接或者卡接在排架202上，当所有的底浇筑段100浇筑完成后，拆卸掉支撑架203即可。在本发明的一些实施例中，底内模板204可以是钢模。

在本发明的一些实施例中，如图1和图2所示，模板***还包括多个承载架205，承载架205能够承载于底浇筑段100上对应的通道的底端，承载架205的顶端设置有顶内模板206，顶内模板206的两侧朝下延伸，顶内模板206与位于顶浇筑段101上的通道的内壁相适配。城管管节的通道有三个时，承载架205对应设置为三个，当所有的底浇筑段100浇筑完成后，拆卸掉支撑架203，将三个承载架205承载于底浇筑段100对应的通道的底端，顶内模板206的侧壁即可对顶浇筑段101上的通道的内侧壁进行定位和成型，顶内模板206的顶面可以对顶浇筑段101上的通道的顶面进行定位和成型。在本发明的一些实施例中，顶内模板206可以是胶合板，管节的端部同样可以通过端部模板进行定位和成型，端部模板可以是木板。

在本发明的一些实施例中，如图4所示，底浇筑段100的外侧墙内预埋有防渗对拉螺栓300，防渗对拉螺栓300的中部设置有止水片301，防渗对拉螺栓300的两端均通过锥形螺母302同轴连接有外螺杆303，其中一个外螺杆303与外模板201拆卸连接，另外一个外螺杆303与底内模板204拆卸连接，当底浇筑段100浇筑完成后，拆卸外螺杆303和锥形螺母302，并于防渗对拉螺栓300的两端处填充环氧树脂砂浆。防渗对拉螺栓300预埋于底浇筑段100的外侧墙内部，也就是防渗对拉螺栓300的两端与底浇筑段100的外侧墙的两侧壁之间存在间距，进而当底浇筑段100浇筑完成后，拆卸外螺杆303和锥形螺母302时，底浇筑段100的外侧墙在防渗对拉螺栓300的两端外存在通孔，在通孔内填充环氧树脂砂浆，进而使得防渗对拉螺栓300两端的密封性好，从而防止水渗透的效果更好。此外，防渗对拉螺栓300的中部设置有止水片301，止水片301能够进一步防止水沿着防渗对拉螺栓300的轴向流动，从而防止水渗透的效果进一步提高。设置锥形螺母302，锥形螺母302的外径从防渗对拉螺栓300的中部朝对应端部的方向增加，进而能够提高防渗对拉螺栓300的对拉效果，锥形螺母302可以是PVC材料制备而成。需要说明的是，顶浇筑段101的外侧墙内同样可以预埋有防渗对拉螺栓300。

在本发明的一些实施例中，如图3所示，外模支架200的底端设置有举升油缸400，举升油缸400的底端设置有行走机构500。设置举升油缸400，举升油缸400能够调节外模支架200的高度，例如，预制完底浇筑段100后，通过举升油缸400带动外模支架200上升，之后再适当调节外模板201即可用于预制顶浇筑段101，也就是外模支架200本身不需要高于或者等于管节的高度，从而能够更加节省材料，而且施工更加方便和省力。此外，还设置有行走机构500，当浇筑完成一个底浇筑段100或者一个顶浇筑段101后，通过行走机构500即可控制外模支架200移动，从而方便对下一个底浇筑段100或者一个顶浇筑段101进行浇筑，操作简单方便。需要说明的是，行走机构500可以包括纵向移动小车501和横向移动小车502，纵向移动小车501能够沿管节的长度方向移动，横向移动小车502沿管节的宽度方向移动设置于纵向移动小车501的顶端，举升油缸400设置于横向移动小车502上，进而操作纵向移动小车501，即可带动外模支架200沿管节的长度方向移动，从而方便对下一个底浇筑段100或者一个顶浇筑段101进行浇筑，操作横向移动小车502，即可对外模支架200沿管节的宽度方向进行微调，从而使得预制的管节的精度更高。当然，行走机构500也可以是能够沿多个方向移动的行走小车。

在本发明的一些实施例中，步骤S2中，在移动式干坞上建立测量平面，找平层与测量平面平行。测量平面一般大致平行于移动式干坞的甲板面，测量平面用于管节预制过程中的测量，找平层与测量平面平行，而沉管管节在找平层上进行预制，进而更加能够保证管节的几何尺寸和更加方便测量施工。

在本发明的一些实施例中，步骤S2中，找平层上设置有多个上下贯穿的缝隙，缝隙内填充有填充物。进而能够防止管节底部与找平层之间的吸附力过大，而导致需要安装管节时管节与移动式干坞难以分离。填充物可以是细沙、石粒或者煤渣等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种沉管管节预制施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.将移动式干坞停靠在码头上；

S2.在所述移动式干坞的甲板上设置找平层；

S3.选择管节的浇筑形式，基于所述浇筑形式，在所述找平层上对应设置用于浇筑管节的模板***，并将混凝土按照所述浇筑形式浇筑于所述模板***内；

S4.对预制后的管节进行养护。

2.根据权利要求1所述的沉管管节预制施工方法，其特征在于，步骤S3中，所述浇筑形式为分层分段浇筑形式。

3.根据权利要求2所述的沉管管节预制施工方法，其特征在于，所述分层分段浇筑形式的过程为：将管节沿竖直方向分成底浇筑层和顶浇筑层，所述底浇筑层沿自身长度方向分成多个底浇筑段(100)，所述顶浇筑层沿自身长度方向分成多个顶浇筑段(101)，首先依次浇筑所有的所述底浇筑段(100)，然后依次浇筑所有的所述顶浇筑段(101)。

4.根据权利要求3所述的沉管管节预制施工方法，其特征在于，所述模板***包括并排设置于所述找平层上的两个外模支架(200)，两个所述外模支架(200)相靠近的侧壁能够上下调节地设置有外模板(201)。

5.根据权利要求4所述的沉管管节预制施工方法，其特征在于，两个所述外模支架(200)之间设置有排架(202)，所述排架(202)沿自身长度方向能够拆卸地设置有多个支撑架(203)，所述支撑架(203)的外侧壁设置有底内模板(204)，所述底内模板(204)与位于所述底浇筑段(100)上的通道的内侧壁相适配。

6.根据权利要求5所述的沉管管节预制施工方法，其特征在于，所述模板***还包括多个承载架(205)，所述承载架(205)能够承载于所述底浇筑段(100)上对应的通道的底端，所述承载架(205)的顶端设置有顶内模板(206)，所述顶内模板(206)的两侧朝下延伸，所述顶内模板(206)与位于所述顶浇筑段(101)上的通道的内壁相适配。

7.根据权利要求6所述的沉管管节预制施工方法，其特征在于，所述底浇筑段(100)的外侧墙内预埋有防渗对拉螺栓(300)，所述防渗对拉螺栓(300)上设置有止水片(301)，所述防渗对拉螺栓(300)的两端均通过锥形螺母(302)同轴连接有外螺杆(303)，其中一个所述外螺杆(303)与所述外模板(201)拆卸连接，另外一个所述外螺杆(303)与所述底内模板(204)拆卸连接，当所述底浇筑段(100)浇筑完成后，拆卸所述外螺杆(303)和所述锥形螺母(302)，并于所述防渗对拉螺栓(300)的两端处填充环氧树脂砂浆。

8.根据权利要求4至7中任意一项所述的沉管管节预制施工方法，其特征在于，所述外模支架(200)的底端设置有举升油缸(400)，所述举升油缸(400)的底端设置有行走机构(500)。

9.根据权利要求1至7中任意一项所述的沉管管节预制施工方法，其特征在于，步骤S2中，在所述移动式干坞上建立测量平面，所述找平层与所述测量平面平行。

10.根据权利要求1至7中任意一项所述的沉管管节预制施工方法，其特征在于，步骤S2中，所述找平层上设置有多个上下贯穿的缝隙，所述缝隙内填充有填充物。

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