干塢法全斷面間隔澆筑整體式沉管預(yù)制

成套技術(shù)與應(yīng)用

         主要完成單位：中交第四航務(wù)工程局有限公司、中交四航局第二工程有限公司、中交四航工程研究院有限公司、廣州市市政工程設(shè)計研究總院有限公司、大連灣海底隧道有限公司

1、項目基本情況

為提高在建的車陂隧道沉管結(jié)構(gòu)的抗裂性能，該項目創(chuàng)新采用干塢法全斷面間隔澆筑整體式沉管預(yù)制工藝。該工程地處廣州市核心城區(qū)，面臨場地狹窄、商品混凝土質(zhì)量高，而港珠澳大型模板工藝不適用，可借鑒的國內(nèi)外隧道經(jīng)驗有限，因此開展了干塢法全斷面間隔澆筑整體式沉管預(yù)制成套技術(shù)研究，對實現(xiàn)國內(nèi)內(nèi)河高品質(zhì)隧道工程建設(shè)具有重要現(xiàn)實意義。

為解決內(nèi)河沉管隧道應(yīng)用全斷面澆筑工藝面臨的難題，該項目圍繞預(yù)制場地建設(shè)、模板系統(tǒng)、質(zhì)量控制三個關(guān)鍵方面，開展空間受限條件下全斷面澆筑法干塢建造技術(shù)研究、基于狹窄干塢環(huán)境的全斷面模板研發(fā)、全斷面間隔澆筑整體式沉管預(yù)制質(zhì)量控制技術(shù)研究。

2、技術(shù)難點和特點

（1）干塢預(yù)制場需考慮高度集約布置，且滿足全斷面澆筑較大應(yīng)力場的承載要求、場地重復(fù)使用的需求；在狹窄場地內(nèi)，已有的港珠澳沉管全斷面預(yù)制模板工藝無法適用，需研發(fā)一種適應(yīng)狹窄場地的、輕量化支撐的全斷面模板體系；商品混凝土質(zhì)量控制困難，而且采用間隔澆筑的工藝還需考慮標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)與后澆帶之間的影響，加大了大體積沉管混凝土控裂的難度。

（2）在塢底預(yù)埋承載機構(gòu)，優(yōu)化了塢底面積利用，實現(xiàn)了集約型干塢布置；采用活動式鋼塢門、新型塢墩止水帶，形成塢口止水圍蔽，實現(xiàn)干塢的重復(fù)利用；利用塢底預(yù)埋的承載機構(gòu)，以及“液壓+機械支撐”，組成模板系統(tǒng)的輕量化支撐，取代大型混凝土反力墻；利用臺車+軌道，形成步履式行走方式，取代針形梁行走方式；建立了原材料指標(biāo)-新拌混凝土性能-硬化混凝土性能的關(guān)系及其監(jiān)控數(shù)據(jù)庫；揭示了后澆帶底鋼板與鋼筋對全斷面澆筑管節(jié)受力影響規(guī)律；研究了不同種類膨脹劑的特性，形成了全斷面整體式沉管后澆帶體積變形調(diào)控技術(shù)；形成了全斷面間隔澆筑整體式沉管預(yù)制關(guān)鍵工藝，包括澆筑工藝、模板響應(yīng)機制、混凝土養(yǎng)護工藝等。

3、主要成果和創(chuàng)新點

（1）提出了適用于全斷面預(yù)制沉管的集約型低圬工量干塢布置方法，研發(fā)了管節(jié)承載系統(tǒng)和模板承載系統(tǒng)相結(jié)合的新型塢底結(jié)構(gòu)；發(fā)明了開合方便的輕型活動式鋼塢門系統(tǒng)，研制了安全防滲漏的新型塢墩止水帶結(jié)構(gòu)。

（2）研發(fā)了集成輕量化可周轉(zhuǎn)的外模支撐系統(tǒng)、“液壓+機械支撐”可自動伸縮的內(nèi)模系統(tǒng)、遙控臺車行走系統(tǒng)于一體的步履式機械化模板系統(tǒng)，解決了針形梁行走占用場地空間大的難題，實現(xiàn)了整體式沉管全斷面澆筑。

（3）建立了整體式沉管全斷面間隔澆筑工藝及質(zhì)量控制技術(shù)體系，揭示了后澆帶底鋼板和鋼筋連接共同約束作用機制，研發(fā)了基于鈣鎂復(fù)合膨脹劑的混凝土體積調(diào)控技術(shù)和后澆帶尺度控制方法，形成了“后澆帶+全斷面澆筑” 整體式沉管預(yù)制技術(shù)。

4、成果應(yīng)用

該成果已成功應(yīng)用于車陂隧道工程、大連灣海底隧道工程。為車陂隧道工程解決了廣州核心城區(qū)內(nèi)全斷面澆筑集約型低圬工量干塢布置、狹窄干塢內(nèi)步履式全斷面模板系統(tǒng)、商品混凝土條件下的全斷面間隔澆筑工藝及質(zhì)量控制等成套技術(shù)難題，實現(xiàn)了內(nèi)河城市中心狹窄干塢內(nèi)的沉管全斷面澆筑施工；為大連灣海底隧道工程解決了大體積沉管混凝土控裂的技術(shù)難題，提高了沉管結(jié)構(gòu)的抗裂性能。

5、經(jīng)濟和社會效益

該項研究實現(xiàn)了國內(nèi)內(nèi)河沉管干塢法全斷面預(yù)制施工，使得沉管全斷面預(yù)制突破了專業(yè)工廠的局限，在城市中心狹窄場地條件下也適用。對沉管全斷面澆筑工藝的推廣發(fā)揮了重大促進作用，推動了沉管領(lǐng)域預(yù)制質(zhì)量的提高，顯著減少運營期間的維護頻次， 降低了運維成本，保障了交通順暢。