位误差不超过1cm。
(2) 钢拉索的安装与防腐处理?
钢拉索在OMEGA止水带安装完成后连接,连接时先打开拉索一端的法兰盖板,拉出锚头将其与连接套筒连接,然后将另一端的锚头拉出与连接套筒旋紧,最后用管子钳旋紧套筒,使拉索绷紧。?
接头钢拉索预紧完成后即安装橡胶伸缩管和钢套筒外的防腐热缩管,随后向拉索管腔内压注油脂以防拉索锈蚀。?
4.管段接头的最终处理?
(1) 剪切键施工?
① 水平剪切键分别设于相邻管段之间和管段与暗埋段之间。管段的水平剪切键设于接头底板处,每接头处共5对,呈锯齿状。OMEGA止水带安装完成后即可进行管段水平剪切键的制作。制作前先凿除封门枕梁的混凝土,留出竖向钢筋作为插筋,然后绑扎剪切键结构钢筋,浇捣半边水平剪切键;随后粘贴橡胶垫,扎筋制作另半边水平剪切键。?
② 垂直剪切键施工必须等管段沉降稳定后进行。每个接头的垂直剪切键共6只,设置于中隔墙端部。其中上剪切键即利用上鼻托的牛腿;中、下剪切键制作前先割除原端部的导向装置,然后凿除鼻托横梁和下鼻托钢筋混凝土,并凿出接驳器,绑扎中、下剪切键的钢筋,安装钢板和橡胶垫,浇捣混凝土,完成垂直剪切键的制作。?
(2) 接头的防火处理?
为了防止管段接头处的所有橡胶制品在火灾时受热损坏,影响接头的结构和水密性,故在管段装饰时在接头处设置2.5cm厚的防火板,以保证接头1小时耐火1200℃的标准。
三、管段最终接头的干地施工?
由于甬江水深较浅,航道较窄,所以根据河床条件,为了不影响航运,同时根据管段自北向南沉放流程,管段的最终接头设于E4管段和江南暗埋段S-1之间,采用“干地施工方法”施工。干地施工方法的最大特点是质量有保证、施工方便,但必须解决好坞口的封堵问题和管段的止退问题。?
1.坞口封堵?
在管段顶部设一挡土墙,管段两侧和坞墩间隙之间放置钢围箱,浇筑水下混凝土形成剪切键,管底通过预埋的注浆孔注浆,挡土墙外回填土合拢坞口。将管段与坞墩连成一整体。?
(1) E4南端挡墙制作?
E4管段南端的挡土墙墙底设一道地梁,墙高5m,以确保高水位时露出水面,方便后续施工,墙厚0.6m,呈梯形。在墙体南侧设6道墙垛,墙垛底宽2.84m,顶宽1m,厚0.3m。挡土墙两端设3m长的封头,以便与两侧的水下混凝土剪切键结合。
挡墙制作前,先用高压水枪将管段顶面的淤泥冲洗干净,同时将管段顶面的混凝土作凿毛处理,并且将管段顶板的预留钢筋作除锈处理。挡墙的混凝土标号为C30,由泵车通过敷设在栈桥上的泵管泵送至浇捣面。
(2) 坞口两侧的封堵?
坞口两侧管段与坞墩间隙的封堵,即管段与坞墩间剪切键制作是利用E4管段外侧墙的预埋限位角钢作为导向,吊放钢围箱,然后浇筑水下混凝土,形成剪切键,使管段与坞墩成为一整体,限制管段因自由端水压力的消失而使GINA止水带回弹,避免管段回退,接头漏水。坞口两侧的封堵工作包括钢围箱的加工、吊放、水下混凝土的浇筑和坞口外的土方回填。
(3) 坞口管底封堵?
管底封堵和止水是通过在管段内预留的3排注浆管向管底压注水泥砂浆来实现的。管段制作时在E4管段南端(即以后的封堵位置)预留了3排23只注浆孔。由于E4管段南端位于坞口坞墩间,管底基槽高低不平,为达到注浆后止水效果,先将注浆管从注浆孔内插入至原状土,然后再进行注浆。?
(4) 坞口回填合拢?
钢围箱吊放完毕后,即在东西2个坞墩上往挡土墙外侧回填土,合拢坞口。回填土为干坞中挖出的、临时堆放在工地附近的弃土,用车驳运至坞口。回填应东西两侧对称进行,直至坞口合拢,合拢共需土方约30000m3。?
2.干坞抽水和管段止退?
(1) 干坞抽水?
坞口封堵完毕后,坞内水与甬江隔离,水位为+0.2m,理论计算的抽水量约20万m3。由于管段间采用的是GINA橡胶止水带水力压接的连接形式,为防止自由端水位下降时GINA橡胶带松弛,影响接头水密性,故在抽水前需完成管段接头间的拉索预紧,并在水位降至管顶时,在管段与坞墩间设置一对支撑。?
抽水采用2台流量为700m3/h的砂泵,先将水位降至管段顶面,然后架设支撑,再继续抽水至坞底。?
(2) 管段止退措施?
干坞抽水时的管段止退措施共有3项,即管段接头间的预紧钢拉索、管段与坞墩间的混
凝土剪切键和抽水至管段顶面后设置的支撑。?
(3) 止退效果?
管段沉放完成后,在每个管段接头的东西两侧分别在上下位置设置了接头变位标志点。干坞抽水时分别对每个管段的接头变位和支撑的轴力进行了测量和量测。?
从观测到的情况看,管段在抽水期间仅有E3和E4管段接头处发生了小量变位,其中测得西侧接头处张开了0.8mm;东侧接头压紧了0.5mm。这个现象说明该接头发生了向西方向的偏转,而并非因止退不够而接头松弛。根据当时的工况条件,发现管段东侧正在进行外围回填土,于是立即调整回填方向,改东侧回填为西侧回填,变位立即得到了控制,并予以纠正。支撑施加后,在每根支撑上放置了应变计,以观测坞内抽水过程中和抽水完成后支撑的轴力变化情况。?
从现场量测到的支撑轴力可以看出:坞内完成抽水至管段顶板面后,即支撑架设完成后,初期支撑轴力随水位下降而增加,并且东侧支撑轴力较西侧支撑轴力略大,这与管段东西两侧回填不均匀的实际工况条件相吻合。而随着时间的推移和工况的变化,两侧的支撑轴力趋于相等,支撑轴力总和为3000kN,仅为计算回退力的15%~20%。?
微小的管段接头变位和支撑轴力,说明坞口管段两侧剪切键的止退作用相当显著,而管顶支撑施加的3000kN轴力,对进一步控制管段的回退是有利的。?
3.E4与暗埋段的连接施工?
E4管段与暗埋段的连接设计成变形缝的形式。E4制作时在其南端顶板预留了间距为12cm的剪力销,底板制作了剪切键,端面埋置了钢边橡胶止水带。制作暗埋段时首先清理端面,修整钢边止水带,然后在端面粘贴丁腈橡胶,最后扎筋、立模、浇捣与E4相接的暗埋段混凝土,完成南岸隧道与江中管段的连接。?
为了考虑E4管段与其连接的江南暗埋段的沉降过渡,江南暗埋段S-1的基础采用桩基形式,共5排20根、直径为1000mm的钻孔灌注桩。在接头处设置了1条OMEGA止水带,以防该接头两侧的结构因差异沉降而出现渗漏现象。?
四、结语?
常洪沉管隧道管段接头为柔性接头,选择以GINA和OMEGA橡胶止水带作为接头的第一和第二道止水带,并以钢拉索作为接头的永久限位装置;管段的最终接头采用“干地施工方法”,以预紧的钢拉索和坞口的混凝土剪切键作为坞内抽水后管段的止退装置。这种管段接头和最终接头的施工具有以下特点:?
(1) 以GINA和OMEGA橡胶带作为管段接头的2道止水防线,止水效果明显,在甬江潮位变化条件下,接头没有出现渗漏现象;?
(2) 水平剪切键和垂直剪切键是管段接头的结构形式,其中垂直剪切键必须在管段稳定
后进行;?
(3) 由于管段接头为柔性接头,所以在管周回填时必须注意对称施工;?
(4) 采用钢拉索既可作为最终接头施工时的临时系紧装置,又可成为隧道运营期接头抗震的纵向限位装置;?
(5) 坞口的混凝土剪切键对限制干坞抽水后的管段变位作用十分显著;
(6) 干坞抽水至管段顶面后,在管顶设置的钢支撑对限制管段回退有一定的作用。