大型沉管隧道干坞二次围堰设计及施工关键技术.pdf
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1、 年 月下第 卷 第 期施工技术(中英文):大型沉管隧道干坞二次围堰设计及施工关键技术庾焱秋,付 甦,王文龙,戴 也,杨苏海,(中交第二航务工程局有限公司,湖北 武汉;长大桥梁建设施工技术交通行业重点实验室,湖北 武汉;交通运输行业交通基础设施智能制造技术研发中心,湖北 武汉;武汉中力岩土工程有限公司,湖北 武汉)摘要 基于襄阳东西轴线沉管隧道项目,结合工程施工工艺和富水的强渗透性地层条件,通过方案比选后,选定干坞坞口二次止水围堰的结构形式,设计了锁扣型分片拼装式的二次止水围堰。针对双壁钢围堰与轻质夹壁混凝土结合的复合墙体形式,对围堰受力特性、围堰沉放与定位拼装、分片间连接形式、与既有建筑物的
2、连接形式及节点止水措施展开研究,为干坞坞口创造了二次干燥施工环境并确保安全,解决了干坞坞口对接端施工难题。关键词 沉管隧道;干坞;二次止水;围堰;设计;施工技术中图分类号 文献标识码 文章编号(),(,;,;,;,):,:;作者简介 庾焱秋,高级工程师,:收稿日期 引言 随着隧道设计和建设水平的不断提升,沉管隧道因其优越的水文地质适用性、更短工期及更加可控的风险,得到越来越多的应用。国内不仅有港珠澳大桥海上沉管隧道等举世瞩目的世纪工程,还有已成功建成的 余座内河沉管隧道,。作为内河沉管隧道对接端施工的重要临时工程,沉管的干坞施工方案在整个沉管隧道施工环节中的作用不容忽视。部分干坞施工中需在坞口
3、管节沉放到位后进行二次止水,再进行对接端基坑开挖,施工对接端隧道并与已沉放到位的管节进行对接,完成沉管隧道的最后一步。二次止水结构的强度和止水性能是这一工序能否顺利进行的重要一环,围堰的结构形式、与沉管间缝隙的密闭处理成为需面临的难题,我国在此方面经验较少,缺乏系统性研究。施工技术(中英文)第 卷 工程概况 襄阳市东西轴线道路工程鱼梁洲段起于规划旭东路东侧,与东西轴线上跨大庆东路高架桥梁相接,往东连接东津区横七路,终于纵四路西侧,与上跨纵四路的东西轴线高架桥梁连接,主线全长,其 中 沉 管 隧 道 ,明 挖 暗 埋 隧 道,是目前国内整体规模最大的内河沉管隧道。沉管隧道分为东、西汊沉管两部分,
4、采用“两孔一管廊”方案,结构宽 ,高 ,双向 车道,设计使用年限为 年。水文地质条件 襄阳东西轴线沉管隧道位于汉江东、西汊,水系主要为汉江及其支流。根据资料,最高水位,最低水位 ,年平均水位 ,最大流速 。自崔家营水库建成后,工程所在区域江面水流平缓,常年流速 ,汛期最大流速 。经工期及工艺分析后,干坞处二次止水围堰的设计高水位确定为 ,不考虑流速。根据地质勘察资料,干坞坞门处主要分布地层为第四纪地层,自上而下分别为粉细砂、中砂、卵石混圆砾、圆砾及泥岩,中间夹杂薄层粉砂和粉质黏土层。整体透水性强,但地质条件对二次止水围堰的设计影响有限。对接端坞口结构 东、西汊干坞坞口对接端均位于现状大堤上,现
5、状大堤堤顶标高 ,卵石压重铁丝网支护,坡率为 ,堤顶有一约 宽道路,路面为泥结土石结构。坞口对接端宽 ,东汊干坞支护结构顶标高 ,西汊干坞支护结构顶标高为 。二次止水围堰采用双壁钢围堰结构,夹壁内灌注轻质混凝土,双壁钢围堰与现有坞口混凝土连续墙、已沉放到位的沉管及干坞底板间采用预埋凹槽等方式定位及连接。工程难点 )对接端水位高,平面单边式钢结构围堰自身刚度难以保证,需采取措施提高围堰壁体本身的受力性。)围堰支撑体系需借助干坞两侧地下连续墙进行支撑,支撑布置需避开薄弱部位,且支撑最大长度达,需设置立柱以控制其竖向变形。)干坞坞口宽度接近,围堰尺寸较大,自重大,起吊、下放难度大。)坞口管节沉放完毕
6、后,断面形状不规则,管节两侧与地下连续墙间均有狭长空间,围堰立面布置需充分考虑该空间的处理。)围堰下放时定位难,围堰与地下连续墙和沉管顶部及侧壁的连接问题很关键,关系到围堰功能发挥。)围堰自身及与既有结构接缝处的止水问题。干坞施工工艺 施工工艺流程 岸堤防护及对接端基坑施工顺序如图 所示。图 干坞对接端基坑施工流程 二次止水方案 二次止水采用锁扣型分片吊装双壁钢围堰形式,围堰底部嵌入沉管和干坞底混凝土板上预留的槽口,围堰两侧与地下连续墙通过格形地下连续墙上预埋止水带连接,钢围堰与沉管两侧通过嵌入沉管的环梁连接。围堰沉放到位后,围堰夹壁内浇筑轻质混凝土,待混凝土达到设计强度后,进行密闭性检查,然
7、后开始干坞内逐层抽水和安装支撑的作业。二次止水围堰施工工艺流程为:沉管沉放完成钢围堰分块沉放安装到位围堰夹壁内浇筑轻质混凝土安装顶层支撑系统围堰内逐层抽水并安装支撑水密性试验干坞内明挖段隧道施工。二次止水围堰设计 二次止水围堰结构形式 止水围堰呈“一”字形布置,长,宽,东汊干坞止水围堰两侧高 ,中部高 ;西汊干坞止水围堰两侧高 ,中部高 。下面以更不利的西汊干坞止水围堰结构设计为例。止水围堰与干坞整体关系如图 所示。止水围堰采用双壁结构,由 块壁体拼接而成,块体间采用“”锁扣连接。围堰下放安装到位 庾焱秋等:大型沉管隧道干坞二次围堰设计及施工关键技术 图 西汊干坞坞口平面布置 后,于水下浇筑混
8、凝土,与两侧地下连续墙及沉管外壳共同止水。干坞侧安装 层腰梁及内支撑。二次止水围堰结构如图 所示。图 西汊干坞二次止水围堰结构(单位:)(:)二次止水围堰结构计算 工况分析 二次止水围堰施工工艺流程为:沉管沉放完成;止水围堰分块沉放并连接到位;沉放到位后,围堰夹壁内分 次水下浇筑混凝土;干坞内抽水至第 层内支撑下 标高,焊接第 层腰梁,架设第 层钢管撑;干坞内抽水至第 层内支撑下 标高,焊接第 层腰梁,架设第 层钢管撑;干坞内抽水至第 层内支撑下 标高,焊接第 层腰梁,架设第 层钢管撑;干坞内抽水到底。围堰施工阶段涉及的计算荷载包括结构自重()、新浇混凝土自重()、新浇混凝土侧压力()、静水压
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