一种钢壳外包的沉管管段浮态制作方法与流程

本发明涉及一种沉管隧道中预制沉管管段的方法，具体是指钢壳外包的沉管管段浮态制作方法。

背景技术：

沉管隧道的管段预制方法决定着整个工程的成败，目前，管段预制均在干坞内进行，干坞方案有移动干坞方案、固定干坞方案和工厂化干坞方案。

移动干坞方案就是修造或租用大型半潜驳作为可移动式干坞，在移动干坞上完成管段的预制，然后利用拖轮将半潜驳拖运到隧道附近已建好的港池内下潜，实现管段与驳船的分离，再将管段浮运到隧道位置完成沉放对接工作。

固定干坞方案是在隧道附近制作的大型基坑，基坑的底面标高按照管段浮运的吃水深度控制。在固定干坞内制作管段，管段制作完成后打开坞门，将管段拖运到隧道位置沉放。固定干坞又分为轴线干坞、旁建干坞、独立干坞等几类。

工厂化干坞是指按照流水式预制生产线进行工艺布置，所有预制作业在厂房内24小时连续进行，每个节段在固定的台座上浇注、养护3d后，向前顶推，空出浇筑台座，下一节段与刚顶出的节段相邻匹配预制。如此逐段预制逐段顶推，直至完成全部节段浇筑，整体顶推至浅坞进行临时预应力索张拉形成整体，完成一次舾装，然后关闭浅坞与预制工厂之间的滑动坞门，浅坞灌水，管段起浮移至深坞，最后打开深坞浮运至沉放现场。丹麦和瑞典等国家都建有沉管管段的生产车间 ，这种预制工厂适合大规模超长沉管隧道（或可以获得长期稳定的管段订购的区域）的管段预制。厄勒海峡大桥沉管隧道和我国已建的港珠澳大桥就是采用工厂化干坞。

现有的干坞方案主要存在以下缺陷：

（1）移动干坞仅适用于4车道及以下的情况，4车道以上由于管段规模较大，相适合的半潜驳较少，租用半潜驳的难度较大；

（2）移动干坞为了使管段与半潜驳分离需要开挖较深的下潜港池，对航道及环境影响较大；

（3）固定干坞需要开挖大型基坑来预制管段，造价较高且对周边环境影响较大；

（4）工厂化干坞占地面积较大，造价最高，只适合大规模超长沉管隧道。

因此，有必要对现有技术进行改进。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种钢壳外包的沉管管段浮态制作方法，该方法占地面积较小，避免岸上开挖，同时减少管段浮运航道疏浚量，且适用于各种规模沉管隧道。

本发明所采用的技术方案为：

一种钢壳外包的沉管管段浮态制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）平整场地，施工钢板加工车间、舾装码头及滑道区，所述钢板加工车间包括切割铣边车间、喷砂涂装车间及片体组装区；

（2）钢板经切割铣边、喷砂涂装及片体组装后内侧焊接加劲肋及铆钉；

（3）将所述钢板放置于滑道区上焊接呈U型并焊接临时支撑；

（4）两端各3～4米范围浇筑全断面混凝土，其余部分浇筑底板、全部中隔墙及下部3～4m侧墙混凝土；

（5）两端安装钢端壳、钢端封墙及导向装置；

（6）将管段通过千斤顶和绞车滑入水中；

（7）将所述管段托运至舾装码头进行剩余侧墙及顶板混凝土浇筑；

（8）拆除所述临时支撑，并将水箱构件通过后浇带及临时人孔安装在管段内部；

（9）浇筑后浇带混凝土，进行二次舾装，之后将管段浮运至指定位置进行沉放。

本发明的有益效果为：

（1）本发明的管段预制方法与移动干坞相比不用半潜驳，可避免下潜港池的开挖，因此其可减少对环境的影响、降低工程造价，同时不受半潜驳的制约适用于所有规模的沉管隧道。

（2）本发明的管段预制方法与固定干坞相比可避免大型基坑的开挖，节省占地面积，减少管段浮运过程中河道疏浚量，降低工程造价。

(3)本发明与工厂化干坞相比可减少占地面积及港池开挖量，降低工程造价，同时该方法适用于所有规模沉管隧道。

附图说明

图1是本发明中方案施工场地平面布置示意图；

图2～3是本发明中拼装成U型钢板并在内侧焊接临时支撑、加劲肋版及铆钉的结构示意图；

图4是本发明中在U型钢板内一期浇筑混凝土纵断面的结构示意图；

图5～6是本发明中在U型钢板内一期浇筑混凝土横断面的结构示意图。

具体实施方式

图1-6中，1、滑道；2、钢板；3、铆钉；4、临时支撑；501、环向加劲肋；502、纵向加劲肋；503、开孔；6、连接钢板；7、舾装码头一；8、舾装码头二；9、滑道区；10、切割铣边车间；11、喷砂涂装车间；12、片体组装区；13、结构顶板；14、结构侧墙；15、结构底板。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

实施例1

如图1至图6所示的一种钢壳外包的沉管管段浮态制作方法，实施过程包括如下步骤：

（1）平整场地制作，施工钢板加工车间、舾装码头及滑道区9，钢板加工车间包括切割铣边车间10、喷砂涂装车间11及片体组装区12；

（2）钢板2为8mm钢板，在钢板加工车间切割铣边和喷砂涂装及片体组装后在内侧焊接环向加劲肋501、纵向加劲肋502及铆钉3，环向加劲肋501为HW250*250工字钢或10mm钢板，纵向加劲肋502为HW250*250工字钢，加劲肋501及502上均有开孔503用于绑扎钢筋时钢筋通过，开孔503的间距由钢筋间距确定，见图2～3，图2中环向加劲肋501为工字钢，图3中环向加劲肋501为钢板；

（3）将钢板2放在滑道区1上，如图2～3拼装焊接成U型，上下临时支撑4通过连接钢板6连接，之后将连接钢板6的另一端与环向加劲肋501、纵向加劲肋502焊接；

（4）在U型钢板内侧绑扎钢筋浇筑管段两端各4米范围浇筑全断面混凝土，其余部分浇筑底板、全部中隔墙（若有）及下部4m侧墙混凝土，如图4～6所示；

（5）两端安装钢端壳、钢端封墙及导向装置；

（6）将管段沿滑道1通过千斤顶和绞车滑入水中；

（7）将管段托运至舾装码头进行剩余侧墙及顶板混凝土浮态浇筑；

（8）拆除临时支撑4，并将水箱构件通过后浇带及临时人孔安装在管段内部；

（9）浇筑后浇带混凝土，进行二次舾装，之后将管段托至指定位置进行沉放。

其中，临时支撑4采用直径200mm钢管。

实施例2

如图1至图6所示的一种钢壳外包的沉管管段浮态制作方法，实施过程包括如下步骤：

（1）平整场地制作，施工钢板加工车间、舾装码头及滑道区9，钢板加工车间包括切割铣边车间10、喷砂涂装车间11及片体组装区12；

（2）钢板2为10mm钢板，在钢板加工车间切割铣边和喷砂涂装及片体组装后在内侧焊接环向加劲肋501、纵向加劲肋502及铆钉3，环向加劲肋501为HW250*250工字钢或10mm钢板，纵向加劲肋502为HW250*250工字钢，加劲肋501及502上均有开孔503用于绑扎钢筋时钢筋通过，开孔503的间距由钢筋间距确定，见图2～3，图2中环向加劲肋501为工字钢，图3中环向加劲肋501为钢板；

（3）将钢板2放在滑道区1上，如图2～3拼装焊接成U型，上下临时支撑4通过连接钢板6连接，之后将连接钢板6的另一端与环向加劲肋501、纵向加劲肋502焊接；

（4）在U型钢板内侧绑扎钢筋浇筑管段两端各3.5米范围浇筑全断面混凝土，其余部分浇筑底板、全部中隔墙（若有）及下部3.5m侧墙混凝土，如图4～6所示；

（5）两端安装钢端壳、钢端封墙及导向装置；

（6）将管段沿滑道1通过千斤顶和绞车滑入水中；

（7）将管段托运至舾装码头进行剩余侧墙及顶板混凝土浮态浇筑；

（8）拆除临时支撑4，并将水箱构件通过后浇带及临时人孔安装在管段内部；

（9）浇筑后浇带混凝土，进行二次舾装，之后将管段托至指定位置进行沉放。

其中，临时支撑4采用直径200mm钢管。

实施例3

如图1至图6所示的一种钢壳外包的沉管管段浮态制作方法，实施过程包括如下步骤：

（1）平整场地制作，施工钢板加工车间、舾装码头及滑道区9，钢板加工车间包括切割铣边车间10、喷砂涂装车间11及片体组装区12；

（2）钢板2为12mm钢板，在钢板加工车间切割铣边和喷砂涂装及片体组装后在内侧焊接环向加劲肋501、纵向加劲肋502及铆钉3，环向加劲肋501为HW250*250工字钢或10mm钢板，纵向加劲肋502为HW250*250工字钢，加劲肋501及502上均有开孔503用于绑扎钢筋时钢筋通过，开孔503的间距由钢筋间距确定，见图2～3，图2中环向加劲肋501为工字钢，图3中环向加劲肋501为钢板；

（3）将钢板2放在滑道区1上，如图2～3拼装焊接成U型，上下临时支撑4通过连接钢板6连接，之后将连接钢板6的另一端与环向加劲肋501、纵向加劲肋502焊接；

（4）在U型钢板内侧绑扎钢筋浇筑管段两端各3米范围浇筑全断面混凝土，其余部分浇筑底板、全部中隔墙（若有）及下部3m侧墙混凝土，如图4～6所示；

（5）两端安装钢端壳、钢端封墙及导向装置；

（6）将管段沿滑道1通过千斤顶和绞车滑入水中；

（7）将管段托运至舾装码头进行剩余侧墙及顶板混凝土浮态浇筑；

（8）拆除临时支撑4，并将水箱构件通过后浇带及临时人孔安装在管段内部；

（9）浇筑后浇带混凝土，进行二次舾装，之后将管段托至指定位置进行沉放。

其中，临时支撑4采用直径200mm钢管。

以上对本发明的3个实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。