CN113898011B - 一种沉管管节分期成型施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种沉管管节分期成型施工方法，包括以下步骤：S1、在预制场采用全断面预制混凝土浇筑方法施工第一层底板混凝土、墙体混凝土、第一层顶板混凝土，形成预制沉管管节坯件，然后完成一次舾装；S2、将预制沉管管节坯件浮运至沉管施工现场后，在所述第一层顶板的上方施工第二层顶板混凝土，养护；S3、将预制沉管管节坯件沉放到指定位置后，在所述第一层底板的上方施工第二层底板钢筋及混凝土，养护。本发明的分期成型施工方法降低预制沉管管节坯件的重量，从而降低沉管浮运吃水深度，同时预制沉管管节坯件采用全断面预制混凝土浇筑方法，避免了沉管结构产生施工缝，同时减少了裂缝发生率，保证了水密性，大大提高了沉管管节的耐久性。

Description

一种沉管管节分期成型施工方法

技术领域

本发明涉及沉管隧道施工技术领域，特别涉及一种沉管管节分期成型施工方法。

背景技术

城市过江通道的建设中越来越多采用沉管隧道型式，但由于城市内部用地越来越紧张，沉管隧道不得不更多地考虑采用异地预制，沉管分为多个管节单独预制，将预制沉管运到隧址，沉放对接。如图1为常见的沉管结构中，沉管结构包括底板、顶板、墙体，沉管结构两边有底板、顶板、墙体形成的行车道廊道腔体，廊道腔体是用于车辆通行的行车道，在预制沉管隧道过程中，异地沉管预制便衍生出沉管运输的难题：由于内河航道普遍水深不足，采用湿拖沉管的运输方式，需要对航道进行疏浚，从而导致高额施工成本的增加。

沉管结构多为大体积混凝土，混凝土内部设置有钢筋，现有沉管隧道中，大部分采用分层分段预制工艺，专利文献CN111376374A公开了一种钢筋混凝土沉管管节的浮态制作方法，第一次先浇筑沉管底板、侧墙及上侧倒角部分的顶板，形成能够实现起浮的框架结构；第二次浇筑剩余的顶板结构，这种分层浇筑降低了固定干坞基坑深度，减少了浮运过程水中疏浚量。但是采用这种分层分段预制的沉管在长期使用后会在分层连接处产生裂缝，或在分层施工缝处形成渗水通道。由于沉管埋设于水下，后期裂缝或施工缝维护难度大，大大降低了沉管结构的水密性、使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中分层分段浇筑的沉管管节在使用过程中易产生裂缝或存在水密性隐患、使用寿命短等问题，提供一种沉管管节分期成型施工方法，是一种适用于全断面浇筑工艺的浅吃水沉管管节的施工方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种沉管管节分期成型施工方法，底板包括相互贴合的第一层底板和第二层底板，顶板包括相互贴合的第一层顶板和第二层顶板，所述第一层底板、墙体、所述第一层顶板围成廊道腔体，所述廊道腔体位于沉管管节内，所述施工方法包括以下步骤：

S1、在预制场采用全断面预制混凝土浇筑方法施工所述第一层底板混凝土、所述墙体混凝土、所述第一层顶板混凝土，形成预制沉管管节坯件，然后完成一次舾装；

S2、将所述预制沉管管节坯件浮运至沉管施工现场后，在浇筑码头施工所述第二层顶板混凝土，所述第二层顶板位于所述第一层顶板的上方；

S3、将步骤S2所述预制沉管管节坯件沉放到指定位置后，在所述第一层底板的上方施工所述第二层底板钢筋及混凝土。

本发明所述的技术方案对沉管管节的施工采用分期成型，将底板分为第一层底板和第二层底板，第二层底板位于第一层底板的上方，顶板分为第一层顶板和第二层顶板，第二层顶板位于第一层顶板的上方，第一层底板、墙体、第一层顶板围成廊道腔体，在预制场首次浇筑时第一层底板、墙体、第一层顶板的混凝土采用全断面预制混凝土浇筑方法，采用的全断面预制混凝土浇筑方法是专利文献CN201910745783.9所记载的方法，先浇筑第一层底板混凝土，然后浇筑墙体混凝土，最后浇筑第一层顶板混凝土；第一层底板浇筑、墙体浇筑和第一层顶板浇筑两两之间均为连续性浇筑，不产生冷缝，施工得到的预制沉管管节坯件不形成施工缝且满足沉管浮运要求，第一层顶板在第二层顶板二次浇筑时不会发生开裂，第一层底板在第二层底板二次浇筑时不会发生开裂；在浇筑码头浇筑第二层顶板混凝土，待预制沉管管节坯件放到指定位置即与其他沉管管节对接位置后，施工第二层底板混凝土。

进一步地，步骤S1中，浇筑混凝土前，绑扎所述第一层底板、所述墙体、第一层顶板钢筋，其中所述第一层底板钢筋设置头预留套筒，用于所述第二层底板钢筋的绑扎连接。在本发明施工预制沉管管节坯件过程中，所述底板中的所述第二层底板的钢筋是在沉管管节沉放到位后在施工所述第二层底板钢筋。

进一步地，步骤S1中，所述墙体包括侧墙和中隔墙；步骤S1中，施工所述墙体混凝土时，所述侧墙混凝土和中隔墙混凝土同时进行。所述侧墙有两面，所述第一层底板、所述侧墙、所述中隔墙、所述第一层顶板分别形成两个所述廊道腔体，施工所述第二层底板时，在每个所述廊道腔体内，所述第一层底板的上方施工所述第二层底板钢筋及混凝土。

进一步地，施工所述第一层顶板厚度为顶板厚度的至少55％，更进一步地，所述第一层顶板厚度为所述顶板厚度的60％。在本发明中，所述第一层顶板厚度为位于所述廊道腔体中心上方所述第一层顶板的厚度，所述顶板厚度为位于所述廊道腔体中心上方所述顶板的厚度。

进一步地，施工所述第一层底板厚度为底板厚度的至少70％，更进一步地，所述第一层底板厚度为底板厚度的至少75％。在本发明中，所述第一层底板厚度为位于所述廊道腔体中心下方所述第一层底板的厚度，所述底板厚度为位于所述廊道腔体中心上方所述底板的厚度。

进一步地，步骤S2的详细步骤为：

S21、将所述预制沉管管节坯件浮运至施工现场后，在浇筑码头施工所述第二层顶板的模板；

S22、在所述第一层顶板的上方施工所述第二层顶板混凝土；

S23、养护，拆除所述第二层顶板的模板。

进一步地，步骤S22中，浇筑第二层顶板混凝土时，由所述预制沉管管节坯件的两侧向中间进行浇筑。

进一步地，步骤S3中，所述预制沉管管节坯件沉放过程中，所述第一层底板上设置有若干水箱，每个所述水箱沿所述预制沉管管节坯件长度方向布置，每个水箱内装有压载水。装有压载水的所述水箱可以增加预制沉管管节坯件的重量，使预制沉管管节坯件在沉放过程中满足设计抗浮要求。

更进一步地，步骤S3中，将预制沉管管节坯件沉放到指定位置后，拆除所述水箱后绑扎所述第二层底板钢筋并浇筑所述第二层底板混凝土。

进一步地，步骤S3中，施工第二层底板混凝土后，在第二层底板混凝土上浇筑压载混凝土,所述压载混凝土内未设置钢筋。在本发明中，压载混凝土的施工一方面可以增加预制沉管管节坯件的自重，达到沉管管节抗浮要求。

更进一步地，所述第二层底板混凝土浇筑和压载混凝土浇筑为连续性浇筑或分层浇筑。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明提供了一种沉管管节分期成型施工方法，将底板分为第一层底板和第二层底板，顶板分为第一层顶板和第二层顶板，在预制场首次浇筑时先浇筑第一层底板、墙体、第一层顶板的混凝土，预制沉管管节坯件满足沉管浮运要求，第一层顶板在第二层顶板二次浇筑时不会发生开裂，第一层底板在第二层底板二次浇筑时不会发生开裂；在浇筑码头浇筑第二层顶板混凝土，待预制沉管管节坯件沉放到指定位置后，施工第二层底板混凝土。通过分期成型的施工方法，降低沉管管节的重量，从而降低沉管浮运的吃水深度，同时预制沉管管节坯件采用全断面预制混凝土浇筑方法，具有裂缝发生率低、水密性好的优点，大大提高了管节耐久性，降低后期维护费用。

附图说明：

图1为沉管管节的结构示意图；

图2为本发明沉管管节分期成型施工方法的流程示意图；

图3为实施例1中施工沉管管节的截面示意图；

图4为实施例1中水箱的截面示意图；

图5为实施例1中施工压载混凝土的截面示意图；

图中标记：1-底板，11-第一层底板，12-第二层底板，2-侧墙，3-中隔墙，4-顶板，41-第一层顶板，42-第二层顶板，5-水箱，6-压载混凝土，7-墙体，8-廊道腔体。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

如图1为常见的沉管结构中，沉管结构包括底板1、顶板4、墙体7，沉管结构两边有底板1、顶板4、墙体7形成的行车道廊道腔体8，廊道腔体8是用于车辆通行的行车道。沉管隧道中，大部分采用分层分段预制工艺，但采用这种分层分段预制的沉管容易在施工缝处发生裂缝，形成渗水通道。由于沉管埋设于水下，裂缝维护难度大，增加了维护费用，降低了沉管的耐久性。

如图2、图3所示，一种沉管管节分期成型施工方法，底板1包括相互贴合的第一层底板11和第二层底板12，顶板4包括相互贴合的第一层顶板41和第二层顶板42，第一层底板11、墙体7、第一层顶板41围成廊道腔体8，廊道腔体8位于沉管管节内，施工方法包括以下步骤：

S1、在预制场采用全断面预制混凝土浇筑方法施工第一层底板11混凝土、墙体7混凝土、第一层顶板41混凝土，养护后形成预制沉管管节坯件，然后完成一次舾装；

S2、将预制沉管管节坯件浮运至沉管施工现场后，在第一层顶板41的上方施工第二层顶板42混凝土，养护；

S3、将步骤S2预制沉管管节坯件沉放到指定位置后，在第一层底板11的上方施工第二层底板12钢筋及混凝土，养护。

需要说明的是，本发明将底板1分为第一层底板11和第二层底板12，顶板4分为第一层顶板41和第二层顶板42，在预制场首次浇筑时采用全断面预制混凝土浇筑方法先浇筑第一层底板11、墙体7、第一层顶板41的混凝土，预制沉管管节坯件满足沉管浮运要求，第一层顶板41在第二层顶板42二次浇筑时不会发生开裂，第一层底板11在第二层底板12二次浇筑时不会发生开裂，其中采用的全断面预制混凝土浇筑方法是专利文献CN201910745783.9具体实施方式中所记载的方法，具体为先浇筑第一层底板11混凝土，然后浇筑墙体7混凝土，最后浇筑第一层顶板41混凝土；第一层底板11浇筑、墙体7浇筑和第一层顶板41浇筑两两之间均为连续性浇筑。

在一些实施例中，步骤S1，浇筑混凝土前，绑扎第一层底板11、墙体7、第一层顶板41钢筋，其中第一层底板11钢筋设置头预留套筒，用于第二层底板12钢筋的绑扎连接。

如图3所示，墙体7包括侧墙2和中隔墙3，侧墙2有两面，侧墙2位于沉管管节的两边，位于沉管管节的中间有两面中隔墙3，两面中隔墙3之间形成中腔，中腔作为中廊道用于布置沉管附属设施。第一层底板11、侧墙2、中隔墙3、第一层顶板41分别形成两个廊道腔体8，第二层底板12分别位于两个廊道腔体8内，施工第二层底板12时，在每个廊道腔体内，第一层底板11的上方施工第二层底板12钢筋及混凝土。步骤S1中，施工墙体7混凝土时，施工侧墙2混凝土和中隔墙3混凝土同时进行。

步骤S1中，施工第一层顶板41厚度为顶板4厚度的至少55％，更优选地，施工第一层顶板41厚度为顶板4厚度的60％；施工第一层底板11厚度为底板1厚度的至少70％，更优选地，施工第一层底板11厚度为底板1厚度的至少75％。需要说明的是，第一层顶板41厚度为位于廊道腔体8中心上方第一层顶板41的厚度，顶板1厚度为位于廊道腔体8中心上方顶板的厚度，第一层底板11厚度为位于廊道腔体8中心下方第一层底板11的厚度，底板1厚度为位于廊道腔体8中心上方底板1的厚度。

在一些实施例中，步骤S2的详细步骤为：

S21、将所述预制沉管管节坯件浮运至施工现场后，在浇筑码头施工第二层顶板42的模板；

S22、在第一层顶板41的上方施工第二层顶板42混凝土；

S23、养护，拆除第二层顶板42的模板。

其中步骤S22中，浇筑第二层顶板42混凝土时，由预制沉管管节坯件的两侧向中间进行浇筑。

步骤S3中，预制沉管管节坯件沉放过程中，第一层底板11上设置有若干水箱5，每个水箱5沿沉管管节长度方向布置，每个水箱5内装有压载水，如图4所示。在本发明施工预制沉管管节坯件过程中，顶板4中第二层顶板42的钢筋是在第一层顶板41钢筋绑扎时同步进行，步骤S3，将预制沉管管节坯件沉放到指定位置即与其他沉管管节对接位置，拆除水箱5后绑扎第二层底板12钢筋并浇筑混凝土，如图4所示，需要说明的是，步骤S1中，一次舾装前将预制沉管管节坯件的两头进行封闭，在将预制沉管管节坯件沉放到位并与其他沉管管节对接后，将对接处的封闭装置拆除，然后从岸上段隧道进入预制沉管管节内，进行第二层底板12的施工。

在一些实施例中，施工第二层底板12混凝土后，在第二层底板12混凝土上浇筑压载混凝土6,压载混凝土6内未设置钢筋，如图5所示。在本发明中，压载混凝土6的施工一方面可以增加沉管管节的自重，达到沉管管节抗浮要求。第二层底板12混凝土浇筑和压载混凝土6浇筑为连续性浇筑或分层浇筑。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种沉管管节分期成型施工方法，其特征在于，底板（1）包括相互贴合的第一层底板（11）和第二层底板（12），顶板（4）包括相互贴合的第一层顶板（41）和第二层顶板（42），所述第一层底板（11）、墙体（7）、所述第一层顶板（41）围成廊道腔体（8），所述廊道腔体（8）位于沉管管节内，所述施工方法包括以下步骤：

S1、在预制场采用全断面预制混凝土浇筑方法施工所述第一层底板（11）混凝土、所述墙体（7）混凝土、所述第一层顶板（41）混凝土，形成预制沉管管节坯件，然后完成一次舾装；施工所述第一层顶板（41）厚度为所述顶板（4）厚度的至少55%，施工所述第一层底板（11）厚度为所述底板（1）厚度的至少70%；

S2、将所述预制沉管管节坯件浮运至沉管施工现场后，在所述第一层顶板（41）的上方施工所述第二层顶板（42）混凝土；步骤S2的详细步骤为：

S21、将所述预制沉管管节坯件浮运至施工现场后，在浇筑码头施工所述第二层顶板（42）的模板；

S22、在所述第一层顶板（41）的上方施工所述第二层顶板（42）混凝土；

S23、养护，拆除所述第二层顶板（42）的模板；

S3、将步骤S2所述预制沉管管节坯件沉放到指定位置后，在所述第一层底板（11）的上方施工所述第二层底板（12）钢筋及混凝土。

2.根据权利要求1所述沉管管节分期成型施工方法，其特征在于，步骤S1中，浇筑混凝土前，绑扎所述第一层底板（11）、所述墙体（7）、第一层顶板（41）钢筋，其中所述第一层底板（11）钢筋设置头预留套筒，用于所述第二层底板（12）钢筋的绑扎连接。

3.根据权利要求2所述沉管管节分期成型施工方法，其特征在于，所述墙体（7）包括侧墙（2）和中隔墙（3）；步骤S1中，施工所述墙体（7）混凝土时，所述侧墙（2）混凝土和中隔墙（3）混凝土同时进行。

4.根据权利要求1所述沉管管节分期成型施工方法，其特征在于，步骤S22中，浇筑第二层顶板（42）混凝土时，由所述预制沉管管节坯件的两侧向中间进行浇筑。

5.根据权利要求1-4任意一项所述沉管管节分期成型施工方法，其特征在于，步骤S3中，所述预制沉管管节坯件沉放过程中，所述第一层底板（11）上设置有若干水箱（5），所述水箱（5）沿所述预制沉管管节坯件长度方向布置，每个水箱（5）内装有压载水。

6.根据权利要求5所述沉管管节分期成型施工方法，其特征在于，步骤S3中，将所述预制沉管管节坯件沉放到指定位置后，拆除所述水箱（5）后绑扎所述第二层底板（12）钢筋并浇筑所述第二层底板（12）混凝土。

7.根据权利要求5所述沉管管节分期成型施工方法，其特征在于，步骤S3中，施工第二层底板（12）混凝土后，在第二层底板（12）混凝土上浇筑压载混凝土（6），所述压载混凝土（6）内未设置钢筋。

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