我司是一家专门从事沉管施工,沉管安装,沉管工程,水下管道安装,水下管道铺设等水下工程的公司。
在现代交通与基础设施建设中,过江通道的构建至关重要。过江沉管施工技术作为一种高效且可靠的方式,被广泛应用于水底隧道、供水管道等工程建设。本文将深入剖析过江沉管施工技术的各个关键环节。
一、技术原理
过江沉管施工技术,是指在干船坞内或大型驳船上先预制钢筋混凝土管段或全钢管段,将其两头密封,然后浮运到指定的水域,再进水沉埋到设计位置固定,建成需要的过江管道或大型水下空间。该技术利用浮力原理,使预制管段在水上运输至预定地点,通过加载使其下沉至预先挖好的基槽内,并完成连接与固定。
二、施工流程
管段预制:管段预制主要有干坞法和工厂法两种。干坞法在内河隧道中使用普遍,适用于管节数量少的工程项目。在临时干坞中,按照高精度要求制作钢筋混凝土管段,需严格控制混凝土施工工艺,保证其均质性和水密性,同时确保管段具备必需的干舷和抗浮安全系数。工厂法则适用于沉管数量多、线路长的隧道项目,在工厂环境下可实现更标准化、规模化的生产。
基槽开挖:依据工程设计,利用专业疏浚设备,如挖泥船等,在江底开挖出符合要求的基槽。开挖过程中,需 控制深度、宽度和坡度,保证基槽尺寸准确无误。同时,要密切关注水流、地质等因素,及时处理可能出现的回淤、塌方等问题,确保基槽的稳定性和清洁度。
管段浮运:预制好的管段通过滑道、气囊等方式滑移下水,或在干坞内放水使其浮起。然后,借助拖轮等动力设备,将管段拖运至基槽上方的指定位置。浮运过程中,要实时监测管段的位置、姿态和吃水深度,通过调整拖轮的牵引方向和力度,确保管段平稳运输。
管段沉放:管段到达预定位置后,开始进行沉放作业。常见的沉放方法有浮箱吊沉法和方驳杠吊法。浮箱吊沉法适用于宽度 20 米以上的大、中型管段,在管段上方放置 4 只方形浮箱,用吊索直接系吊管段,通过卷扬机和锚索进行定位与沉放操作。方驳杠吊法适用于小型管段,在管段两侧分设方驳船,用钢梁作为杠棒吊住管段,沉放过程较为平稳,且在浮运时可提高管段稳定性。沉放过程需 控制下沉速度和位置,通过测量仪器实时监测,确保管段准确落入基槽。
水下连接:管段沉放到位后,需进行水下连接,以形成连续的通道。对于钢筋混凝土制作的矩形管段,普遍采用水力压接法。该方法利用作用于管段后端封墙上的巨大水压力,使安装在管段前端周边上的一圈尖肋型胶垫产生压缩变形,形成水密性良好的止水接头。施工时,先将刚沉放的管段拉向前一节管段,使胶垫初步止水,然后排出封墙之间的水,利用更大的水压力使胶垫再次压缩,实现完全止水。
基础处理:处理沉放管段基础的目的是使沟槽底面平整,防止管段因地基受力不均匀而破坏或产生不均匀沉陷。早期多采用先铺法,即在管段沉放前先铺砂石作为垫层,但缺点较多。如今后填法应用更为广泛,如灌砂法、喷砂法、压浆法和压混凝土法等。喷砂法适用于宽度较大的大型管段,从水面上用砂泵将砂水混合料通过喷管向管底空间喷注,形成厚实均匀的砂垫层,喷砂完毕后利用管段重量压实垫层。
三、技术优势
施工质量易保证:管段在预制阶段可严格控制混凝土质量,做好防水措施。而且管段较长,接缝数量少,再加上水力压接法的应用,能有效减少漏水机会,保证隧道施工质量。
工程造价较低:与其他水下施工方法相比,水下挖土单价相对较低,管段整体制作与浮运费用低于制造和运送大量管片的费用。此外,接缝少使得隧道每米单价降低,隧道顶部覆盖层厚度可减小,缩短了隧道长度,从而降低了工程总价。
施工期短:大量工作如管段预制、修筑临时干坞等可在非现场进行,大大缩短了隧道现场的施工时间,减少了对周边环境和交通的影响。
操作安全:除少量水下作业外,基本无地下作业,也无需气压作业,降低了施工人员面临的安全风险,改善了操作条件。
适用水深范围广:由于大多作业在水上进行,水下作业极少,几乎不受水深限制,若以潜水作业实用深度范围计,可达 70 米。
断面设计灵活:管段断面形状和大小可根据工程需求自由选择,能充分利用断面空间。例如,大型矩形断面管段可容纳 4 - 8 车道,相比之下,盾构法施工的圆形断面利用率较低,一般只能设置双车道。
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