公祥玉

摘要：本文以佛山市汾江路南延線隧道工程短管節(jié)推移拉合為例，介紹沉管法隧道短管節(jié)陸上拉合的施工工藝。

關(guān)鍵詞：沉管法隧道 短管節(jié)陸上拉合

一、前言

計(jì)算機(jī)控制整體提升技術(shù)經(jīng)過十多年的發(fā)展，在提升油缸、液壓泵站和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)方面都有了長足的進(jìn)步，該設(shè)備不僅適用于結(jié)構(gòu)整體的提升和下降，同樣也適用于大型構(gòu)件的水平拉移。佛山市汾江路南延線隧道工程E3管段與E4-1管段的拉合正是采用TX-300-J型300噸拉合油缸進(jìn)行短管節(jié)的陸上拉合，拉合采用12點(diǎn)同步牽引，各牽引點(diǎn)荷載可調(diào)，并可荷載保持和同步卸載。

二、相關(guān)資料

1、沉管管段資料：

E4-1管段主尺度：L×B×H=3.9m×39.9m×9m

E4-1管段重量：1220t

鋼-鋼摩擦系數(shù)：f=0.15

2、200t拉合油缸資料：

3、GINA帶原始尺寸及設(shè)計(jì)壓縮資料：

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在PC拉索安裝完成，拉合油缸卸載后，GINA帶壓縮量為65mm，即拉合完成后端鋼殼面板間距為195mm。

三、施工工藝流程及相關(guān)設(shè)計(jì)

1、施工工藝流程：

1.1、準(zhǔn)備階段：

⑴預(yù)制E3與E4-1管段，精確安裝預(yù)埋端鋼殼、接頭PC拉索、E3-1底鋼板（下涂黃油并鋪設(shè)2mm厚塑料薄膜隔離層）及兩管段連接端面的各種預(yù)埋件。

⑵安裝E3-1管段北端面的GINA止水帶。

⑶安裝E3管段中隔墻上、下部鋼剪切鍵、安裝E3-1管段中隔墻上的中鋼剪切鍵。

⑷在E3管段中隔墻上預(yù)留的拉合工藝孔中安裝拉合橫梁，在E4-1南端面與E3管段拉合橫梁相對應(yīng)水平位置安裝拉合橫梁并保證與E4-1南端面密切接觸。在管段兩側(cè)安裝鋼導(dǎo)向梁（施工中必須采取有效措施保證鋼導(dǎo)向梁水平方向牢固穩(wěn)定）并在鋼導(dǎo)向梁與箱體接觸面放置20mm厚的四氟板以減少摩阻力。完成后在拉合橫梁上分別安裝錨定錨、鋼絞線、工作錨、千斤頂（安裝前應(yīng)完成千斤頂及液壓泵分組標(biāo)定）、工具錨等拉合設(shè)備。

⑸在E3和E4-1管段上對稱布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)，頂板4處，每側(cè)側(cè)墻2處，底板4處，布點(diǎn)位置應(yīng)根據(jù)施工實(shí)際情況確定，保證明顯，易測，代表性強(qiáng)。

1.2 E4-1管段的頂推牽移階段：

頂推牽移選用3臺(tái)2000kN液壓千斤頂，E4-1管段兩側(cè)及中間各布置一臺(tái)液壓千斤頂，千斤頂初始推力從200KN起開始，以10KN為一級逐級施加推力直到E3-1管段開始移動(dòng)，持續(xù)頂推，待頂推距離達(dá)到一次行程后，活塞回收，各測量點(diǎn)報(bào)數(shù)，根據(jù)實(shí)際測量數(shù)據(jù)做出判斷，指揮下一步頂推。在整個(gè)頂推過程中，各測量點(diǎn)必須隨時(shí)報(bào)告兩管段距離以供指揮者進(jìn)行決策，管段兩端行進(jìn)速度必須保持同步，避免出現(xiàn)單邊頂推速度過快的情況。該過程將E4-1管段頂推至其端鋼殼面板距E3管段GINA帶尖端100mm距離為止。

1.3 E4-1管段與E3管段的拉合階段：

1.3.1 拉合流程

（1）安裝拉合油缸、鋼絞線、地錨、液壓泵站、油管、編碼器和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。

（2）調(diào)試液壓泵站、拉合油缸和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致性

（3）檢查拉合結(jié)構(gòu)平臺(tái)、地錨；拆除主體結(jié)構(gòu)與胎架及其他無關(guān)結(jié)構(gòu)的連接

（4）觀察無問題后，開始正式拉合，并記錄各點(diǎn)壓力

（5）按20%、40%、60%、70%、80%、90%、95%、100%的比例分級加載；直至管段移動(dòng)

（6）持續(xù)拉合，在GINA帶與面板接觸前每前進(jìn)20mm為一個(gè)拉合周期，測量各點(diǎn)拉合距離，保證各點(diǎn)協(xié)調(diào)一致，直至GINA帶尖端與端鋼殼面板接觸

（7）繼續(xù)拉合，拉合至GINA帶壓縮量為60mm時(shí)，鎖定拉合油缸，收緊卡位錨，拉合完成

1.3.2 拉合施工關(guān)鍵點(diǎn)：

（1）拉合千斤頂加載必須同步進(jìn)行，即十二臺(tái)千斤頂同時(shí)加載。分級加載至管段移動(dòng)，即保持此恒力進(jìn)行拉合。

（2）拉合千斤頂每前進(jìn)20mm即鎖定一次千斤頂，然后用專用測距儀器測量兩端鋼殼距離，確保E4-1管段端鋼殼面板平面同步平移。若出現(xiàn)較大偏差，則通過調(diào)節(jié)單邊千斤頂來進(jìn)行調(diào)整。

2、其它相關(guān)設(shè)計(jì)：

2.1 底胎模設(shè)計(jì)：

底胎模的設(shè)計(jì)原則是在節(jié)省材料的同時(shí)盡量保證底面的平整光滑，最大限度的減少E4-1與底板的摩擦力，保證頂推牽移工序的順利進(jìn)行。底胎模面板采用δ10mm鋼板，其頂面高程與E3管節(jié)相同，在E4-1管段底防水鋼板安裝前，須在底胎模面板上涂抹黃油潤滑劑。

2.2 拉合橫梁設(shè)計(jì)：

拉合橫梁采用組合鋼結(jié)構(gòu)，梁體由兩條工字鋼和鋼板面板焊接構(gòu)成，在保證足夠的強(qiáng)度和剛度的情況下還必須考慮安裝的簡易和可操作性。

2.3 拉合施工布置：

E3與E4-1管段上、下兩對拉合橫梁各設(shè)置一組千斤頂，共計(jì)2組，12只千斤頂，每個(gè)千斤頂有效張力不小于3000KN，有效行程應(yīng)不小于300mm。對應(yīng)于每只千斤頂設(shè)一束高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，采用12-φJ(rèn)15.24鋼絞線。錨具可采用橋梁工程中的GVM系列預(yù)應(yīng)力錨具，E3-1為滑動(dòng)段，拉合橫梁上設(shè)12孔的工作錨和工具錨，E3為固定段，拉合橫梁上設(shè)12孔的固定錨（采用P錨）。（詳見圖3）

四、相關(guān)計(jì)算

1、GINA帶壓縮70mm所需壓力：

根據(jù)壓縮曲線（圖2）可查得當(dāng)壓縮量為70mm（預(yù)壓縮5mm）時(shí)需施加186kN/m的均布力，GINA帶長度為94.942m。故所需壓力為：F=186×94.942+12200×0.15=19489.2kN。

十二臺(tái)拉合千斤頂可提供壓力為36000kN，可滿足將GINA帶壓縮70mm的需要。

2、鋼絞線強(qiáng)度計(jì)算：

每個(gè)千斤頂設(shè)一束共12根高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，采用12-φj15.24鋼絞線，12×12=144根Фj15.24鋼絞線：

鋼絞線公稱直徑為15.20mm。查得整根鋼絞線截面積為140 mm?，查得公稱強(qiáng)度1721 N/mm?。

所以單根鋼絞線能夠承受的最大力為：Fb=140×1721=241kN。

單根鋼絞線受力按80%計(jì)算：241kN×0.8=192.8kN。

在沉管的上下拉合工藝孔設(shè)置8束預(yù)應(yīng)力鋼絞線，共計(jì)144根Фj15.24預(yù)應(yīng)力鋼絞線，F(xiàn)=144×192.8=27763.2kN。

3、計(jì)算結(jié)論：

144根鋼絞線能夠承受27763.2kN力大于壓縮GINA帶所需要的力19489.2kN。

五、結(jié)束語

大型構(gòu)件的水平拉移和垂直提升技術(shù)已越來越多的應(yīng)用到工程施工中，類似的拉合施工方法將越來越多的應(yīng)用到隧道工程中去，廣州市侖頭--生物島隧道工程、大學(xué)城隧道工程、洲頭咀隧道工程以及天津-天津海河隧道工程等沉管隧道工程，其采用的設(shè)備及方法都與上述短管節(jié)拉合的設(shè)備及方法相似，該方法可控制誤差在2mm范圍之內(nèi)，可有效控制誤差；同時(shí)，隨著沉管法隧道施工技術(shù)發(fā)展，短管節(jié)拉合工藝也將得到更為廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王光輝 宋妍沉管隧道短管節(jié)拉合試驗(yàn)《隧道建設(shè)》 2010年04期

[2] 孟民強(qiáng) 沉管法隧道短管節(jié)陸上拉合兩種方法對比淺談《珠江水運(yùn)》2013年15期