蘇懷平，馮偉

（中交二航局第二工程有限公司，重慶 401121）

1 工程概述

港珠澳大橋沉管隧道最終接頭為“三明治”鋼殼高流動性混凝土結(jié)構(gòu)[1-3]，分為304個獨立隔艙，單隔艙方量0.5～10 m3，澆筑總方量約1 280 m3（見圖1）。主體區(qū)域隔艙采用高流動性混凝土（免振搗）[4-5]，吊耳區(qū)域隔艙采用普通高性能混凝土（需振搗）。

圖1 最終接頭三維模型圖Fig.1 Final joint three-dimensional model map

2 總體工藝

最終接頭鋼殼加工完成后運輸至預定澆筑點，完成各項準備工作后隨即進行鋼殼高流動性混凝土澆筑。高流動性混凝土由攪拌站集中生產(chǎn)，待混凝土各項性能參數(shù)檢驗合格后，罐車運輸至澆筑點進行二次檢驗合格后進行混凝土泵送。最終接頭鋼殼分5次依次完成底板、墻體及頂板混凝土灌注。底板通過拖泵+泵管輸送布料；中側(cè)墻及頂板采用拖泵+布料機輸送布料，其中吊耳區(qū)域采用振搗混凝土，布料后用插入式振搗進行振搗。

3 塢內(nèi)灌水

最終接頭鋼殼高流動性混凝土在沉管預制廠[6]深塢內(nèi)駁船（振駁28）上進行澆筑，因深塢堤壩存在坡率，駁船不能直接靠岸，布料桿不能覆蓋鋼殼所有澆筑點。所以在最終接頭鋼殼進入深塢內(nèi)指定澆筑點后，通過對澆筑區(qū)域水深測量并對駁船在混凝土澆筑前后吃水深度進行計算，經(jīng)綜合考慮，在駁船進入深塢后關(guān)閉深塢門，并灌水至水位標高+3.0 m位置，最后駁船進行二次絞移至布料桿能夠覆蓋所有澆筑點的合適位置。澆筑期間隨時監(jiān)測深塢水位保持在+2.7～+3.0 m。

4 高流動性混凝土生產(chǎn)及運輸

高流動性混凝土使用沉管預制廠2臺攪拌站進行生產(chǎn)（另備用1臺），攪拌站包括攪拌系統(tǒng)、制冰系統(tǒng)、冷水循環(huán)系統(tǒng)等。混凝土生產(chǎn)按3 m3/盤實施，先后向攪拌機投入集料、冰、粉料，再加入拌和水和外加劑，攪拌時間根據(jù)攪拌機性能、混凝土性狀，并通過現(xiàn)場工藝試驗確定，投料完畢后攪拌時間不少于180 s。為保證高流動性混凝土入艙（入模）溫度，使用片冰及冷水進行降溫，并對混凝土罐車安裝保溫層等措施，確保了混凝土出機及進入隔艙溫度?；炷辽a(chǎn)完成后進行出機各項性能檢測，檢測合格后運輸至澆筑點。

高流動性混凝土采用混凝土罐車運送，為降低混凝土質(zhì)量控制風險和廢棄量，每車運輸量為6 m3。每車次混凝土生產(chǎn)檢測合格后，按照既定線路運輸約800 m，時間約6 min到達澆筑現(xiàn)場待檢區(qū)（二次檢測）等待，接收到澆筑信號后，立即進行二次檢測，合格后方可入拖泵放料位進行投料。每車次混凝土均記錄罐車編號、發(fā)車時間、達到澆筑現(xiàn)場時間、開始投料時間及投料完成時間等。

5 混凝土布料及灌注

5.1 分次及分艙澆筑

為盡可能降低混凝土澆筑過程中重力和溫度對鋼殼變形的影響，根據(jù)鋼殼結(jié)構(gòu)特點和受力變形特點將鋼殼混凝土分5次進行澆筑，前一次混凝土強度達到70%后進行下一次澆筑。鋼殼高流動性混凝土澆筑區(qū)域、時間及強度見表1所示。

表1 混凝土澆筑分區(qū)及強度統(tǒng)計表Table 1 Concrete pouring zoning and strength statistics

主體隔艙多為方形共計304個，隔艙分部情況見表2。混凝土澆筑總體遵循橫縱向?qū)ΨQ、跳艙澆筑的原則。分次澆筑的鋼殼高流動性混凝土，采用分隔艙澆筑方法，澆筑過程對每個隔艙進行編號管理，如圖2所示，逐一記錄每個隔艙澆筑的各項參數(shù)。

表2 鋼殼主體隔艙分部統(tǒng)計表Table 2 Steel shell compartment divisions statistics

圖2 澆筑隔艙編號Fig.2 Pouring bay numbers

5.2 混凝土布料及灌注

鋼殼高流動性混凝土澆筑過程中底板采用2臺拖泵+泵管進行布料，墻體及頂板采用2臺拖泵+2臺布料機進行布料澆筑。

為滿足最終接頭鋼殼結(jié)構(gòu)受力需要及船體穩(wěn)定性要求，底板隔艙澆筑從廊道開始向兩邊行車道進行對稱布料澆筑。采用2臺拖泵泵送混凝土，泵管通過浮橋、端封門布料至每一個隔艙內(nèi)。

為提高施工效率，底板采用三通泵管+閥門控制混凝土布料。當一端在進行澆筑時關(guān)閉另一端閥門并安拆泵管至下一個澆筑隔艙澆筑孔，依次交替完成底板所有隔艙高流動性混凝土灌注。

墻體及頂板采用2臺拖泵+2臺布料機進行布料澆筑，見圖3。因墻體較高，且側(cè)墻斜倒角需轉(zhuǎn)向布料，直接采用布料桿軟管進行澆筑會導致混凝土下落高度較高及流動距離較遠發(fā)生離析。為避免上述現(xiàn)象發(fā)生，在墻體內(nèi)安裝可伸縮的塑料軟管進行下料，使混凝土能夠順利的到達指定位置，確保混凝土質(zhì)量。中側(cè)墻分為第Ⅱ、第Ⅳ兩次澆筑完成，頂板分為第Ⅲ、第Ⅴ兩次澆筑完成。

圖3 最終接頭墻體及頂板澆筑圖Fig.3 Final joint wall and roof pouring figure

在澆筑過程中混凝土通過漏斗進入下料管完成隔艙澆筑，每個隔艙混凝土澆筑分2個階段進行，混凝土液面130 cm以下泵送速度可控制在較大排量（約35 m3/h），距離隔艙頂面20 cm位置停止?jié)仓s1 min待隔艙內(nèi)混凝土液面高度一致，隨后將泵送速度控制在較小排量（約10 m3/h）繼續(xù)澆筑直至排氣孔液面高度在30～50 cm，澆筑管內(nèi)約50 cm高度停止?jié)仓鐖D4所示。

圖4 隔艙混凝土液面控制圖Fig.4 Compartment concrete level control chart

5.3 特殊部位混凝土澆筑

吊耳位于側(cè)墻倒角和頂板中墻上方，采用普通高性能混凝土澆筑，配合φ70 mm、φ50 mm振搗棒振搗密實。頂板吊耳隔艙多為規(guī)則方形、三角形的獨立隔艙，在第Ⅲ廊道頂板區(qū)域隔艙高流動性混凝土澆筑完成以后進行普通高性能混凝土澆筑。

側(cè)墻吊耳隔艙呈不規(guī)則形狀，在第Ⅳ區(qū)澆筑斜倒角的同時進行澆筑。由于側(cè)墻吊耳區(qū)域隔艙與其他高流動性混凝土澆筑隔艙連通，所以不能獨立澆筑，在澆筑過程中首先從側(cè)墻開始澆筑高流動性混凝土至吊耳位置隔艙，隨后更換為普通高性能混凝土澆筑，待吊耳區(qū)域隔艙混凝土澆筑完成后再更換為高流動性混凝土。在澆筑側(cè)墻吊耳區(qū)域隔艙的同時進行振搗孔和下料孔的焊接密封工作。

6 結(jié)語

港珠澳大橋沉管隧道最終接頭鋼殼高流動性混凝土澆筑為國內(nèi)首次鋼殼“三明治”結(jié)構(gòu)混凝土澆筑，填補目前國內(nèi)無類似施工的空白，掌握了第一手資料；對鋼殼高流動性混凝土施工工藝的可行性進行了驗證，加深了對本工藝的認識；品質(zhì)管理體系的有效運用使得鋼殼高流動性混凝土澆筑質(zhì)量、工效及資源利用得到了保證，為國內(nèi)類似施工提供了參考。

參考文獻：

[1] 林鳴，史福生，表蓮.日本沉管隧道最終接頭施工新工法[J].中國港灣建設(shè)，2012（4）：1-4.LIN Ming,SHI Fu-sheng,BIAO Lian.New technology for construction of final joints of immersed tube tunnels in Japan[J].China Harbour Engineering,2012(4):1-4.

[2] 林鳴，林巍，劉曉東，等.整體式主動止水最終接頭技術(shù)及其與沉管管節(jié)的一體化[J].中國港灣建設(shè)，2017（11）：1-11.LIN Ming,LIN Wei,LIU Xiao-dong,et al.Technique of integratedtype and positive-waterstop closure jount and its integration with immersed tunnel element[J].China Harbour Engineering,2017(11):1-11.

[3] 林鳴，劉曉東，林巍，等.鋼混三明治沉管結(jié)構(gòu)綜述[J].中國港灣建設(shè)，2016（11）：1-4.LIN Ming,LIU Xiao-dong,LIN Wei,et al.General discussion on steel-concrete composite sandwich immersed tunnel structure[J].China Harbour Engineering,2016(11):1-4.

[4] 林鳴，劉曉東，林巍.高流動性混凝土綜述及在沉管隧道中的應用[J].中國港灣建設(shè)，2017（2）：1-8.LIN Ming,LIU Xiao-dong,LIN Wei.Self-consolidating concrete and its application in immersed tunnel[J].China Harbour Engineering,2017(2):1-8.

[5] 呂衛(wèi)清，王勝年，呂黃，等.鋼殼沉管自密實混凝土配制技術(shù)研究[J].硅酸鹽通報，2016（12）：3 952-3 958.Lü Wei-qing,WANG Sheng-nian,Lü Huang,et al.Preparation technology of steel shell submerged tunnel used self-compacting concrete[J].Bulletin of the Chinese Ceramic Society,2016(12):3 952-3 958.

[6] 孫英廣，梁桁，毛劍鋒.港珠澳大橋島遂工程桂山沉管預制廠總平面設(shè)計[J].水運工程，2014（2）：42-45.SUN Ying-guang,LIANG Heng,MAO Jian-feng.General layout design of Guishan tunnel elements precast factory of artificial island&tunnel main work of Hong Kong-Zhuhai-Macau bridge[J].Port&Water Engineering,2014(2):42-45.