上海天然氣管網(wǎng)有限公司 顧華金

上海燃?xì)夤こ淘O(shè)計(jì)研究有限公司 李海倫

關(guān)鍵字：過(guò)江隧道隧道平臺(tái)平臺(tái)高度平臺(tái)設(shè)置形式施工工藝

1 項(xiàng)目概況

為進(jìn)一步完善和優(yōu)化上海市天然氣主干管網(wǎng)，確保崇明燃?xì)怆姀S的安全供氣，滿足崇明島、長(zhǎng)興島和浦東新區(qū)經(jīng)濟(jì)及市場(chǎng)發(fā)展，加快長(zhǎng)三角區(qū)域天然氣主干管網(wǎng)互聯(lián)互通，將實(shí)施崇明島-長(zhǎng)興島-浦東新區(qū)五號(hào)溝 LNG站管道工程項(xiàng)目。該天然氣管道工程需進(jìn)行兩次隧道穿越長(zhǎng)江，隧道長(zhǎng)度分別約為8.2 km和7.0 km，隧道內(nèi)徑為3.4 m。兩段隧道均采用泥水平衡盾構(gòu)機(jī)一次掘進(jìn)完成，其長(zhǎng)度在現(xiàn)今全世界一次性超長(zhǎng)距離盾構(gòu)隧道中也屬于罕見(jiàn)，是上海市目前最長(zhǎng)的小直徑盾構(gòu)隧道。

隧道內(nèi)敷設(shè)的天然氣管道，管徑為DN800，設(shè)計(jì)壓力為6.0 MPa?？紤]到長(zhǎng)距離隧道內(nèi)管道施工的便利性、安全性以及后期的運(yùn)營(yíng)管理，隧道內(nèi)管道擬采用一側(cè)布置，采用支架支撐，過(guò)江隧道內(nèi)采用水作為填充物，管道上方設(shè)防浮塊，隧道內(nèi)管道布置斷面見(jiàn)圖1。

圖1 隧道內(nèi)管道布置斷面

隧道內(nèi)徑僅3.4 m，空間狹小，施工過(guò)程中操作空間相對(duì)局促，隧道平臺(tái)的設(shè)計(jì)對(duì)遂道施工和管道安裝均有很大的影響，且隨著掘進(jìn)距離的增加，隧道平臺(tái)的施工難度加大，隧道平臺(tái)的設(shè)計(jì)和施工優(yōu)化顯得尤為重要。

2 平臺(tái)高度的確定

平臺(tái)高度太低，平臺(tái)的寬度相對(duì)較小，會(huì)影響施工的作業(yè)面；平臺(tái)高度太高，則會(huì)影響隧道內(nèi)上部的安裝空間。因此，隧道平臺(tái)高度需要綜合考慮隧道施工要求和管道安裝要求，根據(jù)施工的操作空間，合理選取混凝土平臺(tái)的高度。

2.1 隧道施工要求

隧道內(nèi)平臺(tái)的高度在隧道施工階段主要受制于電瓶車(chē)運(yùn)輸和盾構(gòu)機(jī)高度限制。隧道內(nèi)施工斷面見(jiàn)圖2。

圖2 隧道內(nèi)施工斷面

電瓶車(chē)運(yùn)輸斷面，主要考慮電瓶車(chē)滿車(chē)與空車(chē)交匯以及電瓶車(chē)滿車(chē)與中間送排泥泵站交匯時(shí)，需要一定的平臺(tái)高度保證足夠的交匯空間，考慮安全交匯距離，平臺(tái)的高度約450～500 mm。

盾構(gòu)臺(tái)車(chē)斷面，主要考慮電瓶車(chē)滿車(chē)管片在臺(tái)車(chē)中卸車(chē)時(shí)候的最高高度，同時(shí)需要考慮隧道上方空間風(fēng)管高度，根據(jù)空間布局要求，平臺(tái)高度不宜超過(guò)500 mm。

綜合考慮電瓶車(chē)運(yùn)輸及盾構(gòu)機(jī)高度，隧道施工階段平臺(tái)的高度為500 mm。

2.2 管道安裝要求

綜合考慮管道焊接斷面、管道運(yùn)輸斷面、防浮塊安裝斷面及施工后斷面等因素，采用500 mm、600 mm高度的隧道平臺(tái)，管道運(yùn)輸斷面及防浮塊安裝斷面受限，操作空間很小，無(wú)法預(yù)留足夠的人行安全通道；采用700 mm高度的隧道平臺(tái)，操作空間相對(duì)寬敞，隧道的有效利用空間相對(duì)較大，且能預(yù)留一定人行的安全通道，操作性及安全性較高。管道安裝斷面和防浮塊安裝(700 mm高度)斷面見(jiàn)圖3。

圖3 管道安裝斷面和防浮塊安裝斷面(700 mm高度)

綜上所述，為充分利用隧道內(nèi)3.4 m的隧道空間，綜合考慮隧道施工時(shí)機(jī)械的施工要求及管道安裝時(shí)的施工要求，確定隧道施工階段隧道平臺(tái)高度為500 mm，管道安裝階段隧道平臺(tái)的最終高度為700 mm。

3 平臺(tái)設(shè)置形式選擇

隧道內(nèi)混凝土平臺(tái)可采用完全現(xiàn)澆、完全預(yù)制以及預(yù)制與二次現(xiàn)澆相結(jié)合的施工方式。針對(duì)本工程超長(zhǎng)距離小型隧道的特殊施工工況，對(duì)隧道混凝土平臺(tái)的設(shè)置形式進(jìn)行比選，如表1所示。

表1 隧道混凝土平臺(tái)設(shè)置形式比選

通過(guò)比選，隧道平臺(tái)擬采用預(yù)制與二次現(xiàn)澆相結(jié)合的方式，既能同時(shí)滿足隧道施工與管道安裝的要求，又能使平臺(tái)形成整體，提高安全性和可靠性。預(yù)制與二次現(xiàn)澆相結(jié)合的混凝土平臺(tái)見(jiàn)圖4。

圖4 預(yù)制與二次現(xiàn)澆相結(jié)合的混凝土平臺(tái)

4 平臺(tái)施工工藝

隧道內(nèi)混凝土平臺(tái)采用預(yù)制平臺(tái)結(jié)合二次現(xiàn)澆混凝土方式實(shí)現(xiàn)，預(yù)制平臺(tái)與盾構(gòu)掘進(jìn)施工同步安裝，待盾構(gòu)掘進(jìn)完成及隧道內(nèi)清理完畢后再進(jìn)行二次混凝土層澆筑。施工工序見(jiàn)圖5。

圖5 施工工序

為保證預(yù)制平臺(tái)與盾構(gòu)掘進(jìn)達(dá)到同步施工，在盾構(gòu)機(jī)設(shè)備選型過(guò)程中，要求盾構(gòu)機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)同步設(shè)置預(yù)制平臺(tái)吊裝設(shè)備及安裝空間。預(yù)制平臺(tái)安裝前，在隧道底部安裝區(qū)域管片上施工一層20m m厚的快硬水泥砂漿找平層，此方式既可消除因管片拼裝高差導(dǎo)致平臺(tái)安裝偏差，亦可提高預(yù)制平臺(tái)安裝后平穩(wěn)性。預(yù)制平臺(tái)通過(guò)橋架區(qū)域吊裝設(shè)備安裝至砂漿找平層后，通過(guò)螺栓連接方式將預(yù)制平臺(tái)之間連接成整體，提供預(yù)制平臺(tái)整體穩(wěn)固。

待盾構(gòu)掘進(jìn)完成及隧道內(nèi)清理完畢后進(jìn)行二次混凝土層澆筑，針對(duì)長(zhǎng)距離隧道特點(diǎn)，為提高施工效率，混凝土分二段同時(shí)施工，從隧道中間往兩側(cè)分段澆筑?，F(xiàn)澆混凝土平臺(tái)施工分段流程示意見(jiàn)圖6。

圖6 現(xiàn)澆混凝土平臺(tái)施工分段流程示意

隧道內(nèi)混凝土平臺(tái)施工采用隧道內(nèi)小型“軌道型混凝土攪拌車(chē)”“膠輪式混凝土攪拌車(chē)”“履帶式混凝土攪拌車(chē)”等多種運(yùn)輸方案的其中一種，即采用隧道內(nèi)槽罐車(chē)加的方式泵送。工作井附近1公里處采用砼泵車(chē)進(jìn)行泵送混凝土，其余施工區(qū)域均采用隧道內(nèi)槽罐車(chē)運(yùn)輸。在混凝土中增加緩凝高效減水劑，加入緩凝劑，廠家的每批水泥都要做實(shí)驗(yàn)，確定混凝土的初凝時(shí)間，確保施工過(guò)程中的混凝土質(zhì)量要求。

5 結(jié)語(yǔ)

綜合考慮隧道施工階段和管道安裝階段對(duì)平臺(tái)的要求，本文對(duì)天然氣過(guò)江隧道內(nèi)管道平臺(tái)的設(shè)計(jì)及施工工藝進(jìn)行了研究，合理選取了平臺(tái)的高度和設(shè)置形式，統(tǒng)一建設(shè)，以實(shí)現(xiàn)隧道平臺(tái)的最大化利用，有利于縮短施工工期、降低施工安裝風(fēng)險(xiǎn)、保障安裝工程的安全性和經(jīng)濟(jì)性，為工程建設(shè)的順利開(kāi)展提供可靠的技術(shù)保障。