隧道工程：干坞修筑与管段制作

1．干坞修筑

修建水下沉管隧道时，应先修筑专门的预制管段的场地，这个场地既能分节预制管段，又能在管段制成后灌水将其浮起，这样的场地称为干坞。干坞的位置应选择在距离隧址较近，地质条件较好，且便于浮运的地方。干坞主要分普通临时干坞、工厂化干坞、移动干坞三大类。干坞一般由坞墙、坞底、坞首、坞门、排水系统、车道组成，如图13-3-2所示。

图13-3-2　一次预制管段干坞

1—坞底；2—边坡；3—运料车道；4—坞首围堰。

干坞施工一般采用“干法”进行干坞内土方开挖，具体步骤为：先沿干坞的四周作混凝土防渗墙，隔断地下水，然后用推土机、铲运机从里面向干坞口开挖，挖出的一部分土用来作为回填干坞堤，但大部分土外运。坞底和坞外设置排水沟、截水沟和集水井。坡面用塑料膜满铺并压砂袋，以防雨水冲刷。坞底铺砂、碎石，再用压路机压实并平整，坞内修筑车道。

临时干坞内的施工设备主要为管段预制和管段浮出服务，主要机械设备有：① 混凝土搅拌站，其生产能力应可连续灌注一个节段（通常把一个管段分成几个节段，每个节段长15～20 m）所需要的混凝土；② 起重设备，起重能力通常为5～7.5 t，常用轨行门式起重机和塔式起重机，主要起吊模板、钢筋、混凝土料和橡胶垫环等；③ 运输设备，如卡车、翻斗车、轨道车、混凝土输送车、混凝土输送泵及管道等；④ 拖运管段设备，一般采用电动卷扬机和绞车，用来将管段慢慢拖送出坞；⑤ 其他设备，如钢筋加工设备、抽水设备、电焊机、空气压缩机、钢模板、拼装式脚手架、千斤顶、混凝土振捣及养护设备等。

2．管段制作

如图13-3-3所示，管段主要组成部分有钢筋混凝土管段、施工缝与变形缝止水带、两端钢壳、顶部防锚层、底部防水钢板及端头橡胶止水带等。附属临时设施有端封墙、鼻式托座、拉合千斤顶、通道竖井、测量塔、标志杆、系缆柱、曳航锚固件、起吊环和压载水箱等。

在干坞内修筑混凝土管段基本工艺与在地上预制类似混凝土结构大体相同，但由于管段预制完后还要在水中浮运并沉埋于河底基槽中，因此在灌注混凝土管段时应保证管段混凝土的匀质性和水密性。对管段施工的主要要求为：本身不漏水，承受最大水压时不渗漏。管段本身是匀质的，重量对称，否则浮运时将有倾倒的危险。

图13-3-3　管段构造示意图

注：“（）”内项目表示沉放后撤除。(www.xing528.com)

管段的施工程序一般为：底板→边墙→顶板→端钢壳安装→钢封墙安装→清理场地→灌水试验及渗漏检查→干舷调整及防锚层→设备、构件的安装→开坞浮运管段。若是分批预制管段，则为管段出坞后→封坞门→抽水→修整干坞→安放制作设备→开始下一批管段制作。管段在干坞内制作，依次分段灌注底板、边墙、顶板混凝土，这被称为“三步灌注”。“二步灌注”是底板灌注后再同时灌注边墙与顶板，此法可减少一道施工缝，既可减少渗漏概率，又可加快施工进度。

为了保证管段的水密性，就要解决好管段的防水问题，以避免任何渗水现象。尤其必须慎重处理施工缝及变形缝，如图13-3-4、图13-3-5所示，通常用橡胶止水带和钢边橡胶止水带环绕施工缝铺设，外接缝由聚氨酯胶泥覆盖。

图13-3-4　管段侧壁上的施工缝

图13-3-5　管段的节段与变形缝

3．封端墙

管段浮运前必须于管段的两端离端面50～100 cm处设置封端墙。封端墙可用木料、钢材或钢筋混凝土制成。封端墙设计按最大静水压力计算。封墙上须设排水阀、进气阀以及入水孔。排水阀设于下部，进气阀设于顶部，口径100 mm左右。入水孔应设置防水密闭门。

4．压载设施

管段下沉由压载设施加压实现，容纳压载水的容器称为压载设施，一般采用水箱形式，须在管段封墙安设之前就位，每一管段至少设置四只水箱，对称布置于管段四角位置。

5．检漏与干舷调整

管段制作完成后，须作一次检漏。如有渗漏，可在浮运出坞前做好处理。一般在干坞灌水之前，先往压水载水箱里注水压载，然后再往干坞坞室里灌水，灌水24～48 h后，工作人员进入管段内对管段进行水底检漏。

经检漏合格，浮起管段，并在干坞中检查干舷是否合乎规定，有无倾侧现象。通过调整压载的办法，使干舷达到设计要求。