常洪沉管隧道管段接头施工

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1、摘要管段接头是沉管隧道的重要环节，其首先要满足水密性要求，即在施工阶段和日后运营阶段不渗漏；第二是具有抵抗各种作用的能力，这些作用包括各种荷载和强迫变形，诸如地震、温度和地基变形等；第三是要求受力明确，方便施工和保证施工质量。文章根据常洪沉管隧道管段接头的构造形式和功能要求，介绍了接头2道止水带的选型依据和安装工艺，描述了接头其它构造如剪切键等的制作方法，特别叙述了接头中钢拉索的构造形式、安装工艺和防腐耐火措施，同时文章介绍了常洪沉管隧道最终接头的施工方法。关键词沉管隧道橡胶止水带管段接头抗震接头最终接头管段止退钢拉索一、概况宁波常洪隧道江中沉管段长3

2、95m，共有4节管段，管段间采用柔性接头形式，GINA橡胶止水带和OMEGA橡胶止水带构成管段接头的2道防水线。由于工程所处地区为7°地震设防区，所以在接头处采用预应力钢拉索作为限位装置，以防止接头在地震工况下发生过大的轴向拉伸位移。根据坞口的位置和管段由北向南的依次沉放顺序，沉管段的最终接头置于江南侧的暗埋段和沉管段连接之处，采用干作法施工，即待最后一节E4管段沉放结束后，立即封堵坞口，将坞内的水抽排至甬江中，然后在坞内轴线位置施工江南暗埋段，并与E4管段连接。沉管管段接头的设计必须结合过江段的水文条件进行。根据常洪隧道甬江段的水文测验结果，得到管段

3、各接头和水位的关系见表1。表1管段接头与水位关系表　工作井～E1E1～E2E2～E3E3～E4管段接头顶板水深(m)2.76.47.96.1管段接头中心水深(m)6.910.612.210.4注：表中水深以平均低水位计算。二、管段接头的构造形式及施工工艺1.GINA止水带(1)GINA止水带的性能GINA止水带是管段接头的第一道防水线。根据接头压接量的计算结果，选定GINA的型号为TB-ETS-130/160，其每环尺寸为22.3m×7.95m，转角采用135°折角连接。根据设计要求，GINA止水带须在0.25MPa的水压作用下(扣除各种轴向位移量

4、后)，能满足最小初始压接力(50kN/m)时的水密要求。其性能指标见表2和表3。表2材料性能指标项目指标材质丁苯橡胶密度(kg/m3)硬度(ShoreA)拉伸强度(MPa)扯断伸长率(%)撕裂强度(N)1140±3065±5＞17＞400＞50压缩永久变形(70℃,24h)(%)＜25耐老化性(变化率)硬度(ShoreA)拉伸强度(%)扯断伸长率(%)＜±6＜-15＜-25水密性(23℃,168h)(Vol.%)＜5应力松弛(%/10年)＜7抗臭氧性无裂缝出现吸水性(70℃,70h)(%)＜3表3压应力与变形特性关系(误差：±10%)平均压应力(kN/m

5、)227342349402压缩量(mm)646768732)GINA止水带的安装管段端部封门制作完成后，先用高精度测量仪器复核安装端面的平整度，然后安装GINA止水带压板系统。与此同时，吊车将GINA带移放至管段端口，并将其展开，每隔1.5m绑扎一道尼龙带，最后将尼龙带系挂于长23m左右的型钢梁上，再用吊车起吊整段GINA止水带，并移至管段端部，准备安装。安装时先固定GINA带的角点，然后固定两角点的中点，接下来是每段中点，直至整条边乃至整环止水带固定。GINA带安装完毕后拆除尼龙带，并用测力板手对每个压板螺栓进行校核，确定GINA带安装牢固，但不宜过

6、紧。为了避免GINA止水带在浮运中碰撞受损，需在GINA带上部安装保护罩。(3)GINA止水带的压接止水带的压接是管段沉放过程中的一个重要部分。整个压接过程大致可分为两个阶段，即初步压接和最终止水压接。初步压接时GINA止水带的尖头压缩，达到接头初步止水的效果；最终止水压接是依靠管段自由端的约20000kN水压力将GINA止水带进一步压缩，达到最终止水的目的。根据GINA止水带的选型计算，常洪隧道沉管段接头的GINA止水带的最终压接量应为8～9cm。实际沉放时4节管段的压接量分别为8.1cm、9.3cm、7.8cm和5.1cm。2.OMEGA止水带

7、OMEGA止水带是管段接头的第二道防水线。由于管段接头是柔性接头，所以要求OMEGA止水带在一定水压和变形条件下，以及任何可能的工况条件下(如沉降、位移、地震和温度变化等)保证接头的水密性。(1)OMEGA止水带的性能OMEGA橡胶止水带是由2层SBR橡胶及置于其中的尼龙片经压模机压制而成的。宁波常洪隧道选择了S240-40型OMEGA橡胶止水带，能满足最高水位条件下管段轴向位移(张开40.9mm、压缩39.6mm)、竖向差异沉降(50mm)以及侧向位移(25mm)等变位时的接头水密要求。止水带的性能指标见表4，水密性要求见表5。表4止水带的性能指标

8、项目指标材质丁苯橡胶密度(kg/m3)硬度(ShoreA)拉伸强度