公祥玉

摘要：本文以佛山市汾江路南延线隧道工程短管节推移拉合为例，介绍沉管法隧道短管节陆上拉合的施工工艺。

关键词：沉管法隧道 短管节陆上拉合

一、前言

计算机控制整体提升技术经过十多年的发展，在提升油缸、液压泵站和计算机控制系统方面都有了长足的进步，该设备不仅适用于结构整体的提升和下降，同样也适用于大型构件的水平拉移。佛山市汾江路南延线隧道工程E3管段与E4-1管段的拉合正是采用TX-300-J型300吨拉合油缸进行短管节的陆上拉合，拉合采用12点同步牵引，各牵引点荷载可调，并可荷载保持和同步卸载。

二、相关资料

1、沉管管段资料：

E4-1管段主尺度：L×B×H=3.9m×39.9m×9m

E4-1管段重量：1220t

钢-钢摩擦系数：f=0.15

2、200t拉合油缸资料：

3、GINA带原始尺寸及设计压缩资料：

根据设计要求，在PC拉索安装完成，拉合油缸卸载后，GINA带压缩量为65mm，即拉合完成后端钢壳面板间距为195mm。

三、施工工艺流程及相关设计

1、施工工艺流程：

1.1、准备阶段：

⑴预制E3与E4-1管段，精确安装预埋端钢壳、接头PC拉索、E3-1底钢板（下涂黄油并铺设2mm厚塑料薄膜隔离层）及两管段连接端面的各种预埋件。

⑵安装E3-1管段北端面的GINA止水带。

⑶安装E3管段中隔墙上、下部钢剪切键、安装E3-1管段中隔墙上的中钢剪切键。

⑷在E3管段中隔墙上预留的拉合工艺孔中安装拉合横梁，在E4-1南端面与E3管段拉合横梁相对应水平位置安装拉合横梁并保证与E4-1南端面密切接触。在管段两侧安装钢导向梁（施工中必须采取有效措施保证钢导向梁水平方向牢固稳定）并在钢导向梁与箱体接触面放置20mm厚的四氟板以减少摩阻力。完成后在拉合横梁上分别安装锚定锚、钢绞线、工作锚、千斤顶（安装前应完成千斤顶及液压泵分组标定）、工具锚等拉合设备。

⑸在E3和E4-1管段上对称布设监测点，顶板4处，每侧侧墙2处，底板4处，布点位置应根据施工实际情况确定，保证明显，易测，代表性强。

1.2 E4-1管段的顶推牵移阶段：

顶推牵移选用3台2000kN液压千斤顶，E4-1管段两侧及中间各布置一台液压千斤顶，千斤顶初始推力从200KN起开始，以10KN为一级逐级施加推力直到E3-1管段开始移动，持续顶推，待顶推距离达到一次行程后，活塞回收，各测量点报数，根据实际测量数据做出判断，指挥下一步顶推。在整个顶推过程中，各测量点必须随时报告两管段距离以供指挥者进行决策，管段两端行进速度必须保持同步，避免出现单边顶推速度过快的情况。该过程将E4-1管段顶推至其端钢壳面板距E3管段GINA带尖端100mm距离为止。

1.3 E4-1管段与E3管段的拉合阶段：

1.3.1 拉合流程

（1）安装拉合油缸、钢绞线、地锚、液压泵站、油管、编码器和计算机控制系统。

（2）调试液压泵站、拉合油缸和计算机控制系统协调一致性

（3）检查拉合结构平台、地锚；拆除主体结构与胎架及其他无关结构的连接

（4）观察无问题后，开始正式拉合，并记录各点压力

（5）按20%、40%、60%、70%、80%、90%、95%、100%的比例分级加载；直至管段移动

（6）持续拉合，在GINA带与面板接触前每前进20mm为一个拉合周期，测量各点拉合距离，保证各点协调一致，直至GINA带尖端与端钢壳面板接触

（7）继续拉合，拉合至GINA带压缩量为60mm时，锁定拉合油缸，收紧卡位锚，拉合完成

1.3.2 拉合施工关键点：

（1）拉合千斤顶加载必须同步进行，即十二台千斤顶同时加载。分级加载至管段移动，即保持此恒力进行拉合。

（2）拉合千斤顶每前进20mm即锁定一次千斤顶，然后用专用测距仪器测量两端钢壳距离，确保E4-1管段端钢壳面板平面同步平移。若出现较大偏差，则通过调节单边千斤顶来进行调整。

2、其它相关设计：

2.1 底胎模设计：

底胎模的设计原则是在节省材料的同时尽量保证底面的平整光滑，最大限度的减少E4-1与底板的摩擦力，保证顶推牵移工序的顺利进行。底胎模面板采用δ10mm钢板，其顶面高程与E3管节相同，在E4-1管段底防水钢板安装前，须在底胎模面板上涂抹黄油润滑剂。

2.2 拉合横梁设计：

拉合横梁采用组合钢结构，梁体由两条工字钢和钢板面板焊接构成，在保证足够的强度和刚度的情况下还必须考虑安装的简易和可操作性。

2.3 拉合施工布置：

E3与E4-1管段上、下两对拉合横梁各设置一组千斤顶，共计2组，12只千斤顶，每个千斤顶有效张力不小于3000KN，有效行程应不小于300mm。对应于每只千斤顶设一束高强度低松弛钢绞线，采用12-φJ15.24钢绞线。锚具可采用桥梁工程中的GVM系列预应力锚具，E3-1为滑动段，拉合横梁上设12孔的工作锚和工具锚，E3为固定段，拉合横梁上设12孔的固定锚（采用P锚）。（详见图3）

四、相关计算

1、GINA带压缩70mm所需压力：

根据压缩曲线（图2）可查得当压缩量为70mm（预压缩5mm）时需施加186kN/m的均布力，GINA带长度为94.942m。故所需压力为：F=186×94.942+12200×0.15=19489.2kN。

十二台拉合千斤顶可提供压力为36000kN，可满足将GINA带压缩70mm的需要。

2、钢绞线强度计算：

每个千斤顶设一束共12根高强度低松弛钢绞线，采用12-φj15.24钢绞线，12×12=144根Фj15.24钢绞线：

钢绞线公称直径为15.20mm。查得整根钢绞线截面積为140 mm?，查得公称强度1721 N/mm?。

所以单根钢绞线能够承受的最大力为：Fb=140×1721=241kN。

单根钢绞线受力按80%计算：241kN×0.8=192.8kN。

在沉管的上下拉合工艺孔设置8束预应力钢绞线，共计144根Фj15.24预应力钢绞线，F=144×192.8=27763.2kN。

3、计算结论：

144根钢绞线能够承受27763.2kN力大于压缩GINA带所需要的力19489.2kN。

五、结束语

大型构件的水平拉移和垂直提升技术已越来越多的应用到工程施工中，类似的拉合施工方法将越来越多的应用到隧道工程中去，广州市仑头--生物岛隧道工程、大学城隧道工程、洲头咀隧道工程以及天津-天津海河隧道工程等沉管隧道工程，其采用的设备及方法都与上述短管节拉合的设备及方法相似，该方法可控制误差在2mm范围之内，可有效控制误差；同时，随着沉管法隧道施工技术发展，短管节拉合工艺也将得到更为广泛的应用。

参考文献：

[1] 王光辉 宋妍沉管隧道短管节拉合试验《隧道建设》 2010年04期

[2] 孟民强 沉管法隧道短管节陆上拉合两种方法对比浅谈《珠江水运》2013年15期