尤亚正 中交四航局第二工程有限公司

1.工程概况

广州市车陂路-新滘东路隧道沉管段中，沉管节段总长度为492m，隧道设计为双向六车道，隧道的截面显示存在4个长管节、1个短管节。管节自南向北方向的编号依次为E1、E2-1+E2-2、E3、E4；其中E1、E3、E4属于长管节，长度设计为123m；E2-2属于短管节，长度为3.5m；E2-1管节长度为117m，管节E3、E2-2直接在干坞提前进行拉合，能够有效完成沉放施工。其中沉管段分为7段，每段长100～108m不等，总长为736m。

2.沉管预制设计与标准

2.1 混凝土配合比

按照设计要求对防水混凝土配合比进行试验，在经过多次实验后确定，混凝土的抗渗指标应超过设计值数据的0.2MPa。

防水混凝土使用的是中砂，要求中砂含泥量不得超过3%，砂的含量控制在35～40%，石子粒径不得超过35mm，在使用泵进行输送时，石子粒径不得超过输送泵管径的1/4，石子含泥量不得超过1%，且混凝土中严禁使用碱性集料。

防水混凝土使用低水化热的水泥比较合适，胶凝添加剂的用量控制在320kg/m3，当防水混凝土中含有活性掺合料时，水泥用量则不低于260kg/m3。由于防水混凝土中水泥成本最高，在考虑经济性的情况下，可以适当在混凝土掺加矿粉或粉煤灰。假若使用粉煤灰，其质量必须达到二级以上，且烧失量不超过5%。

该工程项目在浇筑混凝土时全部使用泵车进行输送，混凝土坍落度为140～180mm，实际浇筑时分层进行，浇筑过程中使用振捣棒振捣，确保混凝土密实。

2.2 混凝土防水标准

主体结构部分的混凝土强度标号为C40，混凝土抗渗性能为P10。尽可能选择低水化热水泥，保证混凝土配合比的合理性。

严禁混凝土结构出现贯穿性裂缝，且混凝土的表面不得出现裂纹，如果出现裂纹，则在低温环境中浇筑混凝土，尽可能将作业环境保持在28℃以下，浇筑完成后，混凝土内部温度控制在70℃以下，注意混凝土内部与表面之间的温度差异必须控制在25℃以内，当混凝土的强度达到拆模标准时，混凝土表层的温度与外部环境之间的温度差异控制在20℃以内。

该工程沉管部分的混凝土抗渗要求为P10，在实际施工过程中，着重关注混凝土表面是否出现裂缝，如果出现应尽快采取防水措施，在混凝土表面涂抹防水材料。防水材料具备良好的防渗透功能，还能与混凝土产生较强的粘结作用力，显著提升混凝土自身的抗压性能与抗拉强度，即使是在水中长期浸泡本身的质量性能也不会发生太大变化，而且施工便捷，能够缩短工期。

3.混凝土浇筑施工技术

3.1 施工总体部署

沉管预制是整个隧道工程施工的关键，为控制性工程，经过多方案比选，选定第一套模板从东侧生产线第6节向南施工，完成短管节施工后转移模板至西侧生产线，从第6节开始往南施工；第二套模板从西侧生产线第5节向北施工至第1节；第三套模板从东侧生产线第5节向北施工至第1节。根据本工程管节数量、工期要求及干坞规模进行施工现场平面布置，干坞一次预制两节沉管，设置两条生产线，以防水底钢板作为沉管的底胎模，直接在底胎膜上开展钢筋绑扎、混凝土浇筑等施工作业。

干坞基坑边坡顶部设置2台重型塔式吊机T7530-16H（有效起重跨度半径为75m），坞内每条生产线各设置1台40t龙门吊（跨度44m），共计2台，用于模板装拆、钢筋运输及钢结构安装等作业。

3.2 工程难点

（1）预埋件种类多。每个管节的预埋件有端钢壳、端封门预埋件、水箱预埋件、钢剪切键预埋件、接头拉索预埋套管、灌砂（浆）管、中埋式止水带及舾装件预埋件等，种类多、数量大，如何保证每种预埋件按要求埋设到位是难点所在。

（2）安装精度高、存在大量的穿插作业，对施工组织提出较高要求。由于管节安装最大水深超过18m，所以管节接头的防水要求十分严格，接头预埋件安装精度将是接头防水质量的重中之重，如何将长30.4m、高8.7m的端钢壳表面平整度一次性控制在3mm内是预埋件安装的最大难点，同时在钢筋笼绑扎和大多数预埋件中存在穿插作业。

3.3 混凝土浇筑

由于混凝土浇筑硬化的过程中自身结构会收缩，导致混凝土开裂现象出现，为了避免这种现象，在预制管节过程中采取分层浇筑的方式。在制作管节的过程中，以一侧开始进行施工，循序渐进向另一侧进行施工。使用泵车浇筑混凝土，在对每一阶段浇筑时都应严格按照标准的施工工序进行，先浇筑底板部位，再浇筑隔墙部位、侧墙，最后浇筑顶板部位，确保混凝土浇筑一次成型。每次浇筑时在准备浇筑的管节侧边装置3台地泵，其中一台地泵作为备用。

各管节底板部分的混凝土浇筑方量为650m3，墙身部分为328m3，顶板部分为571m3。混凝土总浇筑方量大概为1549m3。

底板部分的混凝土浇筑速度为100m3/h，浇筑时间大概需要7h；墙身部分浇筑速度为60m3/h，浇筑时间大概需要6h；顶板部分浇筑速度大概为60m3/h，浇筑时间大概需要10h。整段沉管浇筑时间大概需要23h左右。其中底板部位在日间施工，墙身与顶板部分则可以选择在夜间施工。

在分配混凝土原材料时，将其细分为底板、侧墙、顶板三部分，混凝土布料需要使用2台输送泵，泵长为48m。墙体部分安装一个下料设备，确保混凝土的下料高度在2m以内，这样能够避免混凝土出现离析现象。下料设备不宜过重，以便于施工人员轻松调整浇筑部位，所以，在制作下料设备时选择使用PE材料进行制作。

对于钢筋笼应该设置施工人员出入方便的孔洞，在墙体内预埋振捣空间，便于后续混凝土振捣时施工人员直接进入到钢筋笼内部进行施工，以提高施工质量。

混凝土分层浇筑的厚度控制在300～500mm较合理，保持混凝土浇筑的连续性，假若出现特殊情况，则保证上下层的混凝土浇筑时差不超过2h，避免形成冷缝。每次震捣棒需插入下层混凝土5～10cm，以确保层间结合。

沉管顶、底板混凝土采用“斜面分层、自然流淌、连续推进、一次到顶”方法，根据混凝土泵送时的自然坡度，沉管沿轴线方向的浇筑顺序是由一端往另一端进行推进，顶、底板分3层浇筑，沉管横断面方向的浇筑顺序是由两侧往中间推进。

3.4 混凝土养护

（1）在面对不同的施工工艺时选择不同的混凝土养护方法，具体而言，混凝土的养护施工应该细分为两个阶段：混凝土浇筑完成后至养护阶段以及拆模阶段。在面对不同的养护阶段时，应该采用相应的养护措施：①当混凝土浇筑完成且混凝土的强度已经达到初凝强度后，将合成土工材料覆盖在顶板与底板上并进行洒水养护；②混凝土模板拆除必须在混凝土的强度达到规范要求进行，这样能够有效避免沉管结构出现损坏。当外部模板均拆除完成则在顶板部位安装养护棚子，棚子内部装置喷水管，使用土工合成材料将墙体包裹起来，定时洒水，避免管子出现裂纹；③在监理单位验收合格以后才能拆除顶板部位的模板。

（2）养护系统的设计。养护系统的作用主要是监测养护环境的温度、空气湿润度等指标，这是为了确保混凝土养护能够达到规范要求。系统内部设置了报警系统，假若养护环境内的指标出现偏差，系统会自动采取妥善的措施。

4.结束语

综上所述，广州市车陂路-新滘东路隧道沉管段施工中，混凝土成品无细微裂缝、外观尺寸良好。混凝土浇筑是沉管工程中的一个关键性工序，其对于施工技术有非常高的要求，希望本文的探讨能对后续类似项目起到参考作用。