預制沉管接頭注漿施工技術與質量控制

馮偉，楊紅，李凱凱

（中交二航局第二工程有限公司，重慶 401121）

預制沉管接頭注漿施工技術與質量控制

馮偉，楊紅，李凱凱

（中交二航局第二工程有限公司，重慶 401121）

港珠澳大橋沉管隧道是世界范圍內最長、埋置最深、規模最大的海底公路沉管隧道，隧道結構為半剛性節段式沉管，設計使用壽命120 a，管節止水控制是確保港珠澳大橋預制沉管使用壽命的關鍵技術，其中注漿管安裝與注漿是管節止水的最主要措施。文章對注漿管安裝和注漿工藝等進行詳細闡述。目前止水效果良好。

沉管止水；中埋式止水帶；注漿管

1 工程概況

港珠澳大橋沉管隧道總長度5 664 m，由33個管節組成，其中直線段管節28個，曲線段管節5個，曲率半徑5 500m，標準管節長180 m，分8個小節段預制，每節段長22.5 m，管節截面寬37.95 m，高11.4m，每個節段接頭及管節接頭安裝注漿管注漿，提高沉管水密性。

2 工程特點

接頭注漿作為確保沉管水密性的重要措施，注漿的質量將直接影響沉管的使用年限，對作業人員進行注漿管安裝與注漿技能培訓，嚴格要求，經常檢查改進，以達到控制注漿管安裝與注漿質量的目的。沉管注漿管安裝與注漿具有如下顯著特點：

1）沉管管節接頭和節段接頭較多[1]，注漿管安裝及注漿工程量大。

2）由于節段接頭中埋式止水帶注漿管安裝[2]必須在鋼筋籠匹配完成后進行，作業人員在鋼筋籠內部作業，鋼筋密集、作業面狹窄，導致注漿管安裝困難。

3）注漿管安裝質量將直接影響注漿質量，所以每一根注漿管都必須確保安裝質量，在施工中交叉作業注漿管容易遭到損壞，保護難度大。

4）注漿必須飽滿，注漿過程中必須達到相應的壓力值并保壓相應的時間，且保證出漿口順利流出漿液。

3 注漿管構造設計

本工程具體包括中埋式可注漿止水帶注漿管安裝與注漿，OMEGA預埋件、端鋼殼、外側牛腿預埋件預埋式全斷面注漿管安裝與注漿等。中埋式止水帶、OMEGA預埋件、端鋼殼及外側牛腿預埋件注漿能夠有效改善沉管管節端頭及節段端頭的混凝土密實性，提高沉管防水能力。

3.1 中埋式止水帶注漿管

中埋式注漿管的材質為Q235B，由注漿管、進漿口鋼罩、吊環螺釘、橡膠止水環等組成。注漿管外徑φ16 mm，內徑φ9 mm，吊環螺釘長度根據注漿管的長度確定。注漿管與中埋式止水帶連接構造如圖1所示。

圖1 中埋式注漿管構造圖Fig.1 Structurem ap of buried grouting pipe

3.2 全斷面注漿管

全斷面注漿管由外層織物過濾膜、內層非編織過濾膜、內部襯有螺旋形增強彈簧鋼絲，且全長帶有多孔的管材組成，全斷面注漿管規格為內徑8mm，外徑12mm，可以在施工現場根據接縫的實際需求截取注漿管長度，注漿時漿液可以均勻地充滿整個注漿管，系統容許在相對較低壓力下注漿。注漿管安裝并不會影響結構物自身特性，注漿過程并不會危害混凝土，注漿后可以確保永久密封。

3.3 注漿材料的選擇

注漿材料選用穗金科SJK-02改性環氧灌漿液。該材料具有起始黏度小，滲透能力強，黏結強度和抗壓強度高，抗滲性能好等特點。該材料主要性能指標（執行標準JC/T 1041—2007）如下：黏度<200 mPa·s，初凝時間8～24 h，純膠體抗壓強度≥40 MPa，壓縮變形量40%～60%，黏結強度>2.5MPa。

4 注漿管安裝

4.1 中埋式止水帶注漿管安裝

中埋式止水帶注漿管在鋼筋籠頂推至澆筑區匹配完成后開始安裝，安裝在中埋式止水帶兩端的海綿體橡膠條上，安裝中要確保注漿管安裝位置準確，固定牢固，密封密實。進漿口和橡膠止水環處應密封嚴實，防止混凝土漿液滲入注漿管內，注漿管應綁扎牢固不受外力作用產生彎折。

中埋式止水帶注漿管安裝步驟：

1）注漿管安裝前根據現場具體情況下料。

2）鋼筋籠匹配端和先澆端注漿管分布位置相同，如果位置與鋼筋主筋和預應力管道有沖突可以進行適當調整，注漿管均勻分布34根，如圖2所示。

圖2 注漿管位置Fig.2 Grouting pipe positionaldistribution

3）安裝時在中埋式止水帶邊緣橡膠條上穿孔，將吊環螺釘穿過孔洞，蓋上進漿口鋼罩，擰緊吊環螺釘，固定牢固注漿管，用玻璃膠將注漿管和止水帶連接處封堵嚴實，防止混凝土漿液進入注漿管（圖1）。

4）在注漿管長度的L/2處安裝遇水膨脹膠（半徑R=8mm）。

5）安裝完成后派專人對注漿管安裝情況進行檢查，確保全部安裝合格，如圖3所示。

4.2 全斷面注漿管安裝

OMEGA預埋件、端鋼殼[3]、外側牛腿預埋件周邊鋼筋密集，混凝土振搗、氣泡排出困難，預埋件與混凝土接觸面因混凝土收縮可能出現微細縫隙，這些都將帶來滲漏風險，安裝全斷面注漿管是降低該風險的重要措施。全斷面注漿管與預埋件安裝同步，安裝于預埋件內表面，且緊貼預埋件鋼板。安裝時必須保證安裝位置準確，固定牢固，注漿管接頭處密封嚴實。

圖3 安裝完成注漿管Fig.3 Installation of the com pletegrouting pipe

1）OMEGA預埋件注漿管采用金屬件固定于預埋件內表面倒角處，金屬固定件設置間距為240 mm。

2）注漿管單管長度約12 m左右，注漿管接頭處有20～30mm交錯搭接，見圖4。

圖4 預埋式注漿管安裝圖Fig.4 Installation diagram ofembedded grouting pipe

3）注漿導管與注漿管接頭處應使用膠帶密封嚴實。

4）注漿管安裝完成后注漿導管應固定于端模上，端口密封，防止混凝土漿液進入。

5）安裝完成后派專人對注漿管安裝情況進行檢查，確保全部安裝合格。

6）全斷面注漿管極易燃燒，需加強注漿管周邊動火作業管理和監控，杜絕燒毀注漿管。

5 注漿管注漿

工藝流程為：注漿管清理→施工平臺搭設→成品保護→疏通灌漿孔→引出灌漿導管→灌注SJK-02改性環氧灌漿液→場地清理。

5.1 時機選擇

1）注漿過程中不能漏注，每一根注漿管都必須注漿。

2）注漿過程中漿液從一端流出時，封堵出漿口，保壓數分鐘。

3）中埋式止水帶、OMEGA預埋件預埋式注漿管以及端鋼殼預埋式注漿管注漿在混凝土強度達到C45后可作注漿處理。

4）外側牛腿預埋件預埋式注漿管注漿須在端封門與其焊接工作結束后進行。

5.2 注漿

5.2.1 中埋式可注漿止水帶注漿管注漿

1）先從注漿管1開始注漿（見圖2），待相鄰注漿管2、3出漿后（或注漿管1壓力至1 MPa后）停止注漿，采用悶頭封閉注漿管1。接著從注漿管2、注漿管3開始注漿，待相鄰注漿管4、注漿管5分別出漿后（或2、3號注漿管壓力至1 MPa后）停止注漿，采用悶頭封閉注漿管2、3，隨后以此類推，直到注漿管34出漿完成。

2）每根注漿管的注漿壓力宜控制在0.5～1 MPa之間，注漿持續時間宜控制在7～15min。

3）最后通過注漿管壓注漿液，注漿壓力應達到0.6 MPa且保持壓力5 min無明顯降低時方可停止注漿。

4）若出漿口沒有順利流出漿液，可加大注漿壓力，但壓力不應超過1MPa。

5.2.2 全斷面注漿管注漿

OMEGA預埋件及端鋼殼預埋式全斷面注漿管注漿，從底板中間1號注漿管開始注漿，注漿完成后封堵其注漿口和進漿口，沿兩側進行2號、3號注漿管注漿，注漿完成后封堵其注漿口和進漿口，繼續沿兩側進行下一個注漿管注漿，最后至頂板中間注漿管注漿，完成注漿工作。外側牛腿注漿管注漿參照OMEGA預埋件全斷面注漿管注漿，注漿順序由底板沿豎墻至頂板結束。

6 接頭注漿質量控制要點

6.1 中埋式止水帶注漿

1）每根注漿管既是前一個的出漿口，也是下一個的進漿口。每注完1根注漿管，應及時封堵，保證在下一根注漿管注漿時漿液不會倒流出來。

2）注漿導管封堵不通時，注漿時保持壓力使漿液跳過該不通導管從下一個相鄰注漿管出漿為止，整個過程中壓力不應超過1.0MPa。

3）注漿過程中，漿液無法從下一根出漿口（或后面其他出漿口）出漿時，應保持壓力15 min后，從下一根出漿口繼續進行注漿，整個過程中壓力不應超過1.0MPa。

4）注漿完畢后，及時清洗設備，清理場地。

5）注漿工作完成，漿液終凝后，用環氧膠泥封堵注漿口。

6.2 全斷面注漿管注漿

1）注漿過程中如果漿液從鋼板邊緣滲出，立即停止加壓，用快干型膠凝材料封堵滲漏部位，再繼續注漿。

2）每段注漿管一個進漿一個出漿，注漿時要保持出漿口開通，漿液出來時，封堵出漿口，保壓5～10min。

3）注漿中若漿液未從另一端出漿口出漿，此時應保持壓力15 min后，從另一端出漿口繼續注漿，并保壓15min左右，整個過程中壓力不應超過1.0 MPa。

4）注漿結束后，應割除封堵注漿導管。

7 結語

目前，港珠澳大橋島隧工程沉管預制已完成24個管節共計162個節段的注漿管安裝和注漿工作，注漿管安裝和注漿質量在不斷總結改進中，完成情況越來越好，管節未出現滲水情況，止水效果良好。

注漿管安裝和注漿，有效控制了沉管滲漏水情況，為確保港珠澳大橋沉管隧道120 a使用年限打下了堅實基礎。

[1]陸明，陳鴻.超深埋海底沉管隧道接頭防水設計探討[J].中國建筑防水，2012（8）：17-21. LU Ming,CHEN Hong.Discussion on the joints waterproofing design of ultra-deep buried submarine immersed tube tunnel[J]. China BuildingWaterproofing,2012(8):17-21.

[2] 楊曉鳴.中埋式橡膠止水帶安裝技術探討[J].中國水運（下半月），2012（11）：262-263. YANGXiao-ming.Discussion on installation technology of buried rubber water-stop[J].China Water Transport(Last Half Month), 2012(11):262-263.

[3] 向劍，劉經國，蘇懷平.沉管管節端鋼殼制造及安裝工藝[J].中國港灣建設，2014（8）：54-56. XIANG Jian,LIU Jing-guo,SU Huai-ping.Manufacture and installation technology for the bulkhead of immersed tube elements [J].China Harbour Engineering,2014(8):54-56.

Grouting construction technology and quality control in prefabricated immersed tube joint

FENGWei,YANGHong,LIKai-kai
（China Communications2nd Navigational Bureau 2nd Engineering Co.,Ltd.,Chongqing 401121,China）

Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge immersed tunnel is the longest,the deepestburied,and the largest-scale highway immersed tunnel under the sea in theworldwide,for the semi-rigid sectional immersed tube tunnel structure,the service life of the design is 120 a,immersed sealing control is the key technology to ensure the service life of the Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge prefabrication immersed tubes,including grouting pipe installation and grouting pipe joint are themain measures of water sealing.This paper focused on grouting pipe installation and grouting process.Thewater sealing effect isgood atpresent. Keywords：immersed sealing;buried water stop;grouting pipe

U455.46

B

2095-7874（2015）11-0127-04

10.7640/zggw js201511034

2015-10-12

馮偉（1986— ），男，重慶市人，助理工程師，主要從事公路、橋梁、隧道施工技術管理工作。E-mail：595177376@qq.com