港珠澳大橋島隧工程沉管一次舾裝安裝工藝

唐永波，魏 杰，周建民

港珠澳大橋島隧工程沉管一次舾裝安裝工藝

唐永波，魏 杰，周建民

（上海振華重工（集團）股份有限公司，上海201913）

根據港珠澳大橋島隧工程沉管舾裝工藝要求，編制了沉管預制一次舾裝施工方案。文章重點分析壓艙系統、鋼封門安裝技術及質量控制要點。對類似工程具有一定的借鑒作用。

一次舾裝；施工方案；質量控制

港珠澳大橋島隧工程沉管隧道穿越珠江口廣州、深圳西部港區出海主航道，共有33個管節，自西（珠海）向東（香港）依次編號為E1~E33。管節沉放分為東西兩線進行，西線由西人工島暗埋段至E29管節，最長距離約為5.3 km，東線由東人工島暗埋段至E30管節，距離約為0.75 km，標準管節長180m，寬37.95m，高11.4m。

1 沉管預制及舾裝

沉管預制工廠位于牛頭島（靠近桂山島），設置2條管節生產線，每個管節的預制周期約70 d。管節在廠房內完成預制后，頂推進入淺塢區進行一次舾裝施工及水密性試驗[1]。

一次舾裝主要工作內容有壓艙系統、鋼封門、管內通風照明系統、其它管頂舾裝件（包括吊點、系纜柱、短人孔、人孔蓋板等）。

管節一次舾裝完成后，關閉深、淺塢門，啟動水泵向塢內灌水，通過不同高度水位對管節進行水密性檢驗。在管節水密性試驗的同時啟動管節的壓艙系統對壓艙水箱進行試漏，并對壓艙系統進行調試。

2 舾裝施工關鍵點

舾裝施工中，壓艙系統及鋼封門安裝是整個舾裝的重點，其中壓艙系統控制管節浮運和沉放各階段的負浮力，而鋼封門是確保管節兩端密封的重要結構[2]。舾裝施工具有以下難點和關鍵點。

2.1 對圖紙的理解

因舾裝圖紙包括鋼結構和管節混凝土結構圖紙，相比鋼結構件圖紙有很大區別。為盡快熟悉圖紙，編制舾裝施工方案，總經理部組織設計、各工區進行多次專題研討，加深對圖紙的理解，編制切實可行的最佳施工方案。

2.2 空間位置特殊

由于牛腿、鋼梁、外側牛腿等構件安裝部位在管節內，受空間位置影響，無法一次性吊裝到位，需設計專用設備及工具解決結構件空間安裝問題，以提高生產效率。

2.3 細化流程控制

為確保一次舾裝質量滿足要求，需對施工工藝與施工組織進行研究與深化，完成施工圖轉化，對制造驗收流程進行分解細化，對重點施工工序進行嚴控和優化，并編制各個工序的工藝文件，用于指導生產，控制施工質量和安全。

2.4 焊接質量控制

為確保鋼封門滴水不漏，在整個鋼封門安裝過程中，焊接質量至關重要，為此需綜合考慮焊材的選用、焊接方法選擇等，同時做好焊接過程監控。

3 舾裝工藝方案

針對上述施工中的難點，對舾裝工藝進行了詳細分析，做好相關工藝準備。下面主要對壓艙系統及鋼封門安裝工藝要點進行說明。

3.1 壓艙系統

3.1.1 壓載水箱概況

單個壓載水箱的兩端擋墻由鋼框架及木板墻組成，鋼框架主要有鋼立柱、橫梁、拉桿組成，見圖1。

圖1 壓載水箱整體結構圖Fig.1 Overallstructuralview of ballast tank

壓載水箱內部采用整體式防水布作為防水層。壓載水箱施工流程為:預埋件位置復測→鋼立柱安裝→下橫梁安裝→上橫梁安裝→拉桿安裝→木板墻面安裝→防水布安裝。

3.1.2 立柱、橫梁安裝

管節預制完成后，壓載水箱預埋件表面及預埋套筒內部會存在雜物，立柱、橫梁安裝前應將雜物清理干凈。

因工程前期沒有專用設備輔助，壓載水箱立柱的安裝需利用節段OMEGA止水帶上的螺栓孔安裝轉向滑輪，人工配合提升，此方法效率低下。為提高安裝效率，優化現場施工工藝，通過調研，并與設備廠家多次溝通聯系，購置了1臺加高6m的鏟車，既可以作為小型構件的起吊設備，用于壓載水箱立柱及橫梁的起吊安裝，又可以對管內構件進行轉運移位，還可以用作管內登高設備，真正做到一機多用，安裝效率大大提高，生產周期縮短2~3 d。

3.1.3 方木、防水布安裝

擋墻木板安裝采用從下到上、從左到右的施工順序，將木板按順序插入T形鋼的槽口內。防水布安裝前，必須先對木板擋墻與地面接觸處、逃生門預留洞、消防栓預留洞等部位進行防護處理，確保防水布在安裝時不受損壞，防水布安裝效果見圖2。

圖2 防水布安裝Fig.2 Laying ofwater-p roofing fabric

3.2 管系安裝

為盡快熟悉管系圖紙，便于現場施工，積極與設計溝通，查閱大量管系標準說明[3]，同時將管系安裝工序細分為:1）主管支架安裝；2）主管安裝及閥門；3）支管安裝；4）水泵及控制系統安裝；5）管線閉水試驗。

壓載系統設置2臺壓載泵，其中1臺為國產泵，另1臺為進口泵，安裝時要注意位置及方向，以防出現差錯。壓載泵安裝完成后，安裝連接管線及閥門，將2臺壓載水泵串聯成整體，并通過穿艙管預埋件與主管線及鋼封門上的進水口進行連接。

在安裝管系閥件時，須注意電控閥門安裝的垂直度及止回閥等有方向要求的閥門安裝方向。中廊道穿艙管預埋件法蘭應遵循國際標準（水平線與垂線不設孔）。因預埋件在制作、安裝中存在誤差，導致管系在安裝過程中無法進行準確對接，需要增加合龍管，調整法蘭角度，以滿足安裝要求。

3.3 鋼封門安裝

鋼封門位于管節兩端，由端封門、外側牛腿、鋼梁、鋼梁牛腿等構成，端封門共分為16片，分片圖詳見圖3。

圖3 端封門分片圖Fig.3 Division of end sealdoor

3.3.1 鋼梁牛腿及外側牛腿安裝

鋼梁牛腿及外側牛腿位于管節頂板下部，由于受管節空間位置限制，無法采用垂直起吊方法進行對位安裝，為此專門設計一套吊架用于鋼梁牛腿及外側牛腿的安裝，見圖4。

圖4 鋼梁牛腿安裝吊架Fig.4 Installation of bracketson steelbeam

3.3.2 鋼封門水密優化

鋼封門水密最初采用密封橡膠條及密封鋼板兩道密封方案，但根據E1、E2管節安裝經驗及水密情況，密封橡膠條使用效果并不理想，密封橡膠條安裝后與鋼梁存在間隙，起不到水密作用。

為解決水密問題，確保鋼封門滴水不漏，經專題研討決定取消密封橡膠條，只采用密封鋼板1道密封，這樣對整體鋼封門安裝質量提出了更高要求。

通過優化安裝方案及檢驗流程[4]，鋼封門水密質量完全滿足要求。

3.3.3 鋼封門安裝間隙控制

由于預埋件偏差、鋼封門結構件制作誤差等原因，導致鋼封門安裝后與鋼梁間不可避免存在間隙。考慮到管節在40多m深海海底進行對接作業，水壓力巨大，為了降低深海作業安全風險，必須對鋼封門間隙進行有效控制。

經研討初步確定三種處理鋼封門間隙方案:

1）采用環氧灌漿方法，此方法優點是強度滿足設計要求，操作方便，缺點是對環氧厚度有嚴格限制，灌漿周期長。

2）采用楔塊將間隙填實，此方法操作簡單，容易將間隙填實，缺點是楔塊適用間隙較大位置，楔塊加工量大，周期長，且成本高。

3）采用墊板方法，同樣便于現場施工操作，由于間隙不一，墊板厚度也需不一，墊板安裝要求嚴格，且必須按設計要求位置使用墊板。考慮現場實際因素，決定采取第三種方案進行處理，實際效果比較理想。

3.4 檢測流程控制

沉管一次舾裝為一個整體，工序及結構件眾多，其中任一環節出現問題均會給管節浮運安裝帶來致命性的風險。為確保一次舾裝質量，降低舾裝風險，特制定檢驗流程（圖5），對關鍵點、難點嚴格控制。目前一次舾裝已順利完成26個管節，鋼封門無一處漏水現象發生，壓艙系統未發生一次質量事故，舾裝質量得到了有效保證。

圖5 鋼封門安裝、檢驗流程圖Fig.5 Process for installation and inspection ofsteelsealdoors

4 結語

在沉管管節預制中，一次舾裝是一項十分重要的工序，其質量的好壞，直接關系到沉管后續浮運安裝的安全與質量。目前一次舾裝已順利完成了26節管節，鋼封門滴水不漏，壓艙系統運行可靠，其質量、安全均達到規范要求，對類似工程有一定的借鑒作用。

[1]范卓凡，范充，王李.工廠法預制沉管混凝土施工與優化[J].中國港灣建設，2015，35（11）:94-97.

FANZhuo-fan,FANChong,WANGLi.Construction and optimization for concrete of factory-prefabricated immersed tube[J].China Harbour Engineering,2015,35(11):94-97.

[2]楊永宏，劉亞平，尹海卿.超大型沉管舾裝施工風險管控[J].中國港灣建設，2015，35（11）:134-137.

YANG Yong-hong,LIU Ya-ping,YIN Hai-qing.Risk control for outfittingconstructionofultra-largeimmersed tube[J].ChinaHarbour Engineering,2015,35(11):134-137.

[3]CB/Z 67—2008，碳弧氣創工藝要求[S].

CB/Z 67—2008,Technology requirements of carbon arc-air gouging[S].

[4]GB 50205—2012，鋼結構工程施工質量驗收規范[S].

GB 50205—2012,Code for acceptance of construction quality of steelstructure[S].

[5]中國機械工程學會焊接學會.焊接手冊[M].北京:機械工業出版社，2014.

Welding Association of Chinese Mechanical Engineering Society. Welding Manual[M].Beijing:ChinaMachine Press,2014.

Installation technology for one-go outfitting of imMersed tunnel sections for island and tunnel project of Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge

TANGYong-bo,WEIJie,ZHOU Jian-min
（ShanghaiZhenhua Heavy IndustriesCo.,Ltd.,Shanghai201913,China）

According to the requirements for outfitting of immersed tunnel sections for the island and tunnel project of Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge,an overall p lan for one-go outfitting of precast tunnel sections was prepared.The paper focuses on the analysis of the installation technology and quality control systeMfor the ballasting systeMand the steel seal doors,which provides reference for similar projects.

one-go outfitting;construction plan;quality control

U655.4

B

2095-7874（2016）07-0069-04

10.7640/zggw js201607020

2016-05-03

唐永波（1981—），男，江蘇淮安人，工程師，從事工程施工及技術管理工作。E-mail:1032015789@qq.com