预制沉管接头注浆施工技术与质量控制

冯伟，杨红，李凯凯

（中交二航局第二工程有限公司，重庆 401121）

预制沉管接头注浆施工技术与质量控制

冯伟，杨红，李凯凯

（中交二航局第二工程有限公司，重庆 401121）

港珠澳大桥沉管隧道是世界范围内最长、埋置最深、规模最大的海底公路沉管隧道，隧道结构为半刚性节段式沉管，设计使用寿命120 a，管节止水控制是确保港珠澳大桥预制沉管使用寿命的关键技术，其中注浆管安装与注浆是管节止水的最主要措施。文章对注浆管安装和注浆工艺等进行详细阐述。目前止水效果良好。

沉管止水；中埋式止水带；注浆管

1 工程概况

港珠澳大桥沉管隧道总长度5 664 m，由33个管节组成，其中直线段管节28个，曲线段管节5个，曲率半径5 500m，标准管节长180 m，分8个小节段预制，每节段长22.5 m，管节截面宽37.95 m，高11.4m，每个节段接头及管节接头安装注浆管注浆，提高沉管水密性。

2 工程特点

接头注浆作为确保沉管水密性的重要措施，注浆的质量将直接影响沉管的使用年限，对作业人员进行注浆管安装与注浆技能培训，严格要求，经常检查改进，以达到控制注浆管安装与注浆质量的目的。沉管注浆管安装与注浆具有如下显著特点：

1）沉管管节接头和节段接头较多[1]，注浆管安装及注浆工程量大。

2）由于节段接头中埋式止水带注浆管安装[2]必须在钢筋笼匹配完成后进行，作业人员在钢筋笼内部作业，钢筋密集、作业面狭窄，导致注浆管安装困难。

3）注浆管安装质量将直接影响注浆质量，所以每一根注浆管都必须确保安装质量，在施工中交叉作业注浆管容易遭到损坏，保护难度大。

4）注浆必须饱满，注浆过程中必须达到相应的压力值并保压相应的时间，且保证出浆口顺利流出浆液。

3 注浆管构造设计

本工程具体包括中埋式可注浆止水带注浆管安装与注浆，OMEGA预埋件、端钢壳、外侧牛腿预埋件预埋式全断面注浆管安装与注浆等。中埋式止水带、OMEGA预埋件、端钢壳及外侧牛腿预埋件注浆能够有效改善沉管管节端头及节段端头的混凝土密实性，提高沉管防水能力。

3.1 中埋式止水带注浆管

中埋式注浆管的材质为Q235B，由注浆管、进浆口钢罩、吊环螺钉、橡胶止水环等组成。注浆管外径φ16 mm，内径φ9 mm，吊环螺钉长度根据注浆管的长度确定。注浆管与中埋式止水带连接构造如图1所示。

图1 中埋式注浆管构造图Fig.1 Structurem ap of buried grouting pipe

3.2 全断面注浆管

全断面注浆管由外层织物过滤膜、内层非编织过滤膜、内部衬有螺旋形增强弹簧钢丝，且全长带有多孔的管材组成，全断面注浆管规格为内径8mm，外径12mm，可以在施工现场根据接缝的实际需求截取注浆管长度，注浆时浆液可以均匀地充满整个注浆管，系统容许在相对较低压力下注浆。注浆管安装并不会影响结构物自身特性，注浆过程并不会危害混凝土，注浆后可以确保永久密封。

3.3 注浆材料的选择

注浆材料选用穗金科SJK-02改性环氧灌浆液。该材料具有起始黏度小，渗透能力强，黏结强度和抗压强度高，抗渗性能好等特点。该材料主要性能指标（执行标准JC/T 1041—2007）如下：黏度<200 mPa·s，初凝时间8～24 h，纯胶体抗压强度≥40 MPa，压缩变形量40%～60%，黏结强度>2.5MPa。

4 注浆管安装

4.1 中埋式止水带注浆管安装

中埋式止水带注浆管在钢筋笼顶推至浇筑区匹配完成后开始安装，安装在中埋式止水带两端的海绵体橡胶条上，安装中要确保注浆管安装位置准确，固定牢固，密封密实。进浆口和橡胶止水环处应密封严实，防止混凝土浆液渗入注浆管内，注浆管应绑扎牢固不受外力作用产生弯折。

中埋式止水带注浆管安装步骤：

1）注浆管安装前根据现场具体情况下料。

2）钢筋笼匹配端和先浇端注浆管分布位置相同，如果位置与钢筋主筋和预应力管道有冲突可以进行适当调整，注浆管均匀分布34根，如图2所示。

图2 注浆管位置Fig.2 Grouting pipe positionaldistribution

3）安装时在中埋式止水带边缘橡胶条上穿孔，将吊环螺钉穿过孔洞，盖上进浆口钢罩，拧紧吊环螺钉，固定牢固注浆管，用玻璃胶将注浆管和止水带连接处封堵严实，防止混凝土浆液进入注浆管（图1）。

4）在注浆管长度的L/2处安装遇水膨胀胶（半径R=8mm）。

5）安装完成后派专人对注浆管安装情况进行检查，确保全部安装合格，如图3所示。

4.2 全断面注浆管安装

OMEGA预埋件、端钢壳[3]、外侧牛腿预埋件周边钢筋密集，混凝土振捣、气泡排出困难，预埋件与混凝土接触面因混凝土收缩可能出现微细缝隙，这些都将带来渗漏风险，安装全断面注浆管是降低该风险的重要措施。全断面注浆管与预埋件安装同步，安装于预埋件内表面，且紧贴预埋件钢板。安装时必须保证安装位置准确，固定牢固，注浆管接头处密封严实。

图3 安装完成注浆管Fig.3 Installation of the com pletegrouting pipe

1）OMEGA预埋件注浆管采用金属件固定于预埋件内表面倒角处，金属固定件设置间距为240 mm。

2）注浆管单管长度约12 m左右，注浆管接头处有20～30mm交错搭接，见图4。

图4 预埋式注浆管安装图Fig.4 Installation diagram ofembedded grouting pipe

3）注浆导管与注浆管接头处应使用胶带密封严实。

4）注浆管安装完成后注浆导管应固定于端模上，端口密封，防止混凝土浆液进入。

5）安装完成后派专人对注浆管安装情况进行检查，确保全部安装合格。

6）全断面注浆管极易燃烧，需加强注浆管周边动火作业管理和监控，杜绝烧毁注浆管。

5 注浆管注浆

工艺流程为：注浆管清理→施工平台搭设→成品保护→疏通灌浆孔→引出灌浆导管→灌注SJK-02改性环氧灌浆液→场地清理。

5.1 时机选择

1）注浆过程中不能漏注，每一根注浆管都必须注浆。

2）注浆过程中浆液从一端流出时，封堵出浆口，保压数分钟。

3）中埋式止水带、OMEGA预埋件预埋式注浆管以及端钢壳预埋式注浆管注浆在混凝土强度达到C45后可作注浆处理。

4）外侧牛腿预埋件预埋式注浆管注浆须在端封门与其焊接工作结束后进行。

5.2 注浆

5.2.1 中埋式可注浆止水带注浆管注浆

1）先从注浆管1开始注浆（见图2），待相邻注浆管2、3出浆后（或注浆管1压力至1 MPa后）停止注浆，采用闷头封闭注浆管1。接着从注浆管2、注浆管3开始注浆，待相邻注浆管4、注浆管5分别出浆后（或2、3号注浆管压力至1 MPa后）停止注浆，采用闷头封闭注浆管2、3，随后以此类推，直到注浆管34出浆完成。

2）每根注浆管的注浆压力宜控制在0.5～1 MPa之间，注浆持续时间宜控制在7～15min。

3）最后通过注浆管压注浆液，注浆压力应达到0.6 MPa且保持压力5 min无明显降低时方可停止注浆。

4）若出浆口没有顺利流出浆液，可加大注浆压力，但压力不应超过1MPa。

5.2.2 全断面注浆管注浆

OMEGA预埋件及端钢壳预埋式全断面注浆管注浆，从底板中间1号注浆管开始注浆，注浆完成后封堵其注浆口和进浆口，沿两侧进行2号、3号注浆管注浆，注浆完成后封堵其注浆口和进浆口，继续沿两侧进行下一个注浆管注浆，最后至顶板中间注浆管注浆，完成注浆工作。外侧牛腿注浆管注浆参照OMEGA预埋件全断面注浆管注浆，注浆顺序由底板沿竖墙至顶板结束。

6 接头注浆质量控制要点

6.1 中埋式止水带注浆

1）每根注浆管既是前一个的出浆口，也是下一个的进浆口。每注完1根注浆管，应及时封堵，保证在下一根注浆管注浆时浆液不会倒流出来。

2）注浆导管封堵不通时，注浆时保持压力使浆液跳过该不通导管从下一个相邻注浆管出浆为止，整个过程中压力不应超过1.0MPa。

3）注浆过程中，浆液无法从下一根出浆口（或后面其他出浆口）出浆时，应保持压力15 min后，从下一根出浆口继续进行注浆，整个过程中压力不应超过1.0MPa。

4）注浆完毕后，及时清洗设备，清理场地。

5）注浆工作完成，浆液终凝后，用环氧胶泥封堵注浆口。

6.2 全断面注浆管注浆

1）注浆过程中如果浆液从钢板边缘渗出，立即停止加压，用快干型胶凝材料封堵渗漏部位，再继续注浆。

2）每段注浆管一个进浆一个出浆，注浆时要保持出浆口开通，浆液出来时，封堵出浆口，保压5～10min。

3）注浆中若浆液未从另一端出浆口出浆，此时应保持压力15 min后，从另一端出浆口继续注浆，并保压15min左右，整个过程中压力不应超过1.0 MPa。

4）注浆结束后，应割除封堵注浆导管。

7 结语

目前，港珠澳大桥岛隧工程沉管预制已完成24个管节共计162个节段的注浆管安装和注浆工作，注浆管安装和注浆质量在不断总结改进中，完成情况越来越好，管节未出现渗水情况，止水效果良好。

注浆管安装和注浆，有效控制了沉管渗漏水情况，为确保港珠澳大桥沉管隧道120 a使用年限打下了坚实基础。

[1]陆明，陈鸿.超深埋海底沉管隧道接头防水设计探讨[J].中国建筑防水，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] 杨晓鸣.中埋式橡胶止水带安装技术探讨[J].中国水运（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] 向剑，刘经国，苏怀平.沉管管节端钢壳制造及安装工艺[J].中国港湾建设，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

冯伟（1986— ），男，重庆市人，助理工程师，主要从事公路、桥梁、隧道施工技术管理工作。E-mail：595177376@qq.com