港珠澳大桥岛隧工程沉管一次舾装安装工艺

唐永波，魏 杰，周建民

港珠澳大桥岛隧工程沉管一次舾装安装工艺

唐永波，魏 杰，周建民

（上海振华重工（集团）股份有限公司，上海201913）

根据港珠澳大桥岛隧工程沉管舾装工艺要求，编制了沉管预制一次舾装施工方案。文章重点分析压舱系统、钢封门安装技术及质量控制要点。对类似工程具有一定的借鉴作用。

一次舾装；施工方案；质量控制

港珠澳大桥岛隧工程沉管隧道穿越珠江口广州、深圳西部港区出海主航道，共有33个管节，自西（珠海）向东（香港）依次编号为E1~E33。管节沉放分为东西两线进行，西线由西人工岛暗埋段至E29管节，最长距离约为5.3 km，东线由东人工岛暗埋段至E30管节，距离约为0.75 km，标准管节长180m，宽37.95m，高11.4m。

1 沉管预制及舾装

沉管预制工厂位于牛头岛（靠近桂山岛），设置2条管节生产线，每个管节的预制周期约70 d。管节在厂房内完成预制后，顶推进入浅坞区进行一次舾装施工及水密性试验[1]。

一次舾装主要工作内容有压舱系统、钢封门、管内通风照明系统、其它管顶舾装件（包括吊点、系缆柱、短人孔、人孔盖板等）。

管节一次舾装完成后，关闭深、浅坞门，启动水泵向坞内灌水，通过不同高度水位对管节进行水密性检验。在管节水密性试验的同时启动管节的压舱系统对压舱水箱进行试漏，并对压舱系统进行调试。

2 舾装施工关键点

舾装施工中，压舱系统及钢封门安装是整个舾装的重点，其中压舱系统控制管节浮运和沉放各阶段的负浮力，而钢封门是确保管节两端密封的重要结构[2]。舾装施工具有以下难点和关键点。

2.1 对图纸的理解

因舾装图纸包括钢结构和管节混凝土结构图纸，相比钢结构件图纸有很大区别。为尽快熟悉图纸，编制舾装施工方案，总经理部组织设计、各工区进行多次专题研讨，加深对图纸的理解，编制切实可行的最佳施工方案。

2.2 空间位置特殊

由于牛腿、钢梁、外侧牛腿等构件安装部位在管节内，受空间位置影响，无法一次性吊装到位，需设计专用设备及工具解决结构件空间安装问题，以提高生产效率。

2.3 细化流程控制

为确保一次舾装质量满足要求，需对施工工艺与施工组织进行研究与深化，完成施工图转化，对制造验收流程进行分解细化，对重点施工工序进行严控和优化，并编制各个工序的工艺文件，用于指导生产，控制施工质量和安全。

2.4 焊接质量控制

为确保钢封门滴水不漏，在整个钢封门安装过程中，焊接质量至关重要，为此需综合考虑焊材的选用、焊接方法选择等，同时做好焊接过程监控。

3 舾装工艺方案

针对上述施工中的难点，对舾装工艺进行了详细分析，做好相关工艺准备。下面主要对压舱系统及钢封门安装工艺要点进行说明。

3.1 压舱系统

3.1.1 压载水箱概况

单个压载水箱的两端挡墙由钢框架及木板墙组成，钢框架主要有钢立柱、横梁、拉杆组成，见图1。

图1 压载水箱整体结构图Fig.1 Overallstructuralview of ballast tank

压载水箱内部采用整体式防水布作为防水层。压载水箱施工流程为:预埋件位置复测→钢立柱安装→下横梁安装→上横梁安装→拉杆安装→木板墙面安装→防水布安装。

3.1.2 立柱、横梁安装

管节预制完成后，压载水箱预埋件表面及预埋套筒内部会存在杂物，立柱、横梁安装前应将杂物清理干净。

因工程前期没有专用设备辅助，压载水箱立柱的安装需利用节段OMEGA止水带上的螺栓孔安装转向滑轮，人工配合提升，此方法效率低下。为提高安装效率，优化现场施工工艺，通过调研，并与设备厂家多次沟通联系，购置了1台加高6m的铲车，既可以作为小型构件的起吊设备，用于压载水箱立柱及横梁的起吊安装，又可以对管内构件进行转运移位，还可以用作管内登高设备，真正做到一机多用，安装效率大大提高，生产周期缩短2~3 d。

3.1.3 方木、防水布安装

挡墙木板安装采用从下到上、从左到右的施工顺序，将木板按顺序插入T形钢的槽口内。防水布安装前，必须先对木板挡墙与地面接触处、逃生门预留洞、消防栓预留洞等部位进行防护处理，确保防水布在安装时不受损坏，防水布安装效果见图2。

图2 防水布安装Fig.2 Laying ofwater-p roofing fabric

3.2 管系安装

为尽快熟悉管系图纸，便于现场施工，积极与设计沟通，查阅大量管系标准说明[3]，同时将管系安装工序细分为:1）主管支架安装；2）主管安装及阀门；3）支管安装；4）水泵及控制系统安装；5）管线闭水试验。

压载系统设置2台压载泵，其中1台为国产泵，另1台为进口泵，安装时要注意位置及方向，以防出现差错。压载泵安装完成后，安装连接管线及阀门，将2台压载水泵串联成整体，并通过穿舱管预埋件与主管线及钢封门上的进水口进行连接。

在安装管系阀件时，须注意电控阀门安装的垂直度及止回阀等有方向要求的阀门安装方向。中廊道穿舱管预埋件法兰应遵循国际标准（水平线与垂线不设孔）。因预埋件在制作、安装中存在误差，导致管系在安装过程中无法进行准确对接，需要增加合龙管，调整法兰角度，以满足安装要求。

3.3 钢封门安装

钢封门位于管节两端，由端封门、外侧牛腿、钢梁、钢梁牛腿等构成，端封门共分为16片，分片图详见图3。

图3 端封门分片图Fig.3 Division of end sealdoor

3.3.1 钢梁牛腿及外侧牛腿安装

钢梁牛腿及外侧牛腿位于管节顶板下部，由于受管节空间位置限制，无法采用垂直起吊方法进行对位安装，为此专门设计一套吊架用于钢梁牛腿及外侧牛腿的安装，见图4。

图4 钢梁牛腿安装吊架Fig.4 Installation of bracketson steelbeam

3.3.2 钢封门水密优化

钢封门水密最初采用密封橡胶条及密封钢板两道密封方案，但根据E1、E2管节安装经验及水密情况，密封橡胶条使用效果并不理想，密封橡胶条安装后与钢梁存在间隙，起不到水密作用。

为解决水密问题，确保钢封门滴水不漏，经专题研讨决定取消密封橡胶条，只采用密封钢板1道密封，这样对整体钢封门安装质量提出了更高要求。

通过优化安装方案及检验流程[4]，钢封门水密质量完全满足要求。

3.3.3 钢封门安装间隙控制

由于预埋件偏差、钢封门结构件制作误差等原因，导致钢封门安装后与钢梁间不可避免存在间隙。考虑到管节在40多m深海海底进行对接作业，水压力巨大，为了降低深海作业安全风险，必须对钢封门间隙进行有效控制。

经研讨初步确定三种处理钢封门间隙方案:

1）采用环氧灌浆方法，此方法优点是强度满足设计要求，操作方便，缺点是对环氧厚度有严格限制，灌浆周期长。

2）采用楔块将间隙填实，此方法操作简单，容易将间隙填实，缺点是楔块适用间隙较大位置，楔块加工量大，周期长，且成本高。

3）采用垫板方法，同样便于现场施工操作，由于间隙不一，垫板厚度也需不一，垫板安装要求严格，且必须按设计要求位置使用垫板。考虑现场实际因素，决定采取第三种方案进行处理，实际效果比较理想。

3.4 检测流程控制

沉管一次舾装为一个整体，工序及结构件众多，其中任一环节出现问题均会给管节浮运安装带来致命性的风险。为确保一次舾装质量，降低舾装风险，特制定检验流程（图5），对关键点、难点严格控制。目前一次舾装已顺利完成26个管节，钢封门无一处漏水现象发生，压舱系统未发生一次质量事故，舾装质量得到了有效保证。

图5 钢封门安装、检验流程图Fig.5 Process for installation and inspection ofsteelsealdoors

4 结语

在沉管管节预制中，一次舾装是一项十分重要的工序，其质量的好坏，直接关系到沉管后续浮运安装的安全与质量。目前一次舾装已顺利完成了26节管节，钢封门滴水不漏，压舱系统运行可靠，其质量、安全均达到规范要求，对类似工程有一定的借鉴作用。

[1]范卓凡，范充，王李.工厂法预制沉管混凝土施工与优化[J].中国港湾建设，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]杨永宏，刘亚平，尹海卿.超大型沉管舾装施工风险管控[J].中国港湾建设，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，碳弧气创工艺要求[S].

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

[4]GB 50205—2012，钢结构工程施工质量验收规范[S].

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

[5]中国机械工程学会焊接学会.焊接手册[M].北京:机械工业出版社，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，江苏淮安人，工程师，从事工程施工及技术管理工作。E-mail:1032015789@qq.com