沉管钢端封门安装施工质量控制

刘端省 林壮名

摘 要：在国家经济快速发展的过程中，隧道建设已经是作为当前基础设施建设过程中必不可少的一部分，对于促进不同区域经济、人文交流起到了积极作用。但是其质量也受到了越来越多的关注，本文以大连湾海底隧道为例，总结了沉管钢端封门安装施工质量的控制方法。

关键词：海底隧道;沉管;质量控制

0 前言

沉管隧道钢端封门的安装，是沉管隧道预制项目中的重要一环。钢端封门是实现暗埋段、管节端头封闭水密的临时辅助安装设施，主要部件包括有钢端封门、焊接型H型钢、钢梁牛腿、外侧牛腿、密封贴板等构件，采用简支梁+等跨连续板的方式，是整个项目中不可或缺的重要一环。

1 工程概况

1.1 工程结构及规模次

大连湾海底隧道全线长约5 098.227 m，其中沉管海底隧道长3 035 m由18个管节组成，沉管隧道采用两孔一管廊截面形式，寬33.4 m，高9.7 m，沉管结构底最大水头约为34 m。沉管管节在每个节段混凝土浇筑完成后，即进行管节钢端封门安装施工，通过钢端封门安装等装施工，使预制管节满足下水条件;同时在沉管安放起浮后起隔绝海水作用为管内人员施工提供无水、安全的作业空间。

1.2 工程结构及规模

钢端封门安装在管节两端安装，钢端封门采用装配式，构件包括钢梁牛腿、钢梁、钢端封门、外侧牛腿、密封钢板等。全部构件在专业厂家制作并发送至现场使用。每个管节两端全部钢端封门构件组成1套钢端封门，钢端封门在沉管安装并达到拆除条件后拆除回运循环使用，整个工程共需安拆钢端封门18套·次。钢端封门构件分类及安装工程量见表1。

1.3 施工方法

1.3.1 施工流程

钢端封门施工工艺流程为钢梁牛腿安装→钢梁安装→外侧牛腿安装→钢封门安装→密封铁板、圆弧板安装→关闭人孔门→人孔门喷漆。

1.3.2 施工方法

钢梁牛腿安装前先使用移动式升降平台，对其预埋件进行清理后采用专用吊架配合人工作业方式进行牛腿安装;安装完毕后采用汽车吊配合人工进行钢梁安装，管节内部配手拉葫芦等设备进行定位，顺序根据钢梁牛腿安装情况进行安排，先安装行车道钢梁再安装中廊道钢梁。钢梁安装完毕后进行外侧牛腿安装，测量先钢梁外侧表面整体平整度，使用在钢梁与钢梁牛腿之间安装衬垫钢板顶紧的方法调节，使牛腿外侧面保持在同一平面而后进行钢端封门安装。钢端封门的安装方法与安装钢梁类似，钢端封门吊运到管节端面后，用葫芦将钢端封门拉近安装位置，使用预紧拉条螺栓固定。钢端封门安装完毕后进行密封贴板焊接，密封钢板安装顺序为先安装圆弧板，再安装平板，圆弧板安装顺序自下至上。钢端封门安装及其他管内作业完成后，安装人孔门密封橡胶条，关闭人孔门，采用高压水对人孔门四周进行压力喷水试验。

1.3.3 施工功效

因项目所需，钢梁与钢端封门安装所需时间紧迫，为了保证施工进度以及施工质量，现场安排24小时作业，其中关键工序钢端封门施工工效如表2所示：

1.4 施工重难点分析

钢端封门安装在每一节预制管节的两端头，与管段混凝土连为一体，作为管段端头防水临时结构。有效控制端钢壳的安装和焊接质量是本工程的重点，同时作为临时挡水结构，有效的全面防水是本工程的难点，其中钢板与混凝土结合处因混凝土与钢板结合处贴合困难存在渗水通道，如何止水更是本工程的关键控制点。

1.5 施工控制措施

1.5.1 钢端封门焊接过程质量控制点

钢端封门构件焊接过程中，应采用间断、对称焊接等可靠的技术措施，严格控制焊接变形同时钢端封门焊缝质量必须满足焊接等级和缺陷检验标准。钢端封门作为挡水受力构件，为保证力传递，钢梁与钢梁牛腿、钢梁与钢端封门间垫板密贴必须紧密。

1.5.2 外侧牛腿预埋件钢混结合部质量控制点

在外侧牛腿焊接过程中外侧牛腿与牛腿预埋件烧焊固定过程中产生高温（熔池温度大于1 500℃），外侧牛腿预埋件周边混凝土受热膨胀致使混凝土挤压胀裂，造成外侧牛腿预埋件与混凝土接触面混凝土开裂，同时牛腿焊接时高温导致钢板变形，与混凝土出现间隙形;破坏混凝土的同时成水的渗流通道增加灌水期间钢端封门处的渗流路径。

混凝土的钢混结合部位在混凝土浇筑过程完成后，混凝土与预埋钢板处存在振捣困难，同时振捣过程中所产生的气泡集中制预埋钢板处，造成混凝土与预埋钢板有效贴合，致使灌水检漏期间钢端封门部位存在渗水途径。

1.5.3 质量控制措施

针对焊接过程质量控制，项目采取事前控制原则，加大对工人交底力度及焊工考核，考核合格后持证上岗。同时在过程中加强日常巡查与现场焊缝检测频率以保证焊缝质量。

针对焊接过程中的混凝土受热膨胀导致的混凝土胀裂，在外侧牛腿预埋件安装过程中，在两侧粘贴小木条或泡沫块，厚2 cm、宽2 cm～3 cm，拆模后拆除形成预留沟槽，烧电焊前取出，为混凝土膨胀预留空间的方式防止混凝土爆裂。

针对外侧牛腿预埋件钢混结合部存在渗水通道问题，钢端封门焊接过程中可能会导致的预埋钢板微变形的问题，选取施工完毕后再行施工的原则采取了两种措施。第一种为在钢端封门施工完毕后在外侧钢混结合部使用环氧胶泥进行沿端面全部补贴一层后涂抹环氧封闭胶的形式，进行封闭;第二种为在钢端封门施工完毕后，在管节外侧牛腿预埋件外侧进行了全断面凿槽处理，凹槽宽3 cm～4 cm、深度4 cm～

5 cm，而后在凹槽内部埋设注浆管并用后采用空气泵压注将聚氨酯类注浆材料采用空气泵压注浆法将注浆料注入，同时在过程中加强预埋注浆管注浆质量达到止水目的。

1.5.4 管节检漏试验

针对3点质量控制要点，在沉管预制与检漏过程中发现：钢端封门焊接构件因过程控制良好，在钢端封门焊接过程中选区经验及技术过硬的工人，在灌水完成后不会存在钢端封门渗漏点。采取预留沟槽的形式，有效的消除了外侧牛腿焊接过程中造成的混凝土爆裂。采用环氧胶泥贴补后用封闭胶封闭的形式未能有效止水，仍存在部分漏点;但选取凿槽注浆的方式部位，在灌水起浮及安装过程中，均未发现漏点，有效的进行了止水。

2 总结

总之，沉管隧道施工中钢端封门的安装是隧道施工项目中的重要一环，其施工质量控制直接影响着整个工程的质量。在施工过程中，应当对影响质量的因素进行全面了解与分析，并根据安装实际情况优化钢端封门的安装工艺，并对其在施工过程中的质量进行严格把控，从而为整体沉管隧道的工程质量提供有力保障。

参考文献：

[1]尹海卿.港珠澳大桥岛隧工程设计施工关键技术[J].隧道建设，2014，34（1）：60-66.