摘要：随着港珠澳大桥建成通车，沉管隧道在我国实现了一个跨越式发展，但钢壳沉管隧道施工在我国依旧没有工程先例，本文针对钢壳沉管隧道在施工过程中的重难点进行分析研究，为其后续的施工控制提供强有力的应对策略。
关键词：沉管隧道；钢壳沉管；隧道施工
随着交通行业的蓬勃发展，我国沉管隧道技术也得到了迅速提升，特别是港珠澳大桥的建成通车，标志着我国沉管隧道进入了一个新时期。但随着时代的发展，普通钢筋混凝土沉管隧道已不能满足当前社会发展的需求，故钢壳沉管隧道技术在国内应运而生，本文针对正在建设的深中通道项目钢壳沉管隧道施工的重难点进行分析，为其后续施工控制寻求应对策略。
1 自密实混凝土配置技术
深中通道沉管隧道管节在国内首次采用矩形双层钢壳内部填充自密实混凝土的“三明治”结构型式。在管节钢壳的隔舱内灌注混凝土，需要混凝土具备满足有足够的自密实效果且可以在无需振捣的条件下，在钢壳内依靠自身流动性和填充性形成密实结构，并最终与钢壳共同作用达到协同受力的效果。钢壳自密实混凝土一方面需要具备自密实、高流动、易填充、抗离析等良好的工作性能，在钢壳仓隔内形成密实填充；另一方面还需要具备良好的体积稳定性，尽量减少混凝土浇筑到仓隔后的体积收缩。
此外，在实际施工中往往采用泵送方式，混凝土的含气率将会有所提高，在与钢壳接触面处的脱空风险会有所增加。因此，自密实混凝土配制技术需重点攻克自密实混凝土的工作性能需求、高胶凝材料用量及砂率与低收缩性能要求之间的矛盾，研制出既利于施工，又能满足结构设计要求的自密实混凝土。
另外，单个标准管节隔仓数量超过2000个，隔仓型号多达17种，混凝土用量约2.9万m³，自密实混凝土性能要求高，性能易受材料品质、环境、时间影响，工艺参数控制及施工组织难度大。
2 管节混凝土浇筑工艺及质量控制
深中通道沉管隧道钢壳管节尺寸超大，混凝土生产方量大（单节管节超过2.82万m3），浇筑时间长，浇筑质量主要依靠在施工作业过程中对每一环节的严格把控，技术上和管理上的均有较高难度，国内尚缺乏成熟的施工质量控制规程和工程应用经验。
混凝土浇筑过程中混凝土原材料、制备流程及工作性能、出机温度、入仓温度、浇筑速度等参数均会影响浇筑质量。钢壳结构也易受温度影响，自密实混凝土在硬化过程中产生水化热，浇筑仓内外温差将导致沉管钢壳变形，钢壳变形控制难度较大，故在施工过程中应考虑混凝土水化热和受力变形，优化混凝土浇筑顺序。
3 管节混凝土脱空检测
钢壳结构复杂且尺寸庞大，浇筑后补焊位置多，检测工作量大、周期长。钢板厚度大（14~40mm），浇筑后脱空无损检测难度大、时间长，国内仍缺乏成熟且高效的检测手段，钢壳结构复杂且体量大，使得检测工作量大、周期长。沉管钢壳钢板厚度大，浇筑后脱空无损检测难度大，国内相应的检测规范及标准尚处于空白状态，缺乏成熟可靠且高效的检测手段，后续缺陷检测及修复难度大。
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4 管节系泊防台
管节港池内系泊作业，在台风高发季期间遭遇台风的概率高，管节防台采取港池内码头前沿多点系泊防台，管节尺度大，水域范围有限，水深有限。，所以防台难度极大。
5 碎石基床铺设
管节碎石基床面超宽、变宽，要求碎石基床铺设设备可适应从60m到50m变宽的基床面铺设作业要求。
部分区域自然水深浅，回淤强度大，外部水沙条件复杂，水沙条件变化如洪水、临近水域采砂活动、台风等均容易引起基槽突淤，对基床铺设工效及基床面清淤技术要求高，故碎石基床铺设难度可想而知。
6 通航安全
管节预制场地至隧址水域范围内属于珠江口水域，两岸分布多个港口，水上交通繁忙，多条航道、多个船舶防台锚地、船舶转运货锚地分布其中。管节浮运航道不可避免地将利用部分航道、穿越部分航道、穿越部分锚地。同时隧址处也与多个小型船舶航道有交叉，故在施工通航方面存在巨大的安全隐患。
7 管节监控量测
管节浮运安装施工远离陆地，且水上测量平台施工受风浪流影响，建立准确的平面控制基准难度大，长距离跨海高程传递难度大。深水长距离条件的沉管水下定位测控难度大，洞内贯通测量精度要求高，所以管节监控测量难度极高。
8 管节浮运和沉放窗口分析预报
非标管节超宽、变宽，管节浮运时下方净空小，拖航阻力大；加之其不对称性明显，增加了管节拖航操控难度；
管节浮运航道斜插段、横拖段距离长，管节横拖作业时间长，拖力需求大、拖轮编队作业协同性要求高；浮运沉放的气象作业窗口期有限，容错率低，种种原因造成管节浮运沉放施工难度增大。
9 管节沉放安装对接
管节安装为水下施工对接作业，安装对接主要依靠设备的性能及专业技术人员的操作把控。而水流的流速、流态及波浪对管节对接时超宽、非对称管节的姿态控制有较大的影响，这就造成管节水下对接安装难度增大。
10 结语
本文针对深中通道钢壳沉管隧道施工过程中各个环节的重难点进行了透彻的解析，为其在施工过程中所需采取的应对策略做铺垫，使其应对策略更具有针对性、可实施性，为管节的顺利施工提供强有力的保证。
参考文献：
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[3]林巍，林鸣等. 沉管隧道管节出坞、拖航、系泊与沉放准备关键问题[J]. 水道港口，2018，S2：49-53.
论文作者:刘辉
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/6/20
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