施工工艺概述
管节预制:在岸边的预制场制作沉管管节。对于大型沉管,管节通常采用钢筋混凝土结构。在预制过程中,要严格控制管节的尺寸精度、混凝土质量等,确保其强度、抗渗性等性能满足设计要求。例如港珠澳大桥的沉管预制,每节沉管长约 180 米,重达数万吨,预制精度要求极高。
基槽开挖:在江底按照设计要求开挖出用于放置沉管的基槽。这一步骤通常采用挖泥船等设备进行作业。基槽的深度、宽度和坡度等参数都要根据沉管的尺寸、重量以及地质条件等来确定。同时,要注意对基槽底部的平整度处理,避免出现过大的起伏。
管节浮运:当管节预制完成且基槽开挖达到要求后,将管节通过拖轮等方式浮运至施工位置。浮运过程中要考虑水流、风向等因素对管节的影响,通过合理的系泊和拖带方式,保证管节的稳定性和安全性。在一些复杂的水流条件下,可能需要进行专门的水动力计算和模型试验来确定更佳浮运方案。
沉放对接:这是过江沉管施工的关键环节。通过安装在管节上的压载系统,向管节内注水等方式逐渐增加管节重量,使其下沉至基槽内的设计位置。在下沉过程中,要利用高精度的测量设备实时监测管节的姿态和位置,并通过调整压载、拉合系统等手段确保管节准确对接。相邻管节之间通常采用止水带等密封装置,保证连接处的水密性。
施工中的关键技术和难点
防水密封技术:由于沉管要长期处于水下环境,管节之间的防水密封至关重要。止水带材料的选择和安装工艺都需要精心设计和严格控制。一旦密封出现问题,可能导致江水渗漏,影响管道的正常使用和寿命。
基础处理技术:江底地质条件复杂,可能存在软土层、岩石层等不同地质情况。在沉管放置前,需要对基槽底部进行适当的基础处理,如铺设砂垫层等,以保证沉管的稳定性和均匀受力。
沉放精度控制技术:沉管的最终位置精度要求很高,在沉放过程中,受到水流、潮汐等因素的影响,要实现高精度的对接非常困难。这需要综合运用先进的测量仪器(如水下声呐测量系统、全站仪等)和的控制算法,实时调整沉放姿态。