預(yù)制沉管接頭注漿施工技術(shù)與質(zhì)量控制

馮偉，楊紅，李凱凱

（中交二航局第二工程有限公司，重慶 401121）

預(yù)制沉管接頭注漿施工技術(shù)與質(zhì)量控制

馮偉，楊紅，李凱凱

（中交二航局第二工程有限公司，重慶 401121）

港珠澳大橋沉管隧道是世界范圍內(nèi)最長(zhǎng)、埋置最深、規(guī)模最大的海底公路沉管隧道，隧道結(jié)構(gòu)為半剛性節(jié)段式沉管，設(shè)計(jì)使用壽命120 a，管節(jié)止水控制是確保港珠澳大橋預(yù)制沉管使用壽命的關(guān)鍵技術(shù)，其中注漿管安裝與注漿是管節(jié)止水的最主要措施。文章對(duì)注漿管安裝和注漿工藝等進(jìn)行詳細(xì)闡述。目前止水效果良好。

沉管止水；中埋式止水帶；注漿管

1 工程概況

港珠澳大橋沉管隧道總長(zhǎng)度5 664 m，由33個(gè)管節(jié)組成，其中直線段管節(jié)28個(gè)，曲線段管節(jié)5個(gè)，曲率半徑5 500m，標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)長(zhǎng)180 m，分8個(gè)小節(jié)段預(yù)制，每節(jié)段長(zhǎng)22.5 m，管節(jié)截面寬37.95 m，高11.4m，每個(gè)節(jié)段接頭及管節(jié)接頭安裝注漿管注漿，提高沉管水密性。

2 工程特點(diǎn)

接頭注漿作為確保沉管水密性的重要措施，注漿的質(zhì)量將直接影響沉管的使用年限，對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行注漿管安裝與注漿技能培訓(xùn)，嚴(yán)格要求，經(jīng)常檢查改進(jìn)，以達(dá)到控制注漿管安裝與注漿質(zhì)量的目的。沉管注漿管安裝與注漿具有如下顯著特點(diǎn)：

1）沉管管節(jié)接頭和節(jié)段接頭較多[1]，注漿管安裝及注漿工程量大。

2）由于節(jié)段接頭中埋式止水帶注漿管安裝[2]必須在鋼筋籠匹配完成后進(jìn)行，作業(yè)人員在鋼筋籠內(nèi)部作業(yè)，鋼筋密集、作業(yè)面狹窄，導(dǎo)致注漿管安裝困難。

3）注漿管安裝質(zhì)量將直接影響注漿質(zhì)量，所以每一根注漿管都必須確保安裝質(zhì)量，在施工中交叉作業(yè)注漿管容易遭到損壞，保護(hù)難度大。

4）注漿必須飽滿，注漿過(guò)程中必須達(dá)到相應(yīng)的壓力值并保壓相應(yīng)的時(shí)間，且保證出漿口順利流出漿液。

3 注漿管構(gòu)造設(shè)計(jì)

本工程具體包括中埋式可注漿止水帶注漿管安裝與注漿，OMEGA預(yù)埋件、端鋼殼、外側(cè)牛腿預(yù)埋件預(yù)埋式全斷面注漿管安裝與注漿等。中埋式止水帶、OMEGA預(yù)埋件、端鋼殼及外側(cè)牛腿預(yù)埋件注漿能夠有效改善沉管管節(jié)端頭及節(jié)段端頭的混凝土密實(shí)性，提高沉管防水能力。

3.1 中埋式止水帶注漿管

中埋式注漿管的材質(zhì)為Q235B，由注漿管、進(jìn)漿口鋼罩、吊環(huán)螺釘、橡膠止水環(huán)等組成。注漿管外徑φ16 mm，內(nèi)徑φ9 mm，吊環(huán)螺釘長(zhǎng)度根據(jù)注漿管的長(zhǎng)度確定。注漿管與中埋式止水帶連接構(gòu)造如圖1所示。

圖1 中埋式注漿管構(gòu)造圖Fig.1 Structurem ap of buried grouting pipe

3.2 全斷面注漿管

全斷面注漿管由外層織物過(guò)濾膜、內(nèi)層非編織過(guò)濾膜、內(nèi)部襯有螺旋形增強(qiáng)彈簧鋼絲，且全長(zhǎng)帶有多孔的管材組成，全斷面注漿管規(guī)格為內(nèi)徑8mm，外徑12mm，可以在施工現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)接縫的實(shí)際需求截取注漿管長(zhǎng)度，注漿時(shí)漿液可以均勻地充滿整個(gè)注漿管，系統(tǒng)容許在相對(duì)較低壓力下注漿。注漿管安裝并不會(huì)影響結(jié)構(gòu)物自身特性，注漿過(guò)程并不會(huì)危害混凝土，注漿后可以確保永久密封。

3.3 注漿材料的選擇

注漿材料選用穗金科SJK-02改性環(huán)氧灌漿液。該材料具有起始黏度小，滲透能力強(qiáng)，黏結(jié)強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度高，抗?jié)B性能好等特點(diǎn)。該材料主要性能指標(biāo)（執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)JC/T 1041—2007）如下：黏度<200 mPa·s，初凝時(shí)間8～24 h，純膠體抗壓強(qiáng)度≥40 MPa，壓縮變形量40%～60%，黏結(jié)強(qiáng)度>2.5MPa。

4 注漿管安裝

4.1 中埋式止水帶注漿管安裝

中埋式止水帶注漿管在鋼筋籠頂推至澆筑區(qū)匹配完成后開(kāi)始安裝，安裝在中埋式止水帶兩端的海綿體橡膠條上，安裝中要確保注漿管安裝位置準(zhǔn)確，固定牢固，密封密實(shí)。進(jìn)漿口和橡膠止水環(huán)處應(yīng)密封嚴(yán)實(shí)，防止混凝土漿液滲入注漿管內(nèi)，注漿管應(yīng)綁扎牢固不受外力作用產(chǎn)生彎折。

中埋式止水帶注漿管安裝步驟：

1）注漿管安裝前根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況下料。

2）鋼筋籠匹配端和先澆端注漿管分布位置相同，如果位置與鋼筋主筋和預(yù)應(yīng)力管道有沖突可以進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，注漿管均勻分布34根，如圖2所示。

圖2 注漿管位置Fig.2 Grouting pipe positionaldistribution

3）安裝時(shí)在中埋式止水帶邊緣橡膠條上穿孔，將吊環(huán)螺釘穿過(guò)孔洞，蓋上進(jìn)漿口鋼罩，擰緊吊環(huán)螺釘，固定牢固注漿管，用玻璃膠將注漿管和止水帶連接處封堵嚴(yán)實(shí)，防止混凝土漿液進(jìn)入注漿管（圖1）。

4）在注漿管長(zhǎng)度的L/2處安裝遇水膨脹膠（半徑R=8mm）。

5）安裝完成后派專人對(duì)注漿管安裝情況進(jìn)行檢查，確保全部安裝合格，如圖3所示。

4.2 全斷面注漿管安裝

OMEGA預(yù)埋件、端鋼殼[3]、外側(cè)牛腿預(yù)埋件周邊鋼筋密集，混凝土振搗、氣泡排出困難，預(yù)埋件與混凝土接觸面因混凝土收縮可能出現(xiàn)微細(xì)縫隙，這些都將帶來(lái)滲漏風(fēng)險(xiǎn)，安裝全斷面注漿管是降低該風(fēng)險(xiǎn)的重要措施。全斷面注漿管與預(yù)埋件安裝同步，安裝于預(yù)埋件內(nèi)表面，且緊貼預(yù)埋件鋼板。安裝時(shí)必須保證安裝位置準(zhǔn)確，固定牢固，注漿管接頭處密封嚴(yán)實(shí)。

圖3 安裝完成注漿管Fig.3 Installation of the com pletegrouting pipe

1）OMEGA預(yù)埋件注漿管采用金屬件固定于預(yù)埋件內(nèi)表面倒角處，金屬固定件設(shè)置間距為240 mm。

2）注漿管單管長(zhǎng)度約12 m左右，注漿管接頭處有20～30mm交錯(cuò)搭接，見(jiàn)圖4。

圖4 預(yù)埋式注漿管安裝圖Fig.4 Installation diagram ofembedded grouting pipe

3）注漿導(dǎo)管與注漿管接頭處應(yīng)使用膠帶密封嚴(yán)實(shí)。

4）注漿管安裝完成后注漿導(dǎo)管應(yīng)固定于端模上，端口密封，防止混凝土漿液進(jìn)入。

5）安裝完成后派專人對(duì)注漿管安裝情況進(jìn)行檢查，確保全部安裝合格。

6）全斷面注漿管極易燃燒，需加強(qiáng)注漿管周邊動(dòng)火作業(yè)管理和監(jiān)控，杜絕燒毀注漿管。

5 注漿管注漿

工藝流程為：注漿管清理→施工平臺(tái)搭設(shè)→成品保護(hù)→疏通灌漿孔→引出灌漿導(dǎo)管→灌注SJK-02改性環(huán)氧灌漿液→場(chǎng)地清理。

5.1 時(shí)機(jī)選擇

1）注漿過(guò)程中不能漏注，每一根注漿管都必須注漿。

2）注漿過(guò)程中漿液從一端流出時(shí)，封堵出漿口，保壓數(shù)分鐘。

3）中埋式止水帶、OMEGA預(yù)埋件預(yù)埋式注漿管以及端鋼殼預(yù)埋式注漿管注漿在混凝土強(qiáng)度達(dá)到C45后可作注漿處理。

4）外側(cè)牛腿預(yù)埋件預(yù)埋式注漿管注漿須在端封門與其焊接工作結(jié)束后進(jìn)行。

5.2 注漿

5.2.1 中埋式可注漿止水帶注漿管注漿

1）先從注漿管1開(kāi)始注漿（見(jiàn)圖2），待相鄰注漿管2、3出漿后（或注漿管1壓力至1 MPa后）停止注漿，采用悶頭封閉注漿管1。接著從注漿管2、注漿管3開(kāi)始注漿，待相鄰注漿管4、注漿管5分別出漿后（或2、3號(hào)注漿管壓力至1 MPa后）停止注漿，采用悶頭封閉注漿管2、3，隨后以此類推，直到注漿管34出漿完成。

2）每根注漿管的注漿壓力宜控制在0.5～1 MPa之間，注漿持續(xù)時(shí)間宜控制在7～15min。

3）最后通過(guò)注漿管壓注漿液，注漿壓力應(yīng)達(dá)到0.6 MPa且保持壓力5 min無(wú)明顯降低時(shí)方可停止注漿。

4）若出漿口沒(méi)有順利流出漿液，可加大注漿壓力，但壓力不應(yīng)超過(guò)1MPa。

5.2.2 全斷面注漿管注漿

OMEGA預(yù)埋件及端鋼殼預(yù)埋式全斷面注漿管注漿，從底板中間1號(hào)注漿管開(kāi)始注漿，注漿完成后封堵其注漿口和進(jìn)漿口，沿兩側(cè)進(jìn)行2號(hào)、3號(hào)注漿管注漿，注漿完成后封堵其注漿口和進(jìn)漿口，繼續(xù)沿兩側(cè)進(jìn)行下一個(gè)注漿管注漿，最后至頂板中間注漿管注漿，完成注漿工作。外側(cè)牛腿注漿管注漿參照OMEGA預(yù)埋件全斷面注漿管注漿，注漿順序由底板沿豎墻至頂板結(jié)束。

6 接頭注漿質(zhì)量控制要點(diǎn)

6.1 中埋式止水帶注漿

1）每根注漿管既是前一個(gè)的出漿口，也是下一個(gè)的進(jìn)漿口。每注完1根注漿管，應(yīng)及時(shí)封堵，保證在下一根注漿管注漿時(shí)漿液不會(huì)倒流出來(lái)。

2）注漿導(dǎo)管封堵不通時(shí)，注漿時(shí)保持壓力使?jié){液跳過(guò)該不通導(dǎo)管從下一個(gè)相鄰注漿管出漿為止，整個(gè)過(guò)程中壓力不應(yīng)超過(guò)1.0MPa。

3）注漿過(guò)程中，漿液無(wú)法從下一根出漿口（或后面其他出漿口）出漿時(shí)，應(yīng)保持壓力15 min后，從下一根出漿口繼續(xù)進(jìn)行注漿，整個(gè)過(guò)程中壓力不應(yīng)超過(guò)1.0MPa。

4）注漿完畢后，及時(shí)清洗設(shè)備，清理場(chǎng)地。

5）注漿工作完成，漿液終凝后，用環(huán)氧膠泥封堵注漿口。

6.2 全斷面注漿管注漿

1）注漿過(guò)程中如果漿液從鋼板邊緣滲出，立即停止加壓，用快干型膠凝材料封堵滲漏部位，再繼續(xù)注漿。

2）每段注漿管一個(gè)進(jìn)漿一個(gè)出漿，注漿時(shí)要保持出漿口開(kāi)通，漿液出來(lái)時(shí)，封堵出漿口，保壓5～10min。

3）注漿中若漿液未從另一端出漿口出漿，此時(shí)應(yīng)保持壓力15 min后，從另一端出漿口繼續(xù)注漿，并保壓15min左右，整個(gè)過(guò)程中壓力不應(yīng)超過(guò)1.0 MPa。

4）注漿結(jié)束后，應(yīng)割除封堵注漿導(dǎo)管。

7 結(jié)語(yǔ)

目前，港珠澳大橋島隧工程沉管預(yù)制已完成24個(gè)管節(jié)共計(jì)162個(gè)節(jié)段的注漿管安裝和注漿工作，注漿管安裝和注漿質(zhì)量在不斷總結(jié)改進(jìn)中，完成情況越來(lái)越好，管節(jié)未出現(xiàn)滲水情況，止水效果良好。

注漿管安裝和注漿，有效控制了沉管滲漏水情況，為確保港珠澳大橋沉管隧道120 a使用年限打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

[1]陸明，陳鴻.超深埋海底沉管隧道接頭防水設(shè)計(jì)探討[J].中國(guó)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] 楊曉鳴.中埋式橡膠止水帶安裝技術(shù)探討[J].中國(guó)水運(yùn)（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] 向劍，劉經(jīng)國(guó)，蘇懷平.沉管管節(jié)端鋼殼制造及安裝工藝[J].中國(guó)港灣建設(shè)，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

馮偉（1986— ），男，重慶市人，助理工程師，主要從事公路、橋梁、隧道施工技術(shù)管理工作。E-mail：595177376@qq.com