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| 管段制作精度控制技 |
| 作者：江苏浦江建设 来源：江苏浦江建设 加入日期：2009-09-09 |
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管段制作精度不仅直接影响到沉管管段的运营使用要求，还与管段的顺利起浮和沉放对接质量有很大关系。如管段顶或底板厚度变化1cm，管段干舷高度将变化2.35cm，两侧墙厚度变化1cm，管段干舷高度将变1.04cm。
为有效控制管段制作精度，主要从以下几个方面进行管理及控制：
（1）混凝土重度
施工前，针对设计提出的23.5 KN/m3K0.1KN/m3的重度要求，对管段实际采用的水泥、砂石料以及外加剂等进行了多组试验。试验结果表明，混凝土实际重度可以稳定在设计要求的范围内。混凝土生产设备的称量系统经常进行保养和检定，确保各种材料称量的准确性，使混凝土质量保持稳定。
同时，在施工中，对每次混凝土浇筑都进行出站及现场精确计量，并作混凝土重度检测。
（2）制作尺寸的预控
混凝土浇筑过程中，控制支架及模板的变形也是保证管段精度的重要因素。
在实际施工中，结合理论计算数值和现场实测数据反馈，对管段尺寸进行了预控：
管段底板顶面下抛5mm，外侧墙内模内缩5mm，中隔墙两侧模板内缩5mm，顶板底面整体上抛10mm。
另外，在施工中，加强扎筋、立模、浇捣等各道工艺的控制，对材料，实测尺寸进行信息化管理，也是保证管段制作精度的重要手段。
实践证明，管段的制作精度和总体重量均达到了设计和使用要求。
一、 冷却管工艺
管段外侧墙在混凝土浇筑后，由于受到底板混凝土的约束，由混凝土水化热产生的内部混凝土温升而引起的温差以及新老混凝土收缩差在外侧墙内部产生拉应力，当这个拉应力超过此时混凝土的极限拉应力时，外侧墙将产生贯穿裂缝。因此，本工程混凝土裂缝控制的关键是控制外侧墙可能产生的贯穿裂缝。
由裂缝产生的机理出发，避免外侧墙产生贯穿裂缝主要应从三个方面着手：
（1）降低混凝土水化热引起的最高温升
（2）尽量缩短外侧墙与底板混凝土的浇筑时间差
（3）减缓外侧墙内混凝土降温速率
冷却管工艺则是针对（1）、（3）的行之有效的技术。
冷却管工艺的设计是在参考了宁波常洪隧道的方案及实测数据的基础上，并针对性地在第一节底板混凝土浇筑时对外环隧道混凝土水化热特性进行了实测和分析后制定的方案。
冷却管工艺主要包含以下几个技术关键：
（1） 冷却管的数量及布置；
（2） 冷却管通水的起讫时间；
（3） 冷却管通水水温及流量。
而这些技术参数的确定都应以能有效降低混凝土最高温升值，在外侧墙中形成线形温度梯度以及减缓降温速率为目的。
冷却开始时间为浇筑的混凝土开始到达第一根冷却管时，冷却时间为36h，冷却管流量为：0"12h内，每根却管流量0.8m3/h；13"30h，每根冷却管流量为1.0m3/h；31"36h，每根冷却管流量为0.4m3/h。
实践证明，正确合理地采用冷却管工艺是有效防止外侧墙产生贯穿裂缝的技术措施。本工程中，所有7节管段，42节管节在外侧墙上未发现贯穿裂缝。
二、养护技术
正确及充分的养护措施是大体积混凝土施工防止裂缝的关键环节。混凝土的养护条件包含混凝土的潮湿状态及养护温度。湿养护能使混凝土尽可能接近于饱和状态，防止混凝土表面脱水产生干缩裂缝，使水化作用达到其最大的速度，使混凝土的强度能良好地增长；而保温养护的目的主要是降低大体积混凝土浇筑块体的里外温差值，以降低混凝土块体的自约束应力，同时降低大体积混凝土浇筑块体的降温速度，以充分利用混凝土的抗拉强度，达到防止产生和控制温度裂缝的目的。
对于底板及顶板的上表面，养护条件相对较好，在混凝土浇捣完毕并完成收水后，即可覆盖土工布浇水潮湿。待混凝土终凝之后，在板表面蓄水养护。由于水的导热系数为0.58 w/m.k，具有一定的隔热保温作用，可以减缓混凝土内部水化热的降温速率，缩小混凝土内外温差，防止混凝土的裂缝产生。蓄水深度可根据热交换原理来计算即在规定时间内，混凝土中心温度降低到表面温度时放出的热量，等于混凝土在养护期间散失到大气中的热量。
中隔墙的养护可在拆模两天后覆土工布并喷水保湿养护。
外侧墙的养护，在工期允许的条件下，适当推迟混凝土拆模时间，可在混凝土浇筑7天内带模养护。拆模后，继续保温保湿养护，养护时间不少于14天。本工程中，为避免管节内出现"穿堂风"现象，内模拆除后在内孔两侧孔口处来用土工布挂帘法封盖，阻止空气流动，减少内孔的水分散失，并经常在管内及外侧墙内表面浇水，保持管内相对湿度大于85%以上。
三、后浇带施工技术
由此后浇带施工的关键技术主要有：
（1）后浇带本体混凝土级配的选择，与相邻已施工管节钢筋的连接形式，养护技术。
考虑到管节混凝土的强度在28d已超过C40强度，且混凝土中掺有粉煤灰和高效减水剂，有利于抗收缩和温度应力，因此，在后浇带中采用了与管节同级配的混凝土。对于这种混凝土的养护，在前文管节中已有阐述，只是由于后浇带部位比较关键，其养护的施工管理及质量要求更高。
钢筋的连接形式曾考虑采用套筒挤压连接的形式，后来经过认真分析，认为由于套筒挤压将引起钢筋受压，在管段起浮后，钢筋压应力将转化为对后浇带的拉力，容易引起后浇带开裂。因此，在后浇带施工中，钢筋的连接形式采用了搭接电焊连接的形式。
（2）后浇带施工的时间
后浇带的施工时间是决定工程中采用后浇带工艺是否正确可靠的最关键因素。按前述分析，后浇带设置的目的：一是减少相邻管节间的不均匀沉降差及不均匀沉降速率差，二是减小管节连接成整体后的后阶段收缩应力。而这二者的关键因素都是时间。
常规情况，后浇带的施工时间应在相邻管节沉降基本稳定，且混凝土完成早期温差及一定收缩(30%以上)后进行，一般不宜少于40天。在第一节管节E7-3施工完毕后，我们对它的沉降进行了跟踪监测，以探索上海软土地区大面积卸载回弹再压缩地基的沉降变形规律(详见干坞课题中基底沉降分析)，并综合考虑工期等因素，根据实际情况进行了后浇带施工。实践表明，混凝土的后期收缩及由于管节之间不均匀沉降产生的复杂综合应力容易在较早进行后浇带施工的区域及管段长度的中间部位产生裂缝。 |
| 江苏浦江建设 |
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