[发明专利]用于沉管隧道管顶减载的缓沉式沉箱施工方法

说明书

本发明涉及一种用于沉管隧道管顶减载的缓沉式沉箱施工方法，具体步骤为：采用预制钢壳钢筋混凝土沉箱在水面搭建成浇筑平台，然后分层浇筑轻质气泡混凝土完成第一阶段，待第一阶段形成平台后在最外侧立模板浇筑后面阶段轻质气泡混凝土，重复上述工序，直至轻质气泡混凝土达到回填深度，压重下沉至设计标高，再现浇混凝土重物压顶及抛石回填。由于钢壳钢筋混凝土沉箱及轻质气泡混凝土总重度较淤泥轻，从而达到减载的效果。

技术领域

本发明属于隧道建设技术领域，涉及一种用于沉管隧道管顶减载的缓沉式沉箱施工方法，适用于沉管隧道管顶减载及类似应用场合。

背景技术

在工程建设施工中，处于水中的沉管隧道，其管节不仅需要抵抗高水头的压力，还要抵抗管顶覆盖土层的荷载，而对于深埋的超宽沉管隧道，其管节所承受的水压力和覆土层荷载尤为巨大，从而造成管节内力增大，管壁厚度和配筋率随之增大，由此带来了管节施工、运输困难和成本增加等系列难题，为了解决上述难题，有效的方法是减少管节上覆土层的荷载。

为解决附加荷载过大及可能出现的异常偏载问题，可以采取以下两种措施：第一，定期清淤，但后期管节养护要求高，对航道存在一定干扰；第二，采用轻质回填材料代替回淤海泥，减轻管顶荷载，需要对轻质材料进行一系列调研分析及试验。

结合隧道区的建设条件，经过调研分析，对淤积区适当范围内采用一种较淤泥质土更轻的回填料来代替后期回淤形成的淤泥质土，选择适宜的时机进行施作，是解决深埋沉管隧道运营期高风险的有效措施。

对减载回填料的要求主要包括以下几个方面：1)综合密度应介于1.1-1.3t/m³，大于淡(海)水密度、低于自然回淤泥土密度；2)回填材料各项性能指标(如抗压强度等)需满足具体设计要求；3)回填料及施工工艺应具有良好的环保性；4)回填料应具有一定的可施工性。

综合考量了满足上述要求的几种材料，陶粒、工业废渣、废旧轮胎、轻质气泡混凝土、轻量土等，轻质气泡混凝土具有明显的价格优势，但其不宜在水中现浇作业，而预制轻质气泡混凝土块装配式施工，因其强度较低导致水中施工难度较大。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的问题及缺陷，提供一种用于沉管隧道管顶减载的缓沉式沉箱施工方法，本发明采用预制钢壳钢筋混凝土沉箱浮于水面，在沉箱内逐层浇筑轻质气泡混凝土使其受控下沉，由于钢壳钢筋混凝土框架及轻质气泡混凝土综合容重较淤泥轻，从而达到减载的效果。

本发明的技术方案为：

用于沉管隧道管顶减载的缓沉式沉箱施工方法，其特征在于按以下步骤进行：

步骤一：制作预制钢壳钢筋混凝土沉箱，该沉箱由底板和四周侧板组成半封闭长方体箱槽，四周侧板设有预留孔洞，便于下一阶段搭设侧壁模板，标准预制钢壳钢筋混凝土沉箱为长方体，可以根据现场沉管尺寸和施工空间做成与之相适应的尺寸，满足多样化的工程需要。

步骤二：将预制钢壳钢筋混凝土沉箱经驳船运输或浮运至拟就位处；

步骤三：待上述钢壳钢筋混凝土沉箱稳定浮于水面后，往沉箱内泵送轻质气泡混凝土，均匀浇筑，以免沉箱倾斜侧翻，随着轻质气泡混凝土的浇筑，沉箱逐渐受控下沉，当轻质气泡混凝土浇筑至一定高度后停止浇筑并进行混凝土养生，第一阶段轻质气泡混凝土浇筑结束；

步骤四：在钢壳钢筋混凝土沉箱的四周侧板上搭设模板，往沉箱侧壁内对称均匀浇筑轻质气泡混凝土，在沉箱的四周侧壁及搭设模板上形成侧墙，然后进行轻质气泡混凝土养生，达到一定强度后，再往沉箱里浇筑轻质气泡混凝土；随着轻质气泡混凝土的浇筑，沉箱逐渐受控下沉，浇筑至一定高度后停止，并进行混凝土养生，第二阶段轻质气泡混凝土浇筑结束。