隧道管段鎖定拋石工法

1、沉管隧道管段鎖定拋石施工工法中交上航局航道建設(shè)有限公司1前言隧道是城市交通樞紐的重要組成部分，沉管式隧道具有多通道、流量大、滿 足多種車型通行等優(yōu)點(diǎn)，近年來逐步受到市政工程界的重視與推廣。沉管隧道管段在沉放后容易受水流沖擊而移動(dòng)，需立即進(jìn)行回填覆蓋拋石。 中交上航局航道建設(shè)有限公司總結(jié)沉管隧道管段鎖定拋石施工經(jīng)驗(yàn)，提煉形成了沉 管隧道管段鎖定拋石施工工法。2工法特點(diǎn)施工船舶獲得高精度的計(jì)算機(jī)定位定深系統(tǒng)支持，在計(jì)算機(jī)界面上可清晰反 應(yīng)施工狀態(tài)，使水下不可見的工況變?yōu)閿?shù)據(jù)化可視技術(shù)。拋石網(wǎng)兜可沿著沉管壁下 降十幾米而不碰撞沉管，大、小排鋼纜分別提降可將塊石從網(wǎng)兜內(nèi)順利倒卸，對(duì)沉 管無振動(dòng)，無沖擊

2、。該技術(shù)屬于國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，為沉管隧道施工技術(shù)解決了一大技術(shù)難 點(diǎn)。圖2管段鎖定拋石示意圖3適用范圍本工法適用于沉管隧道管段或其他水下建筑物沉放后的鎖定拋石或鎖定覆 蓋。4工藝原理根據(jù)抓斗挖泥船泥斗的升降及開閉鋼纜（即大小排鋼纜）可以分別控制 的條件，實(shí)現(xiàn)裝石網(wǎng)兜兩側(cè)分別提升和下降，使網(wǎng)兜內(nèi)石料倒卸至指定位置。利用抓斗挖泥船定位定深系統(tǒng)指導(dǎo)施工，實(shí)現(xiàn)拋石網(wǎng)兜精確吊卸到指定 位置。定位定深系統(tǒng)原理如圖 4.2.1-1 。圖4.2.1-1抓斗挖泥船定位定深系統(tǒng)原理圖其中h1、h2為精確量取的固定值，h3的值由吃水傳感器實(shí)時(shí)獲得并輸入計(jì) 算機(jī)。H1、H2由GPS-RT精確測(cè)定，是相對(duì)于用戶事先設(shè)定某一高程

3、基面的高程 值。定位定深系統(tǒng)計(jì)算機(jī)可實(shí)時(shí)顯示網(wǎng)兜所處的深度和與基槽中心的偏移 量，形象地反映作業(yè)的深度和工作量，并具有后期處理分析功能5施工工藝流程及操作要點(diǎn)施工工藝流程如圖5.1技術(shù)交底，輸入施工段電子海圖技術(shù)交底，自編或購(gòu)買鋼絲網(wǎng)兜確定拋石施工船確定運(yùn)石料船（自航駁）船舶調(diào)遷辦理施工許可證辦理航行通告安全檢查啟艙進(jìn)點(diǎn)拆卸泥斗、裝妥等長(zhǎng)吊繩與保險(xiǎn)吊鉤建立GPS- RTK空制站自動(dòng)潮報(bào)儀安裝GPS- RT儂位儀指示施工點(diǎn)選擇合理錨位拋石船拋八字錨網(wǎng)兜水面校0位根據(jù)當(dāng)?shù)馗叱虡?biāo)準(zhǔn)修改船舶高程設(shè)定編寫施工作業(yè)指導(dǎo)書、計(jì)算拋石量駁船裝石調(diào)整船位、準(zhǔn)備拋石水碇自檢對(duì)稱定點(diǎn)定量拋石第三方測(cè)量分段驗(yàn)收、業(yè)主

4、、監(jiān)理確認(rèn)簽字合格報(bào)告階段拋石完成工序間隔等待下一管段拋石竣工驗(yàn)收?qǐng)?bào)告業(yè)主、監(jiān)理確認(rèn)工程驗(yàn)收接受新任務(wù)船組解散、分別調(diào)遷圖5.1沉管隧道管段鎖定拋石施工工藝流程圖施工操作要點(diǎn)準(zhǔn)備階段1確定拋石施工船拋石施工船必要條件：裝有高精度定位定深控制系統(tǒng)，可確保石料準(zhǔn)確投放 到指定地點(diǎn)。2編寫施工作業(yè)指導(dǎo)書，預(yù)算拋石數(shù)量，配套船舶，施工區(qū)域，進(jìn)度、質(zhì)量 及安全要求。3辦理施工許可證、航行通告等。4選取自航泥駁作為運(yùn)石船，準(zhǔn)備鋼絲網(wǎng)兜，吊裝鋼絲繩等。網(wǎng)兜尺寸 2.5mX 2.5m,網(wǎng)孔約100m佛100mm用 8-12鋼纜編織。5選擇合格石料供應(yīng)商，提供符合鎖定拋石技術(shù)要求的石料。6在施工區(qū)域附近合適位置

5、安裝自動(dòng)潮報(bào)儀、GPS-RT犍準(zhǔn)站，根據(jù)委托單位提供高程基面換算當(dāng)?shù)馗叱袒妗?技術(shù)交底。向施工船舶進(jìn)行技術(shù)交底，輸入標(biāo)有鎖定對(duì)象的大地坐標(biāo)位 置、輪廓圖和拋石范圍界限的電子海圖。施工階段1拋石船進(jìn)點(diǎn)拋錨。拖輪將拋石施工船拖帶至拋石工作段，利用船上定位系 統(tǒng)確定拋石段中心位，用拋錨工作艇立即對(duì)船拋錨。錨位選擇根據(jù)以下原則：1）可確保航道單側(cè)安全通航；2）船腫線平行于基槽；3）在已開挖好沉管基槽外100米，有二個(gè)錨盡可能在灘涂上；4）先拋上流錨和上風(fēng)錨；5）絞緊錨纜，檢查船位；6）錨纜長(zhǎng)度，能順基槽長(zhǎng)度方向來回移動(dòng)為 1.5倍沉管長(zhǎng)度；2拆卸抓斗。在大、小排四根鋼纜末端連接四根等長(zhǎng)的帶有安全吊鉤

6、的鋼絲純，鋼絲繩長(zhǎng)6米，鋼絲繩規(guī)格24 ZAA 6X24S+7FG3高程校零：拋石船吊機(jī)吊起第一兜時(shí)，將網(wǎng)兜吊至水面，將計(jì)算機(jī)高程設(shè) 置歸0位。4網(wǎng)兜落底減速設(shè)定5石料裝運(yùn)要求。在石料場(chǎng)將塊石裝入網(wǎng)兜，石料與網(wǎng)兜一起吊裝上船，石 料不允許散裝，用網(wǎng)兜按順序排裝。6將運(yùn)石船靠泊拋石船旁，拋石船按順序吊起裝有石料的網(wǎng)兜，利用拋石船 定位定深系統(tǒng)，操作人員將網(wǎng)兜沿著沉管壁吊至水底待拋點(diǎn)，分別松、緊大小排鋼 纜，準(zhǔn)確傾倒石料。7將沉管沿軸線方向分成若干絲，拋石分絲分層進(jìn)行。沿管段軸向從固定端 開始3/4部分進(jìn)行拋填，還剩1/4部分待下節(jié)管段沉放完成后再拋，以防拋石滾落 到下節(jié)管段基槽影響沉放。8為了確

7、保管段不產(chǎn)生位移，施工遵守漲潮先拋上游側(cè)，落潮先拋下游側(cè)原 則，要求施工過程中管段二側(cè)塊石的拋放大致對(duì)稱。9施工過程中船舶要經(jīng)常用水碇自檢，當(dāng)一個(gè)管段按作業(yè)指導(dǎo)書要求完成拋 石并自檢合格后，將船移出施工區(qū)域進(jìn)行測(cè)檢，合格后再轉(zhuǎn)入下一管段，直至工程 全部結(jié)束。6主要機(jī)具設(shè)備材料油類：船用清柴油、潤(rùn)滑油等各種油料。鋼絲網(wǎng)兜：約100只船舶常規(guī)機(jī)械配件、耗材等。專用鋼絲吊纜、吊鉤各四個(gè)。吊拋施工船抓斗式挖泥船。寧波常洪隧道拋石施工選用航揚(yáng)401輪，上海外高橋隧道拋石施工選用航揚(yáng)1308輪，見圖6.2-1 。圖6.2-1 航揚(yáng)1308輪輔助船舶自航駁船。交通船兼工作小艇，配有搬錨器，用于拋石船拋錨、搬

8、錨測(cè)量船。7質(zhì)量控制質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)規(guī)范質(zhì)量控制措施施工技術(shù)交底。工程開工前，由工程項(xiàng)目部疏浚工程師向施工船舶船 長(zhǎng)、施工員，進(jìn)行施工工藝、質(zhì)量要求交底，明確施工要點(diǎn)、工藝、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、驗(yàn) 評(píng)標(biāo)準(zhǔn)。制定質(zhì)量工作計(jì)劃，定期分析影響工程施工質(zhì)量因素，尋找對(duì)策。施工過程控制1項(xiàng)目部施工員每天到現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)船舶施工，督促船舶進(jìn)行質(zhì)量自檢，查看水 陀測(cè)量記錄。2項(xiàng)目部施工員在每一艘運(yùn)石船拋完后，分析已拋石量與已拋區(qū)域的符合程 度，如差異過大時(shí)，立即分析原因，采取措施。3 每班駕駛負(fù)責(zé)水碇測(cè)深，并作好記錄；船長(zhǎng)每天簽署交接記錄，及時(shí)處 理各類問題；組織專業(yè)測(cè)量技術(shù)人員施工節(jié)點(diǎn)測(cè)量；8安全措施制

9、訂安全工作方針目標(biāo)。以安全第一、預(yù)防為主為方針；以杜絕人員傷 亡和船舶航、機(jī)損重大、大事故發(fā)生，控制一般事故，降低小事故頻率為目標(biāo)；嚴(yán) 格執(zhí)行“國(guó)際海上避碰規(guī)則”、“水上安全監(jiān)督管理規(guī)定”、“海上霧航規(guī)則”、 “沿海港口信號(hào)規(guī)定”等。安全管理措施成立項(xiàng)目部安全領(lǐng)導(dǎo)小組；工地實(shí)行三級(jí)安全管理；加強(qiáng)班組的安全 管理施工前對(duì)施工船舶、輔助船舶進(jìn)行安全檢查，消除隱患和一切不安全 因素。嚴(yán)格按照規(guī)定對(duì)施工船舶懸掛施工作業(yè)信號(hào)標(biāo)志。加強(qiáng)施工噴望，了解進(jìn)出港船舶動(dòng)態(tài)，及時(shí)聯(lián)絡(luò)來往船舶。船舶在拋錨前了解錨位水下設(shè)施，避免在過江電纜、水管等設(shè)施上拋 錨，施工過程中防止走錨。施工人員作業(yè)時(shí)，應(yīng)按規(guī)定穿戴規(guī)定的勞防

10、用品，水上作業(yè)時(shí)應(yīng)穿救 生衣，冬季施工時(shí)要有防凍、防滑措施，避免出現(xiàn)人身傷害事故。船舶修理明火作業(yè)，要履行必要的申報(bào)手續(xù)，明火作業(yè)時(shí)要安排專人 值班，配備消防器材。落實(shí)季節(jié)性防范措施。如防臺(tái)、防凍等。9環(huán)保措施施工中執(zhí)行中華人民共和國(guó)海洋保護(hù)法、中華人民共和國(guó)水污染 防治法、船舶污染物排放標(biāo)準(zhǔn)及當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)規(guī)定等章程，不違章或超標(biāo)排污。參加施工的船舶必須備有船舶油污水、生活污水處理設(shè)備，生活垃圾儲(chǔ) 存容器，做好生活垃圾的收集、分類和處理工作。落實(shí)船舶油污水、生活垃圾回收船，定期回收施工船舶的各類固態(tài)和液 態(tài)廢棄物。施工船舶配備適量的化學(xué)消油劑、吸油劑等物資，以防不測(cè)，一旦發(fā)生 溢油事故，立即采取措

11、施，縮小溢油污染范圍9.5余料不準(zhǔn)傾倒在航道內(nèi)10效益分析施工船舶獲得高精度的計(jì)算機(jī)定位定深系統(tǒng)支持，在計(jì)算機(jī)界面上可清晰反 應(yīng)施工狀態(tài)，使水下不可見的工況變?yōu)閿?shù)據(jù)化可視技術(shù)。拋石網(wǎng)兜可沿著沉管壁下 降十幾米而不碰撞沉管，大、小排鋼纜分別提降可將塊石從網(wǎng)兜內(nèi)順利倒卸，對(duì)沉 管無振動(dòng)，無沖擊。該技術(shù)屬于國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，為沉管隧道施工技術(shù)掃清了一大技術(shù)難 點(diǎn)，沉管位移量最小為0.15cm。拋石工程單價(jià)為普通疏浚工程 67倍。以本工法為指導(dǎo)，在寧波常洪隧道施 工中，比合同工期提前二個(gè)月完成。上海外環(huán)隧道地質(zhì)復(fù)雜，水面航行船舶較多， 以本工法為指導(dǎo)，工期也有所提前，為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。11工程實(shí)例浙江省寧波市東外環(huán)路常洪越江隧道（簡(jiǎn)稱常洪隧道）位于寧波甬江上 游，距甬江口約24km常洪隧道設(shè)計(jì)雙向四車道，江中段采用沉管型式，由 4節(jié) 管段相連，全長(zhǎng)395m其中江北第一節(jié)管長(zhǎng)95m其余三節(jié)均為100m管段寬 22.8m,高8.45m。該工程由上海隧道工程股份有公司建設(shè)，本公司承擔(dān)了管段的 鎖定拋石施工任務(wù)。該工程2002年評(píng)為集團(tuán)優(yōu)質(zhì)工程；抓斗挖泥船定深定位系統(tǒng) 獲上海市科技進(jìn)步獎(jiǎng)；常洪沉管隧道工程研究獲集團(tuán)2