阅读说明：本技术 一种沉管隧道管节的建造方法 (Construction method of immersed tunnel pipe joint ) 是由 龙汉新 邓凯 谢义东 张光锋 李伟 陈雄剑 于 2020-07-31 设计创作，主要内容包括：本发明涉及沉管隧道建造技术领域,公开了一种沉管隧道管节的建造方法。所述沉管隧道管节的建造方法,包括：分别建造底板块组件、侧板块组件、中墙块组件及顶板块组件,每个块组件均包括内面板、外面板及连接在内面板和外面板之间的纵膈板和横隔板；将所述底板块组件、所述侧板块组件、所述中墙块组件及所述顶板块组件拼装形成一段小节段；将多段所述小节段拼装合拢,以形成管节钢壳。本发明的沉管隧道建造方法,将小节段分割成多个块组件,多个块组件先分别进行建造,再将多个块组件拼装成完整的小节段。一方面,各个块组件分别建造,大大降低了纵隔板和横隔板的焊接难度；且各个块组分别建造完成后再进行拼装,定位方便、安装精度高。(The invention relates to the technical field of immersed tube tunnel construction, and discloses a construction method of immersed tube tunnel pipe joints. The construction method of the immersed tunnel pipe joint comprises the following steps: respectively building a bottom plate block assembly, a side plate block assembly, a middle wall block assembly and a top plate block assembly, wherein each block assembly comprises an inner panel, an outer panel, and a longitudinal diaphragm plate and a transverse diaphragm plate which are connected between the inner panel and the outer panel; assembling the bottom plate block assembly, the side plate block assembly, the middle wall block assembly and the top plate block assembly to form a section of small segment; and assembling and folding the plurality of sections of small sections to form the pipe section steel shell. The invention relates to a method for constructing an immersed tube tunnel, which divides a small section into a plurality of block assemblies, wherein the plurality of block assemblies are constructed respectively, and then the plurality of block assemblies are assembled into a complete small section. On one hand, each block assembly is built respectively, so that the welding difficulty of the longitudinal partition plates and the transverse partition plates is greatly reduced; and each block group is assembled after being built respectively, so that the positioning is convenient, and the installation precision is high.)

一种沉管隧道管节的建造方法

技术领域

本发明涉及沉管隧道建造技术领域，尤其涉及一种沉管隧道管节的建造方法。

背景技术

沉管隧道用的管节结构主要包括：钢筋混凝土结构和双钢壳混凝土结构两种，其中，因双钢壳混凝土结构具有防水性能好、强度高、刚度大等优点，得到越来越广泛地应用。

双钢壳混凝土结构包括内壳、外壳及连接在内壳和外壳之间的横隔板和纵隔板，横、纵隔板与内壳和外壳共同围成的容纳腔内填充有混凝土。现有技术中，双钢壳混凝土结构的建造方法为：首先以小节段为单位，分别加工外壳和内壳；接着，在内壳和外壳之间安装横、纵隔板，形成容纳腔，同时建造成独立的小节段；接着，将独立的小节段进行拼装；最后，向容纳腔内浇筑混凝土。这种建造方式一方面，在焊接横、纵隔板过程中同时实现内壳和外壳的固定连接，难以保证内壳与外壳的精确定位；另一方面，操作人员需要钻入内壳和外壳之间安装横、纵隔板，过程复杂、操作困难。

因此，亟需发明一种沉管隧道管节的建造方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种沉管隧道管节的建造方法，其建造过程操作方便，建造效率高、精度高。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种沉管隧道管节的建造方法，包括：

分别建造底板块组件、侧板块组件、中墙块组件及顶板块组件，每个块组件均包括内面板、外面板及连接在内面板和外面板之间的纵膈板和横隔板；

将所述底板块组件、所述侧板块组件、所述中墙块组件及所述顶板块组件拼装形成一段小节段；

将多段所述小节段拼装合拢，以形成管节钢壳。

可选地，将所述内面板和所述外面板中的一个作为第一面板，另一个为第二面板，胎架包括多个承载面，所述块组件的建造方法包括：

将所述第一面板支撑于与其适配的承载面上；

将所述纵膈板和所述横隔板焊接在第一面板上；

将焊接好纵膈板和横隔板的第一面板吊起并翻面；

将所述第二面板支撑于与其适配的承载面上，并将翻面后的第一面板放置在第二面板上；

将横隔板和纵隔板焊接在第二面板上。

可选地，所述内面板和所述外面板上均划有基准线，所述基准线用于定位所述纵隔板和所述横隔板，所述胎架的承载面上划有定位线，将所述内面板或所述外面板支撑于胎架上时，使所述基准线与所述定位线对齐。

可选地，所述侧板块组件包括侧板块本体、上端块组件和下端块组件，所述侧板块本体、所述上端块组件和所述下端块组件均包括内面板、外面板及连接在内面板和外面板之间的纵膈板和横隔板；

所述上端块组件和所述下端块组件分别建造后垂直焊接在所述侧板块本体的两端。

可选地，所述小节段的拼装步骤包括：

将所述侧板块组件的下端块组件的端面与所述底板块组件的端部焊接连接；

将所述中墙块组件的下端焊接于所述底板块组件的上表面；

将所述顶板块组件的一端与所述侧板块组件的上端块组件的端面焊接；

将所述中墙块组件的上端焊接于所述顶板块组件的下表面。

可选地，沿所述小节段的延伸方向：

所述下端块组件的端面间隔设置至少三个横隔板，在焊接所述下端块组件与所述底板块组件时，先将三个横隔板焊接在所述底板块组件上；和/或

所述顶板块组件的一端间隔设置至少三个横隔板，在焊接所述顶板块组件与所述侧板块组件时，先将顶板块组件的三个横隔板焊接在上端块组件上。

可选地，在拼装所述小节段前，在所述下端块组件的上表面焊接担排，所述担排用于与所述底板块组件的上表面抵接，以在竖直方向限位所述侧板块组件。

可选地，所述小节段拼装完成后，在所述中墙块组件的两侧焊接加强斜撑，所述加强斜撑的两端分别焊接在底板块组件的上表面和中墙块组件的侧面。

可选地，拼装所述管节钢壳的过程，采用SPMT模块车输送所述小节段。

可选地，所述沉管隧道管节的建造方法还包括：

向所述管节钢壳的内壳和外壳之间浇灌混凝土；

封堵所述管节钢壳上的浇筑孔和透气孔。

本发明有益效果为：

本发明的沉管隧道管节的建造方法，建造过程中，将小节段分割成多个包括内面板、外面板、纵隔板及横隔板的双层结构的块组件，多个块组件先分别进行建造，再将多个块组件拼装成完整的小节段(多个内面板构成小节段的内壳，多个外面板构成关节的外壳)。一方面，各个块组件分别建造，大大降低纵隔板和横隔板的焊接难度；且各个块组分别建造完成后再进行拼装，定位方便、安装精度高。

附图说明

图1是本发明

具体实施方式

提供的沉管隧道管节中小节段的分解结构示意图；

图2是本发明具体实施方式提供的第二面板支撑在胎架上的局部结构示意图；

图3是本发明具体实施方式提供的侧板块组件的结构示意图；

图4是本发明具体实施方式提供的上端块组件的第一面板支撑在胎架上的结构示意图；

图5是本发明具体实施方式提供的两个小节段拼装后的截面结构示意图；

图6是本发明具体实施方式提供的侧板块组件的局部结构及顶板块组件的结构示意图；

图7是本发明具体实施方式提供的中墙块组件及加强斜撑的结构示意图；

图8是本发明具体实施方式提供的管节钢壳的示意图。

图中：

1-小节段；11-底板块组件；12-侧板块组件；121-侧板块本体；122-上端块组件；123-下端块组件；13-中墙块组件；14-顶板块组件；

2-胎架；21-承载面；22-地牛；

3-担排；

4-加强斜撑；

51-第一面板；52-第二面板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

现有技术中，双钢壳混凝土结构的管节建造时，横隔板、纵隔板的焊接操作困难，且内壳和外壳精确定位的难度大，对此，本实施例提供了一种沉管隧道管节的建造方法，其可用于沉管隧道建造技术领域。

如图1所示，图中X向表示小节段的延伸方向，本实施中沉管隧道管节的建造方法，包括：

分别建造底板块组件11、侧板块组件12、中墙块组件13及顶板块组件14，每个块组件均包括内面板、外面板及连接在内面板和外面板之间的纵膈板和横隔板；

将底板块组件11、侧板块组件12、中墙块组件13及顶板块组件14拼装形成一段小节段1；

将多段小节段1拼装合拢，以形成管节钢壳。

本实施例的沉管隧道管节的建造方法，建造过程中，将小节段1分割成多个块组件，多个块组件先分别进行建造，再将多个块组件拼装成完整的小节段1。一方面，各个块组件分别建造，大大降低了纵隔板和横隔板的焊接难度；且各个块组分别建造完成后再进行拼装，定位方便、安装精度高。

具体而言，本实施例中，底板块组件11、顶板块组件14及中墙块组件13均为平直的板结构，在拼装小节段1的过程中，底板块组件11、侧板块组件12及顶板块组件14的内面板依次连接，形成小节段的内壳；底板块组件11、侧板块组件12及顶板块组件14的外面板依次连接，形成小节段的外壳。横隔板、纵隔板、内面板及外面板围成多个容纳空间，且多个容纳空间之间设置有连通孔，部分容纳空间设置有与小节段外部连通的浇筑孔和透气孔。

优选地，将内面板和外面板中的一个作为第一面板51，另一个为第二面板52，胎架2包括多个承载面21，如图2所示，块组件的建造方法包括：

将第一面板51支撑于与其适配的承载面21上；

将纵膈板和横隔板焊接在第一面板51上；

将焊接好纵膈板和横隔板的第一面板51吊起并翻面；

将第二面板52支撑于胎架2上，并将翻面后的第一面板51放置在第二面板52上；

将横隔板和纵隔板焊接在第二面板52上。

本实施例中，胎架2包括多个承载面21，承载面21由多个地牛22支撑，多个承载面21的形状、尺寸分别与各个块结构的内面板和外面板的形状、规格相同，即每个内面板和外面板，均有一个与其形状、尺寸一致的承载面21与其适配。一方面，块组件的建造过程在胎架2上完成，便于通过承载面21直观地看到焊接过程中内面板或外面板是否发生变形、位置是否发生窜动，从而能够及时进行修正，保证块组件的建造精度及形状精度；另一方面，建造过程中，如图2所示，在焊接第二面板52与纵隔板和横隔板时，将第一面板51翻面后放置在第二面板52上，使得横隔板和纵隔板与第二面板52之间的连接位置位于第二面板52的上表面，则使第二面板52与横隔板和纵隔板的焊接条件由原来的仰焊改为平焊，从而能够降低焊接难度、提高焊接质量和施工效率。

优选地，块组件还包括加强肋，加强肋焊接在内面板和外面板之间，且加强肋焊接过程与横隔板和纵隔板的焊接同步进行，加强肋能进一步提高管节的强度。

为了进一步提高块组件的建造精度，内面板和外面板上均划有基准线，基准线可以保证纵隔板和横隔板在内面板和外面板上的焊接位置的精度；此外，胎架2的承载面上划有定位线，将内面板或外面板支撑于胎架2上时，使基准线与定位线对齐，可以精度地对内面板或外面板定位，从而保证后续加工的精度。

进一步地，块组件建造完成后，采用全站仪分别对各个块组件进行精度测量，并根据测量结果对块组件进行修正；使用真空罩对密性焊缝部位进行检查，并对漏点进行补焊；并对块组件进行预埋件、辅件的预舾装、工艺孔封孔等步骤。

优选地，如图3所示，本实施例中侧板块组件12包括侧板块本体121、上端块组件122和下端块组件123，其中，侧板块本体121、上端块组件122及下端块组件123均包括内面板、外面板及连接在内面板和外面板之间的纵膈板和横隔板，侧板块组件12建造时，上端块组件122和下端块组件123先分别建造，再将上端块组件122垂直焊接在侧板块本体121的上端，下端块组件123垂直焊接在侧板块本体121的下端。这种设置，相对于直接将顶板块组件14和底板块组件11直接焊接在侧板块本体121而言，上端块组件122和下端块组件123的尺寸相对较小，将其垂直焊接在侧板块本体121上的难度较低，精度易于保证；且上端块组件122和下端块组件123焊接好后，与顶板块组件14和底板块组件11相平行，易于定位、焊接难度较低，有利于保证整个小节段1的建造精度。

需要说明的是，侧板块本体121、上端块组件122和下端块组件123与块组件的结构相似，故建造方法与上述的块组件的建造方法一致。以上端块组件122的内面板为第一面板51，外面板为第二面板52为例进行说明，由于上端块组件122的内面板为折弯的板件，则胎架2用于承载第一面板51的承载面21的形状与该折弯的第一面板51形状一致，上端块组件122的建造过程如下：如图4所示，将第一面板51放置在胎架2与其适配的承载面21上；将纵隔板和横隔板焊接在第一面板51上；将第二面板52支撑在胎架2上与其形状尺寸相适配的承载面21上(图中未示出)；用吊车将第一面板51吊起并翻转，并将第一面板51及其上的纵隔板和横隔板以适当的姿态放置在第二面板52；将横隔板和纵隔板焊接在第一面板51上以完成上端块组件122的建造。下端块组件123的建造过程与上端块122的建造过程一致，在此不再赘述。

以上，拼装小节段1的步骤包括：

将侧板块组件12的下端块组件123的端面与底板块组件11的端部焊接连接；

将中墙块组件13的下端焊接于底板块组件11的上表面；

将顶板块组件14的一端与侧板块组件12的上端块组件122的端面焊接；

将所述中墙块组件13的上端焊接于所述顶板块组件14的下表面。

具体而言，本实施例中，如图1和图5所示，中墙块组件13的上下两端分别连接在顶板块组件14的下表面及底板块组件11的上表面，从而使得底板块组件11和顶板块组件14均有部分凸出于中墙块组件13，凸出部分用于与另一个小节段1对接拼装，两个小节段1对接后形成倾倒放置的“目”字型结构。

在拼装各个块组件时，需要吊车辅助吊装，为了提高吊车的使用效率，如图3所示，沿小节段1的延伸方向，下端块组件123的端面间隔设置至少三个横隔板，在焊接下端块组件123与底板块组件11时，先将三个横隔板焊接在底板块组件11上，此时整个侧板块组件12已实现与底板块组件11的连接，故吊车可以离开侧板块组件12，而侧板块组件12与底板块组件11之间的其他连接位置的焊接可以在吊车离开后再进行，从而减少侧板块组件12安装的吊装时间，提高吊车的利用率。同理，沿小节段1的延伸方向，顶板块组件14的一侧间隔设置至少三个横隔板，在焊接顶板块组件14与侧板块组件12时，先将顶板块组件14的三个横隔板焊接在上端块组件122上，此时顶板块组件14位置已固定，吊车可以离开顶板块组件14，顶板块组件14与上端块组件122的其他连接位置在吊车离开后再进行焊接。

具体而言，本实施例中，下端块组件123先焊接的三个横隔板依次设置在下端块组件123沿小节段1延伸方向的前段、中段和后段，从而使下端块组件123受力均匀，与底板块组件11连接可靠性高。同样地，顶板块组件14先焊接的三个横隔板依次设置在顶板块组件14沿小节段1延伸方向的前段、中段和后段，从而使顶板块组件14受力均匀，与侧板块组件12的连接可靠性高。其他实施例中，先焊接的横隔板的数量可以大于三个。

优选地，如图3所示，拼装小节段1前，在下端块组件123的上表面焊接担排3，在安装侧板块组件12时，担排3能搭接在底板块组件11的上表面，从而在在竖直方向上对侧板块进行限位，以辅助侧板块组件12与底板块组件11的精确安装。具体而言，本实施例中，担排3的焊接位置与下端块组件123端面的横隔板向对应。同理，如图6所示，拼装小节段1前，在顶板块组件14的上表面焊接担排3，在安装顶板块组件14时，顶板块组件14上的担排3抵接在上端块组件122的上表面，从而能够对顶板块组件14在竖直方向上进行限位，以辅助顶板块组件14的精确安装。

进一步优选地，如图7所示，小节段1拼装完成后，在中墙块组件13的两侧焊接加强斜撑4，加强斜撑4的两端分别与底板块组件11的上表面和中墙块组件13的侧面焊接连接，加强斜撑4能够提高中墙块组件13的连接强度。

如图8所示，在小节段1拼装完成后，将多段小节段1拼装合拢，以形成管节钢壳。具体地，先将两个小节段1对称连接，形成倾倒放置的“目”字型结构，接着沿小节段1的延伸方向即X向，将多个“目”字型结构焊接连接，最终形成管节钢壳。需要注意的是，在焊接过程中需要注意浇筑孔和通气孔的防水措施，焊接结束后进行密封性测试。

优选地，本实施例中，在拼装管节钢壳的过程，采用SPMT模块车输送小节段，一方面，SPMT模块车灵活且能够实现小节段的输送装载；另一方面，吊车是大型设备生产的核心资源，采用SPMT模块车输送小节段能够优化吊车资源的使用。

进一步地，多段小节段1拼装合拢后，向管节钢壳的内壳和外壳之间浇灌混凝土，即获得建造沉管隧道所用的管节。混凝土填充在横隔板、纵隔板及内壳和外壳围成的容纳腔内，从而对整个管节钢壳起到支撑加强的作用，使得整个管节的强度更高、耐久性更好。

进一步地，在浇筑混凝土后，封堵管节钢壳上的浇筑孔和透气孔。从而保证管节良好的密封性。具体而言，本实施例中，封堵浇筑孔和透气孔的步骤包括封孔装配、焊接、密封性检测及油漆修补。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。