[发明专利]沉管管节上部预制装置、工厂法沉管预制系统及预制方法

说明书

本发明涉及一种沉管管节上部预制装置、工厂法沉管预制系统及预制方法，其中预制装置包括滑移梁，滑移梁包括支架以及若干个能够伸缩的支撑腿，支架上设有能够相对于支架纵向滑动的内模支承框架，内模支承框架外套设有内模，内模支承框架上还设有能够让内模展开或收缩的开合装置；该预制系统包括预制场地、升降装置、移运装置，以及作为底板及侧墙钢筋笼绑扎区的区域一，作为顶板钢筋笼绑扎区和混凝土浇筑区的区域二，区域二还设有预制装置。该预制装置简化了设备体系转换的复杂工序，不需要模板修整区，节省了管节预制空间；该预制系统和方法能够达到简化沉管预制工作流程，减少沉管预制所需空间，提高了沉管预制效率和缩短了沉管预制工期的效果。

技术领域

本发明涉及一种沉管隧道施工技术领域，特别涉及一种沉管管节上部预制装置、工厂法 沉管预制系统及预制方法。

背景技术

工厂法沉管预制源于厄勒海峡沉管隧道(2000年通车)，后由港珠澳大桥沉管隧道(2018 年通车)进一步发展，传统工厂法沉管预制流水线包括钢筋绑扎区、混凝土浇筑区、模板修 复区和舾装区。其中钢筋绑扎区包括沉管管节的底板钢筋、侧墙钢筋及顶板钢筋笼绑扎作业， 混凝土浇筑区是通过模板浇筑成型沉管管节，模板修复区是对完成混凝土浇筑的模板进行整 修、维护和清理作业，舾装区是针对沉管管节管内、管外分别进行各装置和设备的安装。

在沉管管节进行预制时，一般采用单段内模，分段预制每根沉管管节节段，再将多个沉 管管节节段成型整根沉管管节，内模的长度等于一根预制沉管管节节段的长度，每个管节节 段长度通常在15～25m范围内。每个沉管节段预制所需要的底板、侧墙和顶板钢筋在进入混 凝土浇筑内模前，先组装成钢筋笼；沉管分管节节段浇筑并在千斤顶的作用下顶推前进，内 模在沉管管节节段浇筑过程中需要不断移动。混凝土浇筑完成后，在下一个沉管管节节段浇 筑前，需对内模进行清理。为了保养内模，支撑内模的梁体需要做成长度超过两个管节节段 长度，以使得内模能够从浇筑成形的沉管管节中退出。

传统工厂法沉管预制流水线存在以下缺点：

1.传统工厂法沉管预制流水线的钢筋绑扎区，其钢筋笼分为底板、侧墙、顶板三个区域 绑扎，将所有钢筋笼所对应的底板、侧墙、顶板三个区域，即底板钢筋笼绑扎、侧墙钢筋笼 绑扎及顶板钢筋笼绑扎工作均同时置于钢筋绑扎区，该钢筋绑扎区在流水线长度方向需要有 较高的空间要求；同时，成型完整的钢筋笼的绑扎需要执行先底板钢筋笼绑扎、再侧墙钢筋 笼绑扎、最后再顶板钢筋笼绑扎的先后顺序，才能将完整的钢筋笼移入混凝土浇筑区进行下 一步的混凝土浇筑，导致钢筋绑扎区工作效率直接成为工期控制的关键工作，从而影响整个 沉管管节的预制效率；

2.传统工厂法沉管预制流水线的混凝土浇筑区，需要让模板“走进”钢筋笼，具体地，内 模在进入钢筋笼之前，为了控制钢筋笼的变形，需要额外设置顶部悬吊体系、底部临时抬升 体系(如采用囊袋)、钢筋笼顶推系统，才能保证钢筋笼的稳定支撑，以便先退出钢筋绑扎胎 架，再移入内模，由于顶部悬吊体系、底部临时抬升体系、钢筋笼顶推系统等设备布设复杂， 需要经常拆装，其让模板“走进”钢筋笼的方法，使钢筋笼从钢筋笼绑扎区移动到混凝土浇筑 区和内模配合，各装置设备体系转换工序复杂，操作困难；

3.传统工厂法沉管预制流水线还需要单独设置模板修复区，在混凝土浇筑成型沉管管节 后，模板需要从沉管管节退出，此时需要额外的一个沉管节段大小的区域，来对进行模板进 行整修、维护和清理作业，增加了流水线作业空间。

由此可知，传统工厂法沉管预制流水线，作业区域所需较大，作业空间要求较高，作业 工装操作较为困难，作业流程较为复杂，造成单个沉管管节的预制工期也相对较长，预制效 率较低，比如针对一根长度180m、重约7万吨的沉管管节，采用传统工厂法沉管预制流水线 的单条流水线，则需要约60天时间才能完成该沉管管节预制。

发明内容