馬得森，王偉，鎖旭宏，陳一尤，管澤旭

（1.中交一航局華南工程有限公司，廣東 廣州 511400；2.中交第一航務工程局有限公司，天津 300461；3.中交一航局第二工程有限公司，山東 青島 266071）

深中通道沉管隧道為世界首例采用雙向八車道鋼殼混凝土結構的海底隧道，為實現(xiàn)沉管隧道的超長距離浮運及安裝，鋼殼進行一次舾裝[1]，鋼殼首尾采用鋼梁加鋼封門的形式進行密封，標準管節(jié)內安裝6個水箱，沉管安裝完成后，需對舾裝件進行拆除，拆除中對鋼殼表面防腐涂層的防護以及對接端GINA止水帶[2]的防護顯得尤為重要。

1 工程概況

深中通道是連接廣東省中山市和深圳市的大型跨海通道，沉管隧道為鋼殼混凝土結構，是整個項目的關鍵控制性工程，主體工程全長約24.0 km，其中沉管段長5 035 m，標準管節(jié)長165 m、寬46 m、高10.6 m，總重約8萬t，采用兩孔一管廊的橫斷面結構布置，最大安裝水深40 m，是目前世界上技術難度最大的工程之一[3]，舾裝件拆除過程中有以下特點：

1）管內作業(yè)空間受限，作業(yè)空間僅為7.6 m，大型起重設備無法作業(yè)，采用叉車+電動葫蘆的組合方式進行舾裝件拆除；

2）針對沉管鋼殼結構的特殊性，拆除過程主要是在沉管對接端進行施工作業(yè)，GINA止水帶作為對接端現(xiàn)僅有的一道防水措施，應對其進行防護，保證防水性能；

3）為滿足鋼殼結構使用100 a年限要求，在鋼殼表面涂刷防腐涂層，在舾裝件拆除過程中，特別是鋼梁、鋼封門、水箱等大型構件拆除時保護涂層不被剮蹭。

2 舾裝件拆除

2.1 防護措施

2.1.1 GINA止水帶保護準備措施

管節(jié)接頭是鋼殼沉管隧道的重要部位，同時也是薄弱部位，其結構強度和剛度相對于鋼殼而言都顯得更加脆弱，柔性接頭的防水一般采用“GINA止水帶+OMEGA橡膠止水帶”雙層組合方式[4]，但實際上接頭防水主要還是依靠布置在結構斷面外側的GINA止水帶，GINA止水帶能很好地適應管段變形，具有良好的止水效果，其缺點是出現(xiàn)問題后無法修復和替換，在對接端頭進行舾裝件拆除時要著重加強GINA止水帶的防護[5]。

采取的措施為：底面采用2 mm鋼板+防火布措施，兩側折彎40 mm，單件長1 200 mm，寬350 mm，折彎處用U形橡膠密封條封邊，防止破壞油漆，在兩管節(jié)底部止水帶螺栓中間鋪滿，用來防護底面GINA止水帶，側墻用5塊1 500 mm×350 mm×0.75 mm鐵板懸掛在OMEGA止水帶螺栓上保護側墻止水帶不受損壞。

2.1.2 鋼殼防護準備措施

鋼殼混凝土沉管管內鋼殼（車道孔內底板頂上表面有壓艙混凝土，采取50μm環(huán)氧富鋅底漆防腐措施）防腐采用“重涂裝+定期維護”雙重防腐措施，車道孔表面的側墻及頂板涂裝了50μm環(huán)氧富鋅底漆，施工過程中著重防護鋼殼表面的防腐涂裝[6]，通過施工過程中質量控制，達到不傷害鋼殼表面防腐涂層的目的。

2.2 結合腔鋼封門及鋼梁拆除

管內舾裝件拆除的時機，保留至少3道端封門，施工過程中，大量舾裝件需要在管節(jié)內部受限空間內進行拆除工作，特別是端封門拆除作業(yè)，管內對接端空間狹窄，作業(yè)范圍有限。管內舾裝件，尤其是端封門鋼梁及鋼封門，自重均在5 t左右，受作業(yè)空間限制，管內無法使用大型起重設備。拆除順序為：密封鋼板、預緊拉條→鋼封門→外側牛腿→鋼梁。

2.2.1 吊點工裝制作、安裝

如圖1所示，吊點工裝是為滿足鋼梁及鋼封門拆除吊裝而制作的專門工裝件，同時防止鋼構件砸傷損壞GINA止水帶和鋼殼表面防腐涂層。吊點工裝采用20 mm鋼板作為吊點，30 mm鋼板作為底板，底板開螺栓孔，用12.9級M30高強螺栓將吊點安裝在OMEGA止水帶預留螺栓孔上。每套工裝用2根螺栓，可承受拉力343.44 kN，滿足使用要求。

圖1 吊點工裝Fig.1 Lifting point tooling

2.2.2 密封鋼板切割

密封鋼板分為密封貼板和圓弧貼板兩種，兩者均采用6 mm鋼板，密封貼板寬度為100 mm，分布在相鄰端封門對接縫位置，而圓弧貼板寬度為140 mm沿沉管內側邊線環(huán)形布置，使用等離子切割機沿中心線進行切割，密封鋼板切割過程中會掉落火星，現(xiàn)場結合腔內采用防火布隔絕GINA止水帶及對接端鋼殼表面，防止火星燒傷GINA止水帶及對接端鋼殼表面防腐涂層。

預緊拉條由雙頭螺桿和槽鋼組成，雙頭螺桿為M20×1 200和M20×280兩種，槽鋼長度為700 mm、370 mm和350 mm三種，槽鋼是焊接在鋼梁上，采用電動扳手拆卸拉條，嚴禁亂拋螺桿，造成鋼殼表面防腐涂層破壞。

2.2.3 外側牛腿拆除

外側牛腿拆除時需要沿著鋼殼表面切除，動火作業(yè)距離鋼殼表面較近，容易損傷鋼殼表面防腐涂層，外側牛腿高30 cm，單片重量較重，高處作業(yè)時難以操作，可將其分2次進行切割。

第一次在距離鋼殼表面15 cm的位置，對切割面要求不高，距離鋼殼表面防腐涂層較遠，考慮經濟因素，采用氣割。氣割是指利用氣體火焰將被切割的金屬預熱到燃點，使其在純氧氣流中劇烈燃燒，形成熔渣并放出大量的熱，在高壓氧的吹力作用下，將氧化熔渣吹掉，所放出的熱量又進一步預熱下一層金屬，使其達到熔點。

第二次沿著外側牛腿底邊，采用等離子切割機進行切割。等離子切割機切割速度快、精度高、切割口小、整齊、無掉渣現(xiàn)象，在傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)的基礎上，改進了切割用的控制方式，避免了二次修整加工，減少了高溫影響的時間，降低了對防腐涂層的損傷。

2.2.4 端封門拆除

1）方法一：叉車+葫蘆

①如圖2所示，E n-1側鋼封門拆除時，將吊點工裝與端封門吊點連接葫蘆緩慢拉緊，使端封門與管節(jié)底部脫離一定距離，以便端封門拆除時傾斜，然后緩慢松開上部手拉葫蘆，使端封門向另一側管節(jié)鋼封門傾斜，直至鋼封門上部靠在另一側鋼封門上。

圖2 鋼封門、鋼梁拆除Fig.2 Demolition of steel seal door and steel beam

于鋼梁是工廠加工的成品構件，左右對稱布置，鋼梁根據(jù)長度不同分為4種類型。單根鋼梁最大長度為7.5 m，最大重量為5.4 t。在鋼梁牛腿吊點安裝10 t手拉葫蘆，葫蘆下端掛在鋼梁自帶的吊點上，收緊手拉葫蘆將鋼梁吊離地面，將鋼梁底部調節(jié)螺栓切除，通過收放手拉葫蘆，將鋼梁從行車道吊裝至結合腔內。

將鋼梁吊點連接手拉葫蘆，拉緊鋼梁下部鋼絲繩并緩慢松開結合腔內手拉葫蘆，將鋼梁放平并進入行車道內，放置在叉車上進行轉運。鋼梁拆除時，應從行車道中間開始往兩側進行拆除，中廊道鋼梁最后拆除。

③如圖3所示，中廊道鋼梁拆除時，通過手拉葫蘆將制作的吊梁工裝安裝在吊點工裝上，吊梁全長8 m，每隔1.26 m焊接1個吊點，與OMEGA止水帶螺栓孔對應，吊梁上安裝2個5 t單軌行車，可以在吊梁上左右移動，吊梁安裝在中廊道位置，用于拆除中廊道鋼封門及鋼梁。

圖3 中廊道鋼梁拆除Fig.3 Demolition of middle corridor steel beam

2）方法二：卷揚機+葫蘆+倒鏈

①鋼封門在拆除前，在管節(jié)頂部外側牛腿上開孔安裝定滑輪，并將卷揚機、倒鏈、手拉葫蘆及配重塊等安裝到位。管節(jié)頂部通過卷揚機和定滑輪的縮放，將鋼封門拆除放倒，同時根據(jù)E n管節(jié)固定在鋼封門上的鉸鏈移動已拆除的鋼封門，使其緊貼E n管節(jié)鋼封門。

于鋼梁是工廠加工的成品構件，左右對稱布置，采用10 t加長倒鏈進行拆除，叉車、平板車在沉管內進行材料轉運。如圖4所示，將卷揚機、配重、加長倒鏈及葫蘆安裝到位，并通過滑輪將卷揚機與鋼梁拉緊使之受力，再拆除管節(jié)頂板外側牛腿與鋼梁連接固定葫蘆。

圖4 鋼封門、鋼梁拆除Fig.4 Demolition of steel seal door and steel beam

通過卷揚機、倒鏈及手拉葫蘆收緊、釋放，完成鋼梁旋轉、放倒直至拆除。鋼梁下端葫蘆的作用是保證鋼梁在拆除過程中不與端封門發(fā)生干涉，確保鋼梁有足夠的空間位置。

方法一是采用叉車+葫蘆拆除，叉車在鋼梁尾端可提供較為可靠的推力及穩(wěn)定性，但對駕駛員操作技術有較高的要求；方法二是采用卷揚機+葫蘆+倒鏈拆除，卷揚機鋼絲繩在鋼梁放倒過程中只能提供拉力，鋼梁放倒過程中穩(wěn)定性不可控，可能會發(fā)生側翻等風險，造成鋼殼表面防腐涂層破壞及鋼構件損壞[7]。根據(jù)現(xiàn)場試驗及風險評估，端封門拆除采用方法一：叉車+手拉葫蘆。

2.3 水箱拆除

壓載水箱是鋼殼沉管的重要舾裝結構，每個標準管節(jié)共有6個水箱，用于調節(jié)沉管在塢內橫移、出運及沉放安裝過程中的負浮力及姿態(tài)，當回填滿足抗浮系數(shù)要求時，可進行水箱舾裝件拆除[8]。水箱舾裝件的鋼立柱、上橫梁、斜拉桿均與鋼殼表面預埋件采用高強螺栓連接，采用電動扳手拆卸高強螺栓，避免墻體鋼殼表面防腐涂層破壞。壓載水箱拆除施工流程為：

1.論文中的病理照片、電泳圖及化學結構式圖等要求以“插入”→“圖片”方式插入word文檔，不要使用復制粘貼。病理照片必須加標尺或放大倍數(shù)，并以箭頭指示典型病變位置。除照片外，其他圖盡量不用彩色。

1）防水布拆除

防水布完全脫離掛鉤，再從水箱拐角一端進行防水布拆除、打包及整理工作以及對拉鋼絲繩的拆除。

2）下橫梁拆除

下橫梁長度為18.3 m，重量為416.7 kg，安裝高度為2 m，采用叉車對下橫梁提供一定的抬升力，人工配合拆除。

3）斜拉桿、上橫梁拆除

4）鋼立柱及木板擋墻的拆除

鋼立柱的拆除采用從內側到外側的拆除順序，采用工裝、吊帶及卸扣將鋼立柱固定，并用電動扳手將鋼立柱的預埋件螺栓去除，再將鋼立柱吊離地面，平放在管內，立柱下方鋪設篷布墊方木，由平板車倒運至臨時堆場，木板擋墻采用叉車拆除，拆除后用打包機打捆，并用叉車倒運至臨時堆場。

5）壓載水管系可分為行車道和中管廊兩部分拆除工作。在行車道位置壓載水管路因空間方便，可與壓載泵一起直接采用設備和人工輔助的方法拆除；而中管廊位置由于空間位置限制，無法采用借用設備進行拆除，只能通過工裝和人工的方法拆除，當壓載水管拆卸完畢后，采用平板車進行材料轉運。

3 鋼殼沉管舾裝件拆除特點

3.1 拆除作業(yè)空間受限特點

舾裝件拆除在沉管安裝完成后進行，作業(yè)環(huán)境均在沉管內，沉管行車道作業(yè)面高7.6 m、寬18.3 m，中廊道高7.7 m、寬4.8 m，作業(yè)空間受限，無法像一次舾裝安裝時采用大型起重設備，拆除作業(yè)難度大，根據(jù)現(xiàn)場多次試驗及風險評估，采用叉車+電動葫蘆的組合方式，可快速安全地拆除舾裝件。

3.2 GINA止水帶保護特點

GINA止水帶作為沉管對接端最重要的防水屏障，其最大缺點是不可更換，在施工過程中要加強防護，在對接端拆除時對GINA止水帶要著重防護，采用2 mm鋼板工裝+防火布措施。2 mm鋼板工裝是為了防止掉落物件對止水帶損壞，防火布的作用是防止在動火作業(yè)時，掉落的火星燒傷止水帶。

3.3 鋼殼防腐涂層保護特點

鋼殼表面防腐涂層是保護鋼殼混凝土結構的屏障，在行車道和中廊道四周均涂有防腐涂層，舾裝件拆除作業(yè)過程中，采取措施進行鋼殼防腐涂層的保護。在舾裝件拆除時，鋼殼底板鋪設防火布，防止火星破壞防腐涂層；在鋼殼底板堆放材料、工具、設備時，在材料下墊方木及篷布，防止搬運材料及物品剮蹭防腐涂層。經過現(xiàn)場實際操作檢驗，防腐涂層保護完好，無破壞情況。

4 結語

鋼殼沉管舾裝件拆除施工按照既定方案實施，在受限空間進行大型舾裝件拆除，對GINA止水帶及鋼殼表面防腐涂層采取有效的防護措施，效果良好，在保障安全的前提下，高效地完成了舾裝件拆除施工，為一次舾裝件的周轉提供了可靠保障，為后期類似工程提供經驗和借鑒。