管段的预制是沉管施工的关键项目之一,关键技术包括:1)容重控制技术。钢制容重定了管段重量大小,如果控制不当,可能造成管段无法起浮等问题,为了保证管段浮运的稳定性干舷高度,必须对钢制容重进行控制,措施包括配合比控制、计量衡器控制、配料控制、容重抽查等。2)几何尺寸控制。几何尺寸误差将引起浮运时管段的干舷及重心变化,进而增加浮运沉放的施工风险。特别是钢端壳的误差,会增加管段对接难度和质量、影响接头防水效果,甚至影响隧道整条线路。因此,几何尺寸误差控制是管段预制施工技术的难点、重点之一。管段几何尺寸控制措施主要包括测量控制、模板体系控制、钢端壳控制,钢端壳采用二次安装消除安装误差。3)结构裂缝预防。管段混凝土裂缝的控制是沉管隧道施工成败的关键之一,也是保证隧道稳定运行的决定性因素,因此需要在所有施工环节对缝控制予以充分考虑。4)结构裂缝处理虽然采取了一系列防裂措施,但管段裂缝是不可能避免的。出现裂缝后,应采取补救措施。首先对裂缝观察描述认定,依据其性质选用合理的方案补救。类为表面裂缝,可采用表面封堵方案处理;第二类为贯穿性裂缝,可采取化学灌浆方案处理。
沉管基础沉降问题与一般地面建筑的情况截然不同。沉管在基槽开挖、管段沉放、基础处理和最后回填覆土后,抗浮系数仅1.1 ~1.2,作用在沟槽底面的荷载不会因设置沉管而增加,相反却有所减小。在沉管段中构筑人工基础,沉降问题一般不会发生。有些明确规定,当地基容许承载力[R]≥20 kN/m2 ,标准贯入度N≥1 时,不必构筑人工沉管基础。但是在沉管段基槽开挖时,无论采取何种挖泥设备,浚挖后沟槽底面总留有15 ~50 cm的不平整度。沟槽底面与管段表面之间存在众多不规则的空隙,导致地基土受力不均匀,同时地基受力不均也会使管段结构受到较高的局部应力,以致开裂,因此,必须进行适当的基础处理,以消除这些有害空隙。沉管隧道基础处理主要是解决:a.基槽开挖作业所造成的槽底不平整问题; b.地基土特别软弱或软硬不均等工况;c.考虑施工期间基槽回淤或流砂管涌等问题。从沉管隧道基础发展来看,早期采用的是刮铺法(先铺法)。该方法是在疏浚地基沟槽后,在两边打桩并设立导轨,然后在沟槽上投放砂石,用刮铺机进行刮铺。
管段沉放是沉管法水底管道施工中比较重要的一个环节,它受到气象、河流自然条件的直接影响,还受到航道条件一定的制约,所以在沉管施工中,并没有一套统一通用的管段沉放方法。施工时需根据自然条件、航道条件、沉管本身的规模以及设备条件等,因地制宜地选用合适的沉放方法。