水底大直径盾构隧道环锚预应力衬砌施工技术

鉴定证书号：中铁股份技评字〔2013〕第129号。

该课题依托穿黄隧洞工程开展科研。穿黄隧洞为我国首次采用盾构管片拼装式与衬砌预应力相结合的新型双层复合衬砌结构形式。外衬为拼装式管片环，在盾构施工过程中完成，内衬为预应力钢筋混凝土结构；内、外衬以排水垫层分隔，单独受力；在基本荷载组合下全截面受压，通过垫层设置加强渗漏水排放，防止内水外渗造成洞外围土渗透破坏。施工工艺在国内盾构隧洞尚属首例。主要研究成果如下：

(1)结合工程难点，通过数学模型研究、1:1仿真试验，采用45cm薄壁环锚预应力混凝土，有效减小混凝土构件截面尺寸。

(2)通过1:1仿真试验和数学模型研究，在内衬厚度45cm情况下，按锚索间距40cm-45cm实施了单索2250KN-2500KN级张拉，形成内衬可靠预压应力。1:1仿真试验分地面模型和地下模型试验，地面试验是验证混凝土配合比在洞内大规模预应力施工的合理性和可靠性；地下试验是内、外衬各阶段预应力锚索张拉锚固研究，优化设计参数。

(3)预应力孔道为环向布置，波纹管堵塞疏通难度大，偏离原孔道须进行开孔处理，破坏混凝土结构影响张拉施工。创新设计的“软轴疏通器”在疏通环型孔道时操作简单、移动迅速、钻进速度精准、维护保养方便，疏通效果理想，提高了预应力张拉施工速度。

(4)张拉力达到2500KN下成功实施隧洞环锚预应力混凝土施工，达到月张拉1580束进度。