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港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道正式贯通 暗挖段工法刷新世界纪录

  来源:新华网  发布:2017/4/10  浏览:+ 放大字体 | - 减小字体

摘 要:4月10日,港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道暗挖段在经历长达5年的施工后,终于正式贯通。

施工现场

4月10日,港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道暗挖段在经历长达5年的施工后,终于正式贯通。

这条媲美神九“太空穿针”技艺的“地下穿针”隧道,其暗挖段“曲线管幕+水平冻结”的施工工法为业内首创,难度、规模和技术含量刷新了数项世界纪录,被誉为“地下神九”。

相关负责人表示,“拱北隧道暗挖段的贯通,标志着珠海连接线项目建设的最后一块硬骨头被啃掉,为项目年底如期建成,具备通车条件打下了坚实的基础。港珠澳大桥珠海连接线是珠江西岸通往香港的唯一通道,将为粤港澳大湾区交通互联互通增添新动脉,为广东省粤西地区及我国大西南地区的发展增添新动力。”

拱北口岸下施工面临世界级难题

拱北隧道采用双向六车道设计,全长2741米。由海域人工岛明挖段、口岸暗挖段以及陆域明挖段三种不同结构的隧道连接而成。暗挖段是拱北隧道中难度最大的一段。

一组数据可以管窥难度之大:拱北隧道暗挖段长度仅有短短255米,但其施工工期长达5年,高21米、宽19米的开挖断面创国内高速公路隧道之最,双层六车道的隧道总高度相当于8层楼高。

拱北口岸是珠澳往来的重要关口,也是全国第一大陆路口岸。澳门关闸口岸与珠海口岸之间相隔仅有30多米宽。由于线位的限制,隧道必须从此穿过。为有效避开口岸地下的建筑桩基,隧道只能“长高”,采用双层公路隧道设计,隧道开挖断面约336.8平方米,相当于3条地铁隧道并行。

如篮球场般的大断面开挖极易导致周边结构发生变形,掌子面的稳定性变差,容易引起变形、坍塌、失稳。如此超大的开挖断面,覆土厚度却仅有4米多,不及19米跨度的四分之一。理论上,小于跨度的一半就是浅埋了。拱北隧道属于典型的超浅埋深隧道,隧道开挖稍有不慎,很容易导致地面沉降或建筑物开裂,甚至引发坍塌。

更让人苦恼的是,拱北口岸的地下就像“豆腐脑”。珠海本来就是一个几乎贴着海平面建起来的城市,拱北口岸就在海边。拱北隧道地面下1米多就是地下水,且与拱北湾的海水连通,无论如何抽取地下水,海水都源源不断地快速补充。

“顶管管幕+水平冻结”刷新公路隧道世界纪录

经过严密的调研、研讨和设计,项目创造性地提出了“顶管管幕+水平冻结”方案。

管幕冻结工程是拱北隧道暗挖段的核心,也是基础。管幕由36根直径为1.62米的钢管组成,平均长255米。自2013年6月第一根试验管始发,至2015年5月最后一根顶管顺利接收,历时2年。拱北口岸下方桩基与管线星罗棋布,给顶管的顶进施工带来了难题。管幕离澳门关闸大楼桩基最近距离为1.6米,离珠海免税商场回廊桩基仅有46厘米。为了躲避隧道两侧密布的桩基,顶管被设计成了曲线,在建筑物地下桩基间穿梭就像在刀尖旁行走,加大了管幕施工的难度。顶管从隧道一端的工作井顶入,另一端穿出。出口事先预留好,顶管施工时必须将顶进误差控制在5厘米以内,否则就会出现顶得进去穿不出来的情况。此外,由36根顶管组成的环形管幕圈与单根顶管顶进相比,其技术难度不是简单的倍数关系,由于存在群管效应,单根顶管的顶进精度须严格控制才能确保管幕的形成。

即使在如此超高难度下,拱北隧道暗挖段顶管对接精度误差始终保持在施工标准(5厘米)以内,个别的甚至达到5毫米,远远超过预计。业内专家表示,管幕精度能控制在150毫米以内就算控制水平高的了,而2-5毫米的误差值堪称惊人。

管幕全部完成后,管间的止水工作同样重要。每根钢管的管间间隙有35厘米左右,如果不能有效阻隔地下水,泥沙和土体会流失,海水就会乘虚而入。为此,拱北隧道在地下建了一个“大冰桶”,在每根管内安装了3条冻结管,将周围2—2.6米厚的土体冻成砖块的硬度,才能开始隧道暗挖。

编辑:沈达文

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