“人造冻土”新工法助港珠澳大桥拱北隧道贯通

  大公网4月4日讯(记者方俊明)作为港珠澳大桥珠海连接线的控制性工程,全长2741米的拱北隧道即将全隧贯通,也宣告全球首座采用“超大曲线管幕+超长冻结法”施工的公路隧道取得重大突破。

  “拱北口岸地下长度仅255米的隧道暗挖段,就集中了迄今人类建设隧道的全部难度,其管幕长度及面积、冻结规模均刷新世界纪录。”珠海连接线管理中心专家称,淤泥下“人造冻土”暗挖隧道工法攻克世界级难题,包括配置逾万个元器件当“眼睛”监测土层冻结状态,填补了中国在复杂地质条件下超大断面隧道施工技术的空白。

  拱北隧道是全球首采“超大曲线管幕+超长冻结法”施工的公路隧道。图为参建员工在零下近30度的管幕内作业。资料图

  拱北隧道按“双向并行与上下重叠相互变换”的双向六车道方案进行设计,是港珠澳大桥主体工程与珠海连接的唯一通道。其中,穿越拱北口岸255米长的隧道暗挖地段,开挖断面达336平方米、宽20米、高23米,这意味着高峰期日均客流超30万人次、车流达一万车次的拱北口岸地下有条8层楼房的隧道。

  隧道施工现场。央视新闻截图

  含水量高 直接挖易垮塌

  珠海连接线管理中心专家告诉记者,拱北隧道堪称“隧道施工技术博物馆”,地下不同种类的岩土达16种之多,地质复杂多变。特别是下穿拱北口岸的隧道土层软弱,富含地下水,承载力低。这样包含淤泥质粉质黏土、淤泥质砂、中砂含细砂、粉砂等地层,被称为“汉堡包”地层,“在这样的地层暗挖隧道,可比喻是在豆腐上动手术,技术难度前所未有”。

  为攻克这世界级难题,施工方经一系列论证,采取业界首创的“超大曲线管幕+超长冻结法”施工法。

  据专家介绍,前期完成全球最长的超大断面曲线管幕顶管施工之后,形成了336平方米管幕群。如果对这个336平方米的管幕群直接开挖,极易导致隧道整体垮塌。为此,施工方创造性地采用“超大断面水平环向一次冻结”技术,将暗挖地段变成一个环形超级大“冰柜”,把松软含水的土层变成冻土,以保证隧道开挖作业安全进行。

  25台冷冻机筑“冻结圈”

  所谓“冰冻三尺,非一日之寒”。冻结工程采取了全球前所未有的“圆形主力冻结管”、“异形加强冻结管”和“升温盐水限位管”三种特殊管路构成的冻结方案。施工方为此在暗挖段两边各设置了由17台和8台冷冻机组组成的冻结站,确保厚度达2米的“冻结圈”所需冷量的持续供给。

  为让“冻结圈”每个部分都能达到设计要求,施工方在“冻结圈”范围内布设了一万多个监测元器件充当“眼睛”,通过调整盐水流量、温度及限位管等措施,对冻结参数适时调整,以保证冻结效果。

  据了解,冻结工程正式冻结施工近一年半来,“冻结圈”厚度完全达到了设计要求,其间未发生一宗由于冻土膨胀造成口岸地表沉降或周围建筑物变形。

  根据施工进度,拱北隧道将于近期实现全隧贯通,也标志着13.4公里珠海连接线全线贯通,预计将于今年底与港珠澳大桥主桥一起具备通车条件。


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责任编辑:陈旭 chenxu

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