中国铁建十八局集团：雕铸“地下神九”

seansha

中国铁建十八局集团：雕铸“地下神九”

原文http://hn.cnr.cn/zyjjq/jjqshxt/20141219/t20141219_517156097.shtml

——中国铁建十八局集团港珠澳大桥珠海连接线项目建设侧记

　　在珠海市香洲区最南边的拱北迎宾大道南端，已有百年历史的拱北口岸地下，一项史无前例的隧道工程正在紧张的施工中。
　　从隧道西端的海域，到拱北口岸建筑下方，过渡到珠海广珠城际拱北站的陆地区域，拱北隧道的建设，需要建设者们去面对隧道建设中几乎所有可能遇到的“超级挑战”。其中，拱北口岸建筑下方的暗挖段，更是采用了世界隧道建设史上罕见的大规模“曲线管幕+冻结法”施工方案，其技术难度堪称世界顶级，被誉为“地下的神九工程”。

鸟瞰珠港澳大桥珠海连接线

      由于隧道沿线途经人工岛、军事管制区、拱北口岸、边界河等，涉及到边检、边防、海关、海事等部门，且与城市道路多次交叉，需要协调的部门众多，协调难度极大。
　　不仅如此，设于1849年的拱北口岸接连澳门关闸边检大楼，如今已成为国内第一大口岸，每天出入境车辆平均7000辆，高峰期接近1万辆，每天出入境的人流总量约23万人次，高峰期接近30万人次。作为一国两制的“交汇点”，拱北口岸独特的地理位置，使其政治地位敏感，环境因素更加复杂。“做过这样的项目，可以说是终身无憾了!”中铁十八局集团总经理助理、港珠澳大桥珠海连接线项目经理潘建立这样说。
　　两年多来，潘建立率领着中铁十八局集团的建设者们在“一国两制”交汇点上，朝着世界级的隧道施工难题发起了艰苦卓绝的挑战。曾经让人惊叹为“不可能完成的任务”，正在他们的手中，一点点地推进着。
　　“地下神九”实至名归
　　当记者在11月份来到拱北隧道施工现场的时候，瞬间就被现场宏伟的景象震惊了——海天相接之处，一座人工砌筑的条形岛屿朝着大海绵延而去，人工岛上明挖的隧道上方，一根根钢筋混凝土支撑梁横贯在大地上，如同列队等候检阅的士兵。如此宏伟的场景，还只是项目的冰山一角。

广东省省长朱小丹在珠海市领导的陪同下视察施工现场

　　据潘建立介绍，港珠澳大桥珠海连接线是港珠澳大桥的重要组成部分，全长13.432公里，中铁十八局承担的第一合同段为先行标段，全长3.9公里，其中拱北隧道全长2740米，为全线控制性工程，珠海连接线人工岛长1276米，拱北湾跨海大桥长约950米，合同金额21.48亿元。项目位于珠海市香洲区，毗邻澳门，起自珠澳人工岛，向西设拱北湾特大桥连接珠海连接线人工岛，采用暗挖隧道方式从拱北口岸和澳门关闸口岸之间地下穿过，经鸭涌河段到达终点茂盛围军事管理区。
　　在设计上，由于受限于海陆地质条件和地面建筑物，拱北隧道的设计也显得十分新颖。隧道西段采用在拱北湾海域上人工筑岛后再做明挖的“先岛后明挖”隧道工法施工;当经过拱北口岸时则采取了双层暗挖管幕法施工，在这里，隧道也由左右并行变成上下叠层;穿过拱北口岸后进入陆域明挖法施工，隧道又逐渐演变为左右并行的双洞平行结构。
　　也正因为这样的设计，拱北隧道的建设，需要面对极为复杂的施工环境。
　　暗挖段穿越口岸限定区域，地表建筑属于口岸职能性建筑。“安全风险等级高，需要重点保护，施工中必须保证口岸的正常通关，对建筑物和地下管线不能产生影响。”潘建立说。

中铁十八局集团总经理助理、港珠澳大桥珠海连接线项目经理潘建立(左四)在现场指导工作

　　仅此，还不足以让拱北隧道被称作“地下神九工程”，复杂的地质条件和前所未有的大规模“曲线管幕+冻结法”双层暗挖施工方案，才是拱北隧道成为世界级挑战的真正原因。
　　在施工现场，记者看到了建设者们通过钻孔所取得的土样。“场地范围的土层主要有填筑土、淤泥质粉质粘土、粉土、中细砂、淤泥质粉土、粉质粘土、砾砂等。土层具有软弱、饱和含水、水量补给丰富、高压缩性、高渗透性、承载力低的特点。”项目部总工程师高海东介绍说。事实上，无论是双层隧道，还是管幕群施工，还是大面积冻结工艺，每一项都是隧道施工中非常艰难的工法、工艺，当它们汇聚于一体之后，其技术挑战将呈几何级提升，这在世界隧道建设史上也是绝无仅有的。
　　建设者们先要在隧道四周使用顶管机，先后顶进36条直径1.62米的小型隧道围绕在隧道主体周围，在隧道周围形成一个以钢管支撑的帷幕，然后再对管间及钢管周围土体进行冻结封水，冻结后方能对隧道主体进行开挖。

顶管机就位

　　这是一个世界级的技术难题。在通常情况下，管幕法施工的隧道都是直线，而拱北隧道则是曲线掘进，再加上要穿越紧临口岸建筑物下方的桩基，管幕距离桩基最近的地方仅有46厘米。管幕群每一根管幕都要进行始发和接收，必须准确的从两端工作井中预留的接收口出来，这就要求在使用顶管机向前掘进的时候，必须准确控制掘进精度。由于每一根管幕之间的距离仅有30多厘米，建设者们在管幕掘进的时候，36根管幕进出72次，加上一根试验管就是进出74次，每根管幕的掘进都会对土壤有扰动，37根管幕要进行反复扰动，再加之隧道属于浅埋，距离地表十分近，稍不留神，就可能引起地表沉降、塌陷，或者地层失水，因为紧临海边，甚至有可能引发毁灭性的灾难。“而且，在掘进的过程中，很可能遇到钢筋之类的建筑垃圾，如果顶管机的刀盘无法推进，就必须排除掉障碍物，一般大型盾构机可以加压开仓去处理，而我们的盾构机非常小，根本不能加压后进人。”广东省劳动模范、管幕队总工李刚说。
　　此外，管幕冻结的控制，也充满了挑战。考虑到隧道所处地质环境，常规的注浆加固方案可能无法达到实际效果，故而拱北隧道暗挖段采取了全新的“圆形冻结管+异形冻结管+加热限位管”冻结工艺。建设者们需要在充填混凝土的管幕内布置圆形冻结管，使管幕周边1.8米~2.4米的土壤与水冻结成为冻土，才能进行隧道本身的开挖。但是，冻结同时也会带来膨胀效应，为了控制冻胀，还必须在充填混凝土的管幕内布置圆形加热限位管。“只要有一点水出来，马上就会引起周边的冻土连锁反应，讯速融化失稳，形成灾难性后果。”潘建立说，“对于这项工艺，目前还没有成熟的经验可以借鉴，我们依然还在实验中，具体的效果和控制手段还必须要进一步总结。”
　　探索未知征服就是荣耀
　　对于拱北隧道暗挖段采取的长距离大规模“曲线管幕+冻结法”施工方案，潘建立这位中国“海底隧道第一人”一直十分谨慎。“我最担心的就是冷冻的效果是否能达到预期，在隧道主体施工过程中，管幕周边冻结失效，发生突泥突水，后果将不堪设想。”潘建立说。

人工岛填海作业

　　在此之前，潘建立组织参与了我国第一条海底隧道——厦门翔安隧道的建设，在这条隧道中，他创新研究了衬砌结构和高效注浆技术，为我国海底隧道建设提供了高精度综合勘察和安全施工综合技术的宝贵经验。
　　潘建立告诉记者：“过去的经验主要就是注浆，我们有丰富的经验，能把土层改良到什么程度，我们心里都有谱。但是这个项目十分特殊，完全没有经验可以借鉴。”
　　据高海东介绍，拱北隧道暗挖段的管幕原设计是10根直径1.8米的管节加30根直径1.44米的管节组合，这样的方案不仅顶管机的数量会大幅增加，施工时顶管机不断调整位置，安全风险也会加大。
　　经过对设计的深入分析，项目部经过多次调研，认真求证，集思广益，对影响工程安全、质量和进度的设计进行了大胆优化，将原来的40根不同规格的管幕，优化为统一采用36根1.62米直径的管幕，统一管径后可以节约工期约4个月;每一台顶管机所承担顶管数量更合理，更利于实现顶管机在工作井内的合理布置。更为重要的是，顶管机的数量从6台减少为2台，施工干扰更小，安排施工顺序时的灵活性大大提高，可实现连续不间断的顶进。
　　除此之外，“24毫米的钢材，要精确加工成1.62米直径的管节，误差不能超过3毫米，是非常困难的。为此，项目部专门自行建立了管节加工厂，采用全数控装备进行管节加工，确保了管节本身的质量。”高海东说，“针对管节F型的接头如何准确对接的难题，我们还研发出了一个橡胶止水圈的专利，可以使管节很顺利的精确对接。”
　　针对潘建立最为担心的冻结施工精确控制问题，建设者们可谓是绞尽了脑汁。在毫无经验可以借鉴的情况下，项目部将成熟的注浆工艺吸纳了过来——先在管幕内压浆，再进行冻结，使注浆加固圈与冻结圈一道形成隔水帷幕，同时加固地层。这一优化方案，有效降低了二衬完成解冻后至三衬完成前，因地层失水导致地表沉降的风险以及冻胀融沉带来的影响。

隧道明挖施工

谁的青春不扯蛋

哟，高大上，，，，，，，，，

seansha

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谁的青春不扯蛋

回复 3# seansha


    没事

wwwwpppp

珠海的发展动力，港珠澳大桥珠海经济腾飞的推助器

Endy

丑陋的叔叔居然发帖，盾构么？{:5_122:}

wghjgs

seansha

丑陋的叔叔居然发帖，盾构么？
Endy 发表于 2014-12-20 14:38

    明挖。。。

seansha

wghjgs 发表于 2014-12-20 15:01

    头像好熟悉。。。

charleszh31

PL的seansha又回归了{:5_122:}