拱北隧道“曲線管幕+凍結(jié)法”破世界難題

2014年9月5日，世界最長跨海大橋港珠澳大橋珠海連接線拱北隧道暗挖段，中國鐵建十八局集團(tuán)采用國際領(lǐng)先、國內(nèi)首創(chuàng)的大直徑、長距離“曲線管幕+凍結(jié)法”施工技術(shù)，2臺頂管機(jī)并駕齊驅(qū)頂進(jìn)，精度偏差僅5 mm，標(biāo)志著該技術(shù)又取得重大突破。

港珠澳大橋珠海連接線工程項(xiàng)目是港珠澳大橋的重要組成部分，路線全長約13.74 km。拱北隧道全長2.74 km，是連接線控制性工程。拱北隧道堪稱“地質(zhì)博物館”和“隧道施工技術(shù)博物館”，地質(zhì)條件差，外部干擾大，施工風(fēng)險(xiǎn)高，地下不同種類的巖土達(dá)16種之多，地質(zhì)復(fù)雜多變。工程運(yùn)用的“曲線管幕+凍結(jié)法”施工技術(shù)、長距離大直徑曲線管幕頂進(jìn)技術(shù)、臨海鹽水環(huán)境下長距離分段分區(qū)精準(zhǔn)控制凍結(jié)技術(shù)在國內(nèi)尚無先例，世界罕見。其中管幕工程是在拱北口岸下一條30多m的狹長地帶穿過，兩側(cè)都是樁基管線，施工像穿越“迷宮”。頂管精確度要求控制在±50 mm范圍內(nèi)，不亞于給繡花針穿線，幾乎“零誤差”，345 m2的斷面上共36根直徑1.62 m、長255 m的鋼管組成的管幕群，是目前國內(nèi)地質(zhì)情況最復(fù)雜、管幕根數(shù)最多、世界最長和斷面最大的曲線管幕群。

拱北隧道項(xiàng)目毗鄰澳門，要下穿日出入境車輛高峰期近1萬輛、出入境人流30萬人次的拱北及澳門關(guān)閘口岸。施工管幕頂部覆蓋土厚度僅4 m多，其上即為口岸進(jìn)出境風(fēng)雨廊，管幕外側(cè)距澳門聯(lián)檢大樓樁基最近處為1.6 m，內(nèi)側(cè)距免稅商場回廊樁基最近處約0.46 m，地表沉降要求幾乎“零沉降”，稍有閃失，后果難以預(yù)料。施工人員通過工藝優(yōu)化、技術(shù)培訓(xùn)及口岸內(nèi)監(jiān)控量測及時(shí)反饋，確保萬無一失。采用東、西工作井為“曲線管幕+凍結(jié)法”的支點(diǎn)，為了實(shí)現(xiàn)技術(shù)最優(yōu)、工藝最精，采用德國海瑞克UNS導(dǎo)向系統(tǒng)等國際先進(jìn)儀器，建立自動跟蹤測量網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，為施工安全護(hù)航。采取始發(fā)、頂進(jìn)和接收3階段工作法進(jìn)行施工作業(yè)的同時(shí)，適時(shí)調(diào)配泥水分離器、膨潤土分配器等機(jī)具輔助施工，采用直徑1.62 m的AVN1200TC泥水平衡頂管機(jī)頂進(jìn)。為提高頂進(jìn)精度，采取由下向上一次頂進(jìn)的施工順序，解決了群管頂進(jìn)反復(fù)擾動地層的施工難題，接收偏差僅5 mm，目前已完成9根管幕。