4月10日，廣東省南粵交通投資建設(shè)有限公司（以下簡(jiǎn)稱“南粵交通”）旗下項(xiàng)目，港珠澳大橋珠海連接線拱北隧道暗挖段在經(jīng)歷長(zhǎng)達(dá)5年的施工后，終于正式貫通。
這條媲美神九“太空穿針”技藝的“地下穿針”隧道，其暗挖段“曲線管幕+水平凍結(jié)”的施工工法為業(yè)內(nèi)首創(chuàng)，難度、規(guī)模和技術(shù)含量刷新了數(shù)項(xiàng)世界紀(jì)錄，被譽(yù)為“地下神九”。
港珠澳大橋珠海連接線管理中心主任王啟銅表示：“拱北隧道暗挖段的貫通，標(biāo)志著珠海連接線項(xiàng)目建設(shè)的最后一塊硬骨頭被啃掉，為項(xiàng)目年底如期建成，具備通車條件打下了堅(jiān)實(shí)的基矗港珠澳大橋珠海連接線是珠江西岸通往香港的唯一通道，將為粵港澳大灣區(qū)交通互聯(lián)互通增添新動(dòng)脈，為我省粵西地區(qū)及我國(guó)大西南地區(qū)的發(fā)展增添新動(dòng)力。”
拱北口岸下施工面臨世界級(jí)難題
拱北隧道采用雙向六車道設(shè)計(jì)，全長(zhǎng)2741米。由海域人工島明挖段、口岸暗挖段以及陸域明挖段三種不同結(jié)構(gòu)的隧道連接而成。暗挖段是拱北隧道中難度最大的一段。
“不能讓土質(zhì)松軟的地表發(fā)生沉降塌陷，也不能觸碰珠、澳口岸下方星羅棋布的建筑樁基，更要防止與海水連通的地下水涌入，確保地面口岸日均超30萬(wàn)人的正常通行……”王啟銅說(shuō)，拱北隧道暗挖段施工面臨的難度，前所未有。
一組數(shù)據(jù)可以管窺難度之大：拱北隧道暗挖段長(zhǎng)度僅有短短255米，但其施工工期長(zhǎng)達(dá)5年，高21米、寬19米的開(kāi)挖斷面創(chuàng)國(guó)內(nèi)高速公路隧道之最，雙層六車道的隧道總高度相當(dāng)于8層樓高。
拱北口岸是珠澳往來(lái)的重要關(guān)口，也是全國(guó)第一大陸路口岸，日均客流超30萬(wàn)人次，車流超1萬(wàn)車次，拱北隧道的施工不能影響最大口岸拱北口岸的通關(guān)，“容不得半點(diǎn)馬虎。”王啟銅說(shuō)。
澳門關(guān)閘口岸與珠?？诎吨g相隔僅有30多米寬。由于線位的限制，隧道必須從此穿過(guò)。為有效避開(kāi)口岸地下的建筑樁基，隧道只能“長(zhǎng)高”，采用雙層公路隧道設(shè)計(jì)，隧道開(kāi)挖斷面約336.8平方米，相當(dāng)于3條地鐵隧道并行。
如籃球場(chǎng)般的大斷面開(kāi)挖極易導(dǎo)致周邊結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，掌子面的穩(wěn)定性變差，容易引起變形、坍塌、失穩(wěn)。如此超大的開(kāi)挖斷面，覆土厚度卻僅有4米多，不及19米跨度的四分之一。理論上，小于跨度的一半就是淺埋了。拱北隧道屬于典型的超淺埋深隧道，隧道開(kāi)挖稍有不慎，很容易導(dǎo)致地面沉降或建筑物開(kāi)裂，甚至引發(fā)坍塌。
更讓人苦惱的是，拱北口岸的地下就像“豆腐腦”。珠海本來(lái)就是一個(gè)幾乎貼著海平面建起來(lái)的城市，拱北口岸就在海邊。拱北隧道地面下1米多就是地下水，且與拱北灣的海水連通，無(wú)論如何抽取地下水，海水都源源不斷地快速補(bǔ)充。
如何應(yīng)對(duì)超大斷面、超淺埋深、豆腐腦般的地質(zhì)條件？從一開(kāi)始，項(xiàng)目業(yè)主就“步步為營(yíng)”。在設(shè)計(jì)階段，項(xiàng)目業(yè)主會(huì)同設(shè)計(jì)單位牽頭開(kāi)展了科研課題“拱北隧道設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究”工作。同時(shí)，為詳細(xì)論證設(shè)計(jì)方案的可行性，在初步設(shè)計(jì)完成后，又組織開(kāi)展了技術(shù)設(shè)計(jì)研究，并以技術(shù)設(shè)計(jì)成果為基礎(chǔ)，引入施工方案咨詢，對(duì)于難度最大的環(huán)節(jié)進(jìn)行深入研究。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)取樣、現(xiàn)場(chǎng)模型試驗(yàn)等，最終完善了施工圖設(shè)計(jì)。
同時(shí)，由廣東省交通運(yùn)輸廳牽頭，成立了包括多位知名院士在內(nèi)的國(guó)內(nèi)知名專家組成的拱北隧道技術(shù)專家委員會(huì)。項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，專家委員會(huì)對(duì)隧道施工中存在的技術(shù)難題及安全風(fēng)險(xiǎn)等均及時(shí)提供了技術(shù)支撐。
“頂管管幕+水平凍結(jié)”刷新公路隧道世界紀(jì)錄
經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的調(diào)研、研討和設(shè)計(jì)，項(xiàng)目創(chuàng)造性地提出了“頂管管幕+水平凍結(jié)”方案。
管幕凍結(jié)工程是拱北隧道暗挖段的核心，也是基矗管幕由36根直徑為1.62米的鋼管組成，平均長(zhǎng)255米。自2013年6月第一根試驗(yàn)管始發(fā)，至2015年5月最后一根頂管順利接收，歷時(shí)2年。拱北口岸下方樁基與管線星羅棋布，給頂管的頂進(jìn)施工帶來(lái)了難題。管幕離澳門關(guān)閘大樓樁基最近距離為1.6米，離珠海免稅商場(chǎng)回廊樁基僅有46厘米。為了躲避隧道兩側(cè)密布的樁基，頂管被設(shè)計(jì)成了曲線，在建筑物地下樁基間穿梭就像在刀尖旁行走，加大了管幕施工的難度。頂管從隧道一端的工作井頂入，另一端穿出。出口事先預(yù)留好，頂管施工時(shí)必須將頂進(jìn)誤差控制在5厘米以內(nèi)，否則就會(huì)出現(xiàn)頂?shù)眠M(jìn)去穿不出來(lái)的情況。此外，由36根頂管組成的環(huán)形管幕圈與單根頂管頂進(jìn)相比，其技術(shù)難度不是簡(jiǎn)單的倍數(shù)關(guān)系，由于存在群管效應(yīng)，單根頂管的頂進(jìn)精度須嚴(yán)格控制才能確保管幕的形成。
即使在如此超高難度下，拱北隧道暗挖段頂管對(duì)接精度誤差始終保持在施工標(biāo)準(zhǔn)（5厘米）以內(nèi)，個(gè)別的甚至達(dá)到5毫米，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)預(yù)計(jì)。有業(yè)內(nèi)專家說(shuō)，管幕精度能控制在150毫米以內(nèi)就算控制水平高的了，而2-5毫米的誤差值堪稱驚人。
管幕全部完成后，管間的止水工作同樣重要。每根鋼管的管間間隙有35厘米左右，如果不能有效阻隔地下水，泥沙和土體會(huì)流失，海水就會(huì)乘虛而入。為此，拱北隧道在地下建了一個(gè)“大冰桶”，在每根管內(nèi)安裝了3條凍結(jié)管，將周圍2—2.6米厚的土體凍成磚塊的硬度，才能開(kāi)始隧道暗挖。
“對(duì)凍土我們必須精準(zhǔn)控制，凍得不夠，水壓增大，可能擊穿凍土層，發(fā)生涌水，導(dǎo)致地面下沉，必須加凍；凍過(guò)頭也不行，那會(huì)造成地面隆起，嚴(yán)重影響地面建筑的安全，所以要用鹽水把冷量帶出，限制凍土發(fā)展。”王啟銅介紹，因此在凍結(jié)期間，除了上萬(wàn)個(gè)傳感器監(jiān)測(cè)外，巡查工人們定期要爬進(jìn)冰天雪地的鋼管內(nèi)人工檢測(cè)，確保管內(nèi)溫度在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)。凍結(jié)后的工作井，溫度最低的底層才2—3。施工人員說(shuō)，他每晚值夜班時(shí)盡管穿著厚厚的棉衣棉褲，也只得來(lái)回行走取暖，如果靜止不動(dòng)，那種寒冷是錐心的。
路景相宜景觀提升有實(shí)招
拱北隧道位于珠海市繁華城區(qū)，緊臨澳門，沿線自然風(fēng)光旖旎、人文景觀秀美，且位于水、聲環(huán)境敏感區(qū)，對(duì)景觀設(shè)計(jì)以及施工過(guò)程的控制要求均高于傳統(tǒng)高速公路項(xiàng)目。建成后的拱北隧道，將如飄舞的絲帶貫穿于地底，與周邊景色和諧相融。
秉持南粵交通“景觀先行”的理念，在設(shè)計(jì)階段，拱北隧道就注重強(qiáng)化生態(tài)景觀設(shè)計(jì)，細(xì)化防護(hù)排水設(shè)計(jì)，著力提升道路景觀，注重生態(tài)功能恢復(fù)。
首先是嚴(yán)格落實(shí)臨建標(biāo)準(zhǔn)化，重點(diǎn)抓好項(xiàng)目駐地、“三集中”設(shè)施及施工圍蔽等重要臨建設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)施，倡導(dǎo)施工臨時(shí)便道與地方道路、臨時(shí)用電與永久用電的永、臨結(jié)合理念，力求做到臨建設(shè)施與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)一致，貫徹“以人為本”理念。工程完工后，完善施工臨建設(shè)施、娶棄土場(chǎng)的復(fù)耕覆綠以及必要防護(hù)措施，防止水土流失，有效避免對(duì)環(huán)境的不利影響。
“南粵品質(zhì)工程不僅要求項(xiàng)目建設(shè)安全可靠，而且要求全方位的品質(zhì)。質(zhì)量好的隧道外觀肯定也是好的。”王啟銅說(shuō)，拱北隧道將結(jié)構(gòu)物外觀質(zhì)量的提升作為質(zhì)量管理的重要內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)各類混凝土結(jié)構(gòu)物線條順適，表面平整、光潔、色澤自然、均勻一致。同時(shí)，隧道照明將采用智能控制系統(tǒng)，對(duì)部分附屬設(shè)施將進(jìn)行裝飾、涂裝、照明等景觀裝飾，對(duì)隧道頂將進(jìn)行景觀化處理，做好生態(tài)恢復(fù)；對(duì)隧道水泵房、配電房、消防水池及敞開(kāi)段遮光棚等功能設(shè)施加強(qiáng)建筑選型并進(jìn)行專項(xiàng)的景觀遮擋。
此外，珠海連接線正在遴選景觀設(shè)計(jì)方案，景觀設(shè)計(jì)將與珠海情侶路沿線景觀相結(jié)合，總體設(shè)計(jì)要求高于一般高速公路，做到路景相宜。
撰文：袁佩如南粵交宣
意義
助力粵港澳大灣區(qū)交通互聯(lián)互通
拱北隧道作為最后完工的工程段，其貫通亦標(biāo)志著港珠澳大橋珠海連接線全線貫通，為年底港珠澳大橋全線貫通具備通車條件打下堅(jiān)實(shí)基矗
今年全國(guó)“兩會(huì)”上，“粵港澳大灣區(qū)”在《政府工作報(bào)告》中被正式提出，打造媲美國(guó)際灣區(qū)的“粵港澳大灣區(qū)”和世界級(jí)城市群提上日程。
港珠澳大橋珠海連接線作為港珠澳大橋在內(nèi)地的唯一“登陸點(diǎn)”，將為粵港澳居民往來(lái)溝通提供極大便利。更重要的是，珠海連接線打通了珠江西岸通往港澳的通道，為粵港澳大灣區(qū)交通互聯(lián)互通增添新動(dòng)脈，對(duì)于全面加強(qiáng)港珠澳融合、推進(jìn)三地緊密合作、打造珠江西岸交通核心樞紐都具有深遠(yuǎn)意義。
(原標(biāo)題：拱北隧道暗挖段工法刷新世界紀(jì)錄)
本文來(lái)源：南方日?qǐng)?bào)
