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海洋奇迹:5600米沉管隧道“滴水不漏”!

文章附图

3月7日早上8点40分左右,港珠澳大桥海底隧道最后一节沉管成功安放,5600米沉管隧道“滴水不漏”!意味着这个“世纪工程”打赢沉管安装的“收官之战”。

全世界任何一个隧道所有者和设计师都明白,建造100%水密的隧道意味着什么样的挑战。一位欧洲著名岛隧专家曾说,全世界的节段式沉管漏水率平均值为10%左右,目前尚没有沉管隧道100%不漏水的纪录。

然而,“奇迹”在港珠澳大桥沉管隧道中出现了:这条5.6公里的海底隧道,在攻破重重技术难关之后,保证了40米水压下的“滴水不漏”,打破了世界纪录。

这个“奇迹”,究竟是如何实现的?力争解开沉管“滴水不漏”的密码。

“沉管隧道为什么漏水?归结到底,都是基础出了问题。”岛隧工程项目总工程师、总经理说。他举了个例子,港珠澳大桥的地质环境是厚软土地基,所以沉管基础刚度协调及不均匀沉降控制非常困难,这个问题解决不好,隧道就有可能会漏水。

为了使沉降标准达标,工程师在如何使软土层变硬上做文章,进行了多项有价值的创新,用技术突破打破隧道漏水的天花板,在40多米的深海底下,为沉管铺上一张舒服的“席梦思”床垫。

作为沉管隧道基础设计组分项负责人主要承担沉管隧道水下基槽、深水基础及管节防护等设计工作。他起初觉得这些工作应该非常轻松简单,随着研究深入,逐渐认识到一项前所未有的世界难题摆在面前:近38米宽、180米长度的沉管,30多米深厚软基,变化无常的水下岩土介质,约23米厚度的超大附加荷载,接头间毫米级的不均匀沉降指标,120年的设计使用寿命……每一个数字都是一道很难逾越的门坎。

沉管段隧道全长5664米,共计33个管节,隧道两端分别坐落在东、西两个人工岛上,中间的沉管段穿越淤泥质土、粘土、粉质粘土及砂层等不同特性的多种地层。由于隧道两端的人工岛地基相对稳定,为了实现隧道基础纵向刚度的协调过渡,有效控制整条隧道的不均匀沉降,建设团队必须详细弄清地质与荷载的分布,与时间赛跑,尽快拿出适宜于外海超长沉管的基础方案。

经过无数次工法比选、理论计算和试验验证,几种在地基处理的教科书工程中耳熟能详的地基处理方式被成功移植到这里。工程师们在40多米深的水下为沉管基床底部铺上2到3米的块石并夯平,创造一种新的复合地基,使沉管的沉降值大大缩小,平均沉降值控制在10公分以内,而国外的同等数据是20公分左右。


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