
中鐵十八局副總工程師 港珠澳大橋拱北隧道項(xiàng)目指揮長(zhǎng) 潘建立:就是一層淤泥,一層淤泥,一層沙土,我們叫“漢堡包地層”。支穩(wěn)能力基本上是沒有。
為了達(dá)到施工基礎(chǔ)條件,工程人員利用36根直徑1.62米,長(zhǎng)255米,具有冷凍功能的特殊鋼管先行搭建出隧道結(jié)構(gòu),將富水地質(zhì)土層人工變?yōu)榫邆涫┕l件的凍土層。
中鐵十八局副總工程師 港珠澳大橋拱北隧道項(xiàng)目指揮長(zhǎng) 潘建立:水平凍結(jié),整個(gè)暗挖隧道這個(gè)區(qū)域凍成了一個(gè)大冰桶,在大冰桶和大管幕的這種綜合的圍幕作用下,我們采用這種多層,多部開挖,才把這個(gè)隧道順利的開挖完成。
區(qū)別于傳統(tǒng)凍結(jié)工法,拱北隧道暗挖段將凍結(jié)管路布置在管幕頂管內(nèi),冷源通過(guò)頂管傳遞給土體,最終將頂管間土體形成凍土,利用管幕和凍土將隧道完全封閉,從而在開挖期間阻止隧道外側(cè)水土進(jìn)入隧道。
中鐵十八局副總工程師 港珠澳大橋拱北隧道項(xiàng)目指揮長(zhǎng) 潘建立:水的問題是我們暗挖隧道致命的問題,應(yīng)該說(shuō)隧道整個(gè)都是在地下水位以下,所以說(shuō)它水是無(wú)限補(bǔ)給的,所以必須想辦法把水堵在咱們隧道開挖輪廓線以外。
暗挖段隧道雖然長(zhǎng)度僅為255米,但19米寬,21米高,開挖輪廓面積達(dá)336.8平方米的體量,讓其成為當(dāng)今世界上首座采用管幕凍結(jié)法施工的世界最大斷面公路隧道。
記者獨(dú)家探訪隧道凍結(jié)管幕
管幕凍結(jié)工程是拱北隧道暗挖段的基礎(chǔ),通俗地說(shuō)就是利用特殊鋼管先行搭建出隧道的結(jié)構(gòu),然后經(jīng)過(guò)冷凍降溫將隧道周圍的土體凍結(jié)后再進(jìn)行施工。那這些管幕到底是什么樣的呢? 央視記者在隧道打通前進(jìn)入到了施工現(xiàn)場(chǎng),一起去看一下。
如果把管幕工程比作搭建人身體的骨骼,那么凍結(jié)工程就是利用冷卻鹽水管道,通過(guò)循環(huán)低溫鹽水在骨骼上塑造血肉,最終形成完整的“人體”。
拱北隧道暗挖段在拱北口岸地下完成了一個(gè)高23米,寬20米,厚2.6米,縱向長(zhǎng)度255米的一個(gè)大“冰桶”。

央視記者 張雷:對(duì)于拱北隧道暗挖斷而言,核心中的核心就是通過(guò)管幕制造了人工凍土。我們看我身后就是其中的一個(gè)管幕,這里面源源不斷地輸送著冷源,為我們整個(gè)拱北隧道暗挖斷提供者結(jié)構(gòu)的支撐。
單根管幕直徑1.62米,平均長(zhǎng)度225米,36根頂管將隧道主體結(jié)構(gòu)固定,進(jìn)入管幕內(nèi),狹小的空間只準(zhǔn)許一個(gè)人爬行前進(jìn)。
央視記者 張雷:剛剛我是鉆過(guò)來(lái),大家可以看到這里的空間非常狹小,也就是一個(gè)人的空間。大家從環(huán)境可以看到這里面全都是冰,這里面的溫度是保持在零下十五度左右,這也是為了更好地將拱北隧道暗挖段變成一個(gè)常年的冷柜。
記者發(fā)現(xiàn),在管幕的每根頂管里面都布置了這樣的冷卻管,冷卻管循環(huán)輸送零下24度的低溫鹽水,把土體的熱量帶走,這樣就在隧道外側(cè)一周形成堅(jiān)硬的凍土。無(wú)論外部是多高溫,頂管內(nèi)部必須保持“冰天雪地”,平均為零下十七八攝氏度,最低接近零下20攝氏度。
港珠澳大橋拱北隧道項(xiàng)目工程師 李剛:如果溫度過(guò)高的話,那就是凍土厚度不夠,咱們這個(gè)水壓力如果過(guò)大的話,它就會(huì)擊穿這個(gè)凍土厚度,這樣就會(huì)引起這個(gè)地表失水,引起這個(gè)口岸內(nèi)的沉降。
因此,這些管幕就形成一個(gè)凍結(jié)圈,把高含水量的土層緊緊地固定在一起。
有驚無(wú)險(xiǎn) 拱北口岸下的繡花工程
港珠澳大橋拱北隧道2012年施工建設(shè),整個(gè)工程并非一帆風(fēng)順,在施工過(guò)程中曾發(fā)生過(guò)透水的險(xiǎn)情。工程人員說(shuō),港珠澳大橋拱北隧道由于地處人流密集的通關(guān)口岸,整個(gè)隧道的挖掘就像繡花一樣。
