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港珠澳大橋隧道(dào)如(rú)何能做到120年滴水不漏?

港珠澳大(dà)橋隧道(dào)如何能做到120年(nián)滴水不漏?

2020-09-28 00:00:00    來源:建築(zhù)工(gōng)程(chéng)魯班聯盟    點擊:6887


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水下40米的海底(dǐ)隧(suì)道

是如何做到“滴水不漏”的(de)?


➣ 創新複合地基

港珠澳大橋(qiáo)的地質環境是厚軟土地基,所以沉管基(jī)礎剛度協調及不均勻沉降(jiàng)控製(zhì)非常困難,這個問題解決不好,隧(suì)道就有可能會漏水。


為(wéi)了使沉降標準達標,工程師(shī)在如何使軟土層變硬上做文章,經過無數次工法比選、理論計算和試驗(yàn)驗(yàn)證,在40多(duō)米(mǐ)深的水下為沉管(guǎn)基床底(dǐ)部鋪上2到3米的塊石(shí)並夯平,創造一種新的複合地基,使沉(chén)管的(de)沉降值大大(dà)縮小(xiǎo),平均沉降值控製在10公(gōng)分以內,而國外的同等數據是20公分左右。

➣ 半剛性結構(gòu)

自1928年人類工程史上修建第一條(tiáo)鋼筋混凝土沉管隧(suì)道以來,沉管製作的“工具箱”裏隻有剛性和柔性兩種方法。無論是選擇哪種結構,最終目的是為(wéi)應(yīng)對地基發生不(bú)均勻沉降時,最大程(chéng)度減少對海底隧道的影響。但是(shì),港珠澳大橋島隧工程是世界上第一個也是唯一(yī)的深埋沉管(guǎn)隧道,工程師們通過大(dà)量計算分析發現,在20多米的(de)覆蓋層、超過(guò)傳統概念(niàn)沉(chén)管5倍(bèi)的荷載情況下,采用傳(chuán)統的剛性或(huò)柔性結構體係,沉管結構安全是得不到保障(zhàng)的。


工程創新性地提出半剛性結(jié)構設想,是保留甚至強化串起小管(guǎn)節之間的鋼絞線,加強小管節之間的連接,使180米長、由(yóu)8個(gè)小節段連接而成的標準管節的變形受到更大的約(yuē)束,增強深埋沉管的防(fáng)錯位能力。

➣ 最佳配合比(bǐ)混凝土

從表麵上看,混凝土(tǔ)配合比計算隻是水泥、砂子、石子、水(shuǐ)這四種組成材料的用量。實質上是根據組成材料的情況,確定滿足“強度、耐久性(xìng)、施工性、抗裂性”四項基本要求的三大參數(shù):水灰比、單位用水量(liàng)和砂率。


為了尋找這個混凝土配方(fāng),工程師們通過不懈地摸索,在耗時近一(yī)年、用壞了4個混凝土攪拌機進行了海量的試驗後,基礎配方終於出爐。


又經過上百次的試驗調整,開展6次現(xiàn)場小尺寸模型(xíng)試驗,2次足尺(chǐ)模型試驗,18個人工島沉箱混凝土驗(yàn)證,最終配製出滿足沉管施工工藝性能要求,並具有低(dī)水化熱、低收縮的沉(chén)管施工混凝土配合比(bǐ),提高了混(hún)凝土的抗裂性能,從而使沉管(guǎn)混凝土不出現裂縫具有可能性。

➣ 橡膠止水帶

沉管在預(yù)製過程中由(yóu)工廠化標準生產,分段(duàn)澆築。同(tóng)時(shí),在每個管節之(zhī)間,都有止水帶,止水帶之間進行注漿,以防止(zhǐ)江水滲漏。


沉管對接後沉管連接處有25厘米距(jù)離,這是兩節管段(duàn)橡膠止水帶的‘夾縫’。整個過江段隧道僅有13條環向接縫,縱向無接縫,環向接(jiē)縫均采用進口GINA止水帶進行水(shuǐ)下壓接止(zhǐ)水,水密性好,同時接頭內側采用可拆卸式OMEGA止水帶作為二次防水保障措施。


兩節沉管拉合到一定程度後,膠圈(quān)形成了一個密封的狀態,這時候將兩個管節封閉門(mén)之間的水和空氣抽掉,形成了一個真空(kōng)的空腔,江水巨大的壓力將會推動待接沉管(guǎn)往前壓,使橡膠止水帶(dài)充分(fèn)壓縮,從而完成了兩個沉管的對接。

➣ 156道工序管理

從一根鋼筋、一(yī)方混凝土到一個180米長的巨型(xíng)沉管,需要(yào)經過鋼筋加工、鋼筋籠綁紮、混凝土澆築、管節一次舾裝、深淺(qiǎn)塢蓄排水及管節起浮橫移等156道工序。每一(yī)道工序都關係著120年的使用壽命,每一個過程(chéng)都充滿風險,每一個環節都關(guān)乎產品質量。


為(wéi)了讓每個崗位上的人員(yuán)都有操作標準,項目(mù)總部和工(gōng)區共同製(zhì)定出《港珠澳大橋島隧工程(chéng)沉管預製質量(liàng)控製點管(guǎn)理》體(tǐ)係文件,文件包括6個大項、23個子項(xiàng)、116個(gè)小項。對所有(yǒu)工(gōng)序全麵實(shí)行星級管理,對每一個小項的(de)質量標準、質量(liàng)控製層級、檢查方式、檢查頻率、質量控製要點,質量缺陷處罰製度都有著(zhe)明確的標準。

來源(yuán):建築(zhù)工程魯班聯盟


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