港(gǎng)珠澳大橋隧道(dào)如何能做到120年滴水不漏?
港珠澳大橋隧(suì)道如何能做到(dào)120年滴水不漏?
2020-09-28 00:00:00 來源:建築工程魯班聯盟 點擊:6878
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水下40米的海底隧道(dào)
是如何做到“滴水(shuǐ)不漏”的?
➣ 創新複合地(dì)基
港(gǎng)珠澳大橋的地質環境是(shì)厚軟土地基,所以沉管基礎剛度協調及不均勻沉降控製非常(cháng)困難,這個(gè)問(wèn)題解決不好,隧道就有可能會漏水。
為了使沉降標準達(dá)標,工程師在如何使(shǐ)軟土層(céng)變硬上做文章,經過無數次工法比選、理論計算和試(shì)驗驗證,在40多米深(shēn)的水下為沉管基床(chuáng)底部鋪上2到3米的塊石並夯平,創造一種新的複合地基,使沉管(guǎn)的沉降(jiàng)值大大縮小,平均沉降值控製(zhì)在10公分以內,而國外的同等數據是20公分左右。
➣ 半剛(gāng)性結構
自1928年人類(lèi)工程史上(shàng)修建第一(yī)條鋼筋(jīn)混凝土沉管隧道以來,沉管製作的“工具箱”裏隻有剛性和柔性(xìng)兩種方法。無論是選擇哪種結構,最終目的是為應對地基發生不均勻沉降時,最大程度減少對海底隧道的影響。但是,港珠澳大橋島(dǎo)隧工程是世界上第一(yī)個也是唯一的深埋沉管隧道,工程師們通過大量(liàng)計算(suàn)分析發現,在20多米的覆蓋層、超過傳統概念(niàn)沉管5倍的荷載情況下,采用傳統的剛性或柔性結構體係,沉管結構安全是得不到保障的。
工程創(chuàng)新(xīn)性地提(tí)出半剛性結構設想,是保留甚至強化串起小管節之(zhī)間(jiān)的鋼絞線,加強(qiáng)小管節(jiē)之間(jiān)的連(lián)接,使180米長、由8個小(xiǎo)節(jiē)段連(lián)接而成的標準(zhǔn)管節的變形受到更(gèng)大的約束,增強深埋沉管的防錯位能力。
➣ 最佳配合比混(hún)凝土
從表麵上看,混凝土(tǔ)配合比計算隻是水(shuǐ)泥、砂子(zǐ)、石子、水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(jiǔ)性、施工性、抗裂性”四項基本要求的(de)三大參數:水灰比(bǐ)、單位用水量和(hé)砂率。
為了尋找這個混凝土配方,工程師們通過不懈地摸索,在耗時近一年(nián)、用(yòng)壞了4個混凝土攪拌機(jī)進行了海量的試驗後,基(jī)礎配方終於出爐。
又經過上百次的試驗調整,開展6次現場小尺寸模型試驗,2次足尺模型試驗,18個人工島沉箱混凝土驗證,最終配製出滿足沉(chén)管施工工藝性能要求,並(bìng)具有低水化熱、低收(shōu)縮的沉管施工混凝土配合比,提高了(le)混凝土的抗裂性能,從而使沉(chén)管(guǎn)混(hún)凝土不出現裂縫具有可能性。
➣ 橡膠止水帶
沉管在預製過程中由工廠化標(biāo)準生產,分段澆築(zhù)。同時,在每個管節(jiē)之間(jiān),都有止水帶(dài),止水帶(dài)之間進行注漿,以防止江水滲漏(lòu)。
沉管對接後沉管連接(jiē)處有25厘米距離,這是兩節管(guǎn)段橡膠止水帶的‘夾縫’。整個過江段隧道僅有13條環向接(jiē)縫,縱向無接縫,環向接縫均采(cǎi)用(yòng)進口GINA止水帶進行水下壓接止水,水密性好,同時接頭內側采用可拆卸式OMEGA止水帶作(zuò)為二次防水保障措(cuò)施。
兩節沉管拉合到一定(dìng)程度後(hòu),膠圈形成了一個密封的狀態(tài),這時候將兩個管節封閉門之間的(de)水和空氣抽掉(diào),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往前壓,使橡(xiàng)膠止水帶(dài)充分(fèn)壓縮,從而完成了兩(liǎng)個沉管的對接。
➣ 156道工序管(guǎn)理
從一根鋼筋、一(yī)方混凝土到一個(gè)180米長的巨型沉管,需(xū)要經過鋼筋加工、鋼筋籠綁紮、混凝土澆築、管節一次舾裝、深(shēn)淺塢蓄排(pái)水及管節起浮橫(héng)移等156道工序。每一道(dào)工序都關係著120年的使用壽命,每一個過程都充滿風險,每一個環節都關乎產品質(zhì)量。
為了讓每(měi)個崗位上的人員都有操作標準,項目總部和工區共同製定出《港珠(zhū)澳大橋島隧工程沉管預(yù)製(zhì)質(zhì)量控製點管理》體係文件,文件包括6個大(dà)項、23個(gè)子項(xiàng)、116個小項。對所有工序全麵實行星級管理,對(duì)每一個小項的質量標準、質量控製層級、檢查方式、檢查頻率、質量控製要點,質量缺陷(xiàn)處罰製度都有著明確的標準。
來源:建築工程魯班聯盟
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