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港珠澳大橋隧道如何能(néng)做到120年滴水不漏?

港珠澳大橋隧道如何能(néng)做到120年滴(dī)水不漏?

2020-09-28 00:00:00    來源:建築工程魯班聯盟    點擊:6881


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水下40米的(de)海底隧道

是如(rú)何做到“滴水不漏”的?


➣ 創新複合(hé)地基

港珠澳大橋的(de)地質環境是厚軟土地基,所以沉管基礎剛度協調(diào)及不均勻沉降控製非常困難(nán),這個問題(tí)解決不好,隧道就有可能會(huì)漏水。


為了使沉降標準達標,工(gōng)程師在如何使軟土層變硬(yìng)上做文章,經過無數次工法比選、理論(lùn)計算和(hé)試驗驗證,在40多米深的水下為沉管基床底部鋪(pù)上(shàng)2到3米的塊石並夯平,創造一種新的複合地基,使沉管的(de)沉降值大大縮小,平均沉降值控(kòng)製在(zài)10公分以內,而國外的同等數據是20公分左右。

➣ 半(bàn)剛性結構

自1928年人類工程史上修建第一條(tiáo)鋼筋(jīn)混凝土沉管(guǎn)隧道以來(lái),沉管製作(zuò)的“工具箱”裏隻(zhī)有剛性和柔性兩種方法。無論是選擇哪種結構,最終目的是為應對地基發生不均勻沉降時,最大程度(dù)減(jiǎn)少對海底隧道的影響。但是,港珠澳(ào)大(dà)橋島隧工程是世(shì)界(jiè)上(shàng)第一個也是唯一的深埋沉管隧道,工程師們通過大量計算分析發現,在20多(duō)米的覆蓋(gài)層、超過傳統概(gài)念沉管5倍的荷(hé)載情況(kuàng)下,采用(yòng)傳統的剛性或柔性結構(gòu)體係(xì),沉管結構安全是得不到保障的。


工程創新性地提出半剛性結構設想,是保留甚至強化串起小管節(jiē)之間的鋼絞線,加強小(xiǎo)管節之間的連接,使180米長、由8個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(mái)沉管的防錯位能力。

➣ 最佳配合比混凝土

從表麵上看,混凝土配合(hé)比計算隻是水泥、砂子(zǐ)、石子、水這四種組成材料的用量。實質上是根據組(zǔ)成材料的情況,確定滿足“強度、耐久性、施工性、抗(kàng)裂性”四項基本要求(qiú)的(de)三大參數:水灰比、單位用水量和砂率。


為了尋找這個混凝(níng)土配方,工程師們通過不懈地摸索,在耗時近一年(nián)、用壞了4個(gè)混凝土攪拌機進(jìn)行了海量的試驗後,基礎(chǔ)配方終於出爐(lú)。


又(yòu)經過上百次的(de)試驗調整,開展6次現場小尺寸模型試驗,2次足尺模型(xíng)試驗,18個人(rén)工島沉箱混凝土驗證,最終配製出滿足沉管(guǎn)施工工藝性能要求,並具有(yǒu)低(dī)水化熱、低收縮的沉管施工混凝土配合比,提高了混凝土的抗裂性(xìng)能,從而使沉管混(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準生產,分段澆築。同時,在每個管節之間,都有止水帶,止水帶之間進行注漿,以防止江(jiāng)水滲漏。


沉管對接後沉管連接處有25厘米距離,這是兩節管(guǎn)段橡膠止水帶的‘夾縫’。整個過江(jiāng)段隧道僅有13條環向接縫,縱向無接縫,環向接縫均采用進口GINA止(zhǐ)水(shuǐ)帶(dài)進行(háng)水(shuǐ)下壓接(jiē)止水,水密性好,同時(shí)接頭內側采用可拆卸(xiè)式OMEGA止水帶作(zuò)為二(èr)次防水保障措施。


兩節沉管拉合到(dào)一(yī)定程度後,膠圈形成了(le)一個密封的狀態,這時候將兩個管節封閉門之間的水和空氣抽(chōu)掉,形(xíng)成了一個(gè)真空的(de)空腔,江(jiāng)水巨大(dà)的壓力將(jiāng)會推動待接沉管往前壓,使橡膠止水帶充(chōng)分壓縮,從而完成了兩個沉管的對接。

➣ 156道工序管理

從一根鋼筋、一方混凝土到一(yī)個180米(mǐ)長的巨型沉(chén)管,需要經過鋼(gāng)筋加工、鋼筋籠綁紮、混凝(níng)土澆築、管節一次舾裝、深淺塢(wù)蓄(xù)排(pái)水及管節起浮橫(héng)移(yí)等156道工序。每一道工序都關係著120年的使用壽命,每一(yī)個過程都充滿風險,每一個環節都(dōu)關乎產品(pǐn)質量。


為了讓每個(gè)崗位(wèi)上的人員都有操作標(biāo)準(zhǔn),項目總部和工區共同製定出《港珠澳大橋島隧工程(chéng)沉管(guǎn)預製質(zhì)量控製點管理》體(tǐ)係文件,文件包括6個大項、23個子項、116個(gè)小項。對所有工序全麵實行星級管理,對每一個小項的質量標準、質量控(kòng)製層級、檢查方式(shì)、檢查頻率、質量控製要點,質量缺陷處罰製度都有著明確的標準。

來源:建(jiàn)築工(gōng)程魯班聯盟


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