港珠澳大橋隧(suì)道如何(hé)能做到120年滴水(shuǐ)不漏?
港珠澳大橋隧道如何能做到120年滴水不漏?
2020-09-28 00:00:00 來源:建築工程魯班聯(lián)盟 點擊(jī):6883
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水下(xià)40米的海底(dǐ)隧道
是(shì)如何做(zuò)到“滴水不漏”的?
➣ 創新(xīn)複合地基
港珠澳大橋的地質環境是厚軟土地基,所以沉管(guǎn)基礎剛度協調及不均勻沉降控(kòng)製(zhì)非常(cháng)困(kùn)難,這個問題解決不好,隧道就有(yǒu)可能會漏水。
為了使沉降標準達標,工程師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(shì)驗驗證,在40多米深的水下(xià)為沉管基(jī)床(chuáng)底部鋪上2到3米的塊石並夯(bèn)平,創造一種新(xīn)的複合地基,使沉管的沉(chén)降值大大縮小,平均沉降值控製在10公分以內,而國外的(de)同等數據是20公分左右。
➣ 半剛性結構
自1928年人類工程史(shǐ)上修建第一條鋼筋混凝土沉管隧道以來,沉管製作的“工具箱”裏隻有剛性和(hé)柔性兩種方法。無論是選擇哪種結構,最終目的是為應對(duì)地(dì)基發生不均勻沉降時,最(zuì)大程度減(jiǎn)少對海底隧道的影響。但是,港珠澳大橋島隧工程是世界上第一個也是(shì)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多米的覆蓋層、超過傳統概念沉管(guǎn)5倍的(de)荷(hé)載情況下,采用傳統的剛性或柔性結構體係,沉管(guǎn)結構安全(quán)是得不到保障的。
工程創新性地提出半剛(gāng)性結構設想,是保留甚至強化串(chuàn)起小管節之間的鋼絞線,加強小(xiǎo)管(guǎn)節之間的(de)連接,使180米長、由8個小節段連接(jiē)而成的標準管節的變形受到更大的約(yuē)束,增強(qiáng)深(shēn)埋沉管的防錯位能力。
➣ 最佳配合比混凝土
從表麵上看,混凝土配合比計算隻是水泥、砂子(zǐ)、石子、水(shuǐ)這四(sì)種組成材料的(de)用量。實質上是根據組成材料的情況,確定滿足“強度、耐久性、施工性、抗裂性”四項基本要求的三大參數:水灰比、單位用水量和砂率。
為了尋找這個混凝土配方,工(gōng)程師們通過不懈地摸索,在耗時近一年、用壞了4個混凝土攪拌機進行了海量的試(shì)驗後,基礎配(pèi)方終於出爐。
又經過上(shàng)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(níng)土(tǔ)驗證,最終配製出滿足沉管施工工藝性能要求,並具(jù)有低(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能,從而使沉管混凝土不出現裂縫具有可能性。
➣ 橡膠止水帶
沉管在預製過程(chéng)中由工(gōng)廠化標準生產,分段澆築。同時,在每個管節之間,都有止(zhǐ)水帶,止水帶之間進行注漿,以防止江水滲漏。
沉管對接後(hòu)沉管連接處有25厘米距離,這是兩節管段橡膠止水帶的‘夾縫’。整個過江段(duàn)隧道(dào)僅有13條(tiáo)環向接縫(féng),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(jiē)止水,水密(mì)性好,同時接頭內側采(cǎi)用可拆卸式OMEGA止(zhǐ)水帶作為二次防水保障(zhàng)措施。
兩節沉管拉合到一定程度後,膠圈形成了一個密封的(de)狀態,這時候將兩個管節封閉門之間的水和空氣抽掉,形成了一個真空的空腔,江水巨大的壓力將會推動待接沉管往前(qián)壓,使(shǐ)橡膠止(zhǐ)水帶(dài)充分壓縮,從而完成了兩(liǎng)個沉管的對接。
➣ 156道工序管理
從一根鋼筋、一方混凝土(tǔ)到一個180米長的巨型沉管,需要經(jīng)過鋼筋加工、鋼筋籠綁紮、混凝土澆築、管節一次舾裝、深淺塢(wù)蓄排水及管節起浮橫移等156道工序。每一道工序都關係著120年的使(shǐ)用壽命,每一(yī)個過程都充滿風險,每一個(gè)環節都(dōu)關乎產品質量。
為了讓每個崗位上的人員都有操作標準,項目總部和工區共同製定(dìng)出《港珠澳大橋島隧工程沉管預製質量(liàng)控製點管(guǎn)理》體係文(wén)件,文件包括6個大項、23個子(zǐ)項、116個小項(xiàng)。對(duì)所有工序全麵實行星級管理,對每一個(gè)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,質量缺陷處罰製度都有著明確的標準。
來源:建築工程魯班聯盟