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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：建筑工程魯班聯(lián)盟點擊：7010

我們先來看看港珠澳大橋工程

水下40米的海底隧道

是如何做到“滴水不漏”的？

? 創(chuàng)新復(fù)合地基

港珠澳大橋的地質(zhì)環(huán)境是厚軟土地基，所以沉管基礎(chǔ)剛度協(xié)調(diào)及不均勻沉降控制非常困難，這個問題解決不好，隧道就有可能會漏水。

為了使沉降標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)，工程師在如何使軟土層變硬上做文章，經(jīng)過無數(shù)次工法比選、理論計算和試驗驗證，在40多米深的水下為沉管基床底部鋪上2到3米的塊石并夯平，創(chuàng)造一種新的復(fù)合地基，使沉管的沉降值大大縮小，平均沉降值控制在10公分以內(nèi)，而國外的同等數(shù)據(jù)是20公分左右。

? 半剛性結(jié)構(gòu)

自1928年人類工程史上修建第一條鋼筋混凝土沉管隧道以來，沉管制作的“工具箱”里只有剛性和柔性兩種方法。無論是選擇哪種結(jié)構(gòu)，最終目的是為應(yīng)對地基發(fā)生不均勻沉降時，最大程度減少對海底隧道的影響。但是，港珠澳大橋島隧工程是世界上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(fā)現(xiàn)，在20多米的覆蓋層、超過傳統(tǒng)概念沉管5倍的荷載情況下，采用傳統(tǒng)的剛性或柔性結(jié)構(gòu)體系，沉管結(jié)構(gòu)安全是得不到保障的。

工程創(chuàng)新性地提出半剛性結(jié)構(gòu)設(shè)想，是保留甚至強化串起小管節(jié)之間的鋼絞線，加強小管節(jié)之間的連接，使180米長、由8個小節(jié)段連接而成的標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)的變形受到更大的約束，增強深埋沉管的防錯位能力。

? 最佳配合比混凝土

從表面上看，混凝土配合比計算只是水泥、砂子、石子、水這四種組成材料的用量。實質(zhì)上是根據(jù)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(shù)：水灰比、單位用水量和砂率。

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、用壞了4個混凝土攪拌機進(jìn)行了海量的試驗后，基礎(chǔ)配方終于出爐。

又經(jīng)過上百次的試驗調(diào)整，開展6次現(xiàn)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，最終配制出滿足沉管施工工藝性能要求，并具有低水化熱、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(xiàn)裂縫具有可能性。

? 橡膠止水帶

沉管在預(yù)制過程中由工廠化標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，分段澆筑。同時，在每個管節(jié)之間，都有止水帶，止水帶之間進(jìn)行注漿，以防止江水滲漏。

沉管對接后沉管連接處有25厘米距離，這是兩節(jié)管段橡膠止水帶的‘夾縫’。整個過江段隧道僅有13條環(huán)向接縫，縱向無接縫，環(huán)向接縫均采用進(jìn)口GINA止水帶進(jìn)行水下壓接止水，水密性好，同時接頭內(nèi)側(cè)采用可拆卸式OMEGA止水帶作為二次防水保障措施。

兩節(jié)沉管拉合到一定程度后，膠圈形成了一個密封的狀態(tài)，這時候?qū)蓚€管節(jié)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壓，使橡膠止水帶充分壓縮，從而完成了兩個沉管的對接。

? 156道工序管理

從一根鋼筋、一方混凝土到一個180米長的巨型沉管，需要經(jīng)過鋼筋加工、鋼筋籠綁扎、混凝土澆筑、管節(jié)一次舾裝、深淺塢蓄排水及管節(jié)起浮橫移等156道工序。每一道工序都關(guān)系著120年的使用壽命，每一個過程都充滿風(fēng)險，每一個環(huán)節(jié)都關(guān)乎產(chǎn)品質(zhì)量。

為了讓每個崗位上的人員都有操作標(biāo)準(zhǔn)，項目總部和工區(qū)共同制定出《港珠澳大橋島隧工程沉管預(yù)制質(zhì)量控制點管理》體系文件，文件包括6個大項、23個子項、116個小項。對所有工序全面實行星級管理，對每一個小項的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量控制層級、檢查方式、檢查頻率、質(zhì)量控制要點，質(zhì)量缺陷處罰制度都有著明確的標(biāo)準(zhǔn)。

來源：建筑工程魯班聯(lián)盟