港珠澳大桥沉管隧道建造原理-【新闻】
港珠澳大桥沉管隧道建造原理
港珠澳大桥全长近50公里,其中海中桥隧部分约35.6公里,隧道部分长约6.7公里,因地质复杂及为降低大桥阻水率等因素,隧道部分没有采用盾构法建造隧道,而采用沉管法建造隧道。
沉管法建造隧道首先需预制沉管管节。沉管管节分为标准管节和非标准管节,采用工厂化在车间内预制生产。标准管节长180米,重约75000吨。管节预制时将每节180米长的沉管管节又分成8个小管节,每个小管节长22.5米,预制好的一整节沉管重约75000吨。每个小管节的接口处都采用凹凸槽的设计,一个小管节凸出的地方,将与另外一个小管节凹下的地方咬合,保证小管节拉合后不脱落。在每个小管节之间,都采用止水带,以防止海水渗漏。
通过事先在沉管管节下面安装好的256个液压千斤顶,实现将预制好的管节顶推出车间。这256个液压千斤顶中,192个500吨(实际承重量可达900吨)的千斤顶负责将沉管托起,另外64个千斤顶,负责将沉管往前推,将沉管顶推至浅坞区。
沉管在浅坞区将安装压载水系统。沉管内部被分割成6个水箱,6个水箱之间留有空隙,并以水管相连接。通过靠往水箱里注水和排水来控制沉管在沉放时的浮和沉,并在沉管的中间,将隧道通风、照明设施以及管线等在此预先安装好。待一切设备安装好后,往浅坞区里注水,控制在沉管浮出水面15厘米左右,并在沉管顶部留有出入口,工作人员可通过这个出入口进入沉管内部检查。
在浅坞区还有一个重要任务是测试沉管管节的混凝土浇筑质量、各个部位的密封性能以及各个小管节之间的止水带的抗压性能等。
沉管在浅坞区经检测合格后,关闭深坞区与大海之间的闸门。深坞区蓄水后,沉管由浅坞区浮运至深坞区存放,并等待出海。
在沉管预制的同时,海上施工也在同步进行中。沉管隧道铺设在海底软土上。为保证地基平整和结实,需要在40多米深的海底开挖一条误差不能超过2厘米的基槽。为使沉管安装之后减少沉降,要在基槽打五六万根直径1.2米的挤密砂桩,砂桩桩底直抵20多米深处的硬土层。
此外,还要在已开挖好的基槽中做碎石基床基础,即要在海底铺设一条42米宽、30厘米厚平坦的碎石层。要求每个石子的直径大约2-6厘米,而这条碎石层的平整度误差要控制在4厘米以内。为保证碎石层的施工质量,建设者们研制了一条类似“海上固定式的钻井平台”的整平抛石船,该船可将碎石通过导管直达基槽。
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