港珠澳大橋隧道如何能做到120年滴水(shuǐ)不漏?
港珠澳大橋隧道如(rú)何(hé)能做到120年滴水不漏?
2020-09-28 00:00:00 來源:建築工程魯(lǔ)班聯盟 點擊:6872
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水下40米的海底隧道
是如何做到“滴水(shuǐ)不漏”的?
➣ 創新(xīn)複合地基(jī)
港珠澳大橋(qiáo)的地質(zhì)環境是厚軟土地基,所(suǒ)以沉管基礎剛(gāng)度協調及不均勻沉(chén)降控製非常困難,這個問題(tí)解決不好,隧道(dào)就有(yǒu)可能(néng)會漏水(shuǐ)。
為了使沉降標準達標,工程師在如(rú)何使軟土層變硬上做文章,經過無數(shù)次工(gōng)法比選、理論計(jì)算和試驗驗證(zhèng),在40多米深(shēn)的水下為沉管基床底部鋪上2到3米(mǐ)的塊石並夯平,創造一種新的複(fù)合地基,使沉管的沉降值大大縮小,平均沉降值控製在10公分以內,而國(guó)外的同等數據是20公(gōng)分左(zuǒ)右。
➣ 半剛性結構(gòu)
自1928年人類工程(chéng)史上修建(jiàn)第一條鋼筋混凝土沉管隧(suì)道以(yǐ)來,沉(chén)管製作的“工具箱”裏隻有剛性和柔性兩(liǎng)種方法。無論(lùn)是選擇哪種結構,最終目的是為應對(duì)地基發生不均勻(yún)沉降時,最大(dà)程度減少對海底隧道的影響。但是,港珠澳大橋島隧(suì)工程是世(shì)界上第一個也是唯(wéi)一的深埋沉管(guǎn)隧(suì)道,工程師們通過大量計算分(fèn)析發現,在20多米的覆蓋層、超過傳統概念沉管5倍的荷載情況下,采用傳(chuán)統的(de)剛性或柔(róu)性(xìng)結構體係,沉管結構安全是得不到保障的。
工程創(chuàng)新性(xìng)地提出半剛性結構設想,是保留甚至強化串起小管節之間的鋼絞線,加強小管節之間的連接,使(shǐ)180米長、由8個小節段連接而成的標準管節的變(biàn)形受到(dào)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(biǎo)麵(miàn)上看,混(hún)凝土配合比計算隻是水泥、砂子、石子、水這四種組(zǔ)成材料的用量。實質上(shàng)是根據組(zǔ)成材料的情況(kuàng),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(xún)找這個混凝土配方,工程師們通過不懈地摸索,在耗(hào)時近一年、用壞了4個混凝土(tǔ)攪拌機進行了海(hǎi)量的試驗後,基礎配(pèi)方終於出爐。
又經過上百次的試(shì)驗調整,開展6次現場小尺寸模型(xíng)試驗,2次足尺模型試驗,18個人工島沉箱混凝土驗證,最終配製出滿足沉管施工工藝性能要求,並(bìng)具有低水化熱、低收縮的沉管施工混凝土配合比,提高了(le)混凝土的抗裂性能,從而使沉管混凝土不出現裂縫具有可能性。
➣ 橡膠(jiāo)止水帶
沉管在預(yù)製過程中由工廠化(huà)標準(zhǔn)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,以防止江水滲漏。
沉管對接後沉(chén)管連接處有25厘米距離,這是(shì)兩節管段橡膠止水帶的‘夾縫’。整個過江段隧道僅有13條環向接縫,縱向無接縫,環向接(jiē)縫均采(cǎi)用進(jìn)口GINA止水帶進行水下(xià)壓接止水,水密性好,同時接頭內側采用(yòng)可拆卸式OMEGA止水帶作為二次防水保障措施。
兩節(jiē)沉管拉合(hé)到一定程度後,膠圈形成了一個密封的狀態,這時候(hòu)將兩個管節(jiē)封(fēng)閉門(mén)之間的水和空氣抽掉,形成了一個真空的(de)空腔,江水巨大的壓力(lì)將會推動待接沉管往前壓,使橡膠止水(shuǐ)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(yī)方混凝土到一個180米長的巨型沉管,需要經過鋼筋加工、鋼筋籠綁紮、混凝土澆築、管節一次舾裝、深淺塢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年的使用壽命,每一(yī)個(gè)過程都充滿風險,每一個環節都關乎產品(pǐn)質量。
為了讓每個崗位上的人員都有(yǒu)操(cāo)作標準,項目總部(bù)和(hé)工區共同製定出《港珠澳大橋島隧工程沉管預製質量控製點管理》體係文件,文件(jiàn)包括6個大項、23個子項、116個(gè)小項。對所(suǒ)有(yǒu)工序全麵實行(háng)星(xīng)級管理,對每一個小項(xiàng)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(quē)陷處罰製度都有(yǒu)著明確的標準。
來源:建築工程魯班(bān)聯盟
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