港珠澳大桥贯通 曾遇超级计算机算不清的难题

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经过5年艰难攻坚,昨天(4月10日)港珠澳大桥拱北隧道全隧贯通,这意味着,中国的桥梁建设者再度攻克了一个世界性难题。根据施工进度,大桥将在今年年底具备通车条件。建设过程中,甚至遇到过连超级计算机都无法解决的难题,但都被中国建设团队一一拿下,创造多个世界记录。


港珠澳大桥

据央视新闻4月10日报道,当天上午,港珠澳大桥珠海连接线最后一项控制性工程,拱北隧道全隧贯通,这也标志着港珠澳大桥珠海连接线主体工程实现全线贯通。

港珠澳大桥向西经过珠澳口岸人工岛后,由拱北湾大桥及人工岛衔接,然后钻入地下,穿过拱北口岸,再接前山河特大桥,穿越将军山,沿南琴路两侧西行至洪湾,接入国家高速公路网。

这一段被称为港珠澳大桥的珠海连接线,全长13.4公里,采用双向六车道高速公路标准。


南粤交通董事长职雨风宣布:港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道全线贯通

根据施工进度,隧道贯通后将在今年年底前具备通车条件。根据施工进度,隧道贯通后将在今年年底前具备通车条件。

  在一片沙土淤泥之中挖一个隧道

据悉,拱北隧道全长2741米,由海域人工岛明挖段、口岸暗挖段以及陆域明挖段三种不同结构的隧道连接而成。最终的贯通点位于口岸暗挖段,地处类似泥潭一样的高富水地质结构区,同时,下穿日均人流量超30万人次的我国最大出入境口岸拱北口岸,让其成为当今世界上最复杂的公路隧道工程之一。



在这段世界级难度的隧道建设过程中,最难的是暗挖段,虽然长度仅为255米,两三分钟就可以走完全程,但却创造了多项新的记录。

拱北隧道地质结构属于珠三角地区典型的海陆交互沉积地层,简单地说就是要在一片沙土淤泥之中暗挖一个隧道。为了解决这一难题,工程人员通过冷冻技术来人造冻土层实现基础施工。为了达到施工基础条件,工程人员利用36根直径1.62米,长255米,具有冷冻功能的特殊钢管先行搭建出隧道结构,将富水地质土层人工变为具备施工条件的冻土层。

记者发现,每根冷却管都在循环输送零下24度的低温盐水,把土体的热量带走,这样就在隧道外侧一周形成坚硬的冻土。无论外部温度如何,管内都保持零下17、8摄氏度,最低接近零下20摄氏度。否则,外部温度过高就会击穿这一层冻土,导致表面失水,引发沉降。

从开挖的土方量来说,暗挖段隧道虽然长度仅为255米,但19米宽,21米高,开挖轮廓面积达336.8平方米的体量,接近一个篮球场的大小。这让其成为当今世界上首座采用管幕冻结法施工的世界最大断面公路隧道。

为了解决该问题,工程人员将隧道整体分解成上下五层,共十四个小洞,在交叉向前挖掘推进的同时,用钢筋混凝土依次支撑每一个小洞,最大限度地增加了隧道结构的稳定。


 总工程师:出现渗水沉降,当时感觉天都要塌下来了

自2009年开工建设以来,港珠澳大桥的曾经数次遭遇到世界级难题,但是都一一克服了。

其中拱北隧道段在2013年4月开挖过程中,受海水潮汐的影响,隧道内压力过大,出现了险情。

当时隧道内部出现了渗水,2个小时内拱北口岸内的建筑物就下降了20多公分。中铁十八局集团港珠澳大桥拱北隧道项目总工程师马胜利说:“当时感觉天都要塌下来了。”


  一天一夜的抢险,透水堵住了。在拱北隧道暗挖段的施工初期,像这样的透水一共发生过三四次

但是最后渗水有惊无险的解决了,经过1天1夜的抢险,施工方就把漏水给堵住了,没有影响口拱北岸里边的建筑物的地面沉降和建筑的安全。

  用上了超级计算机,施工比宇宙飞船对接还难

另据《新快报》报道,在2015年建设大桥另外一段海底沉管隧道的时候,广东省发改委主任李春洪认为,港珠澳大桥是一个世纪工程,其海底沉管的沉放,甚至比“嫦娥”和“天宫”对接的难度还要大。

李春洪说,总共33节沉管在放置第15节的时候出现了完全不一样的状况。原因分析了3个月,各种模拟、卫星扫描,还有气象潮汐分析,甚至使用了超级计算机,最后还没有确定究竟是哪些原因综合作用,实在是太难了!

建设中的沉管

但是,最终施工方排除了万难,最终成功建设了长达5600米,而且“滴水不漏”的沉管隧道。

世界首例滴水不漏的隧道,工程量相当于33艘航母

在今年3月8日,《南方日报》报道了港珠澳大桥海底隧道最后一节沉管成功安放,意味着这个“世纪工程”打赢沉管安装的“收官之战”。

该隧道的最大特点是100%水密,这是世界上首例100%水密的隧道,在水下40米的高压之下,中国人创造了世界纪录。相比之下,国际上的类似工程漏水率平均为10%左右。

在建设过程中,团队创造一种新的复合地基,使沉管的沉降值大大缩小,平均沉降值控制在10公分以内,而国外的同等数据是20公分左右。

随后,由于管道是世界上唯一的深埋在海床内部的隧道,其结构有也成了大问题。但是设计团队经过了200多个备受煎熬的日子,终于用“半刚性”结构确保了隧道的牢固程度。

最后,建设团队反复摸索,试验出了合理的混凝土配方,并且经过了156道工序制出了合格的33节海底隧道沉管。6年时间,中国交建建设团队建设了“33艘航母”,并且创造了百万方混凝土无裂缝、在40多米水压下“滴水不漏”的奇迹,书写了新的历史。