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深中通道將建世界首例雙向八車道海底沉管隧道

發(fā)布時(shí)間:2018-07-10

參與項(xiàng)目設(shè)計(jì)全過程的深中通道管理中心總工程師宋神友認(rèn)為,深中通道是世界級(jí)“隧-島-橋-水下互通”集群工程,項(xiàng)目6.8公里特長(zhǎng)雙向八車道海底鋼殼混凝土沉管隧道具有五大技術(shù)難點(diǎn),分別是超寬、變寬、深埋、回淤量大、挖砂坑區(qū)域地層穩(wěn)定性差,極具技術(shù)挑戰(zhàn)性,是目前為止世界技術(shù)難度最大的工程之一。

  “超寬”指隧道采用雙向八車道技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),管節(jié)斷面寬度46米,為世界首例,設(shè)計(jì)及施工難度大。

  “變寬”指隧道為滿足交通功能需求,設(shè)置615米的變寬段,由雙向八車道加寬至雙向十二車道,管節(jié)斷面寬度由46米變寬至約70米,在隧道內(nèi)多次分合流,目前國(guó)內(nèi)缺乏規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),帶來行車安全性問題突出。

  “深埋”指沉管隧道埋置深度深,最深位置沉管底標(biāo)高距水面接近40米,管節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度高。

  “回淤量大”指洪季回淤?gòu)?qiáng)度平均接近2厘米/天,臺(tái)風(fēng)期最大回淤?gòu)?qiáng)度超過5厘米/天,沉管沉放及沉降控制難度大。

  “挖砂坑區(qū)域地層穩(wěn)定性差”指西島斜坡段位于超大挖沙坑內(nèi),區(qū)域地層擾動(dòng)嚴(yán)重,穩(wěn)定性很差,對(duì)基槽開挖成槽及基礎(chǔ)處理造成較大困難。

為攻克五大技術(shù)難題,打造安全舒適、優(yōu)質(zhì)耐久、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、和諧美觀的品質(zhì)工程,深中通道管理中心組織設(shè)計(jì)、科研單位經(jīng)過反復(fù)的比選,擬采用鋼殼混凝土沉管結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)具有能適應(yīng)超寬、深埋、變寬等建設(shè)條件,承載能力、抗裂性能好,耐久性有保障,對(duì)海洋環(huán)境影響較小等優(yōu)勢(shì)。另外,項(xiàng)目使用8自由度駕駛模擬器開展行車安全性評(píng)價(jià)優(yōu)化水下互通立交總體設(shè)計(jì),即一種類似虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)的技術(shù),保障行車安全性。同時(shí),挖砂坑區(qū)域采用DCM基礎(chǔ)加固方案,是國(guó)內(nèi)首次在海洋環(huán)境采用DCM技術(shù),并且優(yōu)化碎石墊層級(jí)配及參數(shù)設(shè)計(jì)適應(yīng)大回淤的建設(shè)條件。

  事實(shí)上,雙向八車道海底沉管隧道在世界上沒有先例,創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)方案鋼殼混凝土沉管,每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)的尺寸為46×10.6×165米,是國(guó)內(nèi)首創(chuàng),國(guó)際上也是首次大規(guī)模應(yīng)用,存在極大的技術(shù)挑戰(zhàn)。

  宋神友表示,鋼殼混凝土沉管結(jié)構(gòu)的管節(jié)構(gòu)件尺寸大大超出了既有國(guó)外工程案例的經(jīng)驗(yàn)范圍,目前國(guó)內(nèi)亦缺乏成套的鋼殼混凝土沉管隧道技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,加上項(xiàng)目共32個(gè)管節(jié),每個(gè)管節(jié)用鋼量約1萬噸,體量相當(dāng)于一艘中型航空母艦的船體,1節(jié)/月的工期要求對(duì)鋼殼制造能力提出了很大的挑戰(zhàn),受航道水深條件及干塢預(yù)制場(chǎng)制約,管節(jié)浮運(yùn)距離遠(yuǎn)、沿基槽橫拖距離遠(yuǎn),浮運(yùn)安裝風(fēng)險(xiǎn)大。

  為應(yīng)對(duì)以上技術(shù)挑戰(zhàn),管理中心秉承創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)建設(shè)理念,從結(jié)構(gòu)理論、設(shè)計(jì)方法、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、材料、施工工藝、智能制造、裝備、檢測(cè)方法等方面開展一系列的科技攻關(guān),取得了豐富成果,不僅為沉管隧道施工圖設(shè)計(jì)及項(xiàng)目建設(shè)提供技術(shù)支撐,還填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)鋼殼沉管隧道建設(shè)技術(shù)空白。

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