海底隧道怎么建成的 港珠澳大桥海底隧道施工8万吨海上巨无霸如何建造

时间:2020-12-14手机版

港珠澳大桥海底隧道由33节沉管对接而成,截至目前从西往东已经成功安装了28节,而根据施工设计安排,下一步将开始从东往西安装东人工岛的首根沉管E33,并计划在10月7日开始进行浮运安装。目前的准备工作已经全部就绪。

即将要安装的第33号沉管

在牛头岛沉管预制厂的深坞,可以看到即将要安装的第33号沉管目前已经完成了跟安装船之间的连接,这也是沉管在浮运安装之前的最后一道工序。

第33根沉管是港珠澳大桥海底隧道从东向西安装的第一根沉管,也是首根曲线段沉管。由于安装位置在东岛岛头,那里地形复杂、海水流速极快,加上泥沙的回淤环境差,这都给沉管安放带来了前所未有的挑战。

港珠澳大桥岛隧工程沉管安装项目副书记王有祥:这个位置是机械进不去的,所以它这个整平就包括了陆地人工整平,水下人工整平和机械整平三部分。通常的沉管就是只由机械来完成,而这回E33由于是人工整平的原因,因此这个耗时比较长,难度也比较大。这种组合模式也是有史以来难度最大的。

经过长达三个月的技术攻关和一个月的施工准备,岛头清淤、基槽三段式整平以及深坞沉管系装等工作都已经完成,并且进行了测控系统、压载水系统,以及拉合系统等八大关键系统的调试。

港珠澳大桥岛隧工程沉管安装项目副书记王有祥:最重要的是我们期间也进行了五次的沉管沉放的演练,目前沉管安装的各项准备工作都已经就绪。

E33:首节曲线段沉管安装难度大

即将开始在海底安装对接的第33根沉管编号为E33,它不仅是在东人工岛向西安装的第一根管节,更是在全长5.664公里的海底隧道中安装对接的首段曲线管节,它的安装更具挑战。

长135米、重达6万吨的E33看起来和普通沉管没有明显不同,但由于要安放在东人工岛岛头的位置、和东人工岛隧道无缝对接,地形的变化决定它必须达到5500米的曲线半径的弧度,因此每段22.5米长的管节都有细微的弧度的变化,最终拼装成135米长的曲线沉管。

港珠澳大桥岛隧工程项目总经理部常务副总工程师尹海卿:从我们调试到安装,包括对接,以前都没有经验,所以说要求我们在坞内要进行多次的调试,要在坞内全部解决好,摸准了才能够出去。

跨出坞门,E33的安装对接才是万里长征第一步。和其它根已经成功沉放对接的28根直线段沉管相比,它的难度前所未有。

港珠澳大桥岛隧工程项目总经理部常务副总工程师尹海卿:因为水力是偏心的,不像直线管节通过尾巴跟头是一个主线上。很有可能造成水的压载过程中间的偏心受压,引起我们管节的偏位。

此外,东人工岛复杂的地形使海水流向变化多端、流速极快,同时带来的泥沙无规律回淤对沉管安装更是致命困难。经过多次论证优化,两段4000多吨的钢板混凝土导流堤专门安放在了E33沉放的海域。

港珠澳大桥岛隧工程三区项目部副总工程师莫日雄:这两个导流堤主要作用就是起到挡水防淤的作用,给沉管精准对接提供了一个良好的作业条件,这两个导流堤是从长度、角度包括标高都是反反复复经过讨论。

此外又加装防瘀屏,控制E33安放海域的泥沙回淤。港珠澳大桥海底隧道长达5.664公里,由33节沉管组成,标准管节长度180m,重约8万吨,最深要在海平面下46m沉放,目前已经成功安装了28节直线段沉管。

8万吨海上巨无霸如何建造

对于港珠澳大桥的海底隧道而言,它的基础单元是一节节巨型的沉管。这个沉管是目前世界上体积最大重量最高的海底隧道建筑单元。

为保证港珠澳大桥海底隧道每一节沉管都能达到120年的设计使用寿命,自2012年开始,沉管采用模块化工厂预制的方式进行建造。沉管预制工厂位于珠江口外偏东、距海底隧道约13km一个名为牛头岛的小岛上。这种模块化沉管预制的方式在我国尚属首次,在世界上也只是第二例。

每一个标准沉管长180m、宽37.95m、高11.4m,由钢筋混凝土建造而成,用钢量比埃菲尔铁塔还多,加上混凝土的浇筑,重量超过8万吨,如果让沉管站起来,比60层楼还高。相当于一艘大型航空母舰。

央视记者张雷:我们刚才在外面看到的那个庞然大物,其实它的原始形态就是我身后这些由一条条钢筋所组成的钢筋笼。我们现在看到的这个钢筋笼,它是刚刚完成了底部的绑扎,之后它将进行它的侧面以及顶部的绑扎,最后形成一个完整的海底隧道沉管的结构。

每节沉管由8个小节段组成,整体钢筋数量超过40万根。如何让这40多万根钢筋在近万吨的重量下不变形是这个环节最大的难点。

港珠澳大桥岛隧工程项目张洪:钢筋笼本来是柔性的,我们需要给他增加一些筋骨,筋骨就是我们常说的轻型骨架。轻型骨架把它搭接在一起形成了骨架之后,我们的钢筋才一根一根的靠着这个骨架上进行成型。我们钢筋笼每一个小节段,钢筋的数量是有5万根,那么8个节段组成一个大的管节总共的数量大概是40万根的体量,总共将近一万吨刚才的重量。

如果说钢筋笼绑扎是在搭建沉管的骨架,那接下来的混凝土浇筑就是在填充沉管的血肉。为了保证沉管在海底120年的设计使用寿命,混凝土浇筑环节需要加入冰块来将温度恒定在25度,同时100多位工人要同时开工。

港珠澳大桥岛隧工程项目陈伟彬:100个人共同来完成这个事,但是在浇筑的过程中100多个人30多个小时不能停顿,不能有任何停顿,也不能有任何的意外,一旦停了混凝土就会出现分层,分层就相当于我们的裂缝,它就会导致海水的腐蚀侵蚀或者渗漏,影响我们管节的寿命。

每个沉管的生产周期约为两个月,完成后,沉管将继续进行一系列密封部件的安装,最终通过浮力从浅坞区移至深坞区,等待最终的海底隧道对接。

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