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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

發布時間:2018-07-10

參與項目設計全過程的深中通道管理中心總工程師宋神友認為,深中通道是世界級“隧-島-橋-水下互通”集群工程,項目6.8公里特長雙向八車道海底鋼殼混凝土沉管隧道具有五大技術難點,分別是超寬、變寬、深埋、回淤量大、挖砂坑區域地層穩定性差,極具技術挑戰性,是目前為止世界技術難度最大的工程之一。

  “超寬”指隧道采用雙向八車道技術標準,管節斷面寬度46米,為世界首例,設計及施工難度大。

  “變寬”指隧道為滿足交通功能需求,設置615米的變寬段,由雙向八車道加寬至雙向十二車道,管節斷面寬度由46米變寬至約70米,在隧道內多次分合流,目前國內缺乏規范標準,帶來行車安全性問題突出。

  “深埋”指沉管隧道埋置深度深,最深位置沉管底標高距水面接近40米,管節結構設計難度高。

  “回淤量大”指洪季回淤強度平均接近2厘米/天,臺風期最大回淤強度超過5厘米/天,沉管沉放及沉降控制難度大。

  “挖砂坑區域地層穩定性差”指西島斜坡段位于超大挖沙坑內,區域地層擾動嚴重,穩定性很差,對基槽開挖成槽及基礎處理造成較大困難。

為攻克五大技術難題,打造安全舒適、優質耐久、經濟環保、和諧美觀的品質工程,深中通道管理中心組織設計、科研單位經過反復的比選,擬采用鋼殼混凝土沉管結構。該結構具有能適應超寬、深埋、變寬等建設條件,承載能力、抗裂性能好,耐久性有保障,對海洋環境影響較小等優勢。另外,項目使用8自由度駕駛模擬器開展行車安全性評價優化水下互通立交總體設計,即一種類似虛擬現實(VR)的技術,保障行車安全性。同時,挖砂坑區域采用DCM基礎加固方案,是國內首次在海洋環境采用DCM技術,并且優化碎石墊層級配及參數設計適應大回淤的建設條件。

  事實上,雙向八車道海底沉管隧道在世界上沒有先例,創新的結構方案鋼殼混凝土沉管,每個標準管節的尺寸為46×10.6×165米,是國內首創,國際上也是首次大規模應用,存在極大的技術挑戰。

  宋神友表示,鋼殼混凝土沉管結構的管節構件尺寸大大超出了既有國外工程案例的經驗范圍,目前國內亦缺乏成套的鋼殼混凝土沉管隧道技術標準和規范,加上項目共32個管節,每個管節用鋼量約1萬噸,體量相當于一艘中型航空母艦的船體,1節/月的工期要求對鋼殼制造能力提出了很大的挑戰,受航道水深條件及干塢預制場制約,管節浮運距離遠、沿基槽橫拖距離遠,浮運安裝風險大。

  為應對以上技術挑戰,管理中心秉承創新驅動建設理念,從結構理論、設計方法、技術標準、材料、施工工藝、智能制造、裝備、檢測方法等方面開展一系列的科技攻關,取得了豐富成果,不僅為沉管隧道施工圖設計及項目建設提供技術支撐,還填補了國內鋼殼沉管隧道建設技術空白。

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