港珠澳大桥拱北隧道全长2741米,由海中隧道和城市地下隧道两大部分组成,下穿我国日通关量最大的陆路口岸——拱北口岸,按照“双向并行与上下重叠相互变换”的双向六车道方案进行设计。特别是穿越拱北口岸255米长的隧道暗挖地段,开挖断面达336.8平方米,宽19米,高21米,相当于8层楼房的高度,采用“曲线管幕+冻结法”施工,其管幕长度、面积和冻结规模均创造新的世界纪录。
该技术虽未应用于地铁建造,但其实践可供近海富水层地铁隧道建造参考,所以推荐给大家。

穿越拱北口岸等复杂建筑物
在前期完成超大曲线管幕顶管施工后,管幕冻结成为拱北隧道穿越口岸暗挖段的关键技术。相当于要以管幕为“骨架”,建成一个高23米,宽20米,厚2.6米,纵向长度255米的超大“冰柜”。利用人工制冷技术,把松软含水的土层变成冻土,包裹管幕顶管,增加其强度和稳定性,以便在冻结壁的保护下,安全进行隧道开挖。

管幕周围冻土开挖
“冰冻三尺非一日之寒”。建设者们围绕“冻起来、抗弱化、控冻胀”三大原则联合攻关,在国内外前所未有的采取了管幕钢管内部布置“圆形主力冻结管”、“异形加强冻结管”和“升温盐水限位管”三种特殊管路构成的冻结方案,解决施工中遇到的种种难题。

近零下30度的狭窄管幕内施工作业
为持续供给形成冻结圈所需要的冷量,建设者精心测算,在暗挖段两边各设一个冻结站。为达到设计要求的冻土厚度,在暗挖段冻结圈范围内,布设一万多个温度监测元器件充当“眼睛”,适时调整冻结参数,保证冻结效果。由于长时间对土层冻结,隧道内冻土的厚度与强度远远超出预期,为解决开挖难题,他们不断进行设备选型和组织调整,实施“五台阶十四部开挖作业法”,确保了工程顺利推进。

通过参建各方的共同努力,建设者们先后攻克“管幕曲线轨迹控制”“超长水平冻结”等7项世界性的工程技术难题,安全精确地贯通了这座极具挑战性的世界级地下工程。
下面是央视报道的隧道贯通新闻视频
下面这个三维动画,真实再现了这个世界级难度的顶管法施工过程,值得一看!
以下是管幕顶管技术介绍PPT


















































































来源:地跌建造技术

