港珠澳大橋隧道如何能做到120年滴水不漏？
港珠澳大橋隧道如何能做到120年滴水不漏？
2020-09-28 00:00:00 來源：建筑工程魯班聯盟 點擊：6926
我們先來看看港珠澳大橋工程
水下40米的海底隧道
是如何做到“滴水不漏”的？
? 創新復合地基
港珠澳大橋的地質環境是厚軟土地基，所以沉管基礎剛度協調及不均勻沉降控制非常困難，這個問題解決不好，隧道就有可能會漏水。
為了使沉降標準達標，工程師在如何使軟土層變硬上做文章，經過無數次工法比選、理論計算和試驗驗證，在40多米深的水下為沉管基床底部鋪上2到3米的塊石并夯平，創造一種新的復合地基，使沉管的沉降值大大縮小，平均沉降值控制在10公分以內，而國外的同等數據是20公分左右。
? 半剛性結構
自1928年人類工程史上修建第一條鋼筋混凝土沉管隧道以來，沉管制作的“工具箱”里只有剛性和柔性兩種方法。無論是選擇哪種結構，最終目的是為應對地基發生不均勻沉降時，最大程度減少對海底隧道的影響。但是，港珠澳大橋島隧工程是世界上第一個也是唯一的深埋沉管隧道，工程師們通過大量計算分析發現，在20多米的覆蓋層、超過傳統概念沉管5倍的荷載情況下，采用傳統的剛性或柔性結構體系，沉管結構安全是得不到保障的。
工程創新性地提出半剛性結構設想，是保留甚至強化串起小管節之間的鋼絞線，加強小管節之間的連接，使180米長、由8個小節段連接而成的標準管節的變形受到更大的約束，增強深埋沉管的防錯位能力。
? 最佳配合比混凝土
從表面上看，混凝土配合比計算只是水泥、砂子、石子、水這四種組成材料的用量。實質上是根據組成材料的情況，確定滿足“強度、耐久性、施工性、抗裂性”四項基本要求的三大參數：水灰比、單位用水量和砂率。
為了尋找這個混凝土配方，工程師們通過不懈地摸索，在耗時近一年、用壞了4個混凝土攪拌機進行了海量的試驗后，基礎配方終于出爐。
又經過上百次的試驗調整，開展6次現場小尺寸模型試驗，2次足尺模型試驗，18個人工島沉箱混凝土驗證，最終配制出滿足沉管施工工藝性能要求，并具有低水化熱、低收縮的沉管施工混凝土配合比，提高了混凝土的抗裂性能，從而使沉管混凝土不出現裂縫具有可能性。
? 橡膠止水帶
沉管在預制過程中由工廠化標準生產，分段澆筑。同時，在每個管節之間，都有止水帶，止水帶之間進行注漿，以防止江水滲漏。
沉管對接后沉管連接處有25厘米距離，這是兩節管段橡膠止水帶的‘夾縫’。整個過江段隧道僅有13條環向接縫，縱向無接縫，環向接縫均采用進口GINA止水帶進行水下壓接止水，水密性好，同時接頭內側采用可拆卸式OMEGA止水帶作為二次防水保障措施。
兩節沉管拉合到一定程度后，膠圈形成了一個密封的狀態，這時候將兩個管節封閉門之間的水和空氣抽掉，形成了一個真空的空腔，江水巨大的壓力將會推動待接沉管往前壓，使橡膠止水帶充分壓縮，從而完成了兩個沉管的對接。
? 156道工序管理
從一根鋼筋、一方混凝土到一個180米長的巨型沉管，需要經過鋼筋加工、鋼筋籠綁扎、混凝土澆筑、管節一次舾裝、深淺塢蓄排水及管節起浮橫移等156道工序。每一道工序都關系著120年的使用壽命，每一個過程都充滿風險，每一個環節都關乎產品質量。
為了讓每個崗位上的人員都有操作標準，項目總部和工區共同制定出《港珠澳大橋島隧工程沉管預制質量控制點管理》體系文件，文件包括6個大項、23個子項、116個小項。對所有工序全面實行星級管理，對每一個小項的質量標準、質量控制層級、檢查方式、檢查頻率、質量控制要點，質量缺陷處罰制度都有著明確的標準。
來源：建筑工程魯班聯盟
