揭秘超級(jí)工程:港珠澳同款沉管安裝技術(shù)大公開(kāi)
發(fā)布日期:2025-05-28 人氣:78 欄目:新聞中心
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港珠澳大橋,這座橫跨伶仃洋,連接香港、珠海和澳門(mén)的超級(jí)工程,以其壯麗的身姿與卓越的建造技術(shù)成為 橋梁建筑史上的不朽豐碑。其中,海底沉管隧道的建設(shè)更是堪稱(chēng)奇跡,其同款沉管安裝技術(shù),凝聚著無(wú)數(shù)科研人員與建設(shè)者的智慧和心血, ,就讓我們一同揭開(kāi)這項(xiàng)技術(shù)的神秘面紗。挑戰(zhàn)重重的海底工程港珠澳大橋的海底沉管隧道部分,全長(zhǎng)約 6.7 公里,由 33 節(jié)巨型沉管和 1 個(gè)最終接頭組成。每節(jié)沉管長(zhǎng)達(dá) 180 米,重量近 8 萬(wàn)噸,要將如此龐然大物在數(shù)十米深的海底實(shí)現(xiàn) 對(duì)接,其難度超乎想象。海底復(fù)雜的地質(zhì)條件,如淤泥、淤泥質(zhì)黏土和混合砂地層,給工程帶來(lái)了極大挑戰(zhàn)。此外,該區(qū)域是中華白海豚保護(hù)區(qū)核心區(qū),對(duì)環(huán)保要求極為嚴(yán)苛;同時(shí),要滿足 30 萬(wàn)噸輪船的通航需求,這都使得沉管安裝技術(shù)必須達(dá)到前所未有的高度。創(chuàng)新技術(shù)打造穩(wěn)固基礎(chǔ)精細(xì)化地質(zhì)勘察技術(shù)為獲取準(zhǔn)確的地質(zhì)參數(shù),降低海床軟土土體取樣受擾動(dòng)對(duì)勘察結(jié)果的影響,港珠澳大橋沉管隧道工程采用了以靜力觸探 CPTu 為主、傳統(tǒng)鉆探為輔的勘察技術(shù)。在約 7 個(gè)月的補(bǔ)勘工作中,完成了 CPTu 孔 374 個(gè)、消散孔 22 個(gè)、原位測(cè)試孔 39 個(gè)以及技術(shù)孔 41 個(gè),短時(shí)間內(nèi)為設(shè)計(jì)和施工提供了高質(zhì)量的地層參數(shù),確保了工程對(duì)地質(zhì)勘察的高要求。復(fù)合地基設(shè)計(jì)方案針對(duì)海底復(fù)雜地質(zhì),創(chuàng)造性地提出 “復(fù)合地基” 方案,保留原方案的碎石墊層設(shè)置,并將人工島島壁下已使用的擠密砂樁方案 “移植” 到隧道。通過(guò)在青島進(jìn)行半年試驗(yàn)驗(yàn)證,此方案有效將沉降控制在 5 厘米以內(nèi),解決了傳統(tǒng)方案中隧道可能出現(xiàn)大面積沉降的難題,保障了沉管隧道的安全性和 120 年耐久性。高精度碎石整平船作業(yè)為保障沉管安穩(wěn)著陸,實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)對(duì)接,研發(fā)了高精度碎石整平船。該船可按擬定縱坡均勻下料鋪設(shè),代替?zhèn)鹘y(tǒng)后填法中高程調(diào)節(jié)不便、地震時(shí)易砂土液化的問(wèn)題。整平精度可控制在正負(fù) 40 毫米以內(nèi),3 天時(shí)間便可完成單個(gè)管節(jié)基床的鋪設(shè),有效避免基槽回淤問(wèn)題,確保沉管水下高精度對(duì)接。高效精準(zhǔn)的沉管安裝流程沉管預(yù)制與舾裝在珠海牛頭島建設(shè)了當(dāng)時(shí) 上 的沉管預(yù)制廠,設(shè)置多條生產(chǎn)線,首開(kāi)曲線沉管預(yù)制先河。在正式浮運(yùn)安裝前,沉管要進(jìn)行兩次舾裝。一次舾裝安裝壓載水箱、封門(mén),使沉管成為密閉空間,保證浮運(yùn)安裝滴水不漏;二次舾裝則將沉管與安裝船舶 “合為一體”,并安裝測(cè)量塔、監(jiān)測(cè)設(shè)備等,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)沉管在水中的一舉一動(dòng),為高精度水下安裝保駕護(hù)航。沉管浮運(yùn)與定位從牛頭島沉管預(yù)制廠到安裝現(xiàn)場(chǎng),沉管需浮運(yùn)近 14 公里,要克服淺水區(qū)航道擱淺、地質(zhì)條件復(fù)雜、回淤?gòu)?qiáng)度大等難題。為此,量身打造了專(zhuān)用的浮運(yùn)安裝設(shè)備。利用衛(wèi)星定位、聲吶等 技術(shù), 控制沉管在運(yùn)輸過(guò)程中的方向和速度,確保其安全到達(dá)預(yù)定位置。同時(shí),研發(fā)出 上首套船管姿態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) “港灣一號(hào)”,具備監(jiān)測(cè) 0.05 赫茲超低頻運(yùn)動(dòng)的能力,實(shí)時(shí)反饋船與沉管在水中的姿態(tài),為指揮決策提供關(guān)鍵參考。沉管沉放與對(duì)接到達(dá)預(yù)定位置后,通過(guò)安裝船底下的起吊裝置,精密控制和監(jiān)控沉管下沉過(guò)程。當(dāng)沉管距基床一米時(shí),開(kāi)始利用深水測(cè)控系統(tǒng)和水下運(yùn)動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)整姿態(tài)。沉管沉放基本到位后,通過(guò)沉管對(duì)接精調(diào)系統(tǒng)和拉合系統(tǒng)進(jìn)行精準(zhǔn)定位,實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)對(duì)接。最終,通過(guò)水力壓接排出多余的水,使沉管對(duì)接嚴(yán)絲合縫、滴水不漏。沉管回填與固定對(duì)接完成后的沉管,仍處于不穩(wěn)定狀態(tài)。 供料鎖固回填船 “一航津供 1”,儲(chǔ)存能力 3000 立方米,供料能力每小時(shí) 800 立方米,通過(guò)精準(zhǔn)拋填石塊,在沉管周?chē)哑鹛菪紊?,將沉管埋起?lái),增強(qiáng)其抵御海水沖刷、側(cè)移、水浮的能力,至此,海底沉管隧道的浮運(yùn)安裝才宣告完成。
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