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佛山首个沉管隧道工程大揭秘 潜水员水下完成最终接头

2015-04-18 10:52:13 来源:中国检测网 阅读:

    4月17日,汾江南路南延线东平水道沉管施工现场。工程竣工后将连通佛山新城与禅城区,减轻澜石大桥、东平大桥交通压力。昨日,工程船正在汾江路南延线东平水道北岸工地清淤。
佛山首个沉管隧道工程大揭秘 潜水员水下完成最终接头
    佛山首个沉管隧道工程即将进入至关重要的一步——沉管安放。这条隧道不仅是佛山第一条过江隧道,她还有更显赫的头衔:“目前国内断面最大的公轨合建沉管隧道”、“亚洲首座在河道中游S形弯道处修建的沉管隧道”等。今天,将为你解密,这条隧道到底“牛”在哪?为何选择沉管而不是盾构?其施工亮点和难点又有哪些?

    解密1、为何是沉管而不是盾构
    虽然她只是国内第10座沉管隧道,却是亚洲首座在河道中游S 形弯道处修建的沉管隧道。东平水道洪水期最大流速达2m/s~3m/s以上,枯水期断面最大流速在1.0m/s以上,是目前国内外沉管隧道设计中水流流速较快的水道之一。而其他的沉管隧道都是建在下游,水流速度在1.0m/s以下。
    如此大水流之处,为何选择沉管,而不是盾构法?
    佛山新城交通项目部部长叶桂莹介绍,目前世界上最大的盾构机直径是16米,采用盾构法在孔与孔之间要留有相同直径的安全距离,以采取双向6车道且与轨道交通合建来算,最少要4个孔。以此换算,如采取盾构法,断面将大大增加,超过百米。但更重要的一个制约因素是,隧道南出入口需东接裕和路,即出地面后要拐弯。而盾构法的孔洞出入口需要更长的缓坡,即出隧道需要比较长的直路,出入口可能要更往南,无法对接裕和路。“所以我们在设计的时候已经淘汰了盾构法。”叶桂莹说。

    解密2、四个管节如何出坞到达预定位置?
    在干坞中预制好4节管节后,打开干坞堤坝引进江水,进行渗漏测试。检查人员通过预制管上预留的通道进入管内进行检测。一是检测沉管底板、侧墙与顶板是否有渗漏现象;二是在注水后优化确定配重等方案,确保日后沉管管段以最佳姿态出坞浮运。试漏、试浮检测是沉管管段正式出坞沉放前最重要的一次检测。
    由于管节是一个“密封的空心箱子”,因此会有部分浮出水面。测试完成后,布置在干坞四周和船舶上的绞车通过钢丝绳连接上管段的系缆桩,绞车可提供拉力将管段浮运出干坞到沉放区。
    4个管节依次安放完毕后,管段上方的千斤顶会进行拉合,每两个管段间形成密实连接。在水中管节间通过GINA橡胶止水带对接,利用水压将止水带压缩以达到止水目的。止水带由荷兰进口,保证完全密合以及百年使用。
    对接口的外圈四周在出坞之前已经安装了一层止水带,对接成功之后止水带就会发挥作用,防止入水。4个管节安放完毕后将打通管节与管节之间的内壁,在里面再加一层止水带。虽然外圈的止水带不能更换,但内壁的止水带可以更换,两层止水带保证隧道不会渗水。
 
    解密3、水下接头如何完成的?
    要数本次管节安放的最大难点,应该是最终接头的2.5米水下浇注段。叶桂莹介绍,由于管节与管节在安放过程中需要留有空间进行作业,因此在最后两节管节之间会有2.5米的空间距离,这个过程需要靠潜水员在水下作业。先是连接两管节的四边封板,再在外圈装上止水带,最后在管内进行浇注,一系列作业施工都需要潜水员在水下进行。“水下作业难度大、精度大,所以这是难度十分大的一个技术环节。”
    沉管的水下对接及拉合稳固是施工精度最高和难度最大的,为此汾江路南延线工程吸取了国内外类似项目的成功经验,采用的设计方案及施工技术已取得国家专利。
 
    解密4、东平水道航运是否受影响?
    有着广东“黄金水道”之称的东平水道,目前隧址河道水面宽度约250米,规划为II级航道,目前按III级航道维护,高峰期通过东平水道的船只每小时可达300艘。她被安放的位置势必不能影响到东平水道的通航能力,也要防止船舶航行过程中可能对她造成影响,如遇到抛锚时,不能被锚打到。因此,她最终的归宿是河床下3米的基槽里,那是通过爆破暗礁,开挖河床而形成的。
    由于每一段管节的底部都设置有支架,管节安放到基槽后,底部与基槽之间尚有空隙,为了固定管节位置,施工人员采用回填底部基础充实底部。当4节管节都安放好并对接完成,施工人员还将对整段管节进行覆盖。值得一提的是,这里的沉管隧道砂基础关键技术,包括基础液化、抗震性能、密实度检测、预抬升量、涡流影响等技术的研究成果已跻身国际先进水平。
    沉管连接完成后,最后进行连接处的全壁拆除,实现沉管互通隧道成形。接下来将进行内部装修、管线安装等工程。管节安装完毕之后,原来用于预制管节的干坞将会开发利用,因为干坞本身就是一个具有4层高的地下空间。
 
    解密5、工程质量如何保障?
    “隧道的设计寿命是120年,在设计之时已经按照这个标准进行精密计算。”叶桂莹介绍,为保证结构的耐久性满足百年设计使用寿命,设计对沉管混凝土的抗渗、抗裂及耐久性能提出了很高要求。
    同时,隧道运营期间,健康监测也将进行。佛山新城开发公司通过江床变化及泥沙运动对沉管隧道运行影响及防护处理措施研究成果,结合主要监测手段(隧道的沉降及位移等)设立预警值,通过网络实时传递到监测中心,以及时作出应急反应并进行处理。
 
链接
    公路轨道合建 断面全国最大
    东平河沉管隧道工程是市重点建设项目汾江路南延线工程的其中一部分,也是城市升级三年行动计划中交通基础建设的重要一环。
    汾江路南延线工程是加强佛山新城与周边区域交通衔接,建设一河两岸新城区的南北向城市主干道,建成后不但能有效分流佛山大道的交通流量、缓解澜石大桥、东平大桥的交通压力;而且北连禅城区,南接顺德区,完善了佛山新城的交通网络,将充分带动区域经济的发展。
    作为潜水高手的她,下穿东平水道隧道全长约1.38公里,沉管段长度445米。她与同址穿越东平水道的地铁广佛线二期工程合建,39.9米的断面使得让她成为目前国内断面最大的公轨合建沉管隧道。
 
下穿东平水道隧道亮点
  • 目前国内断面最大的公轨合建沉管隧道,亚洲首座在河道中游S形弯道处修建的沉管隧道。
  • 潜水员将在水下完成最终接头工作,是难度十分大的一个技术环节。
  • 隧道设计寿命达120年。

关键词:沉管隧道,隧道工程,检测

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