港珠澳大桥拱北隧道贯通 难度规模创数项记录

<正>在先后完成超大断面曲线管幕顶管施工、超长距离水平环向冻结后,历时近5年施工建设的港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道工程于2017年4月10日顺利实现全线贯通。按计划,2017年10月,港珠澳大桥珠海连接线将完成全部土建施工,12月可交工验收并具备通车条件。通车后,该线路将打通珠江口西岸通往香港的通道,助力粤港澳大湾区交通互联互通。珠海连接线是港珠澳大桥的重要组成部分,拱北隧道是项目的关键控制性工程。拱北隧道全长     

港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道注浆综合施工技术

港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道工程位于珠江口临海软土地区,下穿国内第一大陆路口岸拱北口岸,采用"曲线管幕+水平冻结+五台阶十四部"工法施工。注浆加固和止水是软土地质常见的施工辅助措施,结合拱北隧道暗挖段,详细介绍管幕安装、人工冷冻、大断面开挖及冻结圈解冻等不同施工阶段的辅助注浆施工技术,并针对各种注浆技术的作用、特点、工艺、效果等进行重点分析。     

复杂地层中长距离曲线顶管及管幕施工设备选型研究

结合港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道曲线管幕工程的特点、工程地质和水文地质条件,对复杂地层中长距离曲线顶管管幕施工设备的关键技术要求进行了分析,对土压平衡顶管及泥水平衡顶管的特点进行比较,根据地层的渗透性系数、岩土颗粒的大小以及拱北隧道特殊的工程条件,最终选择适用于本工程的顶管机类型。此外还介绍了德国海瑞克公司AVN顶管机针对拱北隧道曲线管幕复杂工程条件的关键设计,现场试验管施工情况表明德国海瑞克公司AVN顶管机能够适应复杂地层中曲线顶管及管幕的施工。     

港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道临时支撑拆除施工技术

港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道下穿拱北口岸,采用"曲线管幕+水平冻结+五台阶十四部"工法施工。主要介绍拱北隧道工程条件和支护参数,结合三衬施工分析确定了临时支撑的拆除顺序;通过信息化监测手段,研究确定了拆撑时机、范围、工艺等关键技术,实现了超大断面临时支护到永久性结构的转换。     

港珠澳大桥拱北隧道管幕工程全面完工

<正>拱北隧道是港珠澳大桥珠海连接线项目关键控制性工程,全长2 740m,由海中隧道和城市地下隧道组成。2015年5月28日,随着顶管机缓缓移出,由36根钢管组成的管幕,以曲线形式成功下穿珠海拱北口岸,宣告世界最大断面的公路隧道管幕工程全面完工。拱北隧道采用的曲线管幕施工技术,就是沿着隧道的开挖轮廓线,在336m2的断面上,布置36根     

港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道高水压条件曲线管幕顶管始发接收技术

拱北隧道暗挖段曲线管幕工程是港珠澳大桥珠海连接线的关键控制性工程,地处珠三角海陆交互相沉积地层,地质条件复杂、地下水丰富且水压大,因此顶管的始发、接收是本工程的重难点。通过曲线管幕群管始发、接收施工中遇到的问题及成功经验,对始发、接收端土体加固措施、止水装置、止水措施及顶管关键技术进行分析,总结出一套科学、成熟的始发和接收关键技术及组织模式。     

港珠澳大桥珠海连接线工程拱北隧道设计

正在设计建设中的港珠澳大桥珠海连接线工程拱北隧道总长2741m,采用双层明挖+局部双层暗挖双向六车道的隧道形式,隧道施工采用了先岛后隧明挖法和大断面、长距离、多管节、曲线管幕顶进方法.隧道具有断面大、埋深小、地层软弱、地下水丰富、周边环境敏感等特点,是目前我国已建及在建的水下公路隧道中环境条件最复杂、施工难度最大、综合技术含量最高的隧道工程之一.     

港珠澳大桥隧道工程沉管法与盾构法比选分析

深入分析了沉管法和盾构法各自的技术特点,结合港珠澳大桥隧道工程,对沉管隧道和盾构隧道进行了方案初设,并从施工难度、风险综合评估、地质适用性、工期造价、环境影响等方面进行对比分析.比较而言,沉管隧道更占优势一些,因为沉管隧道造价低、风险小、工期短.虽然采用沉管隧道与外界的相互影响较大,但是采取必要的措施,影响可控,因此最后建议采用沉管法修建港珠澳大桥海底隧道.     

港珠澳大桥拱北隧道解冻,珠海连接线将全线完工

<正>2017年10月29日,利用冻结技术打造的拱北隧道完成了全部解冻工作,港珠澳大桥珠海连接线即将全线完工。拱北隧道工程是港珠澳大桥珠海连接线的核心控制性工程,也是港珠澳大桥主体工程与珠海连接的唯一通道。隧道全长2 741 m,采用双向6车道设计,由海域人工岛明挖段、口岸暗挖段以及陆域明挖段3种不同结构的隧道连接而成。在拱北隧道施工过程初期,为达到施工基础条件,工程人员利用36根直径1.62 m,长255 m,具有冷冻功能的特殊钢管先行     

业界动态

<正>港珠澳大桥沉管隧道建设里程突破5 km 2016年11月23日,港珠澳大桥沉管隧道顺利完成曲线段E32沉管高精度沉放对接,隧道建设里程达到5 130 m。E32沉管安装水域处于东人工岛岛隧结合部,综合施工难度较大。港珠澳大桥海底隧道沉管段全长5 664 m,由33节巨型混凝土管节在海底对接组成,其中直线段沉管28节,曲线段沉管5节。E32沉管是桂     

Key techniques for the largest curved pipe jacking roof to date: A case study of Gongbei tunnel

The Gongbei tunnel, as a part of the Zhuhai Connection highway and Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge project, is currently being constructed in Zhuhai, China. To guarantee the tunnel traversing under the Gongbei Port, a combination technology of curved pipe jacking roof for ground support and ground freezing for waterproof is applied. This jacked pipe roof, comprised 36 steel pipe strings of 1620 mm diameter with 355–358 mm gap between adjacent strings, has been faced with various challenges for design and construction due to the site conditions of multiple soft soil and high underground water pressure. These challenges include risks of excessive soil deformation, possibility of path deviation, excessive jacking force, leaking of pipe joint and failure of jacking machine gasketed launch and reception devices. This paper provides an overview of this project, summarizes the most challenging aspects they faced and introduces the relevant techniques applied during construction.     

管幕冻结暗挖工法冻结止水效果分析

管幕冻结法是利用管幕配合冻结止水措施解决复杂建设条件下暗挖施工的一种创新性工法,该工法利用管幕顶管内冻结管路对管间土体进行冻结止水,在顶管管幕和冻结土体的超前支护下实施隧道暗挖施工。文章以港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道冻结方案为例,利用数值模拟手段对积极冻结期不同土层的冻结效果及圆形冻结管、异形冻结管开启时间进行了研究,结果表明圆形冻结管和异形冻结管宜同步开启。对维护冻结期开挖断面温度、风速进行模拟分析,结果表明开挖断面内空气温度宜控制在25 ℃,风速对冻结效果影响不大。     

Challenges and strategies involved in designing and constructing a 6 km immersed tunnel: A case study of the Hong Kong–Zhuhai–Macao Bridge

A 6 km immersed tunnel of the Hong Kong–Zhuhai–Macao Bridge (HZMB) has been designed and funded. Once completed in 2016, the HZMB Tunnel will break the record of the 5.8 km BART Tunnel in the United States, although it will soon be overtaken by the ∼20 km Fehmarn Tunnel between Denmark and Germany that is to be completed in 2020. Construction of the HZMB Tunnel was started in 2011 and more than ten elements thus far have been installed on the site. This paper presents details about the challenges and solutions for the design and construction of the HZMB Tunnel on a strategic level. Special features of the HZMB Tunnel include a long length of 6 km, a deep water depth of almost 45 m, and a thick backfill of 23 m. Challenges include severe marine environment, strict requirements for waterproofing, construction of sections connecting the tunnel with artificial islands, and tunnel stability after future excavation of fairway trenches. Moreover, the HZMB Tunnel is challenged by possible sand liquefaction in seismic events, conservation of white Chinese dolphin, and waterway dispersion during construction. Details about the strategies are given in order to improve the immersed tunnel design and construction methods.     

拱北隧道施工方案风险评估与决策研究

拱北隧道是港珠澳大桥珠海连接线的关键性控制工程,隧道穿过我国第一大陆路口岸拱北口岸,具有地质条件复杂、周边环境特殊、环境保护严格、技术风险高、协调难度大等特点。为降低工程施工风险,针对拱北隧道口岸段施工方案提出了单层明挖、单层暗挖、双层明挖和双层暗挖4个方案。本文从施工风险角度出发,对不同方案的常规工期风险、常规成本风险以及技术难度、协调管理、周边环境影响风险等进行评价,利用多目标决策方法,结合群决策计算过程,通过编制的决策计算软件对拱北隧道不同施工方案进行风险分析和决策。通过计算证明,拱北隧道口岸段采用双层暗挖方案实施风险最小,可作为施工推荐方案。     

浅埋软岩大跨度铁路隧道施工技术研究

结合浙赣线新羊石隧道的工程实践,对浅埋、软岩条件下采用以H175型钢钢架作为初期支护的环形开挖预留核心土法施工大跨度铁路隧道的施工技术进行探讨和研究。通过经济技术比较分析,介绍了该方法与常用的中隔壁法(CD)相比的施工效果。     

Design of sequential excavation method for large span urban tunnels in soft ground – Niayesh tunnel

Modern tunnel design and construction requires appropriate techniques and technologies during all phases of a tunnel project. Selecting a suitable excavation procedure for large span urban tunnel projects in soft ground is a key factor for successful construction of the project. The costs and time for tunnel construction are strongly influenced by the choice of the excavation procedure. This research focuses on the selection of excavation method, excavation sequence and optimum trailing distance between different excavation stages in soft ground urban tunnelling. Considering soft ground condition and the big cross section of the Niayesh urban road tunnel project, sequential excavation method (SEM) was selected for tunnel construction. In this phase, Central Diaphragm (CD) and Side wall Drift (SD) methods were proposed for tunnel construction and appropriate method was selected based on its potential to limit surface settlements. Then, different excavation sequences considering side wall drift method were planned and modelled using three dimensional finite element method and optimal excavation sequence was selected. Finally, the trailing distance between different excavation stages were analysed numerically and the optimal distance with minimum surface settlement was determined.     

拱北隧道“钢管-冻土”复合结构承载力试验研究

管幕冻结法作为一种新型的隧道预支护工法,目前已被应用于港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道施工中。管幕冻结法是利用顶管技术在隧道四周顶入大直径顶管,并利用冻结法将顶管之间的土体冻结起来,形成水密性的预支护结构。为了研究钢管-冻土复合结构在确保封水时的极限承载力和变形能力,以探求合理冻土温度,采用冻土单轴压缩试验机,对4种不同冻土温度进行钢管-冻土复合结构模型试验,并提出了封水条件下的极限状态判据,通过分析荷载-位移曲线,得到复合结构在封水条件下的极限承载力和变形能力。试验结果表明:温度较高时,冻土协调变形能力较好,但由于冻土本身强度较低,复合结构在封水条件下的极限承载力和变形能力较差;类似地,冻土温度较低时,强度较大,但由于冻土跟随钢管协调变形能力较差,在封水条件下的极限承载力和变形能力也较差;当温度适中时,冻土跟随钢管协调变形能力和冻土本身强度均处于相对理想状态,此时复合结构在封水条件下的极限承载力和变形能力相对较强,即在确保封水性能时所能承受变形的能力和极限荷载均较大。试验研究确定了该理想温度约为-10℃,该温度在拱北隧道管幕冻结实际施工中被采用,对类似工程施工具有一定的参考价值。     

拱北隧道大直径曲线管幕顶管顶力研究

 以我国在建港珠澳大桥拱北隧道管幕工程为例,研究长距离大直径曲线管幕的施工顶力。总结曲线顶管顶力的主要组成及影响因素;比较和分析中国和日本顶管规范的预测顶力和现场实测顶力的差异;推荐总顶力中迎面阻力的计算公式以及管壁单位摩阻力和摩擦因数的取值;基于力学平衡,推导分节曲线顶管顶力的计算公式。研究表明：泥浆润滑后钢管的管壁单位摩阻力和摩擦因数远小于以往研究中提供的混凝土管的管壁单位摩阻力和摩擦因数;推导的分节曲线顶管顶力公式的计算顶力和实测顶力吻合良好。研究结果可为类似的管幕工程以及供水、污水、供电、通信等管道的顶管设计和施工提供有益参考。     

妈湾跨海通道前海湾隧道工法方案比选

妈湾跨海通道前海湾隧道工程是濒海地区、人工填土与软土复合地质条件下,穿港、深埋、特长的大型水下城市隧道工程。该工程建设条件与地质条件极为复杂,不仅濒海工程建设受自然气候与海洋环境条件影响大,两岸陆域人工填海造陆更增加了工程场地地质条件的复杂程度,同时,穿越远期航道的独特竖向位置也对工程的安全风险提出了挑战。在深入分析建设条件与项目特点的基础上,提出“水陆并重、综合比选”的工法比选原则,进行盾构法、沉管法、堰筑法及钻爆法等多工法方案比较,认为盾构法能够适应复杂的地层条件,与之相接的陆域明挖基坑工程技术难度与风险可控,且受自然条件制约少、对周边环境影响小、场地需求低,可作为推荐工法方案继续深入开展相关课题研究。     

软弱围岩大跨隧道施工技术

结合具体工程案例,对软弱围岩大跨隧道开挖方法的选择作了简述,并对管棚、初期支护、仰拱、二次衬砌混凝土的施工工艺进行了详细介绍,指出三台阶法的开挖方式取得了较好的施工效果。