4月10日，廣東省南粵交通投資建設有限公司（以下簡稱“南粵交通”）旗下項目，港珠澳大橋珠海連接線拱北隧道暗挖段在經歷長達5年的施工后，終于正式貫通。
這條媲美神九“太空穿針”技藝的“地下穿針”隧道，其暗挖段“曲線管幕+水平凍結”的施工工法為業(yè)內首創(chuàng)，難度、規(guī)模和技術含量刷新了數(shù)項世界紀錄，被譽為“地下神九”。
港珠澳大橋珠海連接線管理中心主任王啟銅表示：“拱北隧道暗挖段的貫通，標志著珠海連接線項目建設的最后一塊硬骨頭被啃掉，為項目年底如期建成，具備通車條件打下了堅實的基矗港珠澳大橋珠海連接線是珠江西岸通往香港的唯一通道，將為粵港澳大灣區(qū)交通互聯(lián)互通增添新動脈，為我省粵西地區(qū)及我國大西南地區(qū)的發(fā)展增添新動力。”
拱北口岸下施工面臨世界級難題
拱北隧道采用雙向六車道設計，全長2741米。由海域人工島明挖段、口岸暗挖段以及陸域明挖段三種不同結構的隧道連接而成。暗挖段是拱北隧道中難度最大的一段。
“不能讓土質松軟的地表發(fā)生沉降塌陷，也不能觸碰珠、澳口岸下方星羅棋布的建筑樁基，更要防止與海水連通的地下水涌入，確保地面口岸日均超30萬人的正常通行……”王啟銅說，拱北隧道暗挖段施工面臨的難度，前所未有。
一組數(shù)據(jù)可以管窺難度之大：拱北隧道暗挖段長度僅有短短255米，但其施工工期長達5年，高21米、寬19米的開挖斷面創(chuàng)國內高速公路隧道之最，雙層六車道的隧道總高度相當于8層樓高。
拱北口岸是珠澳往來的重要關口，也是全國第一大陸路口岸，日均客流超30萬人次，車流超1萬車次，拱北隧道的施工不能影響最大口岸拱北口岸的通關，“容不得半點馬虎。”王啟銅說。
澳門關閘口岸與珠?？诎吨g相隔僅有30多米寬。由于線位的限制，隧道必須從此穿過。為有效避開口岸地下的建筑樁基，隧道只能“長高”，采用雙層公路隧道設計，隧道開挖斷面約336.8平方米，相當于3條地鐵隧道并行。
如籃球場般的大斷面開挖極易導致周邊結構發(fā)生變形，掌子面的穩(wěn)定性變差，容易引起變形、坍塌、失穩(wěn)。如此超大的開挖斷面，覆土厚度卻僅有4米多，不及19米跨度的四分之一。理論上，小于跨度的一半就是淺埋了。拱北隧道屬于典型的超淺埋深隧道，隧道開挖稍有不慎，很容易導致地面沉降或建筑物開裂，甚至引發(fā)坍塌。
更讓人苦惱的是，拱北口岸的地下就像“豆腐腦”。珠海本來就是一個幾乎貼著海平面建起來的城市，拱北口岸就在海邊。拱北隧道地面下1米多就是地下水，且與拱北灣的海水連通，無論如何抽取地下水，海水都源源不斷地快速補充。
如何應對超大斷面、超淺埋深、豆腐腦般的地質條件？從一開始，項目業(yè)主就“步步為營”。在設計階段，項目業(yè)主會同設計單位牽頭開展了科研課題“拱北隧道設計關鍵技術研究”工作。同時，為詳細論證設計方案的可行性，在初步設計完成后，又組織開展了技術設計研究，并以技術設計成果為基礎，引入施工方案咨詢，對于難度最大的環(huán)節(jié)進行深入研究。通過現(xiàn)場取樣、現(xiàn)場模型試驗等，最終完善了施工圖設計。
同時，由廣東省交通運輸廳牽頭，成立了包括多位知名院士在內的國內知名專家組成的拱北隧道技術專家委員會。項目建設過程中，專家委員會對隧道施工中存在的技術難題及安全風險等均及時提供了技術支撐。
“頂管管幕+水平凍結”刷新公路隧道世界紀錄
經過嚴密的調研、研討和設計，項目創(chuàng)造性地提出了“頂管管幕+水平凍結”方案。
管幕凍結工程是拱北隧道暗挖段的核心，也是基矗管幕由36根直徑為1.62米的鋼管組成，平均長255米。自2013年6月第一根試驗管始發(fā)，至2015年5月最后一根頂管順利接收，歷時2年。拱北口岸下方樁基與管線星羅棋布，給頂管的頂進施工帶來了難題。管幕離澳門關閘大樓樁基最近距離為1.6米，離珠海免稅商場回廊樁基僅有46厘米。為了躲避隧道兩側密布的樁基，頂管被設計成了曲線，在建筑物地下樁基間穿梭就像在刀尖旁行走，加大了管幕施工的難度。頂管從隧道一端的工作井頂入，另一端穿出。出口事先預留好，頂管施工時必須將頂進誤差控制在5厘米以內，否則就會出現(xiàn)頂?shù)眠M去穿不出來的情況。此外，由36根頂管組成的環(huán)形管幕圈與單根頂管頂進相比，其技術難度不是簡單的倍數(shù)關系，由于存在群管效應，單根頂管的頂進精度須嚴格控制才能確保管幕的形成。
即使在如此超高難度下，拱北隧道暗挖段頂管對接精度誤差始終保持在施工標準（5厘米）以內，個別的甚至達到5毫米，遠遠超過預計。有業(yè)內專家說，管幕精度能控制在150毫米以內就算控制水平高的了，而2-5毫米的誤差值堪稱驚人。
管幕全部完成后，管間的止水工作同樣重要。每根鋼管的管間間隙有35厘米左右，如果不能有效阻隔地下水，泥沙和土體會流失，海水就會乘虛而入。為此，拱北隧道在地下建了一個“大冰桶”，在每根管內安裝了3條凍結管，將周圍2—2.6米厚的土體凍成磚塊的硬度，才能開始隧道暗挖。
“對凍土我們必須精準控制，凍得不夠，水壓增大，可能擊穿凍土層，發(fā)生涌水，導致地面下沉，必須加凍；凍過頭也不行，那會造成地面隆起，嚴重影響地面建筑的安全，所以要用鹽水把冷量帶出，限制凍土發(fā)展。”王啟銅介紹，因此在凍結期間，除了上萬個傳感器監(jiān)測外，巡查工人們定期要爬進冰天雪地的鋼管內人工檢測，確保管內溫度在設計允許范圍內。凍結后的工作井，溫度最低的底層才2—3。施工人員說，他每晚值夜班時盡管穿著厚厚的棉衣棉褲，也只得來回行走取暖，如果靜止不動，那種寒冷是錐心的。
路景相宜景觀提升有實招
拱北隧道位于珠海市繁華城區(qū)，緊臨澳門，沿線自然風光旖旎、人文景觀秀美，且位于水、聲環(huán)境敏感區(qū)，對景觀設計以及施工過程的控制要求均高于傳統(tǒng)高速公路項目。建成后的拱北隧道，將如飄舞的絲帶貫穿于地底，與周邊景色和諧相融。
秉持南粵交通“景觀先行”的理念，在設計階段，拱北隧道就注重強化生態(tài)景觀設計，細化防護排水設計，著力提升道路景觀，注重生態(tài)功能恢復。
首先是嚴格落實臨建標準化，重點抓好項目駐地、“三集中”設施及施工圍蔽等重要臨建設施的標準化實施，倡導施工臨時便道與地方道路、臨時用電與永久用電的永、臨結合理念，力求做到臨建設施與周邊環(huán)境協(xié)調一致，貫徹“以人為本”理念。工程完工后，完善施工臨建設施、娶棄土場的復耕覆綠以及必要防護措施，防止水土流失，有效避免對環(huán)境的不利影響。
“南粵品質工程不僅要求項目建設安全可靠，而且要求全方位的品質。質量好的隧道外觀肯定也是好的。”王啟銅說，拱北隧道將結構物外觀質量的提升作為質量管理的重要內容，實現(xiàn)各類混凝土結構物線條順適，表面平整、光潔、色澤自然、均勻一致。同時，隧道照明將采用智能控制系統(tǒng)，對部分附屬設施將進行裝飾、涂裝、照明等景觀裝飾，對隧道頂將進行景觀化處理，做好生態(tài)恢復；對隧道水泵房、配電房、消防水池及敞開段遮光棚等功能設施加強建筑選型并進行專項的景觀遮擋。
此外，珠海連接線正在遴選景觀設計方案，景觀設計將與珠海情侶路沿線景觀相結合，總體設計要求高于一般高速公路，做到路景相宜。
撰文：袁佩如南粵交宣
意義
助力粵港澳大灣區(qū)交通互聯(lián)互通
拱北隧道作為最后完工的工程段，其貫通亦標志著港珠澳大橋珠海連接線全線貫通，為年底港珠澳大橋全線貫通具備通車條件打下堅實基矗
今年全國“兩會”上，“粵港澳大灣區(qū)”在《政府工作報告》中被正式提出，打造媲美國際灣區(qū)的“粵港澳大灣區(qū)”和世界級城市群提上日程。
港珠澳大橋珠海連接線作為港珠澳大橋在內地的唯一“登陸點”，將為粵港澳居民往來溝通提供極大便利。更重要的是，珠海連接線打通了珠江西岸通往港澳的通道，為粵港澳大灣區(qū)交通互聯(lián)互通增添新動脈，對于全面加強港珠澳融合、推進三地緊密合作、打造珠江西岸交通核心樞紐都具有深遠意義。
(原標題：拱北隧道暗挖段工法刷新世界紀錄)
本文來源：南方日報
