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  • 深中通道将建世界首例双向八车道海底沉管隧道

    发布时间:2018-07-10

    参与项目设计全过程的深中通道管理中心总工程师宋神友认为,深中通道是世界级“隧-岛-桥-水下互通”集群工程,项目6.8公里特长双向八车道海底钢壳混凝土沉管隧道具有五大技术难点,分别是超宽、变宽、深埋、回淤量大、挖砂坑区域地层稳定性差,极具技术挑战性,是目前为止世界技术难度最大的工程之一。

      “超宽”指隧道采用双向八车道技术标准,管节断面宽度46米,为世界首例,设计及施工难度大。

      “变宽”指隧道为满足交通功能需求,设置615米的变宽段,由双向八车道加宽至双向十二车道,管节断面宽度由46米变宽至约70米,在隧道内多次分合流,目前国内缺乏规范标准,带来行车安全性问题突出。

      “深埋”指沉管隧道埋置深度深,最深位置沉管底标高距水面接近40米,管节结构设计难度高。

      “回淤量大”指洪季回淤强度平均接近2厘米/天,台风期最大回淤强度超过5厘米/天,沉管沉放及沉降控制难度大。

      “挖砂坑区域地层稳定性差”指西岛斜坡段位于超大挖沙坑内,区域地层扰动严重,稳定性很差,对基槽开挖成槽及基础处理造成较大困难。

    为攻克五大技术难题,打造安全舒适、优质耐久、经济环保、和谐美观的品质工程,深中通道管理中心组织设计、科研单位经过反复的比选,拟采用钢壳混凝土沉管结构。该结构具有能适应超宽、深埋、变宽等建设条件,承载能力、抗裂性能好,耐久性有保障,对海洋环境影响较小等优势。另外,项目使用8自由度驾驶模拟器开展行车安全性评价优化水下互通立交总体设计,即一种类似虚拟现实(VR)的技术,保障行车安全性。同时,挖砂坑区域采用DCM基础加固方案,是国内首次在海洋环境采用DCM技术,并且优化碎石垫层级配及参数设计适应大回淤的建设条件。

      事实上,双向八车道海底沉管隧道在世界上没有先例,创新的结构方案钢壳混凝土沉管,每个标准管节的尺寸为46×10.6×165米,是国内首创,国际上也是首次大规模应用,存在极大的技术挑战。

      宋神友表示,钢壳混凝土沉管结构的管节构件尺寸大大超出了既有国外工程案例的经验范围,目前国内亦缺乏成套的钢壳混凝土沉管隧道技术标准和规范,加上项目共32个管节,每个管节用钢量约1万吨,体量相当于一艘中型航空母舰的船体,1节/月的工期要求对钢壳制造能力提出了很大的挑战,受航道水深条件及干坞预制场制约,管节浮运距离远、沿基槽横拖距离远,浮运安装风险大。

      为应对以上技术挑战,管理中心秉承创新驱动建设理念,从结构理论、设计方法、技术标准、材料、施工工艺、智能制造、装备、检测方法等方面开展一系列的科技攻关,取得了丰富成果,不仅为沉管隧道施工图设计及项目建设提供技术支撑,还填补了国内钢壳沉管隧道建设技术空白。

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