港珠澳大橋海底隧道施工:8萬噸海上巨無霸如何建造

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央視網消息:港珠澳大橋海底隧道由33節沉管對接而成,截至目前從西往東已經成功安裝瞭28節,而根據施工設計安排,下一步將開始從東往西安裝東人工島的首根沉管E33,並計劃在10月7日開始進行浮運安裝。目前的準備工作已經全部就緒。

即將要安裝的第33號沉管

在牛頭島沉管預制廠的深塢,可以看到即將要安裝的第33號沉管目前已經完成瞭跟安裝船之間的連接,這也是沉管在浮運安裝之前的最後一道工序。

第33根沉管是港珠澳大橋海底隧道從東向西安裝的第一根沉管,也是首根曲線段沉管。由於安裝位置在東島島頭,那裡地形復雜、海水流速極快,加上泥沙的回淤環境差,這都給沉管安放帶來瞭前所未有的挑戰。

港珠澳大橋島隧工程沉管安裝項目副書記 王有祥:這個位置是機械進不去的,所以它這個整平就包括瞭陸地人工整平,水下人工整平和機械整平三部分。通常的沉管就是隻由機械來完成,而這回 E33由於是人工整平的原因,因此這個耗時比較長,難度也比較大。這種組合模式也是有史以來難度最大的。

經過長達三個月的技術攻關和一個月的施工準備,島頭清淤、基槽三段式整平以及深塢沉管系裝等工作都已經完成,並且進行瞭測控系統、壓載水系統,以及拉合系統等八大關鍵系統的調試。

港珠澳大橋島隧工程沉管安裝項目副書記 王有祥:最重要的是我們期間也進行瞭五次的沉管沉放的演練,目前沉管安裝的各項準備工作都已經就緒。

E33:首節曲線段沉管 安裝難度大

即將開始在海底安裝對接的第33根沉管編號為E33,它不僅是在東人工島向西安裝的第一根管節,更是在全長5.664公裡的海底隧道中安裝對接的首段曲線管節,它的安裝更具挑戰。

長135米、重達6萬噸的E33看起來和普通沉管沒有明顯不同,但由於要安放在東人工島島頭的位置、和東人工島隧道無縫對接,地形的變化決定它必須達到5500米的曲線半徑的弧度,因此每段22.5米長的管節都有細微的弧度的變化,最終拼裝成135米長的曲線沉管。

港珠澳大橋島隧工程項目總經理部常務副總工程師 尹海卿:從我們調試到安裝,包括對接,以前都沒有經驗,所以說要求我們在塢內要進行多次的調試,要在塢內全部解決好,摸準瞭才能夠出去。

跨出塢門,E33的安裝對接才是萬裡長征第一步。和其它根已經成功沉放對接的 28根直線段沉管相比,它的難度前所未有。

港珠澳大橋島隧工程項目總經理部常務副總工程師 尹海卿:因為水力是偏心的,不像直線管節通過尾巴跟頭是一個主線上。很有可能造成水的壓載過程中間的偏心受壓,引起我們管節的偏位。

此外,東人工島復雜的地形使海水流向變化多端、流速極快, 同時帶來的泥沙無規律回淤對沉管安裝更是致命困難。經過多次論證優化,兩段4000多噸的鋼板混凝土導流堤專門安放在瞭E33沉放的海域。

港珠澳大橋島隧工程三區項目部副總工程師 莫日雄:這兩個導流堤主要作用就是起到擋水防淤的作用,給沉管精準對接提供瞭一個良好的作業條件,這兩個導流堤是從長度、角度包括標高都是反反復復經過討論。

此外又加裝防瘀屏,控制E33安放海域的泥沙回淤。港珠澳大橋海底隧道長達5.664公裡,由33節沉管組台中環保證照申請成,標準管節長度180m,重約8萬噸,最深要在海台中污染簽證平面下46m沉放,目前已經成功安裝瞭28節直線段沉管。

8萬噸海上巨無霸如何建造

對於港珠澳大橋的海底隧道而言,它的基礎單元是一節節巨型的沉環保簽證管。這個沉管是目前世界上體積最大重量最高的海底隧道建築單元。

為保證港珠澳大橋海底隧道每一節沉管都能達到120年的設計使用壽命,自2012年開始,沉管采用模塊化工廠預制的方式進行建造。沉管預制工廠位於珠江口外偏東、距海底隧道約13km一個名為牛頭島的小島上。這種模塊化沉管預制的方式在我國尚屬首次,在世界上也隻是第二例。

每一個標準沉管長180m、寬37.95m、高11.4m,由鋼筋混凝土建造而成,用鋼量比埃菲爾鐵塔還多,加上混凝土的澆築,重量超過8萬噸,如果讓沉管站起來,比60層樓還高。相當於一艘大型航空母艦。

央視記者 張雷:我們剛才在外面看到的那個龐然大物,其實它的原始形態就是我身後這些由一條條鋼筋所組成的鋼筋籠。我們現在看到的這個鋼筋籠,它是剛剛完成瞭底部的綁紮,之後它將進行它的側面以及頂部的綁紮,最後形成一個完整的海底隧道沉管的結構。

每節沉管由8個小節段組成,整體鋼筋數量超過40萬根。如何讓這40多萬根鋼筋在近萬噸的重量下不變形是這個環節最大的難點。

港珠澳大橋島隧工程項目 張洪:鋼筋籠本來是柔性的,我們需要給他增加一些筋骨,筋骨就是我們常說的輕型骨架。輕型骨架把它搭接在一起形成瞭骨架之後,我們的鋼筋才一根一根的靠著這個骨架上進行成型。我們鋼筋籠每一個小節段,鋼筋的數量是有5萬根,那麼8個節段組成一個大毒性化學物質簽證的管節總共的數量大概是40萬根的體量,總共將近一萬噸剛才的重量。

如果說鋼筋籠綁紮是在搭建沉管的骨架,那接下來的混凝土澆築就是在填充沉管的血肉。為瞭保證沉管在海底120年的設計使用壽命,混凝土澆築環節需要加入冰塊來將溫度恒定在25度,同時100多位工人要同時開工。

港珠澳大橋島隧工程項目 陳偉彬:100個人共同來完成這個事,但是在澆築的過程中100多個人30多個小時不能停頓,不能有任何停頓,也不能有任何的意外,一旦停瞭混凝土就會出現分層,分層就相當於我們的裂縫,它就會導致海水的腐蝕侵蝕或者滲漏,影響我們管節的壽命。

每個沉管的生產周期約為兩個月,完成後,沉管將繼續進行一系列密封部件的安裝,最終通過浮力從淺塢區移至深塢區,等待最終的海底隧道對接。

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