揭秘超級工程:港珠澳同款沉管安裝技術大公開
發布日期:2025-05-28 人氣:350 欄目:新聞中心
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港珠澳大橋,這座橫跨伶仃洋,連接香港、珠海和澳門的超級工程,以其壯麗的身姿與卓越的建造技術成為 橋梁建筑史上的不朽豐碑。其中,海底沉管隧道的建設更是堪稱奇跡,其同款沉管安裝技術,凝聚著無數科研人員與建設者的智慧和心血, ,就讓我們一同揭開這項技術的神秘面紗。挑戰重重的海底工程港珠澳大橋的海底沉管隧道部分,全長約 6.7 公里,由 33 節巨型沉管和 1 個最終接頭組成。每節沉管長達 180 米,重量近 8 萬噸,要將如此龐然大物在數十米深的海底實現 對接,其難度超乎想象。海底復雜的地質條件,如淤泥、淤泥質黏土和混合砂地層,給工程帶來了極大挑戰。此外,該區域是中華白海豚保護區核心區,對環保要求極為嚴苛;同時,要滿足 30 萬噸輪船的通航需求,這都使得沉管安裝技術必須達到前所未有的高度。創新技術打造穩固基礎精細化地質勘察技術為獲取準確的地質參數,降低海床軟土土體取樣受擾動對勘察結果的影響,港珠澳大橋沉管隧道工程采用了以靜力觸探 CPTu 為主、傳統鉆探為輔的勘察技術。在約 7 個月的補勘工作中,完成了 CPTu 孔 374 個、消散孔 22 個、原位測試孔 39 個以及技術孔 41 個,短時間內為設計和施工提供了高質量的地層參數,確保了工程對地質勘察的高要求。復合地基設計方案針對海底復雜地質,創造性地提出 “復合地基” 方案,保留原方案的碎石墊層設置,并將人工島島壁下已使用的擠密砂樁方案 “移植” 到隧道。通過在青島進行半年試驗驗證,此方案有效將沉降控制在 5 厘米以內,解決了傳統方案中隧道可能出現大面積沉降的難題,保障了沉管隧道的安全性和 120 年耐久性。高精度碎石整平船作業為保障沉管安穩著陸,實現毫米級對接,研發了高精度碎石整平船。該船可按擬定縱坡均勻下料鋪設,代替傳統后填法中高程調節不便、地震時易砂土液化的問題。整平精度可控制在正負 40 毫米以內,3 天時間便可完成單個管節基床的鋪設,有效避免基槽回淤問題,確保沉管水下高精度對接。高效精準的沉管安裝流程沉管預制與舾裝在珠海牛頭島建設了當時 上 的沉管預制廠,設置多條生產線,首開曲線沉管預制先河。在正式浮運安裝前,沉管要進行兩次舾裝。一次舾裝安裝壓載水箱、封門,使沉管成為密閉空間,保證浮運安裝滴水不漏;二次舾裝則將沉管與安裝船舶 “合為一體”,并安裝測量塔、監測設備等,實時監測沉管在水中的一舉一動,為高精度水下安裝保駕護航。沉管浮運與定位從牛頭島沉管預制廠到安裝現場,沉管需浮運近 14 公里,要克服淺水區航道擱淺、地質條件復雜、回淤強度大等難題。為此,量身打造了專用的浮運安裝設備。利用衛星定位、聲吶等 技術, 控制沉管在運輸過程中的方向和速度,確保其安全到達預定位置。同時,研發出 上首套船管姿態監測系統 “港灣一號”,具備監測 0.05 赫茲超低頻運動的能力,實時反饋船與沉管在水中的姿態,為指揮決策提供關鍵參考。沉管沉放與對接到達預定位置后,通過安裝船底下的起吊裝置,精密控制和監控沉管下沉過程。當沉管距基床一米時,開始利用深水測控系統和水下運動實時監控系統調整姿態。沉管沉放基本到位后,通過沉管對接精調系統和拉合系統進行精準定位,實現毫米級對接。最終,通過水力壓接排出多余的水,使沉管對接嚴絲合縫、滴水不漏。沉管回填與固定對接完成后的沉管,仍處于不穩定狀態。 供料鎖固回填船 “一航津供 1”,儲存能力 3000 立方米,供料能力每小時 800 立方米,通過精準拋填石塊,在沉管周圍堆起梯形山,將沉管埋起來,增強其抵御海水沖刷、側移、水浮的能力,至此,海底沉管隧道的浮運安裝才宣告完成。
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