港珠澳大橋沉管隧道接頭防水技術(shù)

《港珠澳大橋沉管隧道接頭防水技術(shù)》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。

1、港珠澳大橋沉管隧道接頭防水技術(shù)2016-06-17?IBTC橋隧大會“超級工程”港珠澳大橋沉管隧道由33節(jié)巨型沉管對接而成，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)長180m，由8個(gè)節(jié)段構(gòu)成，重約80000t，最大沉放深度超過45m，是目前世界上綜合難度最大的沉管隧道工程之一。到目前為止，港珠澳大橋沉管隧道已經(jīng)完成了三分之二的沉管浮運(yùn)安裝施工，并在施工完成的沉管隧道中表面沒有濕跡，可見沉管隧道的防水、防滲設(shè)計(jì)要求之高。本刊記者有幸參觀港珠澳施工現(xiàn)場，并邀請上海市隧道工程軌道交通設(shè)計(jì)研究院地下分院陸明副總工來介紹該工程的接頭防水設(shè)計(jì)與施工技術(shù)。工程概況港珠澳大

2、橋跨越珠江口伶仃洋海域，連接香港、珠海和澳門，是一國兩制三地的海上通道。項(xiàng)目東起香港大嶼山石灣，西至珠海拱北和澳門明珠，總長約356km，包括3項(xiàng)工程內(nèi)容：1)海中橋隧主體工程;2)香港口岸及珠海、澳門口岸;3)香港連接線、珠海連接線和澳門連接線。其中，海中橋隧主體工程東自粵港分界線，穿越銅鼓、伶仃西主航道以及青州航道、江海直達(dá)船航道、九洲航道，止于珠澳口岸人工島，總長約29.6km，島隧工程為海中橋隧主體工程的控制性工程，長約6.7km。本工程的海底隧道采用沉管法施工，是目前世界上綜合難度最大的沉管隧道之一。沉管隧道全長5664

3、m，東、西島暗埋段各長163m，海中段采用W形布置，橫斷面寬度為37.95m，高度為11.4m，采用兩孔一管廊布置，沉管隧道橫縱斷面圖如圖1、圖2所示。島隧工程建設(shè)的主要難點(diǎn)：1)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)高。①國家一級公路，雙向6車道，設(shè)計(jì)時(shí)速100km/h;②設(shè)計(jì)使用壽命為120年;③地震基本烈度為Ⅶ度。2)水文氣象條件復(fù)雜。工程處于外海環(huán)境，臺風(fēng)頻繁，海流、涌浪復(fù)雜，受冬季季風(fēng)影響。3)海底軟基深厚。工程所處海床面的淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)黏土深厚，下臥基巖面起伏變化大，基巖埋深基本處于50～110m。4)受規(guī)劃中30萬噸級的航道(通航深度-29m)影

4、響，隧道水深、埋深(回淤量)大。5)隧道距離超長。6)通航環(huán)境復(fù)雜。航線復(fù)雜，船舶流量大，最大日流量約4000艘次。7)環(huán)保要求高。工程穿越國家一級保護(hù)動物中華白海豚的保護(hù)區(qū)核心區(qū)。8)珠江口防洪納潮要求高，阻水率要求控制在10%以內(nèi)。在如此苛刻的條件下建設(shè)大型海底沉管隧道，已有的內(nèi)河沉管隧道建設(shè)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足工程需求，需要進(jìn)行大量技術(shù)創(chuàng)新和突破?，F(xiàn)就海底沉管隧道的接頭防水技術(shù)為大家作一介紹。問題的提出早年的沉管隧道管節(jié)采用的都是一體化剛性結(jié)構(gòu)，為了解決剛性管節(jié)的防水問題，只能嚴(yán)格控制地基沉降量。現(xiàn)在，國外有多條沉管隧道

5、的管節(jié)采用“柔性接頭”，在沉管浮運(yùn)和沉放過程中用預(yù)應(yīng)力拉索將各個(gè)節(jié)段串結(jié)成一體，在沉放后將其全部截?cái)?。港珠澳沉管隧道遇到的突出問題是深水基坑開挖施工和長期運(yùn)營中的嚴(yán)重回淤。盡管不斷清淤，回淤土仍有可能回到原高度且分布不均勻，導(dǎo)致深厚軟基土產(chǎn)生很大的沿隧道縱向的不均勻差異沉降，因此選擇了柔性接頭的管節(jié)構(gòu)造形式。解決措施沉管法隧道的接頭防水處于十分重要的地位，一般采用GINA、OMEGA兩種止水帶來承擔(dān)管節(jié)接頭防水任務(wù)。港珠澳大橋沉管隧道分為管節(jié)接頭與節(jié)段接頭防水。管節(jié)接頭防水主要由GINA止水帶和OMEGA止水帶組成;節(jié)段接頭為柔性

6、結(jié)構(gòu)，主要設(shè)置噴涂型聚脲防水涂料、中埋式可注漿止水帶、OMEGA止水帶、遇水膨脹橡膠條。1管節(jié)接頭防水措施1.1GINA止水帶GINA型橡膠止水帶是管節(jié)接頭防水的主要構(gòu)件，也是管節(jié)接頭防水的第一道防線。它的優(yōu)點(diǎn)為止水效果好、水下作業(yè)少、施工工藝簡便、能節(jié)省接頭造價(jià)和提高接頭的施工質(zhì)量。GINA止水帶的止水原理為：當(dāng)管節(jié)初步就位后，用自動連接千斤頂把兩管節(jié)端頭連接好，壓緊GINA止水帶的鼻尖，起到初步止水功效，利用臨時(shí)隔墻間的水閥把隔墻間的水排除。GINA止水帶受到很大的靜水壓力而產(chǎn)生彈性變形，達(dá)到接頭止水，然后在內(nèi)部作永久性接頭。

7、港珠澳大橋沉管隧道管節(jié)接頭的GINA橡膠止水帶的斷面構(gòu)造形式、斷面尺寸、壓力與壓縮變形特性根據(jù)管節(jié)接頭所承受的水壓及可能產(chǎn)生的最大變形量所確定，如圖3、圖4所示。沉管隧道最小管節(jié)中心標(biāo)高為-7.2m，最大管節(jié)中心標(biāo)高為-38.7m，所以管節(jié)之間承受的水壓差別較大。對此，管節(jié)接頭采用同一尺寸斷面、不同硬度的橡膠來實(shí)現(xiàn)各管節(jié)GINA止水帶壓縮量較為接近的目標(biāo)。橡膠主體的硬度劃分為40度、50度、60度、65度，所有GINA止水帶的壓縮量基本控制在121～159mm。但為了確保GINA止水帶鼻尖止水功效的一致性，鼻尖硬度劃分為40度、5

8、0度、50度、50度。由于管節(jié)接頭處的端鋼殼采用的是單道端板的形式，端板與混凝土之間有一道接縫并且端板另一面的端部暴露在海水之中，這樣會使端板受到海水的雙面腐蝕，所以需要在接頭端部涂布環(huán)氧重型防腐材料，一方面可以遮蔽端板與混凝土的接縫，另一方面可以