港珠澳大橋沉管隧道接頭防水技術(shù)

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1、WORD完美格式港珠澳大橋沉管隧道接頭防水技術(shù)2016-06-17?IBTC橋隧大會(huì)“超級(jí)工程”港珠澳大橋沉管隧道由33節(jié)巨型沉管對(duì)接而成，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)長(zhǎng)180m，由8個(gè)節(jié)段構(gòu)成，重約80000t，最大沉放深度超過(guò)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(méi)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(chǎng)，并邀請(qǐng)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(lái)介紹該工程的接頭防水設(shè)計(jì)與施工技術(shù)。工程概況技術(shù)

2、資料專業(yè)整理WORD完美格式港珠澳大橋跨越珠江口伶仃洋海域，連接香港、珠海和澳門，是一國(guó)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(zhǎng)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?hào)|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(zhǎng)約29.6km，島隧工程為海中橋隧主體工程的控制性工程，長(zhǎng)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

3、一。沉管隧道全長(zhǎng)5664m，東、西島暗埋段各長(zhǎng)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。技術(shù)資料專業(yè)整理WORD完美格式島隧工程建設(shè)的主要難點(diǎn)：1)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)高。①國(guó)家一級(jí)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(tái)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。技術(shù)資

4、料專業(yè)整理WORD完美格式4)受規(guī)劃中30萬(wàn)噸級(jí)的航道(通航深度-29m)影響，隧道水深、埋深(回淤量)大。5)隧道距離超長(zhǎng)。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(guó)家一級(jí)保護(hù)動(dòng)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。現(xiàn)就海底沉管隧道的接頭防水技術(shù)為大家作一介紹。問(wèn)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

5、管節(jié)的防水問(wèn)題，只能嚴(yán)格控制地基沉降量。現(xiàn)在，國(guó)外有多條沉管隧道的管節(jié)采用“柔性接頭”，在沉管浮運(yùn)和沉放過(guò)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)唷８壑榘某凉芩淼烙龅降耐怀鰡?wèn)題是深水基坑開挖施工和長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)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(lái)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

6、GINA止水帶和OMEGA止水帶組成;節(jié)段接頭為柔性結(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。技術(shù)資料專業(yè)整理WORD完美格式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(jiǎn)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(dòng)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

7、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。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。技術(shù)資料專業(yè)整理WORD完美格式沉管隧道最小管節(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(duì)此，管節(jié)接頭采用同一尺寸斷面、不同硬度的橡膠來(lái)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

8、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、50度、50度、50技術(shù)資料專業(yè)整理WORD完美格式度。由于管節(jié)接頭處的端