从港珠澳大桥北上大连湾中交四航局完成我国北方首条跨海沉管隧道预制舾装

近日,由中国交建联合体投资、总部位于广州的中交四航局参建的大连湾海底隧道沉管预制东坞完成最后一批次灌水作业,标志着我国北方地区首条大型跨海沉管隧道全部沉管的预制及一次舾装工作圆满完成,实现了我国寒冷地区跨海沉管隧道建设零的突破。工程建成后,将为大连市增加一条纵贯南北的快速通道,对于缓解交通压力、优化城市功能、改善城市生态、增进民生福祉具有重要意义。

自1988年起,作为中国大陆沉管隧道的第一支施工队伍,中交四航局先后建设了广州珠江隧道、洲头咀隧道,“现代世界七大奇迹”之一港珠澳大桥沉管隧道,深中通道,沿江高速,广州车陂隧道、会展西过江隧道等工程,在积累中沉淀、在创新中发展,如今已是沉管隧道建设的国家主力队,拥有世界一流的先进沉管隧道技术和优秀团队。2017年四航局积极响应国家东北振兴战略,履行“交通强国”的时代重任,派出优秀团队,从港珠澳大桥出发,北上东北,参与建设我国北方首条海底隧道项目——大连湾海底隧道。

大连湾海底隧道和光明路延伸工程是又一项影响深远、意义重大的超级工程,项目位于辽宁省大连市。大连湾海底隧道和光明路延伸工程全长12.1公里,工程主线5.1公里,其中海底沉管隧道全长3公里,共需预制安装18节,其中标准节段每节长达180米、重达6万吨的沉管;光明路延伸工程顺接海底隧道,主线全长6.9公里。全线设计双向六至八车道,时速60公里,计划工期50个月,运营期20年。中交四航局负责海底隧道段全部沉管共18节沉管的预制、一次舾装、干坞灌排水等施工。该工程为国内首个大型跨海沉管隧道PPP项目,总投资222.9亿元,采用“BOT+EPC+政府购买服务”模式。

从2017年进场开始,历时4年多,中交四航局成功攻克了北方低温环境下沉管预制的各种难题,安全优质的完成了18个沉管管节的预制和舾装工程,建造了北方首条“滴水不漏”的沉管隧道,为东北的振兴发展和跨海沉管隧道行业技术的创新进步做出了积极贡献,也充分展示了敢闯敢试、务实拼搏的广东建设者风采。

南方人到北方,攻克6万吨沉管预制不裂难关

大连湾海底隧道是继港珠澳大桥、深中通道之后,又一项技术条件复杂、环保要求高的跨海交通集群工程。2017年中交四航局建设团队从港珠澳大桥岛隧工地出发,从南到北,跨越山海,发挥世界一流沉管隧道施工技术和管理经验的优势,投入到大连湾海底隧道项目建设当中。四航局团队秉持港珠澳大桥建设精神,采用沉管法修建大连湾海底隧道。根据设计,大连湾海底隧道共需安装大型沉管18节,钢筋混凝土结构,采用干坞法施工。每个标准管节长180米,宽33.4米,高9.7米,重量高达6万吨。相比于港珠澳大桥每个管节8万吨的重量和工厂法预制,大连湾海底隧道施工同样面临着许多挑战,而北方冬季低温环境预制沉管则是中国沉管隧道建设史上的首例。

“大连冬季室外温度接近零下20摄氏度,混凝土在浇筑两天过后内部温度因凝结硬化后不断释放热量最高可达到55摄氏度,内外75摄氏度的温差。如果预制沉管养护不当,寒风将趁虚而入,使混凝土表面温度急速下降产生温差裂缝。”在大连湾海底隧道项目二工区总工申昌洲的施工日志中写到。为解决低温环境下施工,大体积混凝土出现裂缝问题,建设团队绞尽脑汁。首次在北方低温环境下预制沉管,国内没有现成的经验可供借鉴,建设团队只能摸着石头过河。回想起在港珠澳大桥岛隧工程建设期间,为解决混凝土控裂缝难题,四航局团队从混凝土配合比上下功夫,最终配置出满足沉管施工工艺性能要求的混凝土配合比,保障了大桥使用寿命120年的耐久性要求。时任项目经理彭远续胸有成竹,带领技术团队结合当地气温、湿度等参数,进行了126次的混凝土配比模型试验,最终选取出最佳设计配合比,打造百年品质工程。同时,为预先评估和解决好低温环境预制沉管可能遇到的各种问题,项目副经理连建龙带领团队在现场进行了沉管足尺模型试验,足尺模型试验浇筑混凝土方量近700立方米、时长达25小时。如果按常规方法进行养护,浇筑的混凝土会因为内外温差过大导致出现裂缝。为此,工区为模型搭建了长38.7米、宽24米、高13.2米,相当于5层楼高巨超级的“育婴箱”,同时采用高温蒸汽对沉管进行蒸养,从而实现适温环境。团队也摸索了出标准管节2700立方米的混凝土浇筑防裂办法,彻底掌握了冬季大体积混凝土养护的核心技术,保证了沉管的浇筑质量和百年使用寿命。

从港珠澳到大连湾,精密舾装确保沉管隧道“滴水不漏”

沉管预制仅是海底隧道建设的第一步,此后的出运,即一次舾装作业对保证沉管浮运过程中的水密性及安装过程中浮力的控制起到重要作用,是沉管隧道实现滴水不漏的关键工序。

中交四航局建设团队充分吸收港珠澳大桥岛隧工程沉管出运的宝贵经验,并在大连湾沉管隧道工程建设中进行创新和发展,减少了沉管顶推环节。港珠澳大桥沉管预制采用的是工厂法,当沉管预制完成后,建设团队还需要将长180米、重达8万吨的巨型沉管从生产区顶推到浅坞区进行一次舾装作业。到大连湾海底隧道建设时,则采用了干坞法进行沉管预制,每批沉管预制完成后,只需开启坞墩上的两个阀门,海水灌入干坞预制场进行一次舾装作业,更加安全省时高效。

建设者在沉管舾装施工中,抓住端封门施工这一关键,优化施工工艺和施工方案,确保了管节的密封性。大连湾管节两端有近200平方米的空洞,要承受近40米的水深压力,建设者用钢梁牛腿、钢梁、钢封门、外侧牛腿等构件组拼后形成端封门。为了确保端封门不渗水不漏水,建设团队采用了预留沟槽防裂方案和采用环氧树脂注浆法止水施工,为封端门的密封性定制“双保险”,确保管节在灌水起浮作业及安装过程中,管节端封门附近未出现渗漏现象,为完成一次舾装保驾护航。(图文：肖明葵、申昌洲、周海龙、陈兴超、梁胜)