上周末,英國土木工程師學會(ICE)的核心期刊《NEW CIVIL ENGINEER》(NCE)評選的年度最佳項目揭曉,中國交建承建的港珠澳大橋島隧工程獲評“2018年度隧道工程獎(10億美元以上)”。這是我國內地工程首次獲此殊榮,也是港珠澳大橋島隧工程繼獲評《美國工程新聞記錄》“全球最佳橋隧項目”和國際隧道協(xié)會“2018年度重大工程獎”后一年內獲得的第三個國際工程大獎。
ICE是國際土木工程界唯一具有學術交流和專業(yè)資質認證兩重功能的學術機構,其授予的土木工程方面的資質在國際上得到廣泛承認。NCE是國際知名土木工程行業(yè)期刊雜志,在歐洲乃至世界土木工程行業(yè)極具影響力。中國交建團隊經過現場講演、答辯等環(huán)節(jié)的層層考驗,精彩解答了深插鋼圓筒快速成島、深厚軟土地基加固、曲線段沉管工廠法預制、最終接頭、中華白海豚保護及國際性團隊合作等提問,贏得了現場41位隧道權威專家評委的認可和贊美,最終在參評的項目中脫穎而出。
中國交建承建的島隧工程在2018年連獲三個國際工程大獎,不僅體現了中國工程的品質和質量達到了世界一流水平,也體現出全世界對我國工程建設的高度關注和廣泛認可,增強了我國交通工程在國際上的“中國自信”。
港珠澳大橋地處珠江口,全長55km。該橋主通航孔由兩個105m2 人工島和6.7km沉管隧道組成,即島隧工程,它是港珠澳大橋的控制性工程。港珠澳大橋沉管隧道軟土層厚度超過30m。為了預留遠期3×105t油輪通航水深,沉管隧道的埋深達到22 m。工程地處開敞的伶仃洋海域,臺風、強對流及季風高發(fā);工程水域是中華白海豚的核心保護區(qū);每天過往船舶數量超過4000艘,環(huán)保與通航安全是工程的重大挑戰(zhàn)。港珠澳大橋島隧工程采用設計施工總承包模式建設,工作內容包括勘察、設計、科研、裝備開發(fā)、施工。歷時六年半,2017年5月2日,最終接頭的成功安裝,標志著隧道的貫通。
為了保證工期,人工島建設開發(fā)了大直徑深插鋼圓筒快速成島技術。鋼圓筒直徑為22m,高度平均為50m,重約500t,在上海制造,采用70000~90000 t 遠洋輪運輸。為確保它的穩(wěn)定性,它需要被整體打入持力層;為實現該技術,發(fā)展了大直徑深插鋼圓筒設計方法,進行了可打性分析,首次實現了8錘同步振沉系統(tǒng)。為了實現大超載比堆載預壓,創(chuàng)新整體圓弧鋼板副格,與鋼圓筒共同組成了止水島壁結構,之后僅用100天完成了地基固結改良。該方案減少挖泥3×106 m3,取消了千余米地下連續(xù)墻工程和全部島上結構物的樁基工程,兩個人工島的成島工期為7個月,工期比原計劃提前兩年。
沉管隧道共有33個管節(jié),標準管節(jié)長180m、寬38m、高11.4m,重76000t。它的基礎施工是一個難題,因為要在回淤環(huán)境下連續(xù)進行5.664 km的施工。所有管節(jié)均處在0~3%的縱坡上,基礎施工水深最深達50m,標準管節(jié)底面積為8000m2,與管節(jié)底面接觸的碎石基床面的鋪設平整度要求不大于4cm。為此工程投資了近30億元人民幣用于專用裝備,發(fā)展了深水測控技術、精細化疏浚技術、清除與控淤技術、深水基床施工技術。關于沉管管節(jié)的預制,投資10億元人民幣,建設最大規(guī)模沉管預制工廠,曲線沉管管節(jié)工廠法預制首開先河,并實現了近百萬立方米混凝土自防水控裂。該工程連續(xù)、安全地安裝了33個沉管管節(jié),過程中發(fā)展了大體積管節(jié)外海環(huán)境與受限航道的拖航技術、深水與深槽中的安裝技術,開發(fā)了深水無人沉放系統(tǒng),總結了免調節(jié)管節(jié)水下安裝工法。并且,研發(fā)“半剛性管節(jié)”沉管隧道新結構 概念,增加沉管縱向結構健壯性,解決了深埋帶來的高 覆土荷載問題;創(chuàng)新了“組合基床”沉管隧道新基礎概 念,將沉管隧道基礎的沉降與差異沉降控制在較好的水平;創(chuàng)新主動止水整體式最終接頭枝術,沉管隧道的水下合攏難題取得突破;基于摸索性試驗,發(fā)明“記憶支座”,降低沉管隧道管節(jié)接頭部位因差異沉降而開裂或損壞的風險。
2013年超強臺風“海燕”襲擊南太平洋以后,針對災害性天氣發(fā)展趨勢,開展工程防災標準評估研究,優(yōu)化工程防災設計,全面提升了工程防災能力。建設期間工程成功經受了強臺風“天鴿”的正面襲擊的考驗。
工程建設期間,開展了140多項試驗研究,工程取得了540項專利。
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