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深中通道将建世界首例双向八车道海底沉管隧道


摘 要:10月16日,广东省交通集团透露,深中通道项目沉管隧道、水工工程及相关配套设施施工图设计顺利通过专家审查,并将上报省交通运输厅审批,标志着继西人工岛钢圆筒打设完成后,沉管隧道主体工程即将实现开工。



深中通道双向八车道海底沉管隧道示意图。


作为未来珠三角“深莞惠”与“珠中江”两大城市群之间唯一公路直连通道,深中通道建设进展顺利。10月16日,广东省交通集团透露,深中通道项目沉管隧道、水工工程及相关配套设施施工图设计顺利通过专家审查,并将上报省交通运输厅审批,标志着继西人工岛钢圆筒打设完成后,沉管隧道主体工程即将实现开工。


双向八车道海底沉管隧道攻克五大难题


沉管隧道工程技术难度极高,此次审查邀请15位相关领域极具权威与丰富经验的专家组成评审专家组,对深中通道进行把关。听取汇报后,专家组展开细致严格的质询,就其中技术性问题进行反复讨论。专家组认为,深中通道作为国内首次采用钢壳沉管隧道结构的项目,沉管隧道施工图设计合理,相关研究成果真实、可靠,通过专家组评审。


深中通道是世界级“隧-岛-桥-水下互通”集群工程,项目6.8公里特长双向八车道海底钢壳混凝土沉管隧道具有五大技术难点,分别是超宽、变宽、深埋、回淤量大、挖砂坑区域地层稳定性差,极具技术挑战性,是目前为止世界技术难度最大的工程之一。


“超宽”指隧道采用双向八车道技术标准,管节断面宽度46米,为世界首例,设计及施工难度大。


“变宽”指隧道为满足交通功能需求,设置615米的变宽段,由双向八车道加宽至双向十二车道,管节断面宽度由46米变宽至约70米,在隧道内多次分合流,目前国内缺乏规范标准。


“深埋”指沉管隧道埋置深度深,最深位置沉管底标高距水面接近40米,管节结构设计难度高。


“回淤量大”指洪季回淤强度平均接近2厘米/天,台风期最大回淤强度超过5厘米/天,沉管沉放及沉降控制难度大。


“挖砂坑区域地层稳定性差”指西岛斜坡段位于超大挖沙坑内,区域地层扰动严重,稳定性很差,对基槽开挖成槽及基础处理造成较大困难。


钢壳混凝土沉管隧道结构全球首次大规模应用


为攻克五大技术难题,打造安全舒适、优质耐久、经济环保、和谐美观的品质工程,深中通道管理中心组织设计、科研单位经过反复的比选,拟采用钢壳混凝土沉管结构。该结构具有能适应超宽、深埋、变宽等建设条件,承载能力、抗裂性能好,耐久性有保障,对海洋环境影响较小等优势。另外,项目使用8自由度驾驶模拟器开展行车安全性评价优化水下互通立交总体设计,即一种类似虚拟现实(VR)的技术,保障行车安全性。同时,挖砂坑区域采用DCM基础加固方案,是国内首次在海洋环境采用DCM技术,并且优化碎石垫层级配及参数设计适应大回淤的建设条件。


事实上,双向八车道海底沉管隧道在世界上没有先例,创新的结构方案钢壳混凝土沉管,每个标准管节的尺寸为46×10.6×165米,是国内首创,国际上也是首次大规模应用,存在极大的技术挑战。


据介绍,钢壳混凝土沉管结构的管节构件尺寸大大超出了既有国外工程案例的经验范围,目前国内亦缺乏成套的钢壳混凝土沉管隧道技术标准和规范,加上项目共32个管节,每个管节用钢量约1万吨,体量相当于一艘中型航空母舰的船体,1节/月的工期要求对钢壳制造能力提出了很大的挑战,受航道水深条件及干坞预制场制约,管节浮运距离远、沿基槽横拖距离远,浮运安装风险大。


为应对以上技术挑战,管理中心秉承创新驱动建设理念,从结构理论、设计方法、技术标准、材料、施工工艺、智能制造、装备、检测方法等方面开展一系列的科技攻关,取得了丰富成果,不仅为沉管隧道施工图设计及项目建设提供技术支撑,还填补了国内钢壳沉管隧道建设技术空白。


年底主体隧道工程将陆续开工


“预期成果是,深中通道将创新一种新型沉管隧道结构型式,填补国内钢壳混凝土沉管技术空白,形成国家标准、行业标准。”参与评审的专家组表示。项目沉管隧道施工图设计通过审查,大力推动了深中通道建设进展。中国工程院院士钱七虎认为,深中通道的建设,体现了我国跨海集群工程的建设能力。


作为国家“十三五”重大工程,深中通道不仅是广东自由贸易试验区之间的交通纽带,将有效释放目前交通路网的沉重压力,更将在未来,与建成的虎门大桥、珠江黄埔大桥,在建的虎门二桥、港珠澳大桥及莲花山通道,共同撑起粤港澳大湾区的“脊梁”,将区域内高密度的港口、机场、城际轨道、高速公路等贯通连接成为畅顺对接的立体化交通体系,促进人流、物流、资金流、信息流等创新要素的高效流动和配置,推动粤港澳大湾区建设成为更具活力的经济区、宜居宜业宜游的优质生活圈和内地与港澳深度合作的示范区,打造为国际一流湾区和世界级城市群。


据深中通道项目有关负责人透露,目前西人工岛、东人工岛已开工建设,争取实现年底全面开工,包括隧道和桥梁。深中通道跨江主体工程总工期为7年,项目预计2024年12月建成通车。

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