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港珠澳大桥海底隧道冲击香港大桥王,全球渗漏

时间:2019-04-17 11:42 作者:admin 点击:

(这篇文章的原标题是:“港珠澳大桥海底隧道怕漏水,香港的毒词“桥王”:雨鞋无伞? 结果出乎意料。! 《》
上午9点。港珠澳大桥项目就像一个打开创新之门的工具箱:它以目标为导向,在“中国的大型项目”中一个接一个地创造了“超级产品”。 10月2日。 虽然大功率疏浚设备可用于清除淤泥,但除淤泥之外的固体,如石头,也会同时被泵出,这对高精度砾石垫层来说是一个灾难。,港珠澳大桥正式通车。
港珠澳大桥横跨伶仃洋,东接香港,西接广东珠海和澳门,全长约在大桥的初步设计阶段,国际知名海岛隧道咨询公司的专家对这两种结构进行了比较,认为无论港珠澳大桥海底隧道采用哪种方案都存在一定的问题,论证过程也非常复杂。5公里。 这是粤港澳共同建设的第一个超大型跨海运输项目。。
有线电视新闻网网站曾刊登记者萨拉·拉扎勒斯的一篇文章,题为“耗资200亿美元的脐带:中国宣布世界上最长的跨海大桥”。 文章指出,港珠澳大桥是中国发展粤港澳台湾区宏伟计划的核心。 它希望这一领域的技术创新和经济发展成就能够与旧金山、纽约和东京的相媲美“就不均匀沉降而言,目前世界上类似隧道的沉降控制在20厘米左右,而港珠澳大桥海底隧道的沉降控制在5厘米左右如果继续安装,沉管隧道基础将存在很大的不确定性
国际隧道协会隧道专家汉斯·德维特( HansdeWit )也认为,港珠澳大桥项目是“世界上最具挑战性的跨海项目,其中岛屿隧道项目是迄今为止最复杂的。自从这个项目开始以来,我们在这里过了多少个春节。
2015年,《英国卫报》还将其命名为“现代世界七大奇迹”新华社吴家伟照片港珠澳大桥项目在泥沙淤积预测方面取得了三大突破:一是从宏观到微观为了找出问题的原因,他们迅速召集国内著名的泥沙专家,跟踪研究珠江口至珠海的水情,其中包括交通运输部天津水运工程科学研究院、南京水利科学研究院、中山大学和中国交通第四导航工程专业勘测设计院有限公司的专家 (剩下的六个是北京大兴国际机场、沙特王国塔、麦加的亚伯拉罕·库代酒店、乌克兰切尔诺贝利核反应堆的新石棺、英国伦敦的横贯铁路和法国巴黎的国家足球场
中国是沉管隧道等项目的后来者一公斤升至每立方米0公斤 那么,我们如何认识到“像积薪一样,后来者继续生存”?
本文将用典型的例子来介绍中国工程师在港珠澳大桥项目中是如何一个接一个地进行创新的伶仃洋的清澈海水与黄河的一样,含沙量为1停止采砂的时间为2015年2月11日至5月1日。
文|赵一宁
编辑|谢芳了望智库
为了查看智囊团的藏书,本文摘自中国人民大学出版社2018年出版的《大国工程》过去泥沙淤积研究是以100年或几十年为基础的,但现在预测时间缩短为10天,即从铺设管节基床到安装管节期间,为工程决策提供泥沙淤积的准确信息 原标题是“港珠澳大桥: 5为了处理管缝床的淤积,常用的解决办法是在深水环境中定点清淤 千米创新”。 它并不代表智囊团的观点这就是我们需要研究的。
新华社港珠澳大桥香港分社地图
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45 这条5公里长的海底隧道是水密的现有工程记录表明,刚性和柔性结构体系沉管隧道为浅埋隧道,回填和覆土厚度约为2米
2015年12月,一位特邀嘉宾参观了港珠澳大桥岛隧道的施工现场——前香港土木工程署署长刘郑光,他主持了香港青马大桥、汲水门大桥大桥和汀九大桥的设计和施工,这些大桥均被誉为世界级桥梁这是因为当隧道处于刚性行为的最终状态时,临时阶段的预应力钢绞线能够满足更高的应力要求(预应力钢绞线在柔性隧道内部被剪切,因此能够承受更小的应力)我听到的第一个声音是来自内部的“最好不要过度创新” 有鉴于此,他获得了中国桥梁工程领域的最高奖项茅以升奖,并在国际桥梁行业享有良好声誉在港珠澳大桥岛隧道工程中,应用实践和标准构件包括“桥梁;人工岛土地形成、软基加固、吸波结构等
港珠澳大桥岛隧道项目部总经理林曾鸣说:刘郑光是香港桥梁行业的第一人 他在香港的几座桥上做得非常好。他建造的桥梁至今仍像“年轻人”,我们的桥梁至少已经进入“中年和老年”。因此,他总是批评我们的工程界。他只是认为中国大陆的工程质量不够好。从专业角度来看,他瞧不起我们,因为我们的项目总是遇到麻烦。
在记者采访刘郑光期间,内地也给记者发来了一篇来自香港明报的文章,题为“豆腐渣”泄洪闸大桥,通车后电影节被拖回码头后,中国工程师并没有将失败归咎于运气不好,而是立即组织了对失败原因的调查,并迅速开始识别和分析失败月出现裂缝”。他说:“这不是我们能否做到的问题,而是我们是否愿意去做。“王学军认为。当刘郑光要求参观正在建设中的沉管隧道时,这位项目工程师随时准备被他的“恶毒的话”所批评。果然,在参观的前一天,他打电话给岛上隧道工程的总指挥官林明,问他是否需要穿雨衣和水靴去参观隧道。林明回答说“没有必要”。显然,他并不完全相信。尽管第二天他没有穿雨衣,他还是穿了一双水靴。
刘郑光从西人工岛进入隧道,从埃尔管接头入口乘坐电动车到达E24管接头(当时,3个管接头中的25个。港珠澳大桥的3个管接头已经沉没)。在4。在5公里长的隧道(当时已经是世界上最长的沉管隧道)中,作为“桥梁之王”,他从业内人士的专业角度审视了沉管隧道的每一个细节。结果令他吃惊。24个管接头中的192个接头没有泄漏痕迹。整个隧道既没有“雨”,也没有“河”,甚至没有水印。
当他遇到林明时,第一句话是:“没有水密沉管隧道。我没想到你的隧道是防水的。为了在这样的条件下建造沉管隧道,有必要颠覆传统的沉管隧道概念吗。第二句话是:“我们香港工程界应该向你学习。”。林明告诉记者:“以前,香港土木工程专业人员从骨子里瞧不起我们。从他嘴里说出来比升入天堂更难。特别是在海底隧道工程中,运输和下沉条件非常恶劣,需要相当大的预应力张拉。港珠澳大桥初步设计方案已通过论证和审批程序,权威专家对初步设计方案做出了贡献
刘郑光对港珠澳大桥沉管隧道水密性的惊讶是有道理的。“在世界上,设计隧道时,必须确保水密性。然而,修建一条几公里长且100%水密的隧道是另一回事。在许多国家,隧道所有者和设计者理解建造100%防水隧道的挑战。汉斯·德维特告诉记者。高级沉管隧道专家是荷兰隧道工程咨询公司的运营总监,也是国际隧道协会国际沉管隧道工作组(第11组)的成员。他参与了卡塔尔的多哈鲨鱼跨海大桥、巴西的圣保罗河大桥、阿姆斯特丹的IJ河隧道和韩国的朱佳跨海大桥等项目。
“在世界范围内,许多案例表明,隧道中发生漏水现象非常普遍。荷兰特瑞堡集团工程产品商业开发部经理鲁德博胡特告诉记者。特瑞堡集团是世界领先的隧道密封系统供应商之一。其产品用于世界各地的许多沉管隧道。“混凝土隧道漏水的最常见原因是混凝土在养护过程中收缩,以及建筑结构出现无法适应荷载的裂缝。虽然隧道设计要求水密性,但有限渗漏在许多国家被普遍接受,相应的限值通常在招标阶段规定,但目前还没有统一的标准。目前,它不仅是世界上最长的沉管隧道,而且超过了我国现有的其他沉管隧道的总长度
卢瑟·帕奇( Luther Pocket )告诉记者,目前世界上有超过150条沉管隧道,但“桥梁+沉管隧道”最具代表性的组合是 ?resund Bridge,南韩的巨加大桥和港珠澳大桥。“据我所知,有一些漏水的地方 ?resund大桥海底隧道,但这不是因为我们的水密性系统问题,而是因为混凝土压实技术不够好。在全世界150多个沉管隧道中,大多数漏水都是由混凝土问题引起的。针对业界关于韩国巨加大桥沉没隧道泄漏的传言,他强调:“特雷勒堡不是该项目的密封供应商。节段接头的完整设计允许接头在超过后张预应力钢绞线的抗弯刚度时旋转以克服接头的应力
自工程开工以来,打破沉管隧道漏水的“常规”已成为中国工程师的信念。“为什么沉管隧道漏水? 无论哪一个环节导致漏水,都是因为地基有问题。岛屿隧道工程的总指挥林明说,“例如,港珠澳大桥的地基是厚软土地基,这不同于岩石地基 ?结果桥梁越江隧道越江,沉管隧道基础刚度的协调和不均匀沉降的控制非常困难。,约占15 %。合同规定港珠澳大桥的沉降极限为20厘米,而国外类似工程的沉降极限在30厘米以上。
为了达到沉降标准,使隧道防水,中国工程师在软土地层加固方面进行了大量有价值的创新,突破了用技术克服隧道渗漏的难题。他们在水下40米的沉管隧道基床底部铺设2 ~ 3米的碎石,夯实平整,形成新的复合地基,大大降低了沉管隧道的沉降值,平均沉降值约为5厘米。 他们的沉管预制标准被国际同行评审评为“绝对世界一流”。无论是设计理念、操作流程还是材料都按照国际标准进行了优化。
「港珠澳大桥岛隧道工程的项目部有非常高的工程管理和现场施工水平。一般来说,项目建设者创造了一个模特控项目。这不仅为中国的类似项目树立了新的高标准,也为世界的类似项目树立了新的高标准。德国PERI公司大中华区运营总监郑宽志告诉记者。
?resund Bridge和韩国的巨加大桥分别于2000年和2010年建成,而当记者在2016年6月采访时,港珠澳大桥仍在建设中。当记者质疑港珠澳大桥沉管隧道是否水密以及是否仍需要时间进行核实时,港珠澳大桥岛隧道首席设计官刘晓东表示:“隧道是否漏水将在施工过程中发现。我们的沉管隧道必须承受40米的水深,相当于大约5个大气压的压力。在如此大的压力下,密封、沉管混凝土或其他环节中的任何问题都会立即出现。一定有导致漏水的缺陷。从理论上讲,如果施工构件或施工工艺没有缺陷,沉管隧道今后就不会发生渗漏。“
他们是如何实现“国际一流”和创建“模特控工程”的? 自港珠澳大桥建设以来的六年里,中国工程建设者历经千辛万苦,实现了沉管隧道的“水密”建设。
图为新华社无人机小组拍摄港珠澳大桥的航空照片。新华社吴家伟照片
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艰难抉择: E15第一次回归
一位著名的欧洲岛隧道专家根据经验给出了一个数值:世界上节段沉管隧道的平均渗漏率约为10 %,这意味着十分之一的接头可能漏水。他说,目前没有100%在沉管隧道防水的记录。从这个角度来看,前香港土木工程署署长刘郑光在参观港珠澳大桥隧道前,询问是否准备雨衣和水靴,实在是合理的。
港珠澳大桥隧道总共需要制造和安装33个管段。数百个程序不仅连接在一起,而且重复了一千次。只要一个环节有问题,漏水就不可避免。截至2016年6月12日,港珠澳大桥沉管隧道工程施工人员已完成27个管段的安装,隧道总长4702。5米,占总长度的80 %以上。根据每段管道有8个接头的计算,27段管道有216个接头。如果平均泄漏率计算为10 %,则10或20个接头的泄漏在正常范围内。
中国工程师如何实现港珠澳大桥沉管隧道零隐患、无渗漏? “是无时热泪。“2015年12月22日,E24管道因节水而停靠码头。记者跟随海底隧道管段漂浮安装船队出海。梁桁架,海岛隧道工程设计负责人,刘亚平和,副总工程师,苏发强。5工作区,告诉记者E15管段下沉的故事“三浮两回”。”。
2014年11月15日是E15管接头下沉的“窗口期”。出发前的13日和14日,梁桁架和刘亚萍带领团队用多波探测器对沉管隧道基床进行了三维扫描测量。13日,山脊和沟渠轮廓清晰。14日,再次扫描时,3 ~ 4厘米。箭在弦上,发送与否。这时,我们前面的潜水员发出了浮泥密度正在下降的信息。试验结果表明,泥浆密度从1?
3 ~ 1。4g /立方厘米减豫慧石材少到1。26克/立方米厘米。项目部集体决策:开始。“在漂浮的过程中,人们仍然忐忑不安。E15管接头到达现场并即将下沉之前,森林要求潜水员再次潜水,这是前所未有的!
。潜水员带来了坏消息:在短短八九个小时后,基坑中的沉积物又增加了。”大梁说。那些在监控室参加决策会议的人经历了漫长而痛苦的斗争过程。有一种观点认为,最好试一试安装,“数百人已经工作了一个多月,花费了这么大的成本,他们总是不得不试一试”;有人引用国外类似工程为例,证明即使管接头对接精度放宽到8釐米问题,4厘米的淤积也不会给隧道质量带来根本性影响。
。。在场的所有工程师都知道,世界上最长的沉管隧道根本不漏水的关键是要不断改进整个工程。
正是基于基座的良好刚性,基座在整个沉管结构上承受均匀的力。不仅底座没有额外的开裂风险,而且GINA止水带和每个管段之间的剪力键也没有额外的力,因此防水。假设管接头下有超标淤泥,则意味着沉降量将增加6 ~ 7厘米,接近或超过GINA止水带的承载力,无渗漏成为气泡。最糟糕的结果也可能是近80,000吨管接头的降低精度出现巨大偏差。由于管接头的巨大负吸力,再次提起进行校正的可能性非常小。”大梁说。总司令林明比任何人都清楚回家意味着什么:地基淤塞后,必须清除淤泥,重新铺设地基。直接成本在数千万元人民币,而且一次收回管道部分也将花费数千万元人民币。
此外,海事部门与浮式作业合作的近20艘护航船和拖船的使用成本将对项目造成巨大的财务压力。然而,在他心中,财政压力无法与工程质量相提并论:如果存在连接问题,一旦近80,000吨管接头沉入海底,当时世界上没有任何设备能够提升管接头。隧道漏水是必然会发生的,更严重的问题是它肯定会影响航道的通航。珠江口是中国最繁忙的航运区,每天有5000艘船只。。。“地基不牢,摇晃着。
这是生命线,我们不能拿桥的质量和沉管的安全打赌! 暂停安装并返回管接头。“林明和他的团队最终做出了决定。17日18时,E15部分正式恢复使用! 将未停靠的巨大管接头拖回码头并不容易。
返回地层返回作业海域,风力为5级或6级,波浪超过1米。航程约7海里,返程飞行队小心翼翼地走了24小时,E15管接头毫发无损地被拖回沉管预制厂的深水码头。。。世界桥梁建设史上没有先例。
图为新华社无人机小组拍摄港珠澳大桥的航空照片。
3。失败的“潜在好处”
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失败的分析比成功的总结要困难得多
。。总司令林明提出了一个问题:为什么先前安装的14个管接头的底座没有突然返回t。
,有限公司 (以下简称“中国交通第四航院”) 中交第四航务工程公司副总工程师梁桁架。有限公司。,是港珠澳大桥岛隧道工程沉管基础的负责人。
他告诉记者:“我记得很清楚,在第一次会议上,我们著名的沉积物专家、78岁的王汝凯大师说,我们来这里不是为了进行科学研究,而是为了通过大会战解决项目中遇到的问题。随后,成立了隧道基槽泥沙淤积专题研究小组。。。他们利用卫星遥感测量、多波束扫描和水中沉积物浓度测定等方法进行研究。实测数据有三个重要发现:第一,该海域含沙量异常,含沙量从原始平均值0。
5 ~ 0。6公斤;其次,海底表面由于未知原因变粗。第三,项目所在地伶仃洋的部分水域略有淤积。。。卫星遥感信息进一步证实,隧道基槽以北17 ~ 18公里海域存在大面积泥水。 当工程师到达该地区时,他们看到70或80台挖泥船正在工作。
58千克/立方米,高于0。02 ~ 0。05千克/立方米。随着工程质量标准的提高,降低水中含沙量已成为首要解决的问题。这些挖泥船直接在现场收集和清洗。事实上,上游的一群人不断搅动海水,导致沉积物翻滚并撞击下游。
之前,挖泥船挖掘了30 ~ 40公里远的北部。它向南移动了15 ~ 16公里,直接改变了珠江口局部水域多沙少水的规律。。。疏浚公司在这一地区运营,持有政府批准的法律文件。面对港珠澳大桥国家工程,广东省政府充分协调各方利益,做出了果断决策:必须确保国家重点工程港珠澳大桥的顺利建设,并立即停止采砂。
2015年2月24日,也就是第一年的6号,E15管接头在第一次被拖回管接头后三个多月,再次被取出。根据之前收集的所有信息反馈,判断没有发现异常,但当车队即将到达施工区域时,前方传来消息: E15管接头砾石层尾部突然发现2000平方米的淤泥。“2000多平方米的异常面积约占管接头床总面积的1 / 4。
沉积物厚度为80 - 90厘米。当每个人看到一个装满泥浆样本的箱子时都很震惊,潜水员从箱子里拿出来了。沉积物来自哪里! ”梁桁架告诉记者。根据分析,第一次淤积后,施工人员清理了基床槽底部的淤泥,而基床槽边坡则覆盖了一层薄薄的淤积,淤积受到外力扰动后,发生了雪崩式的“坍塌”。「我们最初缺乏了解,再加上世界上没有疏浚沉管隧道斜坡的先例,导致了这种情况? 对风险的认识总是一个不断总结和积累的过程。
”大梁说。王汝凯告诉记者:“港珠澳大桥是目前世界上唯一的深埋大淤段沉管工程,单段重约8万吨,最大深度46米。这是目前世界上最困难的沉管隧道。管接头对基床的平整度有非常严格的要求。
为保证工程质量,设计要求泥沙淤积量不得超过。指挥舰突然气氛凝重,有些人忍不住当场大哭起来。”一时间心情特别激动,忍不住哭了。山东大汉苏发强(港珠澳大桥岛项目第五工作区副总经理)说,“第一次航行非常困难。一个由200多人组成的团队连续72小时没有睡觉,巨大的压力接近人类忍耐的极限。“
500多人从30日开始等待农历新年的第六天。他们没有预料到另一场滑坡,被迫回家? 他们不愿意。他把这描述为“人类无法抵抗自然的痛苦”。”。建立一套淤积预警预报系统,为后续的管接头安装提供保障,是当时工程面临的最迫切的要求。虽然E15管接头进出两次,但正是这两次故障澄清了工程需求,从而创建了满足需求的淤积预警和预测系统,并获得了故障的第一个“潜在好处”! 这种“利润”可能是智力上的成就,将对该行业的未来产生重大影响。。。以前,管接头配备有海浪和天气等天气窗口的预报,E15管接头遇到的泥沙淤积增加了由于安装管接头造成泥沙淤积的预报! “泥沙淤积很难预测,因为泥沙淤积受人为因素的干扰很大,既不可控也不规律,而且与天气窗口预测一样困难。“。
最初,泥沙淤积的研究仅限于宏观层面,如大型河流或海域,而对特定点的微观研究很少。目前,沉管基槽的宏观预测已从几十平方公里突破到8000平方米的微观预测。第二,从长期到短期。
第三,泥沙淤积预测的细化。以前,泥沙淤积量级预测以米为单位,通常为1 ~ 2米,最小单位仅为50厘米。然而,沉管安装工程的预测需要10厘米和4厘米作为测量单位。我们做到了。”梁桁架说道。正是沉管安装中的两个意外故障导致了泥沙淤积预测的创新。正是这一“事故”为创新提供了机会。这种创新不仅满足了项目最迫切的需求,也完美地展示了创新的意义。在这些创新手段的护送下,3月24日,漂浮舰队在游乐设备中第三次将E15管接头出海。经过几轮观察和调整,E15管接头与E14管接头精确对接在40多米深的海底。。。4。
从虚无中挖掘“救心丸”。大多数创新都不是经过精心策划和在想象中艰苦研究后所取得的预期结果。事实上,许多创新是偶然产生的。虽然不是每一次事故都能产生创新,但事故往往是创新的机会。关键是现在是否有人能想出好主意。
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铺设一段管道基床的费用超过5000万元
正是为了满足基床铺设的精度要求,港珠澳大桥岛隧道项目部和上海振华开发了一艘高精度抛石调平船,调平精度为25毫米。。。“三浮两回”E15管接头事件让林明有了强烈的愿望。如果有一个高精度的疏浚设备就好了,它可以。
王学军是上海振华集团海洋工程研究所海洋工程机械设计研究所副所长。因主持港珠澳大桥岛隧道工程抛石整平船等关键设备设计,荣获中国建筑科学技术进步奖特别奖和“建筑英雄”称号。他回忆道:“当我第一次去珠海看望李先生时。林在这件事上,他首先提出了是否可以在整平船上安装疏浚装置的想法。
为了完善这个系统的设计,我们后来交换了很多意见,因为工程师最清楚他们想要什么,而振华通过设备研发将他们的想法变成了现实。”。为了纪念王学军,他和林明在上海浦东国际机场附近的酒店就设计方案进行了几次讨论。林明总是穿着工作服,会后立即返回珠海。“我以前从未见过这样的场景,我能感觉到工程中对高精度疏浚设备的迫切需求。”王学军说。对于工程来说,解决一个问题的原理或特定技术必须是该工程问题的新课题。
岛屿隧道项目部迅速将挑战降低到一个要求——一个需要解决的技术问题。后来,这一要求变成了一个详细描述的问题。将需求与某些技术联系起来并满足这些需求的过程就是创新。“三浮两回”的第二个潜在好处正在向他们显现。“。“从设计角度来看,该设备的关键是实现定点高精度清淤,将清淤设备移植到整平船上是个好主意。”
调平船通过四条腿提升船体,受波浪、水流、风等自然条件的影响较小。它不仅可以固定,而且具有稳定性。另外,抛石管顶部第二个全球定位系统接收到的三维坐标数据结合抛石管的长度、抛石管的倾角和底部液压缸的行程来控制抛石床的标高,整个系统的测量精度非常准确。“其实,抛石管的原理和疏浚的原理是一样的。
整船能满足砾石整平的高精度要求。如果在料仓疏松机的头上安装两个水泵,理论上可以完成精细疏浚。只有一个是抛石,另一个是清淤。随着机头的移动,泥浆泵将泥浆抽走,这类似于调平船的移动。当然,泥浆泵头与泥浆泵面之间的距离可以保证已建基槽不会损坏。
说起来很简单,但实际上工作量很大。整个系统包括泥浆泵转速和水流量的计算,以及如何通过系统控制完成精确的动作控制等。”王学军说。该案例描述了如何提出解决方案,以及如何生成新技术来满足整个流程的需求。上海振华立即成立了一个有200多人参与的“零项目”项目团队。
从方案设计到材料采购,再到设备制造,团队沿着绿色通道顺利行进。从林明的想法到深水高精度疏浚设备的成功开发只花了4个月的时间。这是向现有集成技术中添加新元素的成功例子。。。“‘救心丹'超级好,高精度定点疏浚设备节省了一个安装窗口。”大梁说。2015年11月4日,E22管接头安装前,现场泥沙监测数据和多波束扫描数据显示,河床质泥沙淤积量明显增加。一旦使用,高精度疏浚设备将显示其威力。非常完美。“疏浚完成后,砾石表面不仅干净,而且还。
精确疏浚装置的最大意义是确保当月安装两个管道段的进度,这是前所未有的。”王学军说。在早上6 : 30。m。2015年12月21日,随着港珠澳大桥第24段在海床上的精确安装,中桥岛隧道的建造者创造了在台风、基槽淤积、珠江口径流大、寒潮等恶劣条件下一年完成10段安装的世界纪录。
“当提到海洋工程设备时,人们首先想到北欧国家。港珠澳大桥无疑是世界上最大的跨海海底隧道组合工程。上海振华可以为中国的大型项目定制设备。人们能认为上海振华已经进入世界海洋工程设备制造的前沿吗。”记者问道! “我想我可以这么说。我们应该感到自豪的是,研发设备的核心部件是我们自己的。这些是振华的核心技术。
”王学军说。m。图为新华社无人机小组拍摄港珠澳大桥的航空照片。新华社吴家伟照片。
下沉隧道结构的独特创新。港珠澳大桥海底沉管隧道由33个管段连接而成。自从人类工程史上第一条钢筋混凝土沉管隧道建成以来,沉管的制造方法只有两种:刚性和柔性。。? 沉管结构的刚性和柔性是什么。港珠澳大桥岛隧道项目的总设计师刘晓东用积木来做一个易于理解的类比:“刚性结构就像长积木,而柔性结构就像由小乐高积木组成的积木。“。由于刚性结构是一个整体结构,接头泄漏的概率会降低,但如果基础下沉,一般沉管上的力将不均匀,出现问题的概率也会相应增加。然而,柔性结构采用短管节形成长管节,这在处理沉降方面比刚性结构具有明显的优势。
无论选择何种结构,最终目标都是在地基出现不均匀沉降时,将对海底隧道的影响降至最低。
”。总的来说,人们更喜欢使用以前证明的解决方案
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「我们已仔细研究这两项计划在港珠澳大桥海底隧道的应用,并不能直接选择其中一项作为整体设计计划,因为这两项计划在特定的工程条件下均显示出各自的优点和缺点
通过对各方面的研究和考虑,我们认为分段结构(柔性结构)更经济可行。”汉斯·德维特说。
港珠澳大桥沉管隧道是世界上唯一的深埋沉管隧道,最大水下深度超过40米?
为了预留30万吨级航道,港珠澳大桥沉管隧道需要埋在海底20米以上。“。在20米以上的覆盖层下,荷载是浅埋沉管荷载的5倍以上。如果采用传统的结构体系,沉管结构的安全性就无法得到保证。林明担心“超过200个水下关节,如果其中一个关节受损,后果将不堪设想。”
面对这一问题,权威隧道专家给出了“深埋浅筑”的两种解决方案:一是用密度与水相近的轻质填料回填沉管顶部,需要追加投资10亿元以上,工期也将延长;二是控制回流污泥厚度,在120年运行期内进行维护疏浚,维护费用也将达到几十亿元。。。虽然“埋深做浅”的想法已经说明了项目计划,但成本太高,中国工程师不愿意接受。他们一直在寻找一种新的结构设计方法。“自2012年初以来,设计团队和我一直在寻找一个改变。
“发件人是林明。 “那天晚上我几乎没睡,早上5点左右的12时辰,半刚性的概念突然闪过我的脑海,它可以提高关节的能力,可能是从结构上实现沉管隧道的一种出路。”林明回忆道。他提出的半刚性结构的思想是保持甚至加强短管接头串在一起的钢绞线,并加强短管接头之间的连接,使得由多个短管接头连接而成的180米长的标准管接头的变形得到更大的抑制,提高深埋沉管的抗脱位能力 汉斯·德维特( Hans Devit )从专业角度对此进行了描述:“半刚性法利用了节段隧道(柔性)和整体隧道(刚性)的概念,保留了最初用于运输和下沉的后张预应力钢绞线。“。柔性隧道通常比刚性隧道便宜得多,但是需要许多临时后张预应力钢绞线将所有部分连接成管接头,以完成运输和下沉。”。
这种半刚性方法非常有吸引力。
如果保留预应力钢绞线(不需要切割所有预应力钢绞线),隧道的性价比将更高,沉管隧道管片接头的移动将显著减少甚至避免,这有利于隧道的水密性。“。半刚性创新的洞察力不是结束,而是开始。新概念在转化为可能的技术解决方案之前需要经过技术论证:输出技术解决方案链的一端是沉管隧道的“安全要求”和“投资节约”要求,另一端是通过什么方法和途径来满足要求或要求。方案形成后,设计团队花了30多天时间完成了《半刚性沉管结构方案设计研究报告》,后续过程充满了异议、批评甚至指责。
接下来是外国权威专家的讽刺:“你有什么资格创造一个新的结构。”。然而,中国同领域的许多专家对此提出了质疑。“。说服权威专家并达成共识比技术创新本身更难。。。为了展示这种半刚性结构,从2012年底到2013年8月,他们经历了200多个悲惨的日子。然而,林明坚持说:“我们认为半刚性是一种科学解决方案。
如果我们不坚持,我们就没有尽到我们的责任。”。他们邀请国内外六家专业研究机构进行“背靠背”分析计算,从模型试验和原理上验证半刚性结构的可行性。不同流派的研究和论证结果相似,证明半刚性是解决沉管隧道结构深埋问题的科学方法。半刚性结构最终被各方认可。经过近两年的努力和坚持,半刚性已经把沉管隧道深埋的想法变成了现实,经济成本很低。到2016年6月24日,已安装隧道的总长度将达到4702。“
。。汉斯·德维特高度评价中国工程师的创新。
他说:“荷兰的皮恩隧道是第一个保留预应力钢绞线的隧道,并应用了一些半刚性方法的基本概念。”。然而,中国工程师真的把这种方法提升到了一个新的水平,实现了真正的创新?“? 同时,节段节点的设计采用法向力(预应力是一个非常重要的部分)来提高。。。总设计师刘晓东根据技术难度列出了一个谱系:从应用惯例和标准组件的传统技术,到需要实践或测试的项目,以及面临真正难以突破的障碍的项目,到需要应对一些特殊挑战的项目。
;沉管预制厂土木结构;沉管基槽开挖、沉管回填、沉管附属工程等。),约占35 %;需要测试和克服困难的部分是工程的主要部分,包括沉管基础、沉管预制、沉管岛段等。,约占50 %;其他一些项目是应对特殊挑战和需要技术创新的项目的一部分,其中许多是世界上第一个,如深插式钢筒、半刚性沉管结构、海上沉管安装系统、沉管最终接头等。”。在中国工程史上,标准基础设施项目第一次需要测试,需要突破技术难点的部分占项目总量的一半,实现技术创新以应对特殊挑战的项目占项目总量的15 %。。。首席执行官:金锋。
制片人:夏宇。编辑:戴丽丽李一博。编辑事务:李皓然。
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