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港珠澳大桥:全球首座运用陀螺仪实施曲直精准对接的隧道

导读: 目前,我国在建的港珠澳大桥作为世界最长的超大断面曲线管幕隧道,同时也是全球首座运用陀螺仪实施曲直精准对接的隧道。这便是2016年12月28日贯通的港珠澳大桥珠海连接线关键控制性工程,由中国铁建十八局集团承建的拱北隧道。

目前,我国在建的港珠澳大桥作为世界最长的超大断面曲线管幕隧道,同时也是全球首座运用陀螺仪实施曲直精准对接的隧道。这便是2016年12月28日贯通的港珠澳大桥珠海连接线关键控制性工程,由中国铁建十八局集团承建的拱北隧道。

澳珠澳大桥,资料图

据了解,受地理地形所限,拱北隧道采用的是曲线管幕施工技术,就是沿着隧道的开挖轮廓线,在336平方米的断面上,布置36根直径1.62米、长255米的钢管,组成环形支护体系,防止周围土层坍塌、地表沉降。这是目前世界上施工难度最大、顶进长度最长、精度要求最高的曲线管幕工程。

拱北隧道管幕,资料图

既然隧道有一段不是直的,在隧道开挖之前,第一个拦路虎就是超大曲线管幕施工。与普通直线管幕顶进技术不同,拱北隧道管幕施工采用曲线顶进,即沿88米缓和曲线与167米圆形曲线顶进,255米长的顶管轨迹必须精确控制。这就需要从弯曲的一段顶出来,与直线一段的端口精准对接。若非如此,顶管难以对接成功,整项工程将毁于一旦。

顶管机接收舱开舱起吊,资料图

以往曲线顶管顶进误差能控制在15厘米就相当了不起,而拱北隧道顶进的误差必须控制在5毫米以内,相当于一粒普通黄豆大小,接近零误差。另外,顶管机要在软如豆腐般的地层中,穿梭36次。如何保证穿梭按一定轨迹,精准进出呢?

为此,施工方引进了国际顶尖的泥水平衡式顶管机,尝试使用陀螺仪在地下定位,引进精确制导技术,建立自动跟踪测量系统。这样一来,自2013年6月第一根试验顶管始发,至2015年5月最后一根顶管顺利接收,历时两年,终于攻克了超长、超大曲线管幕施工中面临的精确控制、地表沉降和管幕障碍物处理等一系列世界级难题,创造了“零误差”的曲线管幕施工纪录。

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