【文汇网讯】 （香港文汇网记者 方俊明 珠海报道）作为港珠澳大桥珠海连接线的控制性工程，全长2741米的拱北隧道即将全隧贯通，也宣告全球首座采用「超大麴线管幕+超长冻结法」施工的公路隧道取得重大突破。「其中，位于『全国第一大陆路口岸』拱北口岸地下的、长度仅为255米的隧道暗挖段，集中了迄今人类建设隧道的全部难度，其管幕长度及面积、冻结规模均刷新世界纪录。」珠海连接线管理中心专家称，淤泥下「人造冻土」暗挖隧道工法攻克世界级难题，包括配置逾1万个元器件当「眼睛」监测土层冻结不消融，填补了中国在复杂地质条件下超大断面隧道施工技术的空白。
港珠澳大桥拱北隧道全长2741米，按照「双向并行与上下重叠相互变换」的双向六车道方案进行设计。其中，穿越拱北口岸255米长的隧道暗挖地段，开挖断面达336平方米、宽20米、高23米，这意味荌狙p期日均客流超30万人次、车流达1万车次的拱北口岸地下有条8层楼房的隧道。
口岸下挖8层楼高隧道难度前所未有
珠海连接线管理中心专家告诉记者，拱北隧道堪称「隧道施工技术博物馆」，地下不同种类的岩土达16种之多，地质复杂多变。特别是下穿拱北口岸的隧道土层软弱，富含地下水，承载力低。这样包含淤泥质粉质黏土、淤泥质砂、中砂含细砂、粉砂等地层，被称为「汉堡包」地层，就像「汉堡包」中的夹心肉一样。「在这样的地层暗挖隧道，可比喻是在豆腐脑上动手术，技术难度前所未有」。
为攻克这世界级难题的隧道建设，施工方经一系列论证，采取业界首创的「超大麴线管幕+超长冻结法」施工法。在前期顺利完成了全球最长的超大断面曲线管幕顶管施工之后，形成336平方米的管幕群，但仅相当于「人的身体只是搭起了『骨架』」；而紧接茠沪廘略u程，则是利用冷却盐水管道这一「血脉」，沿荂u骨架」循环，最终才会构成完整的「人体」。
首创「超大断面水平环向一次冻结」
上述专家坦言，如果对这个336平方米的管幕群直接开挖，极易导致隧道整体垮塌。为此，施工方创造性地采用「超大断面水平环向一次冻结」技术；换言之，将暗挖段高23米、宽20米、厚2.6米、纵向长度255米的地段，变成一个环形超级大「冰柜」。通过利用人工制冷技术，把松软含水的土层变成冻土，将管幕的顶管包裹，再将隧道完全封闭，增加其强度和稳定性，以便在冻结壁的保护下，安全进行隧道的开挖作业。
设过万个元器件充当「眼睛」监测
所谓「冰冻三尺，非一日之寒」。冻结工程以「冻起来、抗弱化、控冻胀」为三大原则，在全球前所未有地采取了管幕钢管内部布置「圆形主力冻结管」、「异形加强冻结管」和「升温盐水限位管」三种特殊管路构成的冻结方案。其中，将冻结帷幕在横断面上分为5个区，纵向上分为3个区，「冻土圈」厚度设定为2米。据精心测算，施工方在暗挖段两边各设由17台和8台冷冻机组组成的冻结站，确保「冻结圈」所需冷量的持续供给。
为让「冻结圈」每个部分都能达到设计要求的冻土厚度，施工方在「冻结圈」范围内布设了1万多个监测元器件充当「眼睛」，通过调整盐水流量、温度及限位管等措施，对冻结参数适时调整，从而保证了冻结效果。
据了解，冻结工程正式冻结施工近一年半来，「冻结圈」厚度完全达到了设计要求，期间未发生一宗由于冻土膨胀造成口岸地表沉降或周围建筑物变形。根据施工进度，拱北隧道将于近期实现全隧贯通，也标志13.4公里珠海连接线全线贯通，预计将于今年底与港珠澳大桥主桥一起具备通车条件。
淤泥下「人造冻土」暗挖隧道工法
一，创造性地采用「超大断面水平环向一次冻结」技术，即是将暗挖段高23米、宽20米、厚2.6米、纵向长度255米的地段，变成一个环形超级大「冰柜」。
二，冻结工程以「冻起来、抗弱化、控冻胀」为三大原则，管幕钢管内部布置「圆形主力冻结管」、「异形加强冻结管」和「升温盐水限位管」三种特殊管路构成的冻结方案，属全球首创。
三，据精心测算，将冻结帷幕在横断面上分为5个区，纵向上分为3个区，「冻土圈」厚度设定为2米；在暗挖段两边各设由17台和8台冷冻机组组成的冻结站，确保冷量持续供给。
四，在「冻结圈」范围内布设1万多个监测元器件，通过调整盐水流量、温度及限位管等措施，对冻结参数适时调整，从而保证「冻结圈」每个部分都能达到设计要求的冻土厚度。
责任编辑：Caroline