【品質(zhì)工程】給沉管隧道“穿衣” ——直擊港珠澳大橋海底隧道路面鋪裝

給沉管隧道“穿衣”

——直擊港珠澳大橋海底隧道路面鋪裝

文 / 本刊記者 王楠楠

        珠江門戶，伶仃洋上，云卷云舒的海天之間，港珠澳大橋若蛟龍出海，氣貫長虹。如伶仃洋上兩艘相向而行的巨輪，港珠澳大橋東、西兩座人工島隔海相望，一條海底隧道在水面之下將其連接。

遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去，隧道口兩端的減光罩狀如皇冠，與清水混凝土墻交相輝映。記者乘坐電瓶車由西人工島進(jìn)入海底沉管隧道，只光線略微暗了一點，卻并無傳統(tǒng)隧道的“黑洞”之感。很難想象，沿著這條隧道前行，其實正在走向大海深處，隧道的中間位置、也就是最深處位于海平面 40 米以下。

        港珠澳大橋主體工程全長 29.6 公里，由橋、島、隧三大部分組成。其中這條 6.7 公里長的沉管隧道工程是大橋的關(guān)鍵控制性工程，目前已經(jīng)全面啟動路面鋪裝作業(yè)，也是整個港珠澳大橋主體工程中最后一個路面鋪裝的環(huán)節(jié)。高溫、高濕以及不暢的通風(fēng)環(huán)境，都給這次路面“穿衣”帶來了極大的挑戰(zhàn)。

        港珠澳大橋海底隧道是目前世界上最長的公路沉管隧道和唯一的深埋沉管隧道，也是我國在外海建造的第一條沉管隧道。沉管隧道內(nèi)附屬工程工序眾多，涵蓋了消防、救援、電氣、通風(fēng)、照明、維護(hù)等各個環(huán)節(jié)，安裝精度要求極高，是確保沉管隧道 120 年安全、舒適運(yùn)營的基礎(chǔ)。

沉管隧道內(nèi)附屬工程工序眾多，

涵蓋了消防、救援、電氣、通風(fēng)、照明、維護(hù)等

各個環(huán)節(jié)，

安裝精度要求極高，

是確保沉管隧道 120 年安全、

舒適運(yùn)營的基礎(chǔ)。

        進(jìn)入隧道，潮濕的空氣撲面而來，卻并不悶熱。

        記者注意到，隧道內(nèi)設(shè)置了很多大型的風(fēng)機(jī)，對隧道里面進(jìn)行鼓風(fēng)，整個隧道就像一個單向通風(fēng)管道，促使空氣循環(huán)流通。隧道附屬工程中管廊電纜隔墻澆筑、隧道內(nèi)裝、檢修道精調(diào)及消防、通風(fēng)、照明設(shè)施的安裝也已完成。

承擔(dān)該項施工任務(wù)的中交港珠澳大橋島隧工程Ⅲ工區(qū)一分區(qū)總工程師張洪介紹，6.7 公里的中廊道全部采用清水混凝土工藝，表觀質(zhì)量要求極高；檢修道整體線性與設(shè)計值的偏差不能超過 3 毫米，各節(jié)段間的誤差不超過 1 毫米；每塊搪瓷鋼板間的平整度偏差只允許 2 毫米，間距誤差不超過 1 毫米。

        “嚴(yán)苛的安裝精度對施工人員來說是不小的挑戰(zhàn)，但我們做到了?！?nbsp;中交港珠澳大橋島隧工程Ⅲ工區(qū)一分區(qū)副經(jīng)理李陽自豪地說。管內(nèi)附屬工程施工環(huán)境特殊，施工人員常年奮斗在最大水深超過 40 米的海下，管內(nèi)濕度極大，空氣流通不暢；交叉作業(yè)眾多、作業(yè)面狹窄更增加了施工難度。特別是中管廊寬度不足 4 米，封閉狹小的空間使得大型設(shè)備無法施展，中廊道澆筑所需的混凝土、模板等原料和施工工具都只能通過人工從不到兩米寬的安全門運(yùn)送進(jìn)去。

        針對特殊的施工環(huán)境，中國交建建設(shè)者不斷優(yōu)化創(chuàng)新，設(shè)計定制了小型龍門吊，實現(xiàn)中廊道流水化澆筑；采用登高移動平臺安裝防火板，實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，保證了安裝精度。通過近半年的試驗驗證和工序優(yōu)化，建設(shè)團(tuán)隊攻克材料轉(zhuǎn)運(yùn)、精度控制、復(fù)雜工程組織等諸多難題，實現(xiàn)了隧道內(nèi)附屬工程流水化、標(biāo)準(zhǔn)化施工。

         2014 年 10 月 8 日，首個沉管隧道水平混凝土剪力鍵澆筑完成。在整整 3 年的時間里，200多名“隧道精裝師”始終以“零瑕疵、零容忍、零缺陷”為標(biāo)準(zhǔn)，全力打造海底最美風(fēng)景，先后完成 6700 米中管廊清水混凝土隔墻澆筑、6000 多米檢修道預(yù)制構(gòu)件安裝、6.6 萬平方米搪瓷裝飾板安裝、以及近 29 萬平方米防火板安裝，順利完成世界最大規(guī)模的外海沉管隧道管內(nèi)附屬工程施工。

        瀝青路面鋪裝是島隧工程建設(shè)的最后一道關(guān)鍵工序，施工范圍包括了沉管隧道管內(nèi)主線道路、東西人工島環(huán)島道路及非通航孔橋等部分，鋪裝面積超過 23 萬平方米，相當(dāng)于 32 個標(biāo)準(zhǔn)足球場。為保證路面 15 年的設(shè)計使用壽命與施工人員的健康，這次的鋪裝“不走尋常路”。

        土建工程的最后一道工序也就是瀝青路面的鋪裝，這一道工序被建設(shè)者們形象地稱之為“穿衣服”工程。按照施工部署，海底沉管隧道路面瀝青鋪裝工作起于北側(cè)行車道E14管節(jié)。

李陽告訴記者，由于瀝青鋪裝必須在高溫下才能完成，但隧道內(nèi)相對封閉的條件會造成氣溫升高，施工人員職業(yè)健康難以保障。為此，中交島隧建設(shè)者創(chuàng)新采用溫拌技術(shù)。

        “施工過程中不會產(chǎn)生大量煙霧，瀝青溫度比普通露天施工降低了幾十度，有效提升工作環(huán)境的舒適度?！敝貞c市智翔鋪道技術(shù)工程有限公司工程師高博介紹。

        港珠澳大橋設(shè)計使用壽命 120 年，其中，路面的設(shè)計使用壽命為 15 年。在珠江口下游這樣一個高溫高濕高鹽度的環(huán)境中，如何讓路面的耐久性發(fā)揮最大的作用，也是大橋建設(shè)者們攻關(guān)的重點。

        為此，海底隧道的鋪裝作業(yè)，工程人員就創(chuàng)新使用了一種由我國自主設(shè)計制造的超大型攤鋪機(jī)來解決這一難題。記者看到，在瀝青攤鋪現(xiàn)場，一臺印有“港珠澳大橋號”的攤鋪機(jī)正在作業(yè)，相對于傳統(tǒng)的瀝青鋪裝，現(xiàn)場幾乎沒有明顯的煙霧產(chǎn)生。寬度為 12.5 米的單側(cè)行車道，這臺攤鋪機(jī)一次性攤鋪完成，取代了傳統(tǒng)的雙機(jī)并機(jī)梯次攤鋪的形式。

        據(jù)悉，為了保證這項“世紀(jì)工程”的質(zhì)量，島隧項目部采用了兩臺我國自主知識產(chǎn)權(quán)的可動態(tài)變換鋪裝寬度的一體式抗離析瀝青攤鋪機(jī)，由陜西中大機(jī)械集團(tuán)有限責(zé)任公司（以下簡稱：中大機(jī)械）設(shè)計制造。該攤鋪機(jī)還有個響亮的名字——“變形金剛”超大型路面攤鋪機(jī)。據(jù)中大機(jī)械董事長綦開隆介紹，Power DT2000攤鋪機(jī)是為此次港珠澳大橋島隧道路面鋪裝量身定制的，之所以稱之為“變形金剛”，是因為它可以在 15 米到 20 米間進(jìn)行自由的動態(tài)調(diào)節(jié)，一機(jī)代替兩機(jī)，其作業(yè)效率是傳統(tǒng)攤鋪機(jī)的 3~4 倍，提高了路面質(zhì)量，降低了建設(shè)成本和施工安全風(fēng)險。

在港珠澳大橋， 隧道內(nèi)單側(cè)行車道瀝青作業(yè)面寬為 12.5 米，

隧道入口處寬度為 15.5 米， 橋梁和人工島連接處更是達(dá)到 19.5 米， 東島島隧連接處路面寬度最寬到 26 米， 鋪裝難度可想而知。

        高博解釋道，在港珠澳大橋，隧道內(nèi)單側(cè)行車道瀝青作業(yè)面寬為 12.5 米，隧道入口處寬度為15.5 米，橋梁和人工島連接處更是達(dá)到 19.5 米，東島島隧連接處路面寬度最寬到 26 米，這樣不同規(guī)格的路面鋪裝，如果使用傳統(tǒng)的攤鋪方法要用兩臺甚至三臺攤鋪機(jī)同時作業(yè)，不僅均勻度、平整度會下降，而且雙機(jī)并鋪所產(chǎn)生的接縫將會是未來瀝青路面耐久性的重要隱患。

        那么，這種攤鋪方式究竟效果如何？港珠澳大橋島隧工程瀝青路面鋪裝工程項目經(jīng)理張鋒告訴記者：“從我們現(xiàn)在完成的隧道鋪裝的中面層情況來看，均勻度、平整度，相較于傳統(tǒng)的雙機(jī)連鋪的設(shè)備有非常大的改善和提高。

        此外，為解決超寬攤鋪過程中瀝青混凝土拌合不均勻的問題，工程人員還給這個超大型攤鋪機(jī)在攤鋪過程中加入了二次拌合的裝置。

        長安大學(xué)工程機(jī)械學(xué)院教授姚懷新解釋說：“就是把原來開放式的料槽進(jìn)行了半封閉，把原來的低料位進(jìn)行了提升，滿埋螺旋，強(qiáng)制二次擠壓攪拌，這一套設(shè)計理念和設(shè)計方案，在世界上是獨(dú)一無二的，處于領(lǐng)先水平，解決了超大寬度攤鋪如何克服瀝青混合料離析的世界性難題?！?/span>

        “這個葉片是強(qiáng)制擠壓式輸料，卸料的時候大料滾落堆在邊上，也就是過來的料它是不均勻的，我們把不均勻的料通過二次攪拌再擠壓過去，解決了瀝青混凝土粒料離析的問題?！濒腴_隆說。據(jù)了解，中大機(jī)械研制的這種攤鋪機(jī)已經(jīng)快 20 年了，成功地應(yīng)用在全國眾多高速公路、大型橋梁及特種超寬公路建設(shè)中，為提高公路路面質(zhì)量做出了突出貢獻(xiàn)。

        據(jù)悉，根據(jù)施工安排，整個島隧工程瀝青鋪裝工作預(yù)計 11 月底完成，可以為后續(xù)機(jī)電安裝、交通工程、綠化施工創(chuàng)造有利條件，聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作也將有序展開。