【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(zhǎng)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(diǎn)，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(shí)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(zhǎng) 29.6 公里，由橋、島、隧三大部分組成。其中這條 6.7 公里長(zhǎng)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(dòng)路面鋪裝作業(yè)，也是整個(gè)港珠澳大橋主體工程中最后一個(gè)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(zhǎng)的公路沉管隧道和唯一的深埋沉管隧道，也是我國(guó)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(gè)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(yíng)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(gè)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(yíng)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(duì)隧道里面進(jìn)行鼓風(fēng)，整個(gè)隧道就像一個(gè)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(xiàng)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(jì)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(duì)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(duì)特殊的施工環(huán)境，中國(guó)交建建設(shè)者不斷優(yōu)化創(chuàng)新，設(shè)計(jì)定制了小型龍門吊，實(shí)現(xiàn)中廊道流水化澆筑；采用登高移動(dòng)平臺(tái)安裝防火板，實(shí)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(yàn)驗(yàn)證和工序優(yōu)化，建設(shè)團(tuán)隊(duì)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(shí)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(gè)沉管隧道水平混凝土剪力鍵澆筑完成。在整整 3 年的時(shí)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(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)。為保證路面 15 年的設(shè)計(jì)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(duì)封閉的條件會(huì)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(huì)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(jì)使用壽命 120 年，其中，路面的設(shè)計(jì)使用壽命為 15 年。在珠江口下游這樣一個(gè)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(diǎn)。

        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(guó)自主設(shè)計(jì)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(chǎng)，一臺(tái)印有“港珠澳大橋號(hào)”的攤鋪機(jī)正在作業(yè)，相對(duì)于傳統(tǒng)的瀝青鋪裝，現(xiàn)場(chǎng)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(tái)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(xiàng)“世紀(jì)工程”的質(zhì)量，島隧項(xiàng)目部采用了兩臺(tái)我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的可動(dòng)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(jiǎn)稱：中大機(jī)械）設(shè)計(jì)制造。該攤鋪機(jī)還有個(gè)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(zhǎng)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?yàn)樗梢栽?nbsp;15 米到 20 米間進(jìn)行自由的動(dòng)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(xiǎn)。

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(tái)甚至三臺(tái)攤鋪機(jī)同時(shí)作業(yè)，不僅均勻度、平整度會(huì)下降，而且雙機(jī)并鋪所產(chǎn)生的接縫將會(huì)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(xiàng)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(gè)超大型攤鋪機(jī)在攤鋪過程中加入了二次拌合的裝置。

        長(zhǎng)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(jì)理念和設(shè)計(jì)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(gè)葉片是強(qiáng)制擠壓式輸料，卸料的時(shí)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(guó)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(gè)島隧工程瀝青鋪裝工作預(yù)計(jì) 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。