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穿江“长龙”出水不漏水

发布时间:2022-11-11阅读次数:

中交二航局参与投资建设的襄阳市襄江大道鱼梁洲隧道,是目前国内整体规模最大的内河沉管隧道工程,它像一条水下“长龙”,上跨焦柳铁路,“两进两出”汉江,经鱼梁洲“一线连珠”,把鱼梁洲生态绿岛和汉江水域融在一起。项目建设历时5年,总投资超50亿元,于2022年10月31日通车,其中两跨汉江的江底隧道总长约1.01公里。

沉管隧道是怎么从江底穿水而出又不漏水的呢?这就要靠工程师的智慧了。

为了方便施工,沉管隧道是由一节节管节组成的,管节在岸上预制完成后,通过水中浮运的方式运至江中,再沉放到江底拼接起来。两个管节之间有一个柔性止水结构,叫作GINA止水带,在施工过程中,管节两端的水压压缩GINA止水带进行止水。但水下“长龙”一旦穿江出水,就会失去端部的水压,GINA止水带就会发生反弹,其止水效果就会丧失,从而引起沉管漏水。通常需要在端部设置止退构造,支撑住管节端部,保证GINA止水带不回弹。

但一般的止退构造尺寸大,不但成本高、风险大,而且沉管端部设置了止退构造后,还会影响后续施工。

“能不能不设置止退构造呢?”时任中交二航局项目部副经理兼副总工冯先导说,“问题的关键是怎么能保证沉管管节间的GINA止水带不回弹?我们是不是可以将多个管节连成一个整体?这样GINA止水带就难以回弹了。”

想法虽然很好,但实际问题却非常复杂。GINA止水带的反弹力巨大,达到了惊人的6000吨,这相当于4000辆家用小轿车的重量,仅仅靠管节间的临时连接很难拉得住。且沉管沉入江底,管节上面和侧面可设置临时连接,下面靠什么力支撑呢?

没错,下面有摩擦力啊!管节自身重量巨大,与江底的摩擦力自然也不会小,可通过管节自身较大的摩擦力抵抗最终接头抽水后GINA止水带的回弹力。

摩擦止退,国内外的沉管隧道都没有用过的技术,可靠吗?摩擦力到底有多大?我们都知道摩擦力等于自重乘以摩擦系数。工程师对沉管的自重自然了如指掌,只需要确定管节与江底的摩擦系数就可以回答这个问题了。经过室内外、现场试验,工程师最终确定了钢板、混凝土和卵石垫层、夹淤泥卵石垫层间的摩擦系数。再经过详细地计算分析,确定了“摩擦止退”工艺的安全性后,项目部决定做“第一个吃螃蟹的人”。

沉管隧道最后一节管节即将出水时,不少人担心,止水带会回弹吗?管节接头会漏水吗?冯先导却自信满满地告诉大家,不会!后来,沉管隧道首先在东汊穿江出水,和冯先导预料的一样,沉管隧道滴水不漏,现场实测结果也表明,近600米的沉管隧道,回弹量仅3毫米。之后,水下“长龙”又穿西汊而出,同样没有发生止水带回弹和漏水。沉管出水后,再与路上的现浇段连接,就形成了我们今天通行的隧道结构。(张磊  王聪  许豹)

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