「人造凍土」助拱北隧道貫通
□作為港珠澳大橋珠海連接線的控制性工程，全長2741米的拱北隧道即將全隧貫通，也宣告全球首座採用「超大曲線管幕+超長凍結法」施工的公路隧道取得重大突破。「拱北口岸地下長度僅255米的隧道暗挖段，就集中了迄今人類建設隧道的全部難度，其管幕長度及面積、凍結規模均刷新世界紀錄。」珠海連接線管理中心專家稱，淤泥下「人造凍土」暗挖隧道工法攻克世界級難題，包括配置逾萬個元器件當「眼睛」監測土層凍結狀態，填補了中國在複雜地質條件下超大斷面隧道施工技術的空白。\大公報記者方俊明珠海報道
拱北隧道按「雙向並行與上下重疊相互變換」的雙向六車道方案進行設計，是港珠澳大橋主體工程與珠海連接的唯一通道。其中，穿越拱北口岸255米長的隧道暗挖地段，開挖斷面達336平方米、寬20米、高23米，這意味着高峰期日均客流超30萬人次、車流達一萬車次的拱北口岸地下有條8層樓房的隧道。
含水量高 直接挖易垮塌
珠海連接線管理中心專家告訴記者，拱北隧道堪稱「隧道施工技術博物館」，地下不同種類的岩土達16種之多，地質複雜多變。特別是下穿拱北口岸的隧道土層軟弱，富含地下水，承載力低。這樣包含淤泥質粉質黏土、淤泥質砂、中砂含細砂、粉砂等地層，被稱為「漢堡包」地層，「在這樣的地層暗挖隧道，可比喻是在豆腐上動手術，技術難度前所未有」。
為攻克這世界級難題，施工方經一系列論證，採取業界首創的「超大曲線管幕+超長凍結法」施工法。
據專家介紹，前期完成全球最長的超大斷面曲線管幕頂管施工之後，形成了336平方米管幕群。如果對這個336平方米的管幕群直接開挖，極易導致隧道整體垮塌。為此，施工方創造性地採用「超大斷面水平環向一次凍結」技術，將暗挖地段變成一個環形超級大「冰櫃」，把鬆軟含水的土層變成凍土，以保證隧道開挖作業安全進行。
25台冷凍機築「凍結圈」
所謂「冰凍三尺，非一日之寒」。凍結工程採取了全球前所未有的「圓形主力凍結管」、「異形加強凍結管」和「升溫鹽水限位管」三種特殊管路構成的凍結方案。施工方為此在暗挖段兩邊各設置了由17台和8台冷凍機組組成的凍結站，確保厚度達2米的「凍結圈」所需冷量的持續供給。
為讓「凍結圈」每個部分都能達到設計要求，施工方在「凍結圈」範圍內布設了一萬多個監測元器件充當「眼睛」，通過調整鹽水流量、溫度及限位管等措施，對凍結參數適時調整，以保證凍結效果。
據了解，凍結工程正式凍結施工近一年半來，「凍結圈」厚度完全達到了設計要求，其間未發生一宗由於凍土膨脹造成口岸地表沉降或周圍建築物變形。
根據施工進度，拱北隧道將於近期實現全隧貫通，也標誌着13.4公里珠海連接線全線貫通，預計將於今年底與港珠澳大橋主橋一起具備通車條件。
