港珠澳大橋珠海連接線拱北隧道攻克世界難題

隨著頂管機緩緩移出，由36根鋼管組成的管幕，以曲線形式成功下穿我國第一大陸路口岸——珠海拱北口岸，這標志著港珠澳大橋珠海連接線突破重要節點，同時也宣告了世界最大斷面的公路隧道管幕工程全面完工。

拱北隧道采用曲線管幕施工技術，沿隧道的開挖輪廓線，在336 m2的斷面上，布置36根直徑1.62 m、長255 m的鋼管，組成環形支護體系，防止周圍土層坍塌、地表沉降。這是目前世界上施工難度最大、頂進長度最長、精度要求最高的曲線管幕工程。

拱北隧道全長2 741 m，系港珠澳大橋珠海連接線的關鍵控制性工程。項目位于珠海市香洲區，毗鄰澳門。由于海陸地質條件和地面建筑物的影響，拱北隧道的設計施工非常具有挑戰性。在隧道東段，采用在拱北灣海域上首先人工筑島，然后再做明挖施工;當經過拱北口岸時，則采取了“管幕凍結暗挖法”施工，隧道由左右并行，變成上下雙洞疊層;穿過拱北口岸進入陸域地段后，又采用明挖法施工，隧道逐漸演變為左右并行的雙洞平行結構。

穿越拱北口岸255 m長的隧道暗挖地段，開挖寬度約為22 m，高度為24 m，建設條件極其復雜。下穿口岸30多m寬的狹長地帶，兩側的建筑樁基和地下管線“星羅棋布”，管幕距口岸樁基最近距離僅0.46 m，而且地層富水、軟弱，整體風險和技術難度在國內乃至世界上都首屈一指。

隧道管幕法施工通常為直線頂進，而拱北隧道管幕施工采用的是曲線頂進，即沿88 m緩和曲線與167 m圓形曲線頂進，255 m長的頂管軌跡必須精確控制。

地表沉降控制是管幕施工中面臨的另一技術難題。拱北隧道緊臨海岸線，距地表最薄處僅4 m，相鄰兩根鋼管間距僅30多cm。頂管機要在口岸下方限定的區域進行36次頂進，由于對地層反復擾動擠壓，稍有不慎，就會造成嚴重后果。另外，土層中夾雜的鋼筋混凝土砌體、花崗巖等堅硬障礙物，也給管幕施工帶來極大挑戰。

為攻克超長、超大曲線管幕施工中面臨的精確控制、地表沉降和障礙物處理等世界級難題，項目建設、設計、施工、監理、科研單位聯合開展了科技攻關。中鐵十八局集團為此組建了專門的人才智庫，投入近億元專門定制了4套國際頂尖的泥水平衡式頂管機，利用“千里眼”UNS精確制導，建立了自動跟蹤測量系統，并通過采取科學管理措施，解決了“高水壓條件下頂管始發”、“接收安全風險和管幕曲線軌跡控制”、“障礙物處理”等一系列難題。最終，管幕軌跡誤差控制在設計所要求的5 cm以內，并分別創造了單根頂管日進尺56 m、最短施工周期9 d、最小誤差為5 mm的曲線管幕施工最好紀錄。

港珠澳大橋珠海連接線拱北隧道“長距離、大直徑、曲線管幕”工程的順利完工，對我國特殊地理環境和復雜地質條件下大斷面隧道的設計和施工，特別是對我國城市化進程中的各大城市地下工程建設，具有非常重要的指導意義。同時，對落實國家“一帶一路”戰略，促進整個港珠澳大橋建設、早日為港澳發展提供更便利的腹地空間，保持港澳經濟繁榮和社會穩定具有深遠影響。