拱北隧道增设工作井方案专题研究2011.5.17
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珠海市交通运输局关于印发拱北口岸地区交通运输秩序整治工作方案的通知正文:---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 珠海市交通运输局关于印发拱北口岸地区交通运输秩序整治工作方案的通知局机关各科室、局属各单位:为贯彻落实2011年4月11日拱北口岸地区交通秩序整治现场办公会议精神,办好省政协委员李子丰先生关于《改善拱北口岸客运交通乱象,建立国家文明口岸的建议》提案,动员各方面力量,整治长期困扰拱北口岸地区的交通运输秩序混乱问题,营造“净畅宁美”的口岸环境,特制定《拱北口岸地区交通运输秩序整治工作方案》,现印发给你们,请按方案要求,认真贯彻落实。
二〇一一年四月二十日拱北口岸地区交通运输秩序整治工作方案为贯彻落实2011年4月11日拱北口岸地区交通秩序整治现场办公会议精神,办好省政协委员李子丰先生关于《改善拱北口岸客运交通乱象,建立国家文明口岸的建议》提案,动员各方面力量,整治长期困扰拱北口岸地区的交通运输秩序混乱问题,营造“净畅宁美”的口岸环境,特制定本方案。
一、拱北口岸交通运输存在的主要问题(一)随着珠海经济社会的快速发展和粤港澳交流合作的日益深化,拱北口岸作为我国陆路的第二大口岸,进出旅客也呈快速增长之势,近年来,日进出旅客平均达20多万人次,高峰时达30多万人次。
但与之不相称的是缺乏一个统筹兼顾、以人为本的交通规划;缺乏综合性运输枢纽、站场严重不足;缺乏科学高效的道路网络,管理水平、管理手段落后,造成高峰时段和节假日口岸地区交通拥堵,交通秩序混乱。
随着广珠城轨年底进入拱北站,将进一步加剧口岸地区的交通压力。
(二)口岸地区公共交通(公交车、出租车)的服务设施亟待改善,服务质量和管理水平亟待提高,特别是出租车拒载、绕行情况严重,司机行为不文明、与行人争道抢道,不执行错峰交接班制度、造成傍晚下班时旅客搭不到出租车的现象突出,群众反映强烈。
九、初步施工组织计划一、施工组织机构、施工总平面布置图、施工总体进度计划表1.1单元划分根据港珠澳大桥珠海连接线先行工程沿线建设条件,结合施工工法,全线拟划分为海上桥梁段、海域明挖段隧道、口岸暗挖段隧道、陆域明挖段隧道四个单元,单元划分如表1.1-1所示。
表1.1-1全线施工单元划分表序号单元里程桩号长度(m)备注1 海上桥梁段YK0+000~YK1+149.696 1149.696 珠澳口岸人工岛连接匝道、拱北湾大桥2 海域明挖段隧道YK1+149.696~YK2+374.900ZK1+150.000~ZK2+384.0481225.204 含人工岛3 口岸暗挖段隧道YK2+374.900~YK2+660.105ZK2+384.048~ZK2+664.302285.205包括两个工作井和255米暗挖段4陆域明挖段隧道YK2+660.105~YK3+890.000ZK2+664.302~ZK3+890.0001229.895包括鸭涌河、茂盛围区域1.2施工队伍配置及任务划分施工中根据施工单元内不同项目划分配备相应施工队伍,桥梁工程配备桥梁施工队;海域明挖段配备人工岛施工队、隧道明挖施工队;口岸暗挖段配备工作井施工队、管幕施工队、冻结施工队、隧道暗挖施工队;陆域明挖段配备隧道明挖施工队等共八个施工队伍。
施工队伍配置、任务划分见下表1.2-1,施工队伍配备及任务划分表。
表1.2-1 施工队伍配备及任务划分表序号工区主要结构物队伍配备主要施工任务划分备注1 海上桥梁段珠澳口岸人工岛连接匝道、拱北湾大桥桥梁施工队货车出境匝道桥、货车入境匝道桥、客车出境匝道桥、客车入境匝道桥、拱北湾跨海大桥桥梁钻孔桩基础、承台、墩台身、现浇梁部、箱梁预制及吊装2 海域明挖段YK1+149.696~YK2+374.900ZK1+150.000~ZK2+384.048段筑岛、海域明挖隧道人工岛施工队YK1+149.696~YK2+374.900ZK1+150.000~ZK2+384.048段人工岛施工人工岛清淤,抛块石、临时道路修建,海域明挖段隧道施工完成后人工岛后处理隧道施工队YK1+149.696~YK2+374.900(ZK1+150.000~ZK2+384.048)海域明挖隧道隧道基坑施工与隧道主体结构施工,基坑包括钢板桩、地下连续墙施工,格构立柱、降水井施工,基底加固、钻孔桩施工,土方开挖和支撑施工。
港珠澳大桥珠海连接线工程拱北隧道设计
何小龙;程勇;郭小红;拓勇飞
【期刊名称】《土工基础》
【年(卷),期】2013(0)1
【摘要】正在设计建设中的港珠澳大桥珠海连接线工程拱北隧道总长2741m,采用双层明挖+局部双层暗挖双向六车道的隧道形式,隧道施工采用了先岛后隧明挖法和大断面、长距离、多管节、曲线管幕顶进方法。
隧道具有断面大、埋深小、地层软弱、地下水丰富、周边环境敏感等特点,是目前我国已建及在建的水下公路隧道中环境条件最复杂、施工难度最大、综合技术含量最高的隧道工程之一。
【总页数】5页(P21-24)
【关键词】水下隧道;超大断面;浅埋暗挖
【作者】何小龙;程勇;郭小红;拓勇飞
【作者单位】中交第二公路勘察设计研究院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U452
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1.港珠澳大桥隧道管幕工程成功穿越珠海拱北口岸港珠澳大桥主航道6.7 km 海底隧道2016年底难建成 [J],
2.浅谈港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道消防联动应用 [J], 王康仁
3.港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道临时支撑拆除施工技术 [J], 刘应亮
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珠海市人民政府关于印发市政府2011年工作要点的通知【法规类别】机关工作综合规定【发文字号】珠府[2011]14号【发布部门】珠海市政府【发布日期】2011.02.27【实施日期】2011.02.27【时效性】现行有效【效力级别】XP10珠海市人民政府关于印发市政府2011年工作要点的通知(珠府〔2011〕14号)横琴新区管委会,各区政府(管委会),市府直属各单位:现将《市政府2011年工作要点》印发给你们,请认真贯彻落实。
2011年是建党90周年,是我市实施“十二五”规划的起步之年,也是我市落实珠三角《规划纲要》“四年大发展”战略的关键一年,更是我市推动科学发展、可以大有作为的一年,抓机遇、谋发展、促升温,机遇与挑战并存,机遇大于挑战,做好今年的工作意义十分重大。
各级政府和职能部门要创造性地开展工作,着力转变工作方式,加强行政效能,密切协调配合,认真履行职能,一心一意谋发展,脚踏实地惠民生,推动我市经济社会迈出科学发展新步伐,为建设幸福珠海奠定新的坚实基础。
珠海市人民政府二〇一一年二月二十七日市政府2011年工作要点根据党的十七届五中全会和中央经济工作会议精神,按照省委十届八次全会以及市委六届九次全会的一系列重大部署,为实现市七届人大六次会议审议通过的《政府工作报告》所确定的各项工作任务,各级政府和部门要围绕发展目标,正确处理好总量增长与质量提升、经济发展与民生改善、改革发展与维护稳定三大关系,将建设幸福珠海和落实珠三角《规划纲要》“四年大发展”任务贯穿于全市各项工作之中,着力推进交通、产业、城市、城市软实力和民生五大建设,促进全市经济社会又好又快发展,为“十二五”规划发展开好局、起好步。
一、着力完善交通基础设施,加快构建珠江口西岸交通枢纽城市(一)完善城市交通规划。
抓紧推进《珠海市综合交通运输体系规划》编制工作。
进一步完善港珠澳大桥连接线、连接东西城区的交通大动脉等重大交通规划,加强珠中江城际交通对接规划。
一、工程概况本工程为隧道工作井施工项目,位于XX市XX区,主要承担隧道施工的辅助作业。
工程内容主要包括:工作井的开挖、支护、混凝土结构施工、防水施工等。
二、施工准备1. 施工组织(1)成立隧道工作井施工项目部,明确项目经理、技术负责人、安全负责人等岗位责任。
(2)制定详细的施工计划,明确各施工阶段的任务、时间节点和责任人。
2. 材料设备(1)开挖、支护材料:钢筋、水泥、砂石、模板等。
(2)混凝土结构材料:水泥、砂石、钢筋、模板等。
(3)防水材料:防水板、防水涂料等。
(4)施工机械设备:挖掘机、吊车、搅拌车、混凝土输送泵等。
三、施工工艺1. 工作井开挖(1)采用机械开挖,挖掘机配合人工清理。
(2)严格按照设计要求进行开挖,确保工作井的尺寸和形状。
(3)开挖过程中,注意保护周边环境,防止对周边建筑物、地下管线等造成影响。
2. 支护施工(1)采用喷射混凝土支护,厚度不小于100mm。
(2)支护施工过程中,注意控制混凝土强度、厚度、喷射角度等参数。
(3)支护完成后,进行加固处理,确保支护结构的稳定性。
3. 混凝土结构施工(1)模板采用钢模板,确保模板的刚度、强度和稳定性。
(2)混凝土采用商品混凝土,保证混凝土的质量。
(3)混凝土浇筑过程中,注意控制浇筑速度、振捣密实度等参数。
4. 防水施工(1)采用防水板和防水涂料进行防水处理。
(2)防水板搭接处采用焊接连接,确保防水效果。
(3)防水涂料施工过程中,注意涂层厚度、均匀性等参数。
四、施工质量控制1. 严格按照设计要求和施工规范进行施工,确保工程质量。
2. 加强施工过程中的质量控制,对关键工序进行检验,确保各工序质量达标。
3. 对施工过程中的原材料、半成品、成品进行检验,确保材料质量合格。
4. 对施工过程中的质量事故进行及时处理,确保工程质量。
五、安全措施1. 制定详细的安全管理制度,明确各岗位的安全责任。
2. 对施工人员进行安全教育和培训,提高安全意识。
3. 施工现场设置安全警示标志,确保施工安全。
港珠澳大桥拱北隧道首创的世界级难度施工工法解析拱北隧道为港珠澳大桥珠海连接线的关键性工程,双向六车道,设计时速80km/h,为国内第一座采用顶管暗挖法实施的公路隧道。
口岸暗挖段采用255米“曲线管幕+水平冻结工法”,是世界首座采用该工法施工的双层公路隧道,其管幕长度和冻结规模均将创造新的纪录。
下面这个三维动画,真实再现了这个世界级难度的顶管法施工过程!拱北隧道是项目的关键性控制工程,堪称“隧道施工技术博物馆”,地下不同种类的岩土达16种之多,地质复杂多变,下穿全国第一大陆路口岸——拱北口岸(日均客流超35万人次、车流超1万车次,口岸内建筑物密集且安全级别高),有专家比喻是在豆腐脑上动手术,技术难度前所未有。
更有人比喻港珠澳大桥工程所遇到的技术问题,需要像登陆月球一样注重系统性和科学性。
由于特殊的地理位置和地质环境,拱北隧道口岸段设计为曲线双层隧道,几乎所有传统隧道施工工法均无法采用。
项目建设、设计、施工单位经过三年的调查研究和方案比选,最终决定采取业界首创的“曲线管幕+冻结法”施工。
即先从口岸两端施工现场开挖工作井,然后通过工作井的顶管机顶入钢管,形成高宽各为24米和21米的管幕群,再通过冷冻法将管幕周围的土层温度降至零摄氏度以下。
在确保管幕四周土体地下水封闭的情况下,分层开挖隧道。
在开挖面积达336.8平方米的断面上由36根直径1.62米、长255米的钢管组成的管幕群,是目前国内地质情况最复杂、管幕根数国内最多、世界最长、断面最大的曲线管幕群。
工程施工期间,还保证了拱北口岸通关不改道不间断,建筑物“安然无恙”不受影响。
拱北隧道管幕施工的顺利完成,为我国的隧道工程施工积累了宝贵的经验,在施工期间,共发表高水平学术论文20余篇,申请专利8项。
【工程概况】珠海连接线是港珠澳大桥的重要组成部分,批复概算为91.53亿元,其项目建设管理单位为广东省南粤交通投资建设有限公司(简称“南粤交通”)举办的港珠澳大桥珠海连接线管理中心(简称“管理中心”)。
(此文档为word格式,下载后您可任意编辑修改!)港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道工程施工质量检验评定标准(试行稿)目录1总则 (5)1.1目的 (5)1.2适用范围 (5)1.3工程质量管理 (6)1.4编制原则及依据 (6)2.1 拱北隧道和人工岛工程单位、分部、分项工程划分 (8)2.2工程质量评分 (8)2.3工程质量等级评定 (11)3隧道工程 (12)3.1总体 (12)3.1.1隧道总体 (12)3.1.2工作井总体 (13)3.2排水工程 (13)3.2.1临时排水工程 (13)3.2.2排水沟 (14)3.2.3排水泵房 (15)3.2.4伸缩缝式截水沟 (15)3.2.5变形缝排水 (15)3.3围护结构 (16)3.3.1 SMW工法桩 (16)3.3.2钢板桩 (17)3.3.3地下连续墙 (18)3.3.4高压旋喷桩 (20)3.3.5水泥搅拌桩 (21)3.3.6注浆加固 (22)3.3.7冠梁、顶框架、围檩 (22)3.5 防水工程 (24)3.5.1卷材防水层 (24)3.5.2聚氨酯防水层 (25)3.5.3水泥基渗透结晶防水层 (25)3.5.4止水带 (26)3.5.5遇水膨胀止水条 (26)3.5.6混凝土垫层 (27)3.5.7混凝土保护层 (27)3.5.8水泥砂浆找平层 (27)3.5.9聚硫双组份密封胶 (28)3.5.10沥青木丝板 (28)3.5.11钢板止水带 (28)3.6 主体结构 (29)3.6.1钢筋工程 (29)3.6.2混凝土工程 (30)3.6.3抗拔桩 (31)3.6.4立柱桩 (34)3.6.5清水混凝土钢筋工程 (35)3.6.6清水混凝土工程 (35)3.7 洞口工程 (36)3.8 洞身开挖 (37)3.9 洞身衬砌 (38)3.9.1喷射混凝土支护 (38)3.9.2钢筋网支护 (39)3.9.3钢架支护 (39)3.9.4仰拱 (40)3.9.5衬砌钢筋 (41)3.9.6混凝土衬砌 (41)3.10.1钢筋加工及安装 (42)3.10.2混凝土面板 (43)3.11 基坑回填 (44)3.12 附属工程 (45)3.12.1电缆沟 (45)3.12.2逃生通道、楼梯、泵房工程 (47)3.12.3防火门工程 (47)3.13 装修 (48)3.13.1防火涂料喷涂工程 (48)3.13.2防火板、饰面板安装工程 (48)3.14 辅助施工措施 (49)3.14.1曲线管幕超前支护 (49)3.14.2冻结止水防护 (52)3.14.3洞内注浆加固 (52)4人工岛工程 (53)4.1总体 (53)4.1.1护岸工程 (53)4.1.2地基处理 (54)4.2基础 (54)4.2.1基槽开挖 (54)4.3陆域形成及软基处理 (55)4.3.1抛填中粗砂 (55)4.3.2中粗砂振冲密实 (56)4.3.3碾压密实 (56)4.3.4砂桩 (57)4.4堤身 (57)4.4.1填筑护岸块石 (57)4.4.2回填中粗砂 (58)4.4.3填筑护坦、护面、护脚块石 (59)4.4.4填筑护岸棱体块石 (59)4.4.5填筑块石、二片石、碎石垫层 (60)4.4.6填筑混合倒滤层 (61)4.4.7铺设土工布 (61)4.4.8 抛石挤淤 (62)4.4.9 土工格栅 (62)4.5护面 (63)4.5.1栅栏板预制 (63)4.5.2栅栏板安装 (65)4.5.3生态袋坡面绿化 (65)4.5.4块石理坡 (66)4.6上部结构 (66)4.6.1现浇混凝土挡浪墙块体 (66)4.6.2护栏安装 (67)4.6.3变形缝 (68)4.6.4 路缘石 (69)4.7附属设施 (70)4.7.1排水沟 (70)4.7.2沉砂井 (70)4.7.3排水口 (70)附录A:港珠澳大桥珠海连接线工程单元结构划分 (71)附录B:拱北隧道与人工岛工程单位、分部、分项工程划分明细表 (72)1总则1.1目的港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道工程结构和施工工艺特殊,如含有曲线管幕冻结结构及其施工工艺、人工岛结构、海域明挖、陆域明挖和工作井等,现有《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2-2004)未能涵盖这些特殊工程结构和施工工艺,为满足拱北隧道工程建设施工管理、质量检验与评定的需要,特制订《港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道工程施工质量检验评定标准》,以下通称“本标准”。
港珠澳大桥珠海连接线工程拱北隧道增设工作井方案专题研究中交第二公路勘察设计研究院有限公司2011年5月目录1 拱北隧道概况 (1)1.1 工程背景 (1)1.2 建设条件概况 (2)1.3 口岸区双层暗挖方案最突出的技术问题 (5)1.4 增设工作井必要性与可行性 (8)2 施工组织 (10)2.1 施工组织设计原则 (10)2.2 施工阶段定义及工区划分 (10)2.3 施工组织设计 (13)2.4 施工工期筹划 (21)2.5 主要设备、人员、材料表 (21)2.6 施工场地布置 (22)2.7 施工管理 (24)3 方案重点 (33)3.1 出渣方式 (33)3.2 围蔽 (33)3.3 设备进出场地 (34)3.4 栈桥的设置 (34)3.5 环境保护 (35)3.6 管线迁改 (36)3.7 晚上施工必要性 (36)3.8 交通组织 (36)4 建议 (38)1 拱北隧道概况1.1 工程背景20世纪80年代以来,香港、澳门与内地之间的运输通道、特别是香港与广东省珠江三角洲东岸地区的陆路运输通道建设取得了明显进展,但是香港与珠江西岸的交通联系却一直比较薄弱。
1997年亚洲金融危机后,香港特区政府为振兴香港经济,寻找新的经济增长点,认为有必要尽快建设连接香港、澳门和珠海的跨海陆路通道,并于2002年向中央政府提出了修建港珠澳大桥的建议。
2003年7月,内地与香港有关方面共同委托研究机构完成了《香港与珠江西岸交通联系研究》,研究结果表明修建港珠澳大桥连通三地具有重大的政治及经济意义,需要尽早安排建设。
2003年8月,国务院批准开展港珠澳大桥项目前期工作,并同意成立由香港特区政府作为召集人、粤港澳三方组成的“港珠澳大桥前期工作协调小组”,正式启动港珠澳大桥项目前提工作。
为进一步加快港珠澳大桥项目前期工作,2006年12月,经国务院批准,成立了由国家发展和改革委员牵头的“港珠澳大桥负责小组”,负责项目前期工作中重大问题的协调。
港珠澳大桥工程可行性研究初期,国家发展改革委员会交通运输司于2005年4月1日至2日在珠海主持召开港珠澳大桥桥位技术方案论证会,对大桥东岸以香港大屿山石散石湾为着陆点,珠海登陆点为拱北、横琴进行了深入的同深度比较研究,与会专家组经过综合论证比选,原则同意港珠澳大桥东岸起点为香港石散石湾,西岸终点为拱北/明珠,三地协调小组各方也同意专家组意见,港珠澳大桥珠海连接线工程以拱北为起点开展研究工作。
根据交通量预测结果,港珠澳大桥交通流量以过境交通为主,因而港珠澳大桥(以下简称大桥)须接驳国家干线公路网,才有利于疏散交通,减少珠海城区道路交通压力。
大桥在海域的路线走向为东西偏南向,目前在珠海境内有京珠高速公路和待建的西部沿海高速公路,京珠高速公路位于大桥的西北侧,距大桥拱北着陆点约35公里,而待建的西部沿海高速公路在大桥的西侧,距大桥拱北着陆点约13公里。
根据珠海市城区现状及规划,如大桥接驳京珠高速公路则必须穿越珠海城区,对珠海城市结构产生很大的影响,并且路线长、投资大;而选择西部沿海高速公路延长线作为大桥珠海连接线工程接驳点,大桥在拱北登陆后,沿珠海城区南端向西,对珠海市的城区影响小,同时线路短,有利于降低投资,快速分流。
港珠澳大桥珠海连接线(以下简称连接线)起点确定在拱北,终点与西部沿海高速公路月环至南屏支线延长线接驳,路线总体呈近东西向的“S”型波状展布。
连接线建成后,不仅可满足香港与内地(特别是珠江西岸地区)及澳门两岸三地之间的陆路客货运输要求,建立连接珠江东西两岸大珠江三角洲地区、辐射泛珠江三角洲地区新的陆路运输通道,也是连接港珠澳大桥海中桥隧主体工程,完善国家高速公路网“珠江三角洲地区环线”和广东省高速公路网“珠江三角洲外环高速公路”的关键工程。
◆控制性工程-拱北隧道初步设计过程拱北隧道初步设计历时近2年,这在全国高速公路项目中应尚属首次,这也侧面印证了本项目实施难度之可见一斑,同时也切实体现了参建各方科学、务实、严谨、专业的工程建设态度。
由于本隧道建设条件极为苛刻,工程涉及面过于广泛,在初步设计方案论证与选择过程过程可谓一波三折,总体布置方案从最初的双层到单层又回到双层;工法从双层明挖到单层明挖、从单层暗挖到双层暗挖;工艺从浅埋暗挖到首创的管幕法等等。
在整个初步设计阶段,针对拱北隧道共研究了近20种不同的工程方案,其涵盖了隧道工程界几乎所有可能的布置形式、工法与实施方案。
通过这一阶段艰苦的方案论证工作,目前各方在拱北隧道方案上基本达成一致共识,即隧道采用双层双向6车道布置方案,隧道两端采用明挖(局部盖挖法施工),口岸区两端局部范围采用明挖法施工(工作井),中间人车通关区域采用暗挖法施工(管幕法)。
1.2 建设条件概况(1)拱北口岸国内第二大口岸;每天出入境车辆平均7万辆,高峰期接近1万辆;每天出入境的人流总量约23万人次,高峰期接近30万人次。
口岸内建构筑物较多,基桩较深,如图1-2所示。
图1-2 拱北隧道口岸段地下空间示意图表1-1 口岸管线分布统计表(2)地质概况隧区主要地层如下:1、新近填筑土(Q4me),分层代号①:厚度一般为4~8m,揭示最大厚度在拱北口岸区约为11m。
总体该层标贯击数11~23击数,自上而下有渐密的趋势。
2、全新世海相沉积的淤泥及淤泥质土(Q4m),分层代号③-1,该层在隧址区发育较普遍,所有钻孔均揭示,但厚度变化相对较大,特别是第二亚层横栏组局部与砂或粘性土呈交替状发育,连续层一般厚度约为1.1~6m。
第一亚层厚度一般为5~9m,海域厚度较陆域大。
3、全新世海陆交互相沉积的粘性土(Q4mc),分层代号③-2,一般以粉质粘土为主,该层在隧区发育较为普遍,最大厚度约为6.0m。
4、全新世海陆交互相沉积的砂(Q4mc),分层代号③-3,以粗、砾砂为主,局部夹中砂,偶间夹细砂,最大厚度为7.0m,普遍埋藏深度为12~18m。
5、更新世海相沉积的淤泥质土(Q3m),分层代号④-1,主要为超固结状软土,隧址区仅在个别孔揭示。
6、更新世海相沉积的砂(Q3mc),分层代号④-2,以砾砂为主,粗砂次之,厚度不均,揭示最大厚度约为11.5m,最小厚度约1.6m,埋藏深度一般为17米以下。
7、更新世海相沉积的粘性土(Q3mc),分层代号④-3,以粉质粘土为主,局部粘粒富集呈粘土状。
该层在隧址区发育不均,变化较大,一般以透镜体状出现,揭示最大3.8m。
8、更新世残积土(Q p el),分层代号⑤-1,主要为砂、砾质粘性土。
隧址区该层普遍发育,分布广,但不厚度均匀,揭示最大厚度近7.0m,一般为2~4m,埋藏深度一般在26m以下。
γ),分层代号⑥-1,厚度一般为3~8m。
9、全风化黑云母斑状花岗岩(η2(3)5γ),分层代号⑥-2,黄褐色,中~粗粒10、强风化黑云母斑状花岗岩(η2(3)5斑状花岗结构,块状构造,大部分已风化严重,成半岩半土状,大部分碎石手可折断。
图1-4 拱北隧道地质纵断面1.3 口岸区双层暗挖方案最突出的技术问题(1)采用全球最长管幕结构形式,虽然理论上可行,但面临极为严峻挑战。
其主要体现在如下几方面:超长距离顶管精度控制要求过高难以形成设计封闭体系、顶管顶进力巨大现状设备难以满足要求、顶管过程中管体旋转控制不宜、顶进过程中管与管之间相互影响难以克服、个别顶管出现施工问题后难以补救。
表1-5 全球主要管幕工程统计表从上表可以看出,拱北隧道推荐方案220m管幕已超出目前全球最长管幕“上海中环线虹许路北虹路地道”125m近1倍,技术超越幅度过大。
(2)全球首次采用曲线管幕形式,从目前工程界积累经验及前沿科学研究成果来看,若本隧道按设计要求实施,则必须在最前沿的理论上做出一定突破并从现在开始,立即开展大量的相关科学实验工作,这样方能确保工程实施的可行性。
图1-5 拱北隧道曲线管幕示意图(3)由于曲线的因素,管幕各钢管之间无法采用常规的锁扣止水方案,只能采用水平冻结及补充注浆方案。
目前全球最长水平冻结案例仅为130m左右,本隧道220m全长水平冻结将又创造一项世界第一;此外,由于本隧道地下水与海水连通性较好,考虑含盐度、潮汐等因素,可以预料到220m全长水平冻结面临的挑战将与超长曲线管幕旗鼓相当。
(4)由于上述工法的过大突破,以目前施工技术水平来看、220m暗挖方案工期安排几乎不可能满足2016年通车大限的硬性要求。
按目前进展,最顺利情况下本隧道2012年初可实验性开工(5年总)工期,其中两端超大超深工作井实施须1年半左右,220m管幕施工须1年、管内冷冻须半年,这样留给隧道主体工程开挖、结构体系、内部附属设施、机电工程、路面施工时间将不足2年(正常情况下,本隧道开挖每天长度不超过1m)。
所以综合来看,在未考虑众多突发性事故的前提下,220m暗挖方案工期已极为紧张,没有丝毫富裕量可言,一旦出现不可预见工程因素,本工程各相关方面临的政治压力将必然是史无前例和空前的。
(5)220m暗挖方案设计初衷是一次性穿越拱北口岸所有通关区域,尽量避免隧道施工对通关的影响,的但理论与实际往往差之毫厘,谬以千里。
220m暗挖方案实施过程中对口岸通关可能造成的影响主要有如下几方面:①超长曲线顶管实施工程中,部分管段由于精度控制出现过大偏差,将必须从口岸通关区地面向下实施注浆加固等辅助纠偏措施;②超长距离顶管过程中若碰到填筑土中大型树根、建筑垃圾、孤石等时,其将无法逾越,此时须从地面开凿竖井到达顶管机位进行处理;③超长距离水平冷冻局部地段控制若出现问题,须从地面进行补充注浆封闭止水。
④220m超长管幕纵向刚度与上部覆土、车辆、建筑荷载存在一定不匹配,隧道主体开挖过程中若出现过大地表变形,则必须对口岸通关区采取路面敷设钢板、建筑加固等紧急处置措施,严重时必须对口岸通关车流进行限制或管制。
⑤超长距离管幕冷冻及补充注浆止水出现问题地段,隧道开挖时大量地下水将涌入隧道内,此时地表将不可避免出现过大变形,必须启动地表紧急处置预案。
⑥在开工前可能有必要对地下管线、临近隧道敏感建筑进行预加固,以确保安全。
图1-6 拱北隧道与周边建筑相对位置关系1.4 增设工作井必要性与可行性从220m暗挖方案突出问题来看,该方案不管是在工程技术风险、难度上,还是在工期、对口岸通关影响等方面,均存在过多不确定因素。
针对目前现状,我们在广泛征询国内外众多顶尖行业专家、在进一步研究方案技术问题与口岸通关设施及现状之后,慎重提出了口岸内增设工作井创新性方案,以促进本项目进展、降低综合风险、满足硬性工期要求及进一步降低对口岸通关的影响。
具体布置方案及施工组织见本节后续内容。
图1-7 拱北隧道220m管幕平面线位图(1)规避众多不可预见因素,最大限度降低综合风险在复杂敏感地区,隧道工程与周边环境之间在各个方面均存在紧密联系,特别是隧道施工阶段。