港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道建设关键技术与应用研究

DATE：2018-02-01

项目简介：

珠海连接线是目前国内技术含量高、极具挑战性的公路工程建设项目之一。其中拱北隧道是珠海连接线的关键性控制工程，隧道采用左、右双线布置，并按照“先分离并行，再上下重叠，最后又分离并行”的形式设置，涉及到海域人工岛明挖段、口岸暗挖段及陆域明挖段等不同结构形式和施工工法，其中口岸段采用255m曲线管幕+冻结法施工，技术难度大，施工风险高。

曲线顶管及管幕施工是拱北隧道暗挖段成功的关键，顶管管幕施工具有以下特点：（1）工程水文地质条件复杂。隧道大部分位于水位线以下，水力场复杂。顶管施工需穿越具有高压缩性、高触变、高灵敏度、高含水量、大孔隙比、低强度等软土特征的地层，顶管施工难度大、管幕形成风险高。（2）周边环境条件复杂。顶管管幕+冻结止水施做的暗挖段下穿我国第一大陆路口岸拱北口岸，口岸内建筑物密集且安全级别高。管幕群外缘最近处距离澳门联检大楼桩基仅为1.50m，距离拱北口岸出入境长廊基桩最近距离为0.5m。另外隧道路线范围内电力、电讯网络众多，给排水管网密布。特殊的环境导致顶管施工精度要求更高，对地表及地下相关建筑物的保护难度更大。（3）工法本身的技术难度大、风险高。采用顶管管幕+冻结止水的施工工法属于创新，国内已有的管幕超前支护法多结合箱涵顶进施工，且地下水影响较小，平面线形为直线且长度较短。拱北隧道暗挖段全长255m，平面线形为缓和曲线+圆曲线，曲线管幕顶进长度创造当前新纪录，冻结施工规模大，一次冻土长度长，在工程领域实属罕见。

三、研究范围

拱北隧道是珠海连接线的关键性控制工程，口岸255m暗挖段采用的“曲线顶管管幕+冻结止水帷幕”在施工工法属于创新，在技术难度上世界罕见，在工程规模上尚无先例。其中，顶管管幕又是冻结止水施工的前提，顶管管幕的形成决定冻结止水的有效性和可靠性，因此，曲线顶管及管幕施工是拱北隧道暗挖段成功的关键。

本科研项目应根据拱北隧道口岸段的水文及工程地质条件、周边环境要求等，研究在复合地层中长距离组合曲线的精度控制技术，包括导向和测量控制技术、顶进轨迹控制技术、纠偏控制技术等，解决顶管的精度控制技术难题，确保管幕形成。此外，管幕为顶管群顶推施工，由于顶管施工对周围土体产生扰动，且顶管间距小，顶管间的相互影响不可避免，为解决该问题，需深入研究邻近顶管施工的相互影响，研究多管顶进的土体扰动累计效应，对顶管顶进的顶进工艺以及工序优化分析。同时，拱北隧道暗挖段水位高，且与海水连通，需对顶管群进出洞的施工关键技术进行研究，确保坑外土体加固的可靠性和始发及接收止水的安全可靠以及研究多顶管安全接收技术等。口岸暗挖段处在口岸区域，地表建筑物及管线、设备对地表变形要求极高，需研究顶管管幕施工的地表的变形规律，提出有效的施工控制措施。另外，需研究地下障碍物处理技术和风险处理预案研究等。

本工程在设计阶段已开展了“组合曲线顶管管幕群管相互影响分析”和“临海软弱高水压地层群管进出洞关键技术研究”等相关研究并取得了阶段性成果，招标人将根据实际需要向中标人提供相关科研成果资料，中标人应在此基础上进行深入研究或验证。招标人提供的设计阶段科研成果不作为本次招标工作研究内容范围。招标人拟在2013年5月在拱北隧道暗挖段现场开展顶管试验管研究工作，投标人应在投标文件中提交详细的试验管试验方案。

四、研究内容

（1）顶管顶推过程中的精确测量技术、导向控制技术、顶管纠偏控制技术。

（2）后顶顶管对先顶顶管的影响、多管顶进土体扰动及累计效应、减小影响的技术措施。

（3）高水压下顶管进出洞止水装置的可靠性、管节密封装置的可靠性，超深工作井顶管机进洞钢套管接收技术研究等。