佛山首條水下隧道過河:「潛水艇」從坑裡遊到水底

2020-12-05 巖土在線

汾江路南延線沉管隧道工程的主體管段已經澆築完成,正在進行試漏試浮檢測。這是佛山首條穿河而過的水下隧道,預計2016年6月全面建成通車。放眼國內,僅有13條同類的隧道。昨日,南都記者走進施工現場,詳細了解了水下隧道的主要建設步驟。原來,隧道的主體工程是先在陸地上澆築完成,再「像一艘潛水艇一樣」遊至指定的河道中間,下沉到河床下。4 .5萬噸重的隧道預製管段,如何遊到河中間?

挖建乾塢 打造「車間」

乾塢是個專業名詞,是用來預製隧道管段的場所。通俗點,就是在東平河邊的一片空地上挖出一個基坑,基坑三面連接陸地,一面臨水,塢口便在臨水的河堤處,可以將河水注入乾塢。東平河邊的這個乾塢有多大?面積6萬平方米,深14.5米。

預製管段40米花8個月

整個水下隧道的主體工程都是在乾塢裡製成,結構為鋼筋混凝土。汾江路南延線的水下隧道共445米長,分為4段,每段39 .9米寬、9米高、105米-115米長,重4.5萬噸左右。隧道為公鐵合建,既有雙向6車道的公路,還有雙向兩條地鐵鐵軌,廣佛1號線二期將經此到達東平新城。

佛山新城建設管委會交通建設項目管理部副部長趙朋輝介紹,預製管段需要分層澆築,一節管段需耗時8個月,兩節管段同時施工,全部4節管段總共花費了14個月的時間,於今年9月澆築完成。管段頂板和側牆均採用新型聚脲材料做了防水。

舾裝 裝滿水箱的鋼板船

舾裝又是一個專業名詞,為船舶製造工藝裡的一種,意指船體主要結構造完之後安裝錨、桅杆、電路等設備和裝置的工作。水下隧道的管段同樣如同一艘船隻,在主體結構建築完之後,還要安裝通風、電氣等設備,「因為在下一階段隧道兩頭將封閉起來,還要有工人下去作業」。

為了下一階段的試漏試浮,隧道管段兩頭均裝上鋼製板密封。另外,每節隧道裡還安裝了數十個鋼結構的水箱,「像一排排別墅一樣」,這麼多水箱幹嘛?自有妙用。

這一階段的舾裝,又花掉了3個月的時間,於近日完成。

試漏試浮 測試「潛水艇」

A往乾塢裡注水

有兩個目的:一是檢驗隧道是否漏水,另外就是讓管段浮起來。昨日,南都記者在現場看到,幾根粗大的水管從東平河裡不斷地將水抽進乾塢,已經持續數天。「目前的水位大概是8米,我們要注到11米,將管段完全淹沒」,趙朋輝說注水首先必須要確保隧道不漏水,因此上述第二階段的防水功夫要做足,一旦發現有問題,所有注入的水必須全部排乾才能再做檢查修復。

B浮吊、水箱幫它「漂浮」

讓管段浮起來則是為了讓它「遊到」指定的安裝位置,這也很有講究。「我們設定了管段浮起來距離地面大約10釐米的距離,這個距離就叫『幹舷值』」,趙朋輝說,為了讓「幹舷值」保持穩定,上面步驟安裝的水箱就起到很大作用了。如果「幹舷值」比較大,就往水箱裡加水,加重管段的重量,讓它沉一點。除了水箱之外,管段兩邊還裝有浮吊,如果「幹舷值」比較小,管段沉下去比較厲害,就利用浮吊讓管段浮起來一點。

挖制基槽 等待「填坑」

隧道管段在預製的同時,那邊河道中間已經在河床上開挖基槽,以供隧道安裝。昨日,在河面上停靠著許多船隻,有爆破船、抓斗船、泥駁船,「河床下面都是巖石,需要炸開。然後,抓斗船再將炸開的巖石抓上來,最後用泥駁船運走」。

浮運 四船護航

試漏試浮的工序完成之後,開始了最重要的一環,將隧道管段浮運至基槽安裝。首先將塢口挖開,讓東平河的水灌入乾塢。其次,用鋼纜綁住浮起來的隧道管段,由岸上的卷揚機拖出去,因為水流非常複雜,前後衝擊力度不一致,前後駁船控制鋼纜的力度也不一樣,並且需要隨時調整。。同時,隧道管段前後左右還有四艘拖輪拉住,以控制管段姿態,確保不受水流衝擊偏離航線、改變姿態。

拼接 深埋河床下

隧道管段運至基槽之後,如何拼接起來又是一個難點。因為全部是在水下作業,沒有工人在水下看著安裝,只能靠先進的技術手段完成。趙朋輝說,在每節管段的斷面4個角均安裝了聲吶儀器,可以發射出信號波,兩節管段的斷面只要有3個角的信號波重疊,就可以證明兩節管段完全對在一起,無縫連接。4節管段完全安裝完畢之後,基槽裡將填入砂石,將管段完全埋在河床底下,航道不受影響。

多個國內首次

這是國內首次在河道中流S形彎處修建隧道,其流速居已建及在建沉管隧道首位。

拼接中使用的聲吶儀器,技術改良自日本,在國內還是首次使用。

為什麼不建橋而建水底隧道?

趙朋輝(下稱「趙」):如果建橋,引道特別長,周邊的拆遷量非常大。同時,河的上下遊都有橋,建太多的橋影響城市景觀。另外,在地下建隧道理論上斷面可以無限寬,想要多少車道都可以。

目前國內類似的案例有哪些?

趙:沉管隧道工程在國內已建以及在建的總共有13座,其中8座已經建成,佛山這個項目將成為第9個,是佛山首條水底隧道。廣州已建成的有珠江隧道、侖頭-生物島-大學城隧道、洲頭咀隧道等等。

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