港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道攻克世界难题

随着顶管机缓缓移出，由36根钢管组成的管幕，以曲线形式成功下穿我国第一大陆路口岸——珠海拱北口岸，这标志着港珠澳大桥珠海连接线突破重要节点，同时也宣告了世界最大断面的公路隧道管幕工程全面完工。

拱北隧道采用曲线管幕施工技术，沿隧道的开挖轮廓线，在336 m2的断面上，布置36根直径1.62 m、长255 m的钢管，组成环形支护体系，防止周围土层坍塌、地表沉降。这是目前世界上施工难度最大、顶进长度最长、精度要求最高的曲线管幕工程。

拱北隧道全长2 741 m，系港珠澳大桥珠海连接线的关键控制性工程。项目位于珠海市香洲区，毗邻澳门。由于海陆地质条件和地面建筑物的影响，拱北隧道的设计施工非常具有挑战性。在隧道东段，采用在拱北湾海域上首先人工筑岛，然后再做明挖施工;当经过拱北口岸时，则采取了“管幕冻结暗挖法”施工，隧道由左右并行，变成上下双洞叠层;穿过拱北口岸进入陆域地段后，又采用明挖法施工，隧道逐渐演变为左右并行的双洞平行结构。

穿越拱北口岸255 m长的隧道暗挖地段，开挖宽度约为22 m，高度为24 m，建设条件极其复杂。下穿口岸30多m宽的狭长地带，两侧的建筑桩基和地下管线“星罗棋布”，管幕距口岸桩基最近距离仅0.46 m，而且地层富水、软弱，整体风险和技术难度在国内乃至世界上都首屈一指。

隧道管幕法施工通常为直线顶进，而拱北隧道管幕施工采用的是曲线顶进，即沿88 m缓和曲线与167 m圆形曲线顶进，255 m长的顶管轨迹必须精确控制。

地表沉降控制是管幕施工中面临的另一技术难题。拱北隧道紧临海岸线，距地表最薄处仅4 m，相邻两根钢管间距仅30多cm。顶管机要在口岸下方限定的区域进行36次顶进，由于对地层反复扰动挤压，稍有不慎，就会造成严重后果。另外，土层中夹杂的钢筋混凝土砌体、花岗岩等坚硬障碍物，也给管幕施工带来极大挑战。

为攻克超长、超大曲线管幕施工中面临的精确控制、地表沉降和障碍物处理等世界级难题，项目建设、设计、施工、监理、科研单位联合开展了科技攻关。中铁十八局集团为此组建了专门的人才智库，投入近亿元专门定制了4套国际顶尖的泥水平衡式顶管机，利用“千里眼”UNS精确制导，建立了自动跟踪测量系统，并通过采取科学管理措施，解决了“高水压条件下顶管始发”、“接收安全风险和管幕曲线轨迹控制”、“障碍物处理”等一系列难题。最终，管幕轨迹误差控制在设计所要求的5 cm以内，并分别创造了单根顶管日进尺56 m、最短施工周期9 d、最小误差为5 mm的曲线管幕施工最好纪录。

港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道“长距离、大直径、曲线管幕”工程的顺利完工，对我国特殊地理环境和复杂地质条件下大断面隧道的设计和施工，特别是对我国城市化进程中的各大城市地下工程建设，具有非常重要的指导意义。同时，对落实国家“一带一路”战略，促进整个港珠澳大桥建设、早日为港澳发展提供更便利的腹地空间，保持港澳经济繁荣和社会稳定具有深远影响。