拼搏半年 拱北隧道終解凍

揭開一場與沉降的可怕鏖戰
31/10/2017
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港珠澳大橋最艱難、最重要的「拱北隧道」工程雖然早於今年4月10日完成貫通工程,但這條只有255米長的「拱北隧道」原來還有一個更嚴峻的後續工序要解決,不解決的話,整個拱北口岸及關閘口岸的地面建築群,都會有可能面臨開裂、變形,甚至坍塌的危險,情況危險之極!

事緣五年多前工程隊為要在關閘口岸與拱北口岸中間地底下30米打通隧道時,因泥土鬆軟及地下水湧灌問題,採取一項驚人創舉,把整條隧道用36根每根1.62米直徑的鋼管圍了一圈,再用冷凍技術,形成一個巨型「冰桶」,五年苦挖才將「冰桶」隧道打通,但問題來了,若讓它自然解凍,需要數年時間,工程隊於是將鋼管加熱,半年間終完成解凍工程,惟鋼管加熱會出現可怕的沉降現象,這又如何是好……

港珠澳大橋「拱北隧道」這段只有255米長的地底工程,足足耗了工程隊五年半時間,總括而言,就是一場冰湗與解凍管道的艱難鏖戰。(設計圖片)

前天(29日)相信是港珠澳大橋建造以來一個很重要里程碑,因為事關連接港珠澳大橋珠海以西道路網的關鍵工程──「拱北隧道」,正式完成整個貫通工程,換言之,「拱北隧道」東面的海域人工島明挖段,與「拱北隧道」西面的珠海陸域明挖段,連成一條長2,741米的「三合一」隧道,東、西兩條隧道一早搞定,最難的卻是這條長255米的「拱北隧道」,其艱難處,足足花了工程隊中鐵十八局五年半時間,箇中的玄機,原來盡在「冰封」與「解凍」這四個字。

「拱北隧道」與東、西兩條隧道連成一體,變成長2,741米的三合一隧道。(互聯網圖片)

港珠澳大橋

解構「冰桶」解凍過程

工程隊早在2012年計劃用急凍鋼管把255米長「拱北隧道」形成巨型「冰桶」(高23米、闊20米、厚2.6米)之際,已考慮到五年後如何解凍的技術問題,惟現實總是出現讓人意想不到的情況。

據「拱北隧道」項目工程師李剛日前接受中央電視台訪問時表示,倘若任由隧道自然解凍,要數年時間,這當然不能接受,惟有將36根鋼管由攝氏零下30度,逆向加熱至攝氏30度,一來一往溫度差達攝氏60度,鋼管由今年4月10日開始加熱,足足半年多長,才將鋼管周圍的凍土變回土層的原來地貌,愈早完成解凍,就愈早排除沉降的風險。

為了令「拱北隧道」的鬆軟土層加固及防止地下水湧灌,工程隧利用36條鋼管進行急凍,將管道變成一個巨型「冰桶」,然後再逐吋挖掘。

在「拱北隧道」36條鋼管未進行急凍前,先後出現幾次地下水湧灌情況,一度令沉降加劇。(互聯網圖片)

地底下的巨大變動

李剛解釋,在冰封的過程,整條隧道會出現隆起的現象(凍土內的空氣作用),解凍時它的體積會縮小,於是就出現沉降現象,如果沉降過大的話,就需要進行「融沉注漿」,用漿液改善解凍土體,保證沉降量在一個可控制的範圍內,同時減少對口岸及地表的影響。

這是一個非常重要、細緻且影響深遠的工作,工程人員每天監測沉降的數據,李剛指出,控制解凍有一個原則,其一是沉降的過程中,每天的下沉速率不會超過當時結冰「隆起」的速率,其二是累計沉降量,不能超過累計隆起量,其三是點與點差異沉降量,在區域的差異愈小愈好。

沉降的恐怖後果

工程隊足足拼搏了半年時間,終於完成這項偉大工項。由於「拱北隧道」在拱北口岸及關閘口岸中間「三不管地帶」地底下30米進行,但地面建築群向下延伸的樁基及地底管線星羅棋布,施工期間一旦被觸碰,後果相當嚴重,而更嚴重的是,倘若施工造成沉降及事後解凍造成另一波的沉降,就有可能引致地面建築群出現開裂、變形甚至坍塌的危險,萬萬不能輕忽。

李剛最後稱,目前每天平均的沉降速率是在兩毫米以內,基本在可控制範圍內,而整個隧道的施工,對兩個口岸的影響基本上是全部解險。目前正進行隧道內機電設施和路面鋪裝作業,根據工程進度,預計下月底具備工程整體驗收條件,屆時總長13.43公里的港珠澳大橋珠海連接線將全線完工,為今年12月中通車打下基礎。

為「拱北隧道」進行人工強制解凍,足足了花了工程隊半年時間,若任由自然解凍,則要數年之久。(互聯網圖片)

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