图为港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道的施工人员正在拆卸顶管接收仓
图为港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道施工人员正在吊装顶管机机头
今天，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。
据中铁十八局集团项目经理潘建立介绍，拱北隧道采用的曲线管幕施工技术，就是沿着隧道的开挖轮廓线，在336平方米的断面上，布置36根直径1.62米、长255米的钢管，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。
据了解，拱北隧道全长2741米，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。
“特别是穿越拱北口岸255米长的隧道暗挖地段，开挖宽度约为22米，高度为24米，建设条件极其复杂。”潘建立告诉记者，拱北口岸日均客流30万人次、车流超万辆，周边建筑密集，技术难度大，施工风险高，文明环保要求高。下穿口岸30多米宽的狭长地带，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米，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。
就管幕法的技术难度的问题，珠海连接线管理中心主任王啟铜博士解释说，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米缓和曲线与167米圆形曲线顶进，255米长的顶管轨迹必须精确控制。以往曲线顶管顶进误差能控制在15厘米就“相当了不起了”，而该隧道管幕工程的误差，要求必须控制在5厘米以内，几乎要做到“零误差”，否则就意味着失败。
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米，相邻两根钢管间距仅30多厘米，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厘米以内，并分别创造了单根顶管日进尺56米、最短施工周期9天、最小误差为5毫米的曲线管幕施工最好纪录。拱北口岸建筑“安然无恙”，通关没受任何影响。
据了解，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，特别是对于我国城市化进程中的各大城市地下工程建设，都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。
什么是管幕
管幕是隧道施工中多用的钢管。由多个钢管组成管幕，并通过安置管幕隔离地下水，确保工程安全的方法即管幕法。
管幕法是一种新型的地下暗挖技术，施工难度非常高。具体来说，管幕法的原理是以单根钢管顶进为基础，各钢管间依靠锁口相连，并在锁口处注入止水剂，形成密封的止水帷幕。采用管幕法时，由于开挖土体或者推进箱涵是在管幕的保护下进行的，因此可以显著减少地面沉降和增加施工时开挖面的稳定性。
