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拱北隧道建设关键技术与应用研究成果达国际领先水平
发布时间：2018-05-24 14:22:36 文章来源：广东省交通集团有限公司
近日，中国公路学会在珠海主持召开了“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”项目成果评价会。
会上，课题组作了课题开展情况的详细汇报。评价委员会听取汇报并经质询讨论后认为，课题组提供的资料齐全、内容完整、数据翔实，符合科技成果评价要求。
课题组在充分调研的基础上，通过理论分析、模型试验、现场试验及数值模拟等手段，开展了港珠澳大桥珠海连接线高水压浅埋超大断面拱北隧道建设关键技术研究，取得了以下创新性成果：
一、攻克了临海软弱地质条件下长距离空间曲线顶管管幕建造技术难题。研制了顶管管幕建造专用成套设备，提出了曲线直顶始发、人工校核+UNS导向和三阶段接收的管幕施工精度控制方法，发明了保证顶管机在高水压软弱地质条件下的安全接收技术及装置，建立了适用于临海复杂地层条件的顶管施工泥浆体系。
二、通过曲线钢顶管现场原位监测试验和室内足尺顶管模拟试验，揭示了曲线顶管施工过程中管道周围土压力分布、管节应力分布规律以及管幕群管顶进对土体的扰动规律，并建立了曲线顶管土压力和管节应力理论计算模型，优化了管幕顶进顺序和管节接头鹰嘴密封橡胶圈的结构，有效控制了管幕施工引起的地层变形，保证了高水压软弱地层中管节接头密封效果。
三、首次针对水平长距离曲线顶管管幕超大断面冻结重大安全风险控制技术难题，通过室内试验、数值模拟、现场工程模拟，揭示了新冻结方式地层冻结发展规律、结构形态和特征。通过工程实践创新了冻结方式、提出了冻胀-融沉控制方法、发明了“长距离曲线大管幕冻结止水与开挖协同的分段冻结新技术”并在工程中控制了曲线大管幕间冻结止水重大安全风险，取得了成功。
四、首次采用离心机非停机分块排液开挖方式，模拟该项工程开挖工况，揭示了不同开挖步骤、不同循环进尺条件下地层和建筑物变形的基本规律，优化了拱北隧道分部暗挖方案。
五、揭示了临海大断面隧道多重支护结构体系水压力分布规律，提出了临海大断面隧道防排水体系和变形缝的设置方法，研发了变形缝新型可排导止水带。
研究成果具有重大理论意义，已在港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道工程得到成功应用，并为今后类似工程提供了借鉴。社会与经济效益显著，推广应用前景广阔。经评价委员会审议，该项目研究成果总体达到国际领先水平。
解放军理工大学钱七虎院士、深圳市地铁集团有限公司陈湘生院士、招商局重庆交通科研设计院有限公司蒋树屏设计大师、交通运输部公路局原局长李彦武、交通运输部公路科学研究所原所长陈国靖、中国交通建设集团原副总裁侯金龙、广东省公路学会理事长陈冠雄等7位专家组成评价委员会。省南粤交投公司副总经理夏振军及项目管理中心相关负责同志参加了会议。
会上，课题组作了课题开展情况的详细汇报。评价委员会听取汇报并经质询讨论后认为，课题组提供的资料齐全、内容完整、数据翔实，符合科技成果评价要求。
课题组在充分调研的基础上，通过理论分析、模型试验、现场试验及数值模拟等手段，开展了港珠澳大桥珠海连接线高水压浅埋超大断面拱北隧道建设关键技术研究，取得了以下创新性成果：
一、攻克了临海软弱地质条件下长距离空间曲线顶管管幕建造技术难题。研制了顶管管幕建造专用成套设备，提出了曲线直顶始发、人工校核+UNS导向和三阶段接收的管幕施工精度控制方法，发明了保证顶管机在高水压软弱地质条件下的安全接收技术及装置，建立了适用于临海复杂地层条件的顶管施工泥浆体系。
二、通过曲线钢顶管现场原位监测试验和室内足尺顶管模拟试验，揭示了曲线顶管施工过程中管道周围土压力分布、管节应力分布规律以及管幕群管顶进对土体的扰动规律，并建立了曲线顶管土压力和管节应力理论计算模型，优化了管幕顶进顺序和管节接头鹰嘴密封橡胶圈的结构，有效控制了管幕施工引起的地层变形，保证了高水压软弱地层中管节接头密封效果。
三、首次针对水平长距离曲线顶管管幕超大断面冻结重大安全风险控制技术难题，通过室内试验、数值模拟、现场工程模拟，揭示了新冻结方式地层冻结发展规律、结构形态和特征。通过工程实践创新了冻结方式、提出了冻胀-融沉控制方法、发明了“长距离曲线大管幕冻结止水与开挖协同的分段冻结新技术”并在工程中控制了曲线大管幕间冻结止水重大安全风险，取得了成功。
四、首次采用离心机非停机分块排液开挖方式，模拟该项工程开挖工况，揭示了不同开挖步骤、不同循环进尺条件下地层和建筑物变形的基本规律，优化了拱北隧道分部暗挖方案。
五、揭示了临海大断面隧道多重支护结构体系水压力分布规律，提出了临海大断面隧道防排水体系和变形缝的设置方法，研发了变形缝新型可排导止水带。
研究成果具有重大理论意义，已在港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道工程得到成功应用，并为今后类似工程提供了借鉴。社会与经济效益显著，推广应用前景广阔。经评价委员会审议，该项目研究成果总体达到国际领先水平。
解放军理工大学钱七虎院士、深圳市地铁集团有限公司陈湘生院士、招商局重庆交通科研设计院有限公司蒋树屏设计大师、交通运输部公路局原局长李彦武、交通运输部公路科学研究所原所长陈国靖、中国交通建设集团原副总裁侯金龙、广东省公路学会理事长陈冠雄等7位专家组成评价委员会。省南粤交投公司副总经理夏振军及项目管理中心相关负责同志参加了会议。
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