一段不過255米的彎曲，背后有何意義？

答案，只能是令世界驚嘆的中國鐵路工程技術(shù)。其水平高低，中國工程院院士王夢恕作出了評價——“拱北隧道255米暗挖段，集中了迄今人類建設(shè)隧道的全部難度”。

2016年間經(jīng)拱北口岸往來珠海和澳門的朋友們，絕對不會想到，當自己和眾多旅客排隊辦理過關(guān)手續(xù)的時候，一項難度極大的管道工程，正在腳下緊張的進行。

拱北隧道位于澳門聯(lián)檢大廳口岸地下4至5米處。上面便是我國第一大陸路口岸，即珠海拱北口岸，日進出關(guān)人數(shù)最高達30萬次、車流達1萬車次。

其地下的土層為粉沙質(zhì)，富含地下水，承載力極低。

“在這種粉沙質(zhì)地層，我們不但要打隧道，還不能對地面上的澳門聯(lián)檢大廳的運行有絲毫影響。”中國鐵建十八局集團副總工程師兼港珠澳大橋珠海連接線指揮長潘建立說。

受地理地形所限，拱北隧道225米暗挖段被設(shè)計為雙層疊加公路隧道，即雙向平面，行駛至聯(lián)檢大廳下方時變成曲線半徑為900米、上下疊加的彎曲形狀。

選擇什么樣的施工方案，如何施工，成了擺在建設(shè)者面前一道難以逾越的世界性難題。

潘建立告訴記者，圍繞施工法的選擇，項目建設(shè)、設(shè)計、監(jiān)理、科研院校和施工單位，經(jīng)過反復(fù)磋商研究，僅調(diào)查研究和方案比選，前后就花了3年時間，最終決定采用“曲線管幕+凍結(jié)法”施工。

“土是粉沙富含水，就把土凍起來；隧道不是直的，就用彎曲的管往里頂?！迸私⑦@樣解釋“曲線管幕+凍結(jié)法”施工。

就這樣，沿著隧道開挖輪廓線，336平方米的斷面上，布置起36根直徑1.62米、長255米的鋼管；每根鋼管內(nèi)又含一根10厘米的鹽水冷凍管。

管幕管道猶如一圈隧道，人可以進去，而其中的鹽水冷凍管則只有人的胳膊細。

一圈環(huán)形“管幕”支護體系就這樣形成了。

既然隧道有一段不是直的，在隧道開挖之前，第一個攔路虎就是超大曲線管幕施工。

與普通直線管幕頂進技術(shù)不同，這項工程需沿著“88米緩和曲線+167米圓形曲線”的軌跡頂進。

“這是要從彎曲的一段頂出來，與直線一段的端口精準對接。”潘建立說，若非如此，頂管難以對接成功，整項工程將毀于一旦。

以往曲線頂管頂進誤差能控制在15厘米就相當了不起，而拱北隧道頂進的誤差必須控制在5毫米以內(nèi)，相當于一粒普通黃豆大小，接近零誤差。

此外，管幕群距地面最近距離僅為4—5米，距澳門聯(lián)檢大樓樁基1.6米，再加上多臺次的泥水平衡頂管機要在軟土地層中，多次始發(fā)、接收，對地層反復(fù)擾動，相互影響的“群管效應(yīng)”非常明顯。

這就像一道名菜——泥鰍穿豆腐，也就是說，頂管機要在軟如豆腐般的地層中，穿梭36次。

如何保證穿梭按一定軌跡，精準進出？

“我們引進了國際頂尖的泥水平衡式頂管機，嘗試使用陀螺儀在地下定位，引進精確制導技術(shù)，建立自動跟蹤測量系統(tǒng)。”潘建立說。

自2013年6月第一根試驗頂管始發(fā)，至2015年5月最后一根頂管順利接收，歷時2年，終于攻克了超長、超大曲線管幕施工中面臨的精確控制、地表沉降和管幕障礙物處理等一系列世界級難題，創(chuàng)造了“零誤差”的曲線管幕施工紀錄。

管幕工程的完成，好比人的身體，只是搭起了“骨架”，而緊接著的凍結(jié)工程，利用冷卻鹽水管道這一“血脈”，沿著“骨架”循環(huán)，最終才會構(gòu)成完整的“人體”。

“沒有冷凍，若對這個336平方米的管幕群直接開挖，極易導致隧道整體垮塌?！迸私⒄f。

看看工程師采用了什么妙計？

“我們首創(chuàng)超大斷面水平環(huán)向一次凍結(jié)技術(shù)?！迸私⒏嬖V記者，就是把暗挖段高23米，寬20米，厚2.6米，縱向長度255米的地段，變成了一個巨型的“冰柜”，利用人工制冷技術(shù)，把松軟含水的土層變成凍土，安全進行隧道開挖作業(yè)。

設(shè)計施工單位的工程師們，圍繞“凍起來、抗弱化、控凍脹”三大原則展開了聯(lián)合攻關(guān)，創(chuàng)新出一套系統(tǒng)的凍結(jié)方案，解決了施工中遇到的種種難題。

拱北隧道暗挖段凍結(jié)工程，自2016年1月12日正式凍結(jié)，至12月底，凍結(jié)圈厚度完全達到設(shè)計要求。

將沙土凍起來，解決了易垮塌的危險，但問題也來了。

長時間對土層凍結(jié)，隧道內(nèi)部的凍土堅硬如鋼，遠超預(yù)料。因地理環(huán)境特殊，常規(guī)的巖土爆破、靜態(tài)爆破等開挖方式，在拱北隧道根本不可行。

采用大型機械破除設(shè)備，由于導洞凈空太小，無法作業(yè)；采用小型挖機，再配備旋挖鉆頭，由于機體太輕，開挖凍土的效率太低。

經(jīng)過不斷的設(shè)備選型和組織調(diào)整，項目部想出了一個“五臺階十四部開挖作業(yè)法”，就是將巨型“冰磚”分割成“九宮格”，五層十四個導洞同步開挖，立體交叉作業(yè)。

“將每個導洞再分成三個微小臺階，每個小臺階配置一臺小型挖掘機破碎錘開挖凍土，人工配合修邊，大大提高了開挖工效。”潘建立進一步解釋說。

珠海連接線管理中心主任王啟銅博士認為，拱北隧道“長距離曲線管幕和大規(guī)模水平凍結(jié)止水技術(shù)”的成功運用，填補了我國在復(fù)雜地質(zhì)條件下超大斷面隧道施工技術(shù)的空白。

港珠澳大橋全長為49.968公里，預(yù)計將于2017年年底建成通車。