隧道施工新紀錄——世界最長超大斷面曲線管幕隧道貫通
歷經四年奮戰戰，世界上最長的超大斷面曲線管幕隧道——港珠澳大橋拱北隧道日前勝利貫通。這標志著我國在這一領域的技術水平走在了世界前列，同時也宣告我國乃至世界上首座采用“超大曲線管幕+超長凍結法”施作的雙層疊加公路隧道取得重大突破。
港珠澳大橋珠海連接線的控制性工程——拱北隧道全長2741米，采用左、右雙線布置，并按照“先分離并行，再上下重疊，最后又分離并行”的形式設置，涉及海域人工島明挖段、口岸暗挖段、陸域明挖段等不同結構形式和施工方法。施工風險極大、科技含量極高、長度僅為255米的隧道暗挖段，集中了迄今人類建設隧道的全部難度，其管幕長度、管幕面積和凍結規模，均刷新了世界紀錄，所采用的新技術、新工藝顛覆了人們對隧道傳統施工的印象。
拱北隧道土層軟弱，富含地下水，承載力低，被稱為“漢堡包”地層，隧道穿越的部分包含淤泥質粉質黏土、淤泥質砂、中砂含細砂、粉砂等地層。而其上就是我國高峰期日均客流超30萬人次、車流達1萬車次的拱北口岸，稍有不慎，就會造成災難性的后果和極為嚴重的影響。
為了攻克這一世界性難題，項目建設、設計、監理、科研院校和施工單位，經過反復磋商研究，最終決定采用“曲線管幕+凍結法”施工，即沿著隧道的開挖輪廓線，在336平方米的斷面上，布置36根直徑1.62米、長255米的鋼管，組成環形“管幕”支護體系，防止周圍土層坍塌、地表沉降，然后再用凍結法把管幕周圍的土層溫度降至零攝氏度以下，進行隧道的開挖作業。
在“管幕”支護體系施工中，中鐵十八局集團通過引進精確制導技術，建立自動跟蹤測量系統，專門定制了4套上億元的國際頂尖的泥水平衡式頂管機，并采取一系列科學管理措施，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，創造了“零誤差”的曲線管幕施工紀錄。
如果對這個336平方米的管幕群直接開挖，極易導致隧道整體垮塌。為此，中鐵十八局建設者創造性地采用超大斷面水平環向一次凍結技術。利用人工制冷技術，把松軟含水的土層變成巨型“大冰磚”，將管幕的頂管包裹，再將隧道完全封閉，增加其強度和穩定性，以便在凍結壁的保護下，安全進行隧道的開挖作業。為了解決凍土開挖難題，中鐵十八局建設者經過不斷的設備選型，最終決定實施“五臺階十四部開挖作業法”，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，在每個導洞分做三個微小臺階，每個小臺階配置一臺小型挖掘機開挖凍土，人工配合修邊，大大提高了工效。并利用凍結圈內的監測元器件充當“眼睛”，及時調整凍結參數，確保凍土帷幕始終處于止水狀態，為隧道順利開挖創造了前提條件。
拱北隧道“長距離曲線管幕和大規模水平凍結止水技術”的成功運用，填補了我國在復雜地質條件下超大斷面隧道施工技術的空白。同時，拱北隧道的安全貫通，也標志著港珠澳大橋13.4公里珠海連接線全線貫通，為港珠澳大橋按期建成通車打下了堅實基礎。
