Hong Kong-Makao-Zhuhai Köprüsü'nün trafiğe açılmasının ardında, Tongji Üniversitesi araştırma ekibi birçok "sert kemiği" kemirdi.
Doğu Yapay Ada "Oyster Kabuğu" gibidir (Hong Kong-Zhuhai-Makao Köprüsü İdaresi) Bu makaledeki resimler Tongji Üniversitesi tarafından sağlanmıştır.
Dünyanın en uzun denizler arası köprüsü olan Hong Kong-Zhuhai-Makao Köprüsü resmi olarak 24 Ekim 2018'de trafiğe açıldı.
Hong Kong-Zhuhai-Makao Köprüsü'nün ana projesi olan "Denizaltı Köprüsü ve Tüneli" 35 kilometreden fazla, denizaltı tüneli yaklaşık 6 kilometre uzunluğunda ve köprü yaklaşık 22,9 kilometre uzunluğunda. Dünyadaki bu en uzun deniz geçişi, Lingding Okyanusu boyunca Hong Kong Lantau Adası, Makao Yarımadası ve Guangdong Eyaletindeki Zhuhai Şehri'ni birbirine bağlayan bir gökkuşağı gibidir.
İyi bilinmeyen şey ise, köprünün teknik olarak en zor düğümleri olan yapay adalarda ve tünellerde "Tongji unsurları" nın her yerde olduğu ve Tongji'nin "sert kemikleri" kemirdiği.
Çin'in ilk derin yerleştirilmiş çelik silindirli hızlı ada inşa teknolojisi, iki ada adasının 221 günde tamamlanması için bir dünya mühendislik rekoru yarattı.
Batırılmış tüp tünel "küçük ülke" den "güçlü ülke" ye
Tongji Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Okulu'nda profesör olan Xu Wei, Runyang Yangtze Nehri Köprüsü gibi ülke çapındaki birçok ünlü köprünün bilimsel araştırmalarına katıldı ve köprü endüstrisinde "eski usta".
The Paper'dan (www.thepaper.cn) gazetecilere verdiği demeçte, Hong Kong-Makao-Zhuhai Köprüsü'nün Çin'in ilk kez deniz dışında köprüler, adalar ve batırılmış tüneller inşa ettiğini söyledi. Tüm inşaat ekibi daha önce hiç yapılmamış birçok teknik sorunun üstesinden geldi. 9 yıl sonra Köprüyü inşa etmek için mücadele edin. Ülke çapındaki tüm üniversiteler ve bilimsel araştırma birimleri bu "sert kemik" e katılmıştır. "Açık denizde köprüler kurabildiğimiz için, ülkemizin uçsuz bucaksız sahil şeridinde köprüler inşa etmek mümkün."
Hong Kong-Zhuhai-Makao Köprüsü'nün batırılmış tüp tüneli açık denize derin bir şekilde gömülü olduğu için, dünyanın en uzun ve en derin tüneli. Devasa daldırılmış tüplerin derin su tesisatının zor bir sorun olduğu ortaya çıktı.Hollanda'da dünyaca ünlü bir tünele daldırılmış tüp şirketi, teknik tavsiye sağlamak için 26 uzman göndermeyi kabul etti. Danışmanlık ücreti o zamanlar 1.5 milyar yuan'a denk gelen 150 milyon euro idi.
O sırada Hollandalı şirket Çinlilere bu sistemi kendi başlarına geliştirmeleri için samimi dileklerini dile getirdi. Ancak, "Başarısız olursa, bizi tekrar bulduğunuzda fiyat aynı olmayacaktır." Çin rahat bir nefes alıp sorunu çözmek için kendi uzmanlarını bulmaya karar verdi ve görev sonunda Tongji'ye düştü. İnşaat departmanı, Tongji Üniversitesi'ne tasarım belgelerinin gözden geçirilmesi ve gözden geçirilmesi ve ilgili temel teknik bilimsel araştırma görevlerini tamamlama görevi verdi. Xu Weinin ekibi bu bilimsel araştırma görevini üstlendi ve Tongjinin akademisyeni Sun Jun rehberlik yaptı.
Hong Kong-Makao-Zhuhai Köprüsü'nden başlayarak, Çin'in daldırılmış tüp tünel teknolojisinin uluslararası düzeyi nedir? Xu Wei, söz konusu Hollandalı şirketin CEO'sunun, daldırılmış tüp tünellerin inşasında Çin'in "küçük bir ülkeden" "güçlü bir ülkeye" geçtiğini değerlendirdiğini söyledi.
Daldırılmış tüp donanımı ve yüzdürme.
Batırılmış tünellerin sıkı geçme bağlantılarını sağlayın
Mayıs 2011'de Hong Kong-Zhuhai-Makao Köprüsü daldırılmış tüp tünel inşaatının başlangıcında, Tongji'den Profesör Ding Wenqi'nin ekibi tarafından gerçekleştirilen "Batırma Tüp Tüneli Ortak Açılış Deplasman Kontrol Teknolojisi Araştırması" da yoğun bir şekilde gerçekleştirildi.
Batırma tüp tüneller, bağlantılar arasında ek yerleri bulunan borularla birbirine bağlanır. Ding Wenqi'ye göre, batırılmış tünellerin kurulumuyla ilgili sorunlar arasında, tünel bağlantılarını etkileyecek olan düzensiz temel yerleşimi, büyük arka siltasyon, yüksek su basıncı, gemi enkazı, araç yükü, gelgit değişiklikleri, depremler, sıcaklık etkileri, beton büzülmesi ve sünme vb. Yer alıyor. Durum. Ek olarak, yapısal kuvvetler, su geçirmezlik gereksinimleri, su durdurucu seçimi ve konstrüksiyon da boru bağlantılarını ve segment bağlantılarını etkiler.
İki yıldan fazla bir süredir Ding Wenqi'nin ekibi, Hong Kong-Makao-Zhuhai Köprüsü'nün karmaşık özellikleri ve özellikleri için çeşitli alt projeler ve analizler yaptı; Ding Wenqi, inşaat sahasını birçok kez ziyaret etti ve yüzlerce birleşik koşul altında segmental daldırılmış tüp tünellerin performansını hesapladı Eklemin açılma yer değiştirmesi, boru bölümünün ve segmentin deformasyon özelliklerini ve açılma kontrol indeksini belirler.
Sonunda, Wen Dingqi'nin ekibi tarafından geliştirilen Hong Kong-Zhuhai-Makao Köprüsü'nün daldırılmış tüp tünel bağlantısının açma deplasman kontrol teknolojisi, daldırılmış tüpün sıkıca bağlanmasını ve güvenli olmasını sağlayabilir.
"Bu tür bir projenin geliştirilmesi orijinal deneyime, derslere ve teknik ilerlemeye dayanmaktadır. Bu sefer teknik bir ilerlemedir." Ding Wenqi, "Gelecekte Nanchang Honggutan daldırılmış tüp tünel benzer teknikler kullanacak." Dedi.
Tünel sismik test alanı.
Geniş okyanusta yapay adalar inşa edilir, beyaz yunuslar zarar görmez
Hong Kong Havaalanı'nın yüksekliği ve Lingdingyang ana kanalının gereksinimleri nedeniyle, Hong Kong-Zhuhai-Makao Köprüsü tünel-köprü modunu benimsemelidir ve tünel-köprüsünün dönüşümü, geniş okyanusta yapay adaların inşasını gerektirir.
Yapay bir ada inşa etmenin güvenli yolu nedir? Geleneksel yöntem, denizde bir batardo seçmek, bir set oluşturmak için kayalar atmak ve daha sonra bir ada inşa etmek için savaktaki suyu boşaltmaktır, ancak bu, yakındaki sulardaki beyaz yunusları tehlikeye atacak ve uzun inşaat süresi bu yoğun su yolunun seyrini etkileyecektir.
Bir başka yol da önce kazık çakmak, batardoları sıkıştırılmış kum yığınlarıyla çevrelemek, suyu boşaltmak ve sonra adayı inşa etmektir. Tongji bilgini Ma Xianfeng'in "Açık Denizde Kalın ve Yumuşak Temelin Köprü-tünel Dönüşümü için Yapay Ada Tasarımı ve İnşası için Anahtar Teknoloji" konusundaki araştırma sonuçları, sıkıştırılmış kum yığınlarının tasarımındaki birçok zor sorunun çözümünü destekledi.
Sıkıştırılmış kum yığını nedir? Muhafazayı belirtilen toprak derinliğine kadar titretmek, kasaya kum koymak ve kumun kompakt hale getirilmesi ve bir kum yığını oluşturmak için muhafazanın tekrar tekrar kaldırılıp indirilmesi yoluyla muhafazaya titreşim uygulamak için titreşimli bir çekiç kullanmaktır.
Ancak bu teknolojinin zorluğu, çelik silindirin alüvyonun içine ve 20 metreden daha derinlere sürüldükten sonra çevredeki temelin nasıl güçlendirileceğinde ve alışılmadık derecede zayıf olan denizaltı temelinin kararlılığını ve yerleşimini nasıl çözeceğidir?
"Ana araştırma görevimiz, kum sıkıştırması üzerindeki etkiyi belirlemek için kum yığınının yükü ve yer değiştirmesi, yığın-zemin gerilmesinin dağılımı ve kum sıkıştırma yığınının kompozit temeli yüklendikten sonra kum yığını etrafındaki boşluk suyu basıncının değişim yasası arasındaki ilişkiyi bulmaktır. Kazıklı kompozit temelin taşıma kapasitesinin ve deformasyonunun temel faktörleri. "Ma Xianfeng tanıtıldı.
Yapay adalar inşa edin.
Ma Xianfeng ekibi inşaatçıları hayal kırıklığına uğratmadı. Deneysel sonuçları mühendislikte uygulanmış ve tasarım ve inşaat için önemli referans veriler haline gelmiştir.
Ardından, 22 metre çapında ve 40,5 metre yüksekliğindeki çelik silindirler deniz tabanına girdi ve sonunda iki yapay adayı çevreledi. Ma Xianfeng, "Geleneksel teknoloji kullanılırsa, bu tür iki yapay ada inşa etmek en az bir buçuk yıl alacak. Doğu ve batı yapay adalarının yuvarlak çelik borular kullanılarak oluşturulması yalnızca 7 ay sürüyor." Dedi.
Benzeri görülmemiş yeraltı "iş parçacığı"
10 Nisan 2017'de son kontrollü proje olan Hong Kong-Zhuhai-Makao Köprüsü Zhuhai Bağlantısının ana bölümü olan Gongbei Tüneli'nin tam tüneli tamamlandı.
Gongbei Tüneli'nin toplam uzunluğu 2741 metre olup, bir deniz tüneli ve bir kentsel yeraltı tünelinden oluşmaktadır. Bunlar arasında en karmaşık yapı, en zor inşaat ve en özel yapım yöntemi Gongbei Tüneli'nin 255 metrelik alttan kesme bölümüdür.
Gongbei Tüneli toprak bakımından zayıf ve yer altı suyu bakımından zengindir, tıpkı "hamburger" deki sandviç gibi, "hamburger" oluşumu olarak adlandırılır. Yerdeki yoğun insan akışı, yüksek yeraltı suyu seviyesi, süper büyük tünel bölümü, süper sığ toprak ve karmaşık jeolojik koşullar nedeniyle, alttan kesme inşaatının zorluğu hayal edilebilir.
Tongji Üniversitesi'nden Profesör Hu Xiangdong, "Hareketli Gongbei Limanı'nda tünel inşaatı sırasında su sızıntısı ve zemin çökmesi meydana gelmemelidir. Herhangi bir inşaat yönteminde yapılacak ilk şey, zemin deformasyonunun kontrol edilebilir bir aralıkta olmasını sağlamaktır." Dedi.
Bu hedefe ulaşmak için hangi yöntem kullanılabilir? Hu Xiangdong, çeşitli partilerden uzmanlarla birlikte araştırdı ve sonunda perdeyi dondurma yöntemini tamamladı.
Boru perde dondurma yöntemi, "boru perde + donma ön desteği, yer altı madencilik yöntemi" yapım yöntemidir. Bunlar arasında, boru perdesi, tünelin inşaat güvenliğini güçlü bir takviye ve kemikle korumak için tünelin etrafına ve tünelin tüm uzunluğu boyunca düzenlenmiş büyük bir çelik borudur; donma ise, çelik boru arasındaki ve çevresindeki toprağı donarak bir su durdurma perdesi oluşturacak şekilde dondurmaktır. Bu yeraltı kazı projesinin son tüp perdesi, 18 metre genişliğinde ve 22 metre yüksekliğinde eliptik bir tünel kazı bölümünü çevreleyen 1.62 metre çapında 36 çelik borudan oluşuyor ve yüksekliği 7 katlı bir binanın yüksekliğine eşdeğer.
Gongbei Tüneli'nin donma koşullarının incelenmesi.
Genel dondurma yönteminden farklı olarak buradaki tünel yolu kavislidir ve toprak katmanına donma boruları döşenemez. Uygulanabilir yol, boru perdesinin büyük çelik borularında donma borularının dizilmesidir, ancak bu uygulamanın yurtiçi ve yurtdışında emsali yoktur.
Toprakla temas etmeyen donma borularının toprağı dondurup dondurmayacağı, çok yıllık sıcak güney donmuş toprağın zayıflamasına nasıl direneceği ve don kabarmasını nasıl sınırlayıp zemin yükselmesinin nasıl önleneceği gibi üç büyük sorundan kimse emin değil.
Hu Xiangdong'un ekibi zorluklarla karşılaştı ve üç tip boru hattıyla özel bir dondurma sistemini başarıyla inşa etti: yuvarlak dondurma borusu, özel şekilli dondurma borusu ve donmuş toprak sınır borusu. Sonuç olarak, Gongbei Tüneli'nin yer altı kazı bölümü nihayet 225 metre uzunluğunda oval bir "buz kovasına" dönüştürüldü.
Dondurma yönteminin desteğiyle, böylesine büyük bir enine kesit ve süper sığ toprak kaplı tünelin kazılması da teknik bir zorluktur.
Kazıların çevre üzerindeki etkisini en aza indirmek, kazı planının amacıdır ve katmanlı kazı için en makul spesifik plan bulunmalıdır. Tongji Üniversitesi'nden Huang Hongwei ve Zhang Dongmei ekipleri, kazı planının ve çevresel etkinin optimizasyonu üzerine araştırma yaptı.
5 metrelik inşaat kısmının üzerindeki zemin trafik dolu ve kimse dikkatsiz olmaya cesaret edemiyor. Zhang Dongmei, araştırma sonuçlarına göre projenin 5 adım ve 14 çok başlı kazı operasyonu benimsediğini söyledi. Yani, büyük bir delik 5 katmana bölünür, her katman 2-3 küçük deliğe, toplam 14 küçük deliğe bölünür. Aynı anda 14 pilot tünel kazıldı ve hemzemin geçiş işlemleri sık sık yapıldı.
Her pilot tünelde, akış operasyonları adımlar ve prosedürlerle düzenlenir ve organizasyonun zorluğu emsalsizdir. Bu nedenle, inşaatçılar sahanın gerçek durumuyla birleşti, deneme kazıları yoluyla inşaat makineleri ve ekipmanlarının kombinasyonunu sürekli olarak optimize ettiler, inşaat adım mesafesini ve izleme ölçüm verilerine dayanarak diğer parametreleri dinamik olarak ayarladılar ve kademeli olarak bir dizi akış işlemi dizisi geliştirdiler ve ileriye doğru kazı yaptılar. Çelik ve beton ile kazılırken, desteklenirken ve mühürlenirken projenin sorunsuz ilerlemesini ve tünel yapısının sağlamlığını sağlayın
