為什麼說港珠澳大橋拱北隧道是世界最複雜的公路隧道？

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2017年4月10日港珠澳大橋拱北隧道全隧貫通，媒體均用「世界最複雜的公路隧道」、「世界紀錄」、「世界性難題」、「連超級計算機都無法解決的難題」等辭彙形容，所以為什麼說港珠澳大橋拱北隧道是世界最複雜的公路隧道？都有哪些設計施工技術上的難度呢？

世上姑娘千百萬，為啥中意拱北岸？是一見鍾情還是另有蹊蹺？接下來探索發現及走進科學系列節目與您一起發掘工程的真相！說你呢！就是你！拱北岸同學！認真聽講不要睡覺！

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圖中三條綠色代表了大致的三種連接方案

方案一：從傳統的珠海城區穿過，但是城區密集的建築物會導致大量的拆遷征地，從而導致整個過工程的造價會翻一倍。

方案三：從澳門半島和澳門氹仔島之間通過，但這兩個島之間的三座大橋是澳門之間唯一通道，無論從海上還是海下穿過，都會對澳門造成較大經濟文化影響。

方案二：穿過拱北口岸，拱北位於澳門和珠海之間，而且永久性建築較少，相比之下，拱北岸是唯一的選擇了。

上圖可以看出，連接拱北口岸的坐標的陸地部分和右邊的海域部分都是採用明挖法，既然選擇了拱那麼問題又來了！拱北口岸作為連接區域，那為啥又要用暗挖法尼？

來來來！看下面這個圖---------拱北口岸，中國第一大陸路口岸。每天，有30萬-50萬人次進出這個口岸往返珠海和澳門，如果明挖，施工周期長達4年之久，這將會對口岸通行造成巨大的阻礙！拱北岸同學你很拽啊！

那麼！那麼！那麼！全世界上施工難度最大，地質條件最複雜，周邊建築環境最密集的隧道就即將誕生了！！！不過它出來之前要面對以下幾個超級難題，

一、超大斷面

隧道外輪廓線幾乎貼著澳門邊檢大樓，相距僅1.46米，而距珠海邊檢樓的風雨廊更是只有46厘米，更嚴重的是建築樁基和地下管線星羅密布，為了避讓，只能由左右並行的傳統隧道改為上下雙行， 由此造成了隧道21mX19m超大斷面， 如籃球場般的大斷面使周邊結構極易收斂變形，掌子面的穩定性變差，容易引起變形、坍塌、失穩。

二，超淺埋

理論上，隧道覆土厚度小於跨度的二分之一就是淺埋了，而拱北隧道為四分之一， 對地表影響的風險係數加大，很容易導致沉降或建築物開裂，甚至引發坍塌，

三，地下水

拱北隧道地面下約1.5米就富含地下水，並與拱北灣的海水連通，無論如何抽取地下水，海水都可以源源不斷地快速補充。項目在設計階段創造性地提出了「頂管管幕+凍結」方案

頂管管幕：直徑1.62米的36根頂管緊密連接起來，形成環形支護體系，由於地下情況複雜，頂管頂進施工用了2年之久。

36根頂管雖然密布在開挖隧道周邊，貌似密不透水，但頂管間仍有35厘米的間隙，地下水完全可以滲入，一旦深入將會對隧道造成災難性破壞。

凍結： 將冷凍管插入頂管中，凍出一個厚2米-2.6米、長255米的大冰筒。隧道的天然軟弱土體被人為地變成凍土，隔絕了地下水與工程的聯繫，隧道便可以在無水條件下開挖（為了保持溫度恆定，電費每年達4000萬RMB）。

港珠澳大橋拱北隧道貫通 ，標誌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採用「超大麴線管幕+超大凍結法」施作的雙層疊加公路隧道取得重大突破。

最後向工程師們和我們最可敬的工人們致敬！！！

更詳細的的內容請觀看：

《走近科學》 20170219 拱北隧道大揭秘

不請自來，我是學岩土的，專業老師有的參與過這個項目，包括做規劃的老師也包括做岩土的老師。他們上課的時候也經常和我們說起這個工程。
從規划上面說，這是一個政治工程，因為它是在拱北口岸下面，建造它的時候不能影響拱北口岸的運營，同時如果發生了什麼意外就可能會變成政治事件~
從岩土上面說，它的設計施工難度都很大，它的上面是拱北口岸，本來已經有地下層，再加上它是處於淤泥層內，難以進行施工，只有採用凍結法施工，在洞室外圍打一圈鋼管，隔一條鋼管注入製冷劑，鋼管同時起到支護和凍結的作用，在凍結完成後再進行開挖~

1、超大斷面，2、超淺埋，3、暗挖法施工，4、軟土圍岩，自穩能力差，5、地下水豐富，6、變形控制嚴格，7，位於建築物下方，基樁密布需避讓，8，政治性工程，世界矚目。

我覺得這裡面最難的是超大麴線管幕的定位施工，超大斷面可以分部開挖就是略微麻煩，凍結法理念早就有了剩下的就是花錢冷凍了，為中國一線的技術人員點贊