2026年10月5日,英国HS2项目温多弗“绿色隧道”吊装了拱顶结构的最后一块预制管片,这条拥有独特双拱结构的预制拼装隧道结构施工至此全部完成,即将开始回填,使隧道与周围景观融为一体。
技术特点
温多弗绿色隧道由5个预制构件组成,包括1道中隔支撑墙、2道外部支撑墙和2道拱形顶板,拱形顶板和支撑墙之间采用了一种名为销式接头(pin joint)的新型接头连接。销式接头不设剪力键或销钉,2个结构之间通过凸凹曲面咬合,且具有一定的自由转动空间。隧道拱形顶板的边缘有一个凸起部分,外侧和中心支撑墙上有一个对应的凹陷的插座。整个结构的稳定性来自回填开始后回填土通过拱顶向拱壁产生的轴向压缩力,压实的回填土会产生足够的轴向压缩力,从而保证结构稳固。
这种连接形式大大简化了施工流程,现场工人只需要将拱顶预制构件吊装到位,整个拱顶结构的安装就完成了,无需额外安装剪力键或销钉固定,大幅缩短了现场施工所需的时间。
实际作业过程中,大部分构件都是用起重机吊装; 但在埃尔斯伯勒路临时桥下,构件使用了自行式模块化运输车进行安装。
必要性和可靠性
按照英国HS2项目的原本规划,位于伦敦和西米德兰兹郡之间的5条明挖法隧道将会使用传统的现浇混凝土方案施工。现浇方案虽然成熟,但也存在施工速度慢、浇筑质量参差不齐、物料运输加剧交通拥堵、噪音和废气影响环境等问题。考虑到当地的环境保护要求以及居民社区的反馈,项目团队在中期变更了施工方案。
新方案中,双拱形预制拼装设计最大限度地利用了预制构件的特性,尽可能减少现场的作业量,从而降低现场的施工难度。此外,隧道结构的拱形设计还可以降低衬砌厚度、节约混凝土用量、帮助项目完成整体减排目标。
作为创新设计,设计人员对双拱形预制拼装进行了细致的模拟和计算,以确保结构稳定和安全,还考虑了火灾等多种灾害情况下的结构稳定性。
拱顶之下
温多弗绿色隧道中,除了拱顶外,中隔支撑墙与2道外部支撑墙也是预制构件。
在支撑墙预制构件的设计过程中,设计人员发现了一个问题: 如果采用传统方法计算钢筋搭接长度,会导致预制件基底伸出很长的外露钢筋,这些外露钢筋会给拱墙单元的运输和处理带来困难,而且容易损坏。为此,项目团队设计了一种“环对环”连接方式,来应对这一问题。
支撑墙内浇注了1道U形钢筋,用以搭接底板钢筋。U形钢筋比单根钢筋更坚硬,因此在运输、搬运和安装过程中不易损坏,而“环对环”连接所需的搭接长度则是根据计算得出的。
尽管目前隧道结构已经完工,但根据过往类似结构隧道的事故经验,回填过程是这种拱型结构最脆弱的时候。因此,接下来的回填作业至关重要,需要严格的现场管理,尽量避免受力不均匀。
(摘自 隧道网微信公众平台 2026-10-15)