港珠澳大橋隧道沉管技術(shù)

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1、港珠澳大橋島隧工程沉管隧道新技術(shù)姓名：x吉x學(xué)號：616140xxxx引言隨著陸上交通和內(nèi)河、海洋航運(yùn)事業(yè)的發(fā)展,對越江跨海通道的需求越來越大,而由于水上通行輪船的噸位和密度的增大,要求橋下通航凈空越來越高,跨度越來越大,使得修建橋梁的成本和難度大增.同時(shí),由于受到城市規(guī)劃的限制,跨江越海橋梁的兩岸接線條件隨城市發(fā)展變得更為困難.因此,近十年來陸續(xù)出現(xiàn)了一批水下隧道,其斷面不斷增大水深不斷加深,工程技術(shù)水平得到快速提升.目前修建水下隧道主要有礦山法、盾構(gòu)法、圍堰明挖法和沉管法.其中沉管法是20世紀(jì)初發(fā)展起來的一種專門修建水下隧道的

2、工法,至今已有100年歷史,適用條件較為苛刻陳韶章,陳越．沉管隧道設(shè)計(jì)與施工［M．北京:科學(xué)出版社,2002:1－15．(CHENShaozhang,CHENYue．Designandconstructionofimmersedtunnel［M］．Beijing:SciencePress,2002:1－15．(inChinese)),而隨著工程技術(shù)的發(fā)展,其適應(yīng)性也越來越強(qiáng).廣州珠江和寧波甬江水下隧道的成功修建標(biāo)志著我國沉管工法技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)入了新的發(fā)展階段,繼丹麥—瑞典的厄勒松海峽沉管隧道和韓國釜山—巨濟(jì)沉管隧道之后,我國正在珠江口

3、伶仃洋30萬t主航道上修建一座港珠澳大橋沉管隧道,該隧道是港珠澳大橋建設(shè)的關(guān)鍵性工程,建成后將成為世界最長的雙向6車道公路沉管隧道.為此,國內(nèi)工程師們在實(shí)踐過程中攻堅(jiān)克難,借鑒國外技術(shù)與國內(nèi)施工經(jīng)驗(yàn),自主創(chuàng)新,結(jié)合工程項(xiàng)目特點(diǎn),在地質(zhì)勘察、結(jié)構(gòu)受力分析、耐久性設(shè)計(jì)、管節(jié)預(yù)制、地基與基礎(chǔ)處理等方面發(fā)展了一些新技術(shù).工程概況港珠澳大橋工程跨越珠江口伶仃洋海域,是連接香港、珠海及澳門的大型跨海通道.工程范圍包括海中橋隧工程,香港、珠海和澳門三地口岸人工島,以及香港、珠海、澳門三地連接線.工程總長49.968km,其中主體大橋工程全長約2

4、9.6km,海底隧道長約6km,海中部分采用橋隧組合方式.港珠澳大橋建成后將成為世界最長的跨海連線工程(見圖1).圖1港珠澳大橋島隧工程示意圖大橋及島隧工程以公路橋隧的形式連接香港、珠海和澳門,以6車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),設(shè)計(jì)時(shí)速為100km.工程建成通車后,從香港到珠海的車行時(shí)間將由目前的約3h縮減至約0.5h.工程總體投資超過700億元,其中海中橋隧工程約327億元,島隧工程約133.5億元.工程設(shè)計(jì)使用年限為120年中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司,COWIA/S(丹麥COWI國際咨詢公司),ARUP奧雅納工程顧問,上海市隧道工程軌

5、道交通設(shè)計(jì)研究院,中交第一航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司.港珠澳大橋主體工程初步設(shè)計(jì)第四篇隧[Z].2009..工程于2009年12月15日項(xiàng)目開工建設(shè),2010年對島隧工程進(jìn)行總體招投標(biāo).為確保該特大工程順利實(shí)施,業(yè)主將6.7km的沉管隧道和兩座海中人工島整體打包,采用設(shè)計(jì)施工總承包方式進(jìn)行招標(biāo),最終以中國交通建設(shè)股份有限公司為牽頭單位的聯(lián)合體以技術(shù)和商務(wù)總分最優(yōu)中標(biāo).聯(lián)合體分設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和施工團(tuán)隊(duì)兩部分,設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)成員為:中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司,上海市隧道工程軌道交通設(shè)計(jì)研究院,中交第四航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司,COWIA/S(丹

6、麥COWI國際咨詢公司);施工團(tuán)隊(duì)成員為:中國交通建設(shè)股份有限公司,上海城建集團(tuán),AECOMAsiaCompanyLtd.(艾奕康有限公司).工程特點(diǎn)及難點(diǎn)1)工程處于伶仃洋外海,島隧工程所處的海域附近受熱帶氣旋、強(qiáng)雷暴等惡劣天氣影響大;工程處于白海豚核心保護(hù)區(qū);施工海域的水上交通繁忙.2)與常規(guī)沉管法隧道相比,該工程具有管節(jié)數(shù)量多、埋置深度大、基槽浚挖量大、受惡劣氣象條件影響大、航運(yùn)組織和環(huán)境保護(hù)要求高等特點(diǎn).3)工程總體規(guī)模宏大,海象、地質(zhì)與環(huán)境條件復(fù)雜;且施工工期緊迫,綜合技術(shù)難度與風(fēng)險(xiǎn)為世界罕有.4)管節(jié)預(yù)制難度高,采用自

7、防水全斷面預(yù)制工藝.管節(jié)的早期裂縫控制、預(yù)制尺寸精度、鋼端殼安裝精度,以及混凝土重度控制等技術(shù)要求高.5)水文氣象條件復(fù)雜.全部33節(jié)管節(jié)的浮運(yùn)安裝,需要經(jīng)歷多個(gè)臺風(fēng)季節(jié);施工水域水流受人工島和基槽施工的影響,流態(tài)復(fù)雜.在整個(gè)管節(jié)沉放過程中,需對氣象窗口進(jìn)行精確的分析和準(zhǔn)確的預(yù)測、預(yù)報(bào).6)施工作業(yè)環(huán)境.島隧工程施工區(qū)航道交叉,屬于航道運(yùn)輸最繁忙水域之一,也是水上交通安全事故頻發(fā)的敏感區(qū)域.管節(jié)浮運(yùn)沉放期間,需精心組織臨時(shí)海上交通,確保施工期間的航運(yùn)暢通.7)管節(jié)浮運(yùn)沉放技術(shù)難點(diǎn)多.在惡劣氣象、復(fù)雜水流和航運(yùn)條件下的管節(jié)浮運(yùn);深水

8、條件水下測量定位、管節(jié)沉放及定位調(diào)整;管節(jié)安裝軸線精度控制等.地質(zhì)勘察以往的沉管隧道一般位于河(海)床表面上,上覆荷載小,對地基承載力要求不高,即怕浮不怕沉.由于規(guī)劃航道的通航要求,隨著深埋回淤問題的出現(xiàn),港珠澳大橋沉管隧道工程對地質(zhì)勘察的要求并非