港珠澳大橋沉管隧道工程

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1、港珠澳大橋沉管隧道工程１工程意義港珠澳大橋東連香港，西接珠海、澳門，一橋連三地，有助于提升珠江三角洲地區(qū)的綜合競爭力、打造粵港澳大灣區(qū)世界級城市群。沉管隧道是港珠澳大橋的控制性工程，是中國第一條外海沉管隧道，是目前世界上最長的公路沉管隧道，是世界唯一的深埋沉管隧道。２工程概況港珠澳大橋東接香港，西接珠海、澳門，全長約５５ｋｍ，其中海中主體工程長２９．６ｋｍ，按雙向６車道高速公路標準建設，采用橋島隧結合方案，是目前世界上規(guī)模最大、標準最高、最具挑戰(zhàn)性的集橋、島、隧為一體的交通集群工程。港珠澳大橋平

2、面布置見圖１。圖１港珠澳大橋總平面圖沉管隧道是大橋的控制性工程，設計方案見圖２和圖３。隧道全長６７０４ｍ，是世界最長的公路沉管工程；沉管段長５６６４ｍ，共３３節(jié)，標準管節(jié)尺寸為１８０ｍ（長）×３７．９５ｍ（寬）×１１．４ｍ（高），每節(jié)近８萬ｔ的質(zhì)量成為世界之最；為滿足通航要求，沉管管頂埋于海床面以下２３ｍ的長度達３ｋｍ，是目前世界上唯一的深埋沉管隧道工程；沿線基底軟土厚度為０～３０ｍ，地處珠江口外開敞海域，水文氣象環(huán)境復雜，航線繁忙，通行船舶日均４０００艘，是當今世界范圍內(nèi)綜合建設難度最大的沉管

3、隧道之一。圖２沉管隧道縱斷面圖１１９４隧道建設第３７卷圖３沉管隧道橫斷面圖３工程難點及解決方案１）為“一國兩制”條件下大型跨界工程，需同時滿足三地要求。通過專項研究，并按“就高不就低”的原則，制定本項目專用技術標準。２）世界上最長的公路沉管隧道，標準高，規(guī)模大，為全橋控制性工程。設計及施工秉承“大型化、工廠化、標準化、裝配化”理念，確保了工程質(zhì)量及工期。３）沿線基底軟土厚度０～３０ｍ，縱向管底地質(zhì)復雜且不均勻；埋深大，管頂回淤荷載大。采用“復合地基＋組合基床沉管”基礎方案，管節(jié)沉降控制水平世界領

4、先。４）沉管管頂埋于海床面以下２３ｍ的長度達３ｋｍ，是目前世界唯一深埋沉管，節(jié)段接頭受力及防水風險高。通過自主研發(fā)半剛性縱向結構體系，有效提高了結構及防水安全度。５）工程地處外海，氣象水文條件復雜，工程區(qū)日均船舶超過４０００艘，航線復雜，海上安全管理難度大。通過自主研發(fā)各種專用裝備，提高海上作業(yè)工效、質(zhì)量，減少作業(yè)人員數(shù)量。６）珠江口巨型沉管安裝需面臨深水深槽、基槽回淤、大徑流等世界級難題，風險高。通過科技攻關，研發(fā)外海沉管安裝成套技術，實現(xiàn)全部管節(jié)高質(zhì)、高效對接。７）設計使用壽命為１２０年。根

5、據(jù)研究成果，對材料、施工及運營維護等進行全過程耐久性控制。８）工程穿越中華白海豚核心保護區(qū)，環(huán)保要求高。施工重視ＨＳＥ管理，并制定專項方案實現(xiàn)對白海豚保護。４工程主要技術創(chuàng)新１）精細化海上原位勘察及分析技術。采用帶波浪補償?shù)暮Ｉ香@探系統(tǒng)、海上鉆探平臺系統(tǒng)及海底坐床式靜力觸探系統(tǒng)等，獲取高質(zhì)量的地層連續(xù)原位參數(shù)，并建立三維地質(zhì)模型及數(shù)據(jù)庫進行勘察成果分析。２）復合地基＋組合基床沉管基礎技術。研究并實施“復合地基＋組合基床”的基礎方案：通過不同置換率的擠密砂樁、高壓旋噴、ＰＨＣ剛性樁等復合地基實現(xiàn)隧

6、道基礎剛度平順過渡；通過“拋填塊石＋碎石墊層”的組合基床實現(xiàn)硬化基礎、分布荷載、調(diào)節(jié)基底平整度，將國際上同類隧道一般２０ｃｍ左右的沉降量控制在５～８ｃｍ。３）半剛性沉管結構體系技術。提出“半剛性”沉管縱向結構體系，提高了沉管結構安全度及節(jié)段接頭水密性。已安裝的３３節(jié)沉管不滲不漏。４）工廠化管節(jié)預制技術。采用工廠法進行管節(jié)工業(yè)化生產(chǎn)，創(chuàng)新“Ｌ”形總平面布局（見圖４），解決生產(chǎn)場地狹窄及管節(jié)存放難題；集成開發(fā)鋼筋流水生產(chǎn)線、大型全液壓模板、大體積混凝土控裂、多點導向的分散頂推系統(tǒng)等成套技術，實現(xiàn)了世

7、界最大沉管的標準化預制，提高了工效和質(zhì)量。５）外海巨型沉管安裝技術。自主研發(fā)沉管沉放安裝集成系統(tǒng)，浮運（見圖５）、對接窗口預報保障系統(tǒng)，泥沙回淤預警預報系統(tǒng)等數(shù)十個控制系統(tǒng)，攻克了深水深槽、基槽回淤、大徑流等珠江口流域特有的難題，形成具有自主知識產(chǎn)權的外海沉管安裝核心技術體系，實現(xiàn)管節(jié)在４０多ｍ深的海底精準對接。圖４沉管預制廠平面布置圖５外海環(huán)境沉管浮運安裝第９期港珠澳大橋沉管隧道工程１１９５６）主動壓接整體安裝最終接頭技術。預制鋼混組合的最終接頭結構，采用大型起重船整體吊裝，然后水下主動頂推壓

8、接實現(xiàn)止水封閉，大大降低水下作業(yè)風險，提高了質(zhì)量及工效，為世界首創(chuàng)。７）專用裝備研發(fā)制造技術。開展具有獨立知識產(chǎn)權的大型專用設備的研發(fā)和制造工作，如專用清淤船、定深平挖抓斗船、碎石整平船和沉管安裝船等，達到國際領先水平。５工程工期及進度安排５．１工程工期工程于２０１０年１２月開工，預計２０１７年底具備通車條件。５．２工程進度安排５．２．１管節(jié)預制１）２０１０年１２月開始沉管預制廠建設，２０１２年２月完成；２）２０１２年１１月完成首批管節(jié)的預制，２０１６年１２月完成最后一批管節(jié)預制。５．２．２沉管