广州珠江沉管隧道概况

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港澳珠跨海大桥沉管隧道技术PPT课件

4、工厂法沉管预制技术
现代化沉管管节预制厂，利于提高沉管的预制质量，保证预制进度。
03施工新技术
5、挤密砂桩环保软基处理技术
环保的水中软基处理工法，效率高，兼具换填及排水作用。
6、大超载比预压软基处理技术
岛内局部开挖换填，插打塑料排水板，井点降水联合堆载将回填砂的浮容量变为天然容量的大超载比预压方案，加速固结并减少工后残余沉降。
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01基本概况
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• 港珠澳大桥将连起世界最具活力经济区，快速通道的建成对香港、澳门、珠海三地经济社会一体化意义深远。
• 建成后将成为仅次于庞恰特雷恩湖桥和宁波杭州湾大桥、胶州湾大桥的世界第四长桥，建成通车后，开车从香港到珠海的时间将由目前的3个多小时缩减为半个多小时
第16页共20页地基与基础处理港珠澳大桥沉管隧道穿越了淤泥淤泥质黏土和淤泥质黏土混合砂在岛头段采用了phc刚性桩复合地基代替了传统的支承桩地基型式在海中人工岛护岸地基加固成功研发了水下高置换率挤密砂桩scp后将沉管隧道的过渡段由减沉桩定位桩更改为挤密砂桩scp复合地基总体上以复合地基的设计理念实现隧道不地基刚柔协调和沉降过渡将沉降差控制在隧道结构可承受的范围内
港珠澳大桥沉管隧道穿越了淤泥、淤泥质黏土和淤泥质黏土混合砂，在岛头段采用了PHC刚性桩复合地基代替了传统的支承桩地基型式，在海中人工岛护岸地基加固成功研发了水下高置换率挤密砂桩（SCP）后，将沉管隧道的过渡段由减沉桩（定位桩）更改为挤密砂桩（SCP）复合地基，总体上以复合地基的设计理念实现隧道与地基刚柔协调和沉降过渡，将沉降差控制在隧道结构可承受的范围内。
目录
CONTENTS
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01 基本概况 02 工程特点及难点 03 施工新技术 04 沉管隧道技术 05 总结回顾

实例分析隧道工程埋深

实例分析隧道工程埋深为了推进广州市天河区的“金融城”与海珠区东部的会展商务区和“智慧城”等的建设，广州市政府决定打通车陂路一新滘东路规划过江通道，建立萝岗---天河---海珠区的新交通走廊，根据《广东省沿海航道通航标准》中的有关规定，针对工程所在河段的各种影响因素，对航道范围内工程埋深进行深入的探讨，为工程设计和航道管理部门的行政审批提供较为科学的参考依据。

1.工程概况1.1工程位置车陂路～新滘东路隧道工程南起新滘东路与科韵路交叉口，北至车陂路与黄埔大道交叉口，全长约4.3km。

其中新港东路至车陂路、黄埔大道交叉口段为一期实施范围，全长1460.082m，其中南敞开段223.326m，南暗埋段230m，北敞开段216.756m，北暗埋段290m，沉管段500m（本工程沉管管节共分五节，各管节长度均为100m），新滘东路、科韵路交叉口至新港东路段为二期实施范围。

1.2工程所在河道概况东河道是珠江水系一天然河流段，起讫点为从沙面到鱼珠的河段，河道东西走向，河段微弯，其中人民桥至华南大桥10km的河段，实行交通管制，除旅游、客轮、公务船外，其他船舶未经允许不得进入管制区。

东河道长约19530m，水面宽约240～800m，东河道现有航道底宽100m，维护水深2.8m，拟建工程所在河段的平均水深约为3.5m，邻近工程处航道范围内的最大水深为5.1m。

东河道分段规划，其中工程所在的琶洲大桥～鱼珠段，规划为II级航道，通航2000吨级船舶，航道规划尺度为4.0m×100m×720m（水深×底宽×弯曲半径）。

1.3代表船型根据规划，工程所在河段通航2000吨级船舶，根据《海港总体设计规范》（JTS165-2013），掌握了工程河段2000吨级船舶的尺度。

2.隧道的埋深论证2.1《广东省沿海航道通航标准》（DB44/T1355-2014）中的要求拟建工程位于一微弯河段，由工程处的河床演变分析可知，拟建工程所在的河段的北岸侧（凹岸侧）处于一种轻微下切状态。

沉管法

我国应用沉管法修建水底隧道虽然起步较晚，但发展较快。1972年，香港修建了我国第一条跨港沉管隧道，1984年台湾修建了高雄海底隧道， 1993年在广州珠江下建成了大陆第一条沉管隧道，1996年在浙江宁波成功修建了甬江沉管隧道，这两条隧道都是我国自行设计和施工的，标志着我国在这一领域进入一个新的发展阶段。到1997年，全国建成有8条沉管隧道（其中香港5座，台湾1座）。进入21世纪，我国内地又有宁波常洪、杭州湾、上海外环路三条沉管隧道相继建成，其中上海外环路沉管隧道 2880m，结构为3孔、双向8车道（左右孔分别为单向3车道，中间一孔为两车道，这2条车道并不固定），宽44m、高9.55m（有3层楼高）、最大节长108m（共7节），单节管重达到4.5万吨，号称亚洲第一世界第二沉管隧道。目前在广州、浙江等地有多座沉管隧道正在建设之中，初步估算，我国（含港台）已建和在建的沉管隧道至少在15座以上。另外，琼州海峡、长江流域等有多座隧道规划采用沉管法施工。

8.3.2.2 管段的水密性控制
水密性控制的目的是为了确保管段的防水性能，使隧道投入使用后无渗漏。管段的防水按材料分又刚性防水、柔性防水；按防水部位分有外防水、结构自防水和接缝防水。外防水：要求不透水、耐久、耐压、耐腐蚀、能适应温度变化、施工方便、比较经济。外防水分刚性防水和柔性防水。刚性防水主要用钢板或塑料板防水，柔性防水主要用卷材和涂料防水。
钢筋混凝土管段
其横断面多为矩形，可同时容纳2～8个车道，有的还设置有维修、避险、排水设施等的专用管廊。如上海外环路沉管隧道为8车道，设有三个车辆通行孔和两个管廊孔（设于每两个通行孔之间）。矩形管段一般比圆形管段经济，故目前国内外多采用矩形沉管。优点：隧道横断面空间利用率高，建造多车道（4～8车道）隧道时，优势显著；车道路面最低点的高程较高，隧道的全长相应较短，所需浚挖的土方量亦较小；不用钢壳防水，节约大量钢材；利用管段自身防水的性能，能做到隧道内无渗漏水。缺点：需要修建临时干坞，征地搬迁及施工费用高；制作管段时，对混凝土施工要求严格，保证干舷和抗浮安全系数；须另加混凝土防水措施。

港珠澳海底隧道

1.1 沉管隧道方案概况
沉管隧道全长6648m，其中，沉管段长 5389m。其两端引道段、暗埋段位于人工岛内。
沉管隧道结构顶部高程约-30.5m，距平均海平面的垂直距离约31m，海底起算的埋深为14～24m；结构底板高程为-42.9m，沉管隧道外轮廓宽度为44.8m，高度10.0m。
1.2 盾构隧道方案概况
港珠澳大桥海底隧道周丰峻来自二○○九年五月1、工程概况
港珠澳大桥跨越珠江口伶仃洋水域，是连接香港、广东省珠海市、澳门的大型跨海通道。海中桥隧工程主体总长35.578km，采用桥隧组合方案，隧道长6.753km，桥长 28.825km。从建造的可行性角度考虑，目前港珠澳海底隧道主要有沉管与盾构二种工法。
地层编号 ① ② 岩土层名称淤泥淤泥质粘土粉质粘土夹砂粉砂工程特性含水量高，孔隙比大，高压缩性，强度极低，基本无自稳能力，开挖易产生滑移，沟槽不易成形。高压缩性，结构灵敏，强度极低，渗透性微～极微，开挖不易成形。压缩性中等，结构灵敏，土质不均，垂向和水平向渗透性差异大，易发生流土型渗透破坏，开挖不易成形。压缩性中等，承载力一般，渗透性弱，易发生管涌型渗透破坏。可挖性分级 Ⅰ Ⅰ
3.9 盾构隧道在软土地段的稳定性分析
盾构隧道底板通过淤泥质粘土。该层具高压缩性，高灵敏度，含水量孔隙比大，均为欠压密
土，未完成自重固结，稳定性较差，地基容许承
载力较低。
本工程隧道结构荷重不大，但软土尚未完成自
重固结，在隧道施工及运营过程中，会产生固结沉降，稳定性差，危及隧道结构，长期运营不安全。
4 沉管隧道方案工程地质、水文地质适应性分析
4.1 地层对沉管隧道沉降的影响
受地层特性不均一的影响，沉管隧道容易发生不均匀沉降。（1）根据沉管隧道断面图，从东人工岛到西人工岛，隧道底部依次经过淤泥，淤泥质粘土，流塑粉质粘土夹砂，软塑～可塑粉质粘土，淤泥质粘土，淤泥。这些地层的压缩性和承载力差别较大，

沉管隧道技术发展现状与分析

沉管隧道技术发展现状与分析摘要：近年来，沉管隧道技术在我国取得了长足发展，为了更好的了解我国沉管隧道技术的发展情况，从而进一步提高现有技术的应用能力，文章对国内外沉管隧道技术的现状进行了分析总结，并对港珠澳大桥沉管隧道工程、南昌红谷沉管隧道工程中关键沉管隧道技术的发展与创新进行了分析和论述，这将对沉管隧道的施工有一定的借鉴意义；最后，对我国沉管隧道技术的发展前景进行了展望。

关键词：沉管隧道；现状分析；技术；发展1.引言沉管法[1]是指在大型驳船上或干坞内先预制管段，再浮运至指定位置下沉对接固定，从而建成水下构筑物或过江隧道的施工工法。

沉管法自1910年在美国首次应用以来，工程届相继开展了大量研究，对所取得的成果进行了系统总结，使沉管隧道的设计方法、施工工艺及配套工程技术取得了长足进步[2]。

本文结合国内外已完工的沉管隧道工程，分析和论述沉管隧道技术的发展与创新，更好的了解国内外沉管隧道技术的发展现状，对进一步提高我国沉管技术的应用能力具有重要意义。

1.沉管隧道技术现状分析1.1.沉管隧道长度2017年之前，美国的旧金山海湾地铁隧道是世界上最长的沉管隧道，全长5825m，由111节管段组成；公路沉管隧道最长的是瑞典的厄勒海峡隧道，全长3560m，由20节管段组成。

至此之后，中国的港珠澳大桥沉管隧道便打破了已有公路沉管隧道长度不到4km的极限，沉管段长约5664m，由33节管段组成。

此外，在建的深中通道沉管段长度为5035m，由32节管段组成，建成后将成为国内长度排名第二的沉管隧道工程。

1.1.沉管隧道结构形式沉管隧道主要分为钢结构和混凝土结构沉管隧道，其中混凝土沉管隧道纵向结构可分为整体式和节段式两种基本形式。

节段式沉管隧道管节的长度一般为100m～200m之间，一个管节由若干个节段组成，每个节段长度约20～30m，节段与节段之间完全断开，通过柔性止水带相连，这种型式在欧洲采用广泛；整体式沉管隧道管节的长度一般在80m～120m，一个管节以若干施工缝划分并分批浇筑，最后形成混凝土结构整体，相邻施工缝之间的长度约20～30m，这种型式在亚洲采用较多。

港珠澳大桥沉管隧道接头防水技术

港珠澳大桥沉管隧道接头防水技术2016-06-17“超级工程”港珠澳大桥沉管隧道由33节巨型沉管对接而成，每个标准管节长180m，由8个节段构成，重约80000t，最大沉放深度超过45m，是目前世界上综合难度最大的沉管隧道工程之一。

到目前为止，港珠澳大桥沉管隧道已经完成了三分之二的沉管浮运安装施工，并在施工完成的沉管隧道中表面没有湿迹，可见沉管隧道的防水、防渗设计要求之高。

本刊记者有幸参观港珠澳施工现场，并邀请上海市隧道工程轨道交通设计研究院地下分院陆明副总工来介绍该工程的接头防水设计与施工技术。

工程概况港珠澳大桥跨越珠江口伶仃洋海域，连接香港、珠海和澳门，是一国两制三地的海上通道。

项目东起香港大屿山石湾，西至珠海拱北和澳门明珠，总长约356km，包括3项工程内容：1)海中桥隧主体工程;2)香港口岸及珠海、澳门口岸;3)香港连接线、珠海连接线和澳门连接线。

其中，海中桥隧主体工程东自粤港分界线，穿越铜鼓、伶仃西主航道以及青州航道、江海直达船航道、九洲航道，止于珠澳口岸人工岛，总长约29.6km，岛隧工程为海中桥隧主体工程的控制性工程，长约6.7km。

本工程的海底隧道采用沉管法施工，是目前世界上综合难度最大的沉管隧道之一。

沉管隧道全长5664m，东、西岛暗埋段各长163m，海中段采用W 形布置，横断面宽度为37.95m，高度为11.4m，采用两孔一管廊布置，沉管隧道横纵断面图如图1、图2所示。

岛隧工程建设的主要难点：1)建设标准高。

①国家一级公路，双向6车道，设计时速100km/h;②设计使用寿命为120年;③地震基本烈度为Ⅶ度。

2)水文气象条件复杂。

工程处于外海环境，台风频繁，海流、涌浪复杂，受冬季季风影响。

3)海底软基深厚。

工程所处海床面的淤泥质土、粉质黏土深厚，下卧基岩面起伏变化大，基岩埋深基本处于50～110m。

4)受规划中30万吨级的航道(通航深度-29m)影响，隧道水深、埋深(回淤量)大。

国内城市隧道概况

青岛海底隧道（在建）：隧道北起点在团岛路，南端在薛家岛于北庄村和后岔湾村之间出洞，工程全长6170米，其中隧道长5550米（海域段长3300米），两端敞口段长度各620米.隧道为双向六车道，按城市快速道路标准，设计时速80公里，使用年限为100年。

隧道采用V形坡，隧道最低点高程为－70.5米，至海底面44.5米，隧道的最小埋深25米。

采用双洞加服务隧道，矿山法施工，工期为3－4年。

预计2009年完工，总投资31.8亿元（不含城区接线工程），其中工程投资23.1亿元，拆迁及征地等其他费用5.1亿元。

香港海底隧道：香港海底隧道又名红磡海底隧道（简称红隧、海隧或旧隧），是香港第一条过海行车隧道，于1972年8月2日通车，耗资港币3亿2千万元兴建。

隧道全长1.86公里，跨越维多利亚港，将九龙半岛和香港岛两岸独立的道路网络连接起来。

海底隧道南端出入口位于奇力岛（又称灯笼洲），因工程关系该岛已与香港岛连接。

北端出入口所在的土地位于红磡以西，亦是填海所得来的。

收费广场位于红磡出口，设有14个收费亭。

武汉过江隧道：位于湖北省武汉市内，隧道全长3630米，双洞双向四车道，北接汉口大智路，南通武昌友谊大道。

武汉过江隧道是我国在万里长江上修建的第一一条隧道。

也是目前我国地质条件最复杂、工程技术含量最高、施工难度最大的江底隧道工程。

隧道工程概算投资20.486亿元，车道净高4.5米，设计车速50公里/小时。

机动车过隧道最快只需7分钟，设计机动车日通行量5万辆。

隧道可抗6级地震和300年一遇的洪水。

2008年12月28日，武汉过江隧道正式通车。

杭州过江隧道：北接杭州庆春东路，南连萧山市心北路，东距钱江二桥2.6公里，西距钱江三桥2.5公里，是杭州市第一条过江隧道，它将连接起杭州未来的行政中心钱江新城和和对岸萧山的钱江世纪城两个新中心，实现杭州从“西湖时代”到“钱塘江时代”的跨越。

第一次在举世震惊的钱江潮下采用盾构法技术施工，极具挑战性。

沉管隧道施工技术

目录第一部分沉管隧道的发展第二部分沉管隧道的主要分项工程第三部分海河沉管隧道施工技术第四部分国内其他沉管隧道简介第一部分沉管隧道的发展1.1 前言随着内河及远洋航运事业的发展，在江河下游、海湾（峡）通行轮船的吨位和密度越来越大，要求桥下通行的净空越来越高，跨度越来越大，使修建桥梁的造价及难度大增。

因此，人们寻求另一种跨江河及海湾的新方式，即水下隧道的方式来实现。

主要有如下几种方式：（1）矿山法。

（2）盾构法。

（3）围堰明挖法。

（4）沉埋管段法（简称沉管法）。

1.2 沉管隧道的优越性（1）隧道顶的覆土层厚度可达到零覆盖，使隧址两岸的经济高速发展、社会活动频繁地区的交通疏解能得到最大限度的优化；（2）施工功能的多元化和隧道宽度的增大，达到大容量机动车的通行与轨道交通高速通行的目的；（3）建设期间可实现多工作面作业的工程策划，施工工期较短；（4）沉管隧道水中段结构考虑抗浮设计，因此对地基承载力无特殊要求，有利于该工法在软弱地层中的应用，特别在江河下游地区。

1.3 沉管隧道的适用条件沉管隧道在施工时，将受气象、水文条件的制约，一定程度上影响航运。

选择沉管隧道要考虑以下原则：（1）与城市总体规划要求的两岸交通疏解方案相协调。

要保证隧道与两岸所需衔接的道路具有良好的连接。

（2）具有较为合适的河（海）航道、水文及河（海）床条件。

沉管隧道多在江河的下游修建，因下游河床较平坦，水流缓。

水流急或不稳定，河床有深沟、陡壁，都会给管节的沉放与对接造成困难。

（3）施工条件满足要求。

如航道能否有足够的水深和宽度实施浮运、转向和储放；隧址附近有无合适的干坞修建地带等。

1.4沉管隧道的发展历史自1894年美国在波斯顿修建世界第一座沉管隧道以来，到现在世界上已经修建了150余座沉管隧道。

其中，长度在1400m以上的有13座，大于2000m的5座。

各国修建的沉管隧道长度情况我国早在20世纪60年代初在上海展开过此类工法理论研究。

1976年在杭州湾的上海金山石化工程中首次应用建成一座排污水下隧道；1972年我国香港地区建成跨维多利亚港沉管隧道；1984年我国台湾地区建成高雄港沉管隧道；1993年建成珠江沉管隧道，成为我国大陆首次采用沉管法的隧道工程。

港珠澳大桥岛隧工程技术综述

港珠澳大桥岛隧工程技术综述发表时间：2020-05-14T17:14:02.013Z 来源：《基层建设》2020年第3期作者：欧阳俊峰[导读] 摘要：港珠澳大桥岛隧工程是连接香港、珠海及澳门的大型跨海通道。

中交第四航务工程勘察设计院有限公司广东广州 510230摘要：港珠澳大桥岛隧工程是连接香港、珠海及澳门的大型跨海通道。

本篇综合介绍了其中人工海岛和沉管隧道工程的总体布置和技术要求；其次介绍了人工海岛建造技术、隧道的地质勘查和基础处理、沉管管节工厂化预制、水下挤密砂桩；管节接头防水技术、管节浮运与沉放等。

关键词：人工海岛；沉管隧道；1 项目概况港珠澳大桥跨越珠江口伶仃洋海域，是连接香港、珠海、澳门的大型跨海通道工程，是国家高速公路网规划中珠江三角洲地区环线的组成部分和跨越伶仃洋海域的关键性工程。

港珠澳大桥起自香港口岸，跨越粤港分界线，下穿拱北口岸，止于南屏镇洪湾，线路总长约为55km。

主体工程长约29. 6km，采用桥隧结合方案，穿越伶仃西航道和铜鼓航道段6.7km 采用隧道方案，其余路段约22.9km采用桥梁方案，主体工程隧道两端各设置1个海中人工岛。

主要技术指标: 公路等级为高速公路，设计速度为100km /h，双向六车道；设计使用寿命120年；建筑限界: 桥面标准宽度33. 1m，隧道2×14.25m，净高5.1m。

设计汽车荷载按《公路桥涵设计通用规范》JTGD60—2004 汽车荷载提高25%用于设计计算，同时满足香港《道路及铁路结构设计手册》中规定的活荷载要求。

抗风设计标准: 运营阶段设计重现期120年，施工期重现期 30 年。

地震设防标准: 地震基本烈度为7度；结构防水等级为一级；主体结构耐火等级按一级隧道设计，采用RABT标准升温曲线测试的耐火极限不低于2h。

2 工程主要技术特点2.1 人工海岛的主要技术特点根据主体工程总体布置，隧道两端各设置长度为625m的海中人工岛，两岛间平面距离约5.6km，人工岛平面呈耗贝形，横向最宽处约215 m。

沉管法隧道沉放对接施工工艺

ｉｎｄｕｓｔｒｙｔｏａｃｃｅｐｔ，ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｓｐｅｃｉａｌｔｏｔｈｅＧｕａｎｇｚｈｏｕＺｈｏｕｔｏｕｚｕｉｔｕｎｎｅｌａｓａｎｅｘａｍｐｌｅｔｏｗｒｉｔｅｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅ．１ｅｔＵＳｆｕｒｔｈｅｒｄｅｔａｉｌｓａｂｏｕｔｔｈｅｓｉｎｋｉｎｇｔｕｎｎｅｌｐｉｐｅｄｏｃｋｉｎｇｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎｃｏｎｓｔｕｃｒｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｐｒｏｃｅｓｓ．
接安装施工的技术工艺过程。
关键词：重力锚块；导向装置；垂直千斤顶；拉合千斤顶；控制塔：吊驳中图分类号：Ｕ４５５．４文献标识码：Ａ
Ｉｍｍｅｒｓｅｄｔｕｂｅｔｕｎｎｅｌｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｂｕｔｔｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ
ＭｅｎｇＭｉｎｑｉａｎｇ
（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＧｕａｎｇｚｈｏｕＳａｌｖａｇｅＢｕｒｅａｕｔｕｎｎｅｌａｔ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０２６０）
１概况
Ｅ３＝３１．４ｍ；Ｅ４ — １＝３１．４ｍ；Ｅ４－２＝３７．８２～３１．４ｍ（４１．７３４ｍ

深度阅读：刚柔并济的工程哲学——港珠澳大桥沉管隧道世界首创“半刚性”结构

深度阅读：刚柔并济的工程哲学——港珠澳大桥沉管隧道世界首创“半刚性”结构在工厂标准化制作一个个混凝土的管子，然后把几个管子拼接、通过钢绞线连接起来，组成一个整体，再经过海上运输并安装到海底，次第对接起来，就形成了一个海底隧道。

这是沉管隧道的基本原理。

但是，这些管节不是我们日常接触的普通管子，而是截面相当于一个网球场大小，类似于一个60层楼房，重约8万吨的超级巨无霸；安装这些管节要超级精确，误差控制以厘米为单位；这些管节要在40多米的海底，保证双向六车道的车辆安全通行120年。

这便是当今世界土木工程界最难的工程之一——港珠澳大桥岛隧工程。

小顾虑变成了大问题2009年，在国外专家的建议下，港珠澳大桥工程中5公里多的沉管隧道初步设计就选择了柔性结构方案：整个隧道由33个大管子对接而成，一个标准的大管子由8个22.5米长的小管节拼接、由钢绞线串起来；在浮运安装中，这8个小管节组成一个整体；安放到位后，剪断钢绞线，整个沉管隧道就是一个柔性整体。

8个一串，就是为了尽量提高效率。

小管节依靠海水压力实现密闭，并在管节间设置止水橡胶把海水挡在外面，管节之间设置剪力键，能够保证它们不会错位。

这好像一串糖葫芦，安装到位之后，再剪断那个竹签。

这是中国人第一次大规模采用沉管方式建设海底隧道，而欧洲和日本的工程师在沉管隧道建设方面已经拥有多年的施工经验和技术积累。

毫无疑问，港珠澳大桥需要借鉴国外的成熟理念。

因此，在前期初步设计中，港珠澳大桥隧道采用成熟的方案，是一个正确的选择。

其基本理念是，每一个管节之间没有连接，如果地基发生不均匀沉降，沉管就能够很好地“追随”地基而适当的沉降。

有一天，剪断还是不剪断这个钢绞线，突然变成了大问题。

2011年年底，在沉管隧道的施工设计过程中，项目部意识到，在40米的海底，沉管承受着巨大的压力，当地基发生不均匀沉降时，管节之间可能产生错位。

随着工作的推进，这一风险越来越大。

2012年年底，中交建设者在实践中发现，潜在的风险已迫在眉睫，如不及时调整沉管结构，有可能会对沉管120年的使用寿命产生致命的影响。

沉管结构

12 沉管结构
内容提要 1. 沉管法施工原理、方法及特点 2. 沉管结构类型、管段浮力设计 3. 管段防水 4. 管段沉放与水下连接 5. 沉管基础处理
12.1 概述
世界上由于海峡存在，陆地被分割，在不同条件下形成两个区域，并造成交通障碍及文化差异。
连接海峡两岸主要有三种方式：轮渡、修建桥梁和修建隧道。
世界最长沉管隧道(18.1km)-费马恩接线隧道方案
12.2 沉管结构设计
沉管隧道的横断面结构
水下沉管隧道的整体结构是由管段基槽、基础、管段、覆盖层等组成，整体坐落于河(海)水底。
覆盖层
管段
基槽基础
12.2.1 沉管结构类型沉管隧道的管段断面结构形式按制作材料分，主要有
基槽的水底浚挖施工
水底浚挖所需费用不多，一般只占工程总造价的5%~8%，但它是沉管隧道施工的一个很重要的工程项目，常用挖槽设备有：
漂浮式挖槽机：只能在浅水和基槽深度不大时使用。自行调高的走行式挖槽机：限制水深在70m以内的条件下
使用，不易受风浪影响。全沉型挖槽机：可在海底走行或在轨道上移动，施工精确，
100多年来，大多数的水底隧道都用盾构法施工，但从20世纪50年代起，由于沉管法的两项关键技术—水力压接法和基础处理相继突破，使之施工方便、防水可靠、造价便宜等优点更加突出，呈现取代之势。
沉管法概念
按照隧道的设计形状和尺寸，先在隧址以外的干坞中或船台上预制隧道管段，并在两端用临时隔墙封闭，然后舾装好拖运、定位、沉放等设备，将其拖运至隧址位置，沉放到江河中预先浚挖好的沟槽中，并连接起来，最后充填基础和回填砂石将管段埋入原河床中。用这种方法修建的隧道又称水下隧道或沉管隧道。
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港珠澳大桥沉管隧道工程

港珠澳大桥沉管隧道工程１　工程意义港珠澳大桥东连香港，西接珠海、澳门，一桥连三地，有助于提升珠江三角洲地区的综合竞争力、打造粤港澳大湾区世界级城市群。

沉管隧道是港珠澳大桥的控制性工程，是中国第一条外海沉管隧道，是目前世界上最长的公路沉管隧道，是世界唯一的深埋沉管隧道。

２　工程概况港珠澳大桥东接香港，西接珠海、澳门，全长约５５ｋｍ，其中海中主体工程长２９．６ｋｍ，按双向６车道高速公路标准建设，采用桥岛隧结合方案，是目前世界上规模最大、标准最高、最具挑战性的集桥、岛、隧为一体的交通集群工程。

港珠澳大桥平面布置见图１。

图１　港珠澳大桥总平面图沉管隧道是大桥的控制性工程，设计方案见图２和图３。

隧道全长６７０４ｍ，是世界最长的公路沉管工程；沉管段长５６６４ｍ，共３３节，标准管节尺寸为１８０ｍ（长）×３７．９５ｍ（宽）×１１．４ｍ（高），每节近８万ｔ的质量成为世界之最；为满足通航要求，沉管管顶埋于海床面以下２３ｍ的长度达３ｋｍ，是目前世界上唯一的深埋沉管隧道工程；沿线基底软土厚度为０～３０ｍ，地处珠江口外开敞海域，水文气象环境复杂，航线繁忙，通行船舶日均４０００艘，是当今世界范围内综合建设难度最大的沉管隧道之一。

图２　沉管隧道纵断面图图３　沉管隧道横断面图３　工程难点及解决方案１）为“一国两制”条件下大型跨界工程，需同时满足三地要求。

通过专项研究，并按“就高不就低”的原则，制定本项目专用技术标准。

２）世界上最长的公路沉管隧道，标准高，规模大，为全桥控制性工程。

设计及施工秉承“大型化、工厂化、标准化、装配化”理念，确保了工程质量及工期。

３）沿线基底软土厚度０～３０ｍ，纵向管底地质复杂且不均匀；埋深大，管顶回淤荷载大。

采用“复合地基＋组合基床沉管”基础方案，管节沉降控制水平世界领先。

４）沉管管顶埋于海床面以下２３ｍ的长度达３ｋｍ，是目前世界唯一深埋沉管，节段接头受力及防水风险高。

通过自主研发半刚性纵向结构体系，有效提高了结构及防水安全度。

沉管隧道结构健康监测技术

ＩＳＳＮ１００６－７１６７ＣＮ３１－１７０７／ＴＲＥＳＥＡＲＣＨＡＮＤＥＸＰＬＯＲＡＴＩＯＮＩＮＬＡＢＯＲＡＴＯＲＹ第３９卷第１２期　Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．１２２０２０年１２月Ｄｅｃ．２０２０　沉管隧道结构健康监测技术鲍轶洲１，　沈永芳２，３，　吕金良１，　王兆卫３（１．广州市中心区交通项目管理中心，广州５１００３０；２．上海交大海洋水下工程科学研究院有限公司，上海２００２３１；３．上海交大海科检测技术有限公司，上海２００２３１）摘　要：运营期沉管隧道受水流冲刷、覆盖层淤积、基础沉降、车流等外部可变荷载的反复作用，水中沉管段长期处于复杂的弯、扭、拉、压状态，受力状况复杂，隧道健康状况是运营养护关注的重点。

基于广州车陂路新蟯东路隧道工程，研究典型的沉管隧道结构健康监测技术，主要内容包括：①水中沉管段整体不均匀沉降实时监测技术；②沉管管节接头纵向张开量、上下错位及水平错位三向位移实时监测技术；③沉管管节接头竖向剪切键间内力实时监测技术；④沉管管节接头ＰＣ拉索应力实时监测技术；⑤管顶覆盖层冲淤变化定期检测技术。

通过研究，确定沉管隧道结构重点监测项目及其监测方法、监测点数量和监测点布设位置，为沉管隧道结构健康监测的实施及隧道运营养护提供参考。

关键词：沉管隧道；运营养护；结构健康监测；车陂路新蟯东路隧道中图分类号：Ｕ４５７文献标志码：Ａ文章编号：１００６－７１６７（２０２０）１２－００５１－０５ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＳｔｒｕｃｔｕｒｅＨｅａｌｔｈＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＩｍｍｅｒｓｅｄＴｕｎｎｅｌＢＡＯＹｉｚｈｏｕ１，　ＳＨＥＮＹｏｎｇｆａｎｇ２，３，　ＬＪｉｎｌｉａｎｇ１，　ＷＡＮＧＺｈａｏｗｅｉ３（１．ＧｕａｎｇｚｈｏｕＤｏｗｎｔｏｗｎＴｒａｆｆｉｃＰｒｏｊｅｃｔＬｅａｄｅｒｓｈｉｐＧｒｏｕｐＯｆｆｉｃｅ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ，５１００３０，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏＴｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＵｎｄｅｒｗａｔｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００２３１，Ｃｈｉｎａ；３．ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏＴｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＨｉｋｅＤｅｔｅｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００２３１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｉｍｍｅｒｓｅｄｔｕｎｎｅｌｉｓｉｎａｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｓｔａｔｅｏｆｂｅｎｄｉｎｇ，ｔｗｉｓｔｉｎｇ，ｐｕｌｌｉｎｇａｎｄｐｒｅｓｓｉｎｇｆｏｒａｌｏｎｇｔｉｍｅ，ｄｕｅｔｏｔｈｅｒｅｐｅａｔｅｄａｃｔｉｏｎｏｆｅｘｔｅｒｎａｌｖａｒｉａｂｌｅｌｏａｄｓｓｕｃｈａｓｗａｔｅｒｅｒｏｓｉｏｎ，ｏｖｅｒｂｕｒｄｅｎｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ，ｔｒａｆｆｉｃｆｌｏｗｄｕｒｉｎｇｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｐｅｒｉｏｄ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｈｅａｌｔｈｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｉｍｍｅｒｓｅｄｔｕｎｎｅｌｉｓｔｈｅｋｅｙｐｏｉｎｔｏｆｍａｎａｇｅｍｅｎｔａｎｄｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ．ＴｈｉｓｐａｐｅｒｆｏｃｕｓｅｓｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｈｅａｌｔｈｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅｉｍｍｅｒｓｅｄｔｕｎｎｅｌｂａｓｅｄｏｎＣｈｅｂｅｉＸｉｎｊｉａｏＲｉｇｈｔＲｏａｄＴｕｎｎｅｌ，ｍａｉｎｃｏｎｔｅｎｔｉｎｃｌｕｄｅｓ：ｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｇｔｈｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｏｆｗｈｏｌｅｉｍｍｅｒｓｅｄｔｕｎｎｅｌ；ｔｈｒｅｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｅｌｅｍｅｎｔｊｏｉｎｔ；ｉｎｔｅｒｎａｌｆｏｒｃｅｏｆｖｅｒｔｉｃａｌｓｈｅａｒｋｅｙ；ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｒｅｓｔｒｉｃｔｏｒ；ｅｒｏｓｉｏｎａｎｄｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇ．Ｔｈｅｐａｐｅｒａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｒｅａｓｏｎａｂｌｅｑｕａｎｔｉｔｙｏｆｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｐｏｉｎｔｓａｎｄｏｐｔｉｍａｌｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｓｅｎｓｏｒ，ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｐｒｏｖｉｄｅｇｕｉｄａｎｃｅｆｏｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｈｅａｌｔｈｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｄｅｃｉｓｉｏｎｏｆｉｍｍｅｒｓｅｄｔｕｎｎｅｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｍｍｅｒｓｅｄｔｕｎｎｅｌ；ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ；ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｈｅａｌｔｈｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ＣｈｅｂｅｉＸｉｎｊｉａｏｒｉｇｈｔｒｏａｄｔｕｎｎｅｌ收稿日期：２０２００６２５作者简介：鲍轶洲（１９７９－），女，内蒙古科尔沁人，硕士，高级工程师，主要从事市政工程项目技术管理研究。

试论港珠澳大桥沉管隧道工程施工过程

试论港珠澳大桥沉管隧道工程施工过程概要：港珠澳大桥海底沉管隧道是国内第一个采用沉管工艺的海底隧道和世界上规模最大的沉管隧道，不仅代表了中国最高水平，也反映了世界最高水平。

其大型化、工厂化、标准化、装配化的“四化”理念，已成为当今世界工程建设的最新理念和最高境界。

港珠澳大桥建成后，将是一种时空观的改变，驾车从珠三角一端到另一端的时间将从原来的大约四小时缩短到仅45分钟，将为珠三角地区经济、社会进一步发展提供支持。

港珠澳大桥作为当前我国交通领域建设的世界级的跨海通道，有不少技术是国内甚至是世界首次应用的：海底隧道工程为我国第一条在外海修建的海底沉管隧道，沉管隧道水下埋深达45m，沉管隧道长度及规模居世界之首；桥隧人工岛为我国第一次修建的外海离岸人工岛，岛体规模和难度为世界级，场区风浪条件及地质条件极具风险；岛隧沉降控制、结构裂缝控制及结构防渗等技术具有世界级难度。

港珠澳大桥海底隧道是迄今为止世界上埋深最深、规模最大、单节管道最长的海底公路沉管，沉管全部采用工厂法流水预制，完成舾装后拖运至施工地点进行安装。

【关键词】世界级跨海工程、海底沉管隧道、软土、砂桩加密法、碎石基床基础1 地基处理1.1工程概况工程地处珠江口伶仃洋水域，是深圳港、广州港的主航道，航道跨距达到4100m；是30万吨巨轮的必经之地，也是世界上最繁忙的水域之一；同时也临近香港机场飞机的起落航线，航空限高只有88m，水域通航环境复杂，还要穿越中华白海豚保护区。

修建海底隧道是可行的，但面临的困难是海底表面全是软土，淤泥含水量高达50%-60%，石头抛上去基本都陷在泥汤里，地基条件差。

（见图1）图1 港珠澳大桥岛隧工程示意图1.2软土进行加固首先要对软土进行加固，使沉管安放在固定的基础上，并减少日后的沉降和不均匀沉降，施工方案是砂桩加密法，通过冲击或振动的方法将底端封闭的钢管贯入海底40m下的硬土层地基中成孔，孔内填入砂料后再由钢管回压捣实扩径成桩。

地下工程沉管法施工

地下工程沉管法施工8.1 沉管隧道简介8.1.1 施工工艺流程在江、河、海等基床上用沉管法修建的隧道称为沉管隧道或水下隧道。

所谓沉管法，即按照隧道的设计形状和尺寸，先在隧址以外建造的临时干坞中或船台上预制隧道管段，并在两端用临时隔墙封闭，然后舾装好拖运、定位、沉放等设备，将其拖运至隧址位置，沉放到江河中预先浚挖好的沟槽中，并在水下连接起来，最后充填基础和回填砂石将管段埋入原河床中。

沉管法施工的工艺流程如图8.1所示，其中管段制作、基槽浚挖、管段的沉放与水下连接、管段基础处理、回填覆盖是施工的主体。

图8.1 沉管法工艺流程8.1.2 隧道基本结构1）沉管隧道的横断面结构水下沉管隧道的整体结构是由管段基槽、基础、管段、覆盖层等部分组成，整体坐落于水底，如图8.2所示。

图8.2 沉管隧道的横断面图（台湾高雄）沉管隧道管段断面结构形式，按制作材料主要分为钢壳混凝土管段和钢筋混凝土管段两种；按断面形状可分为圆形、矩形和混合形；按断面布局可分为单孔式和多孔组合式，如图8.3所示。

图8.3 沉管隧道断面结构形式（1）钢壳混凝土管段钢壳混凝土管段是钢壳与混凝土的组合结构。

钢壳有单层和双层两种。

单层钢壳管段的外层为钢板，内层为钢筋混凝土环；双层钢壳管段的内层为圆形钢壳，外层为多边形钢壳，内外层之间浇筑混凝土。

钢壳管段一般用于双车道隧道，若需设4车道，则可采用双筒双圆形组合式断面。

钢壳管段的优点有：外轮廓断面为圆形或接近圆形，在外荷载作用下所产生的弯矩较小，因此在水深较大时比较经济；管段的底宽较小，基础处理的难度不大；钢壳可在造船厂的船台上制作，充分利用船厂设备，工期较短。

钢壳管段的缺点有：圆形断面的空间利用率低，耗钢量大，造价较高；钢壳的防腐蚀、钢壳与混凝土组合结构受力等问题不易得到较好解决，且施工工序复杂。

（2）钢筋混凝土管段钢筋混凝土管段的横断面多为矩形，可同时容纳2～8个车道，有的还设置有维修、避险、排水设施等的专用管廊。

珠江隧道.doc

珠江隧道珠江隧道位于中国广东省广州市荔湾区，于1990年10月14日动工，1993年12月28日建成通车，总投资6亿人民币，主要由广州珠江隧道实业有限公司负责兴建。

全长1238.5米，河中段全长475米，呈南北走向，隧道北端出入口位于荔湾区黄沙，连接内环路、六二三路，南端出入口位于上芳村，连接花地大道是穿越珠江的一条过江隧道，是我国大陆首次采用沉管法设计施工的大型水下隧道。

构造布局隧道共有三条管道分三个孔，西侧两孔为双车道汽车管道，东侧一管道设计时为地铁一号线的双轨管道，由北岸黄沙段，河中段及南岸芳村段三部分组成，本打算在地铁建设前作自行车隧道用，但隧道建成时地铁就立即开始建设，南端出入口设有收费广场，由于广州市已实行汽车年票制度，本市的汽车并不须票停车缴费，因此收费广场基本已被废弃。

施工方法交通部广州打捞局承担隧道水中段部分，长达320米，采用沉管法施工，分5节预制和沉放，沉管首尾相连，最后与岸上对接，整个隧道就可以贯通了，工期18个月。

交通部广州打捞局根据该工程特点，采用在船上预制的方案，即是被行内称为移动干坞的方法。

具体来说是在一艘名为重任1601驳船上预制管节，完成后用拖轮拖抵隧道位置上进行沉放安装平台。

移动干坞技术是隧道施工比较先进的技术，该技术可以使隧道的埋深较浅，工程占地少，节约工程投资。

解决了传统方案的局限性，如造价高、场地限制等。

它是全国第一座运用先进的沉管技术建设的三孔隧道(两孔为车行隧道，另一孔为地铁通道)，也是目前广州唯一一座穿越珠江的车行隧道。

隧道全长1380米，宽33.4米，沉管段长457米，高8.15米，总投资为6.8亿元。

管节的浮运沉放工程要在平潮时进行，避免大流速的影响。

工程采用大型吊船沉放法，其安装沉管的主要步骤如下：1．将预制管节从干坞浮出，然后拖航到沉放位置。

2．注水于管内压载舱，以抵消江水浮力，令管节沉入已挖好的河床沟槽内预定的位置，3．将管节与前段已就位的管节拉合，使GINA橡胶垫在两个管节间，形成有效的初始水密圈。