港珠澳大桥岛隧工程难点及施工技术交流

4.3.18 管节横移
➢ 通过坞内绞缆系统，横移 管节至深坞区。
4.3.19 管节舾装
➢沉管在浅坞内进行流水化一次舾装
➢沉管深坞内进行二次舾装
4.4 沉管浮运及安装施工特点
➢ 国内首条外海沉管隧道，工程经验少； ➢ 项目位于珠江口航道运输最繁忙水域，
交管难度大； ➢ 外海施工，水流、波浪条件复杂； ➢ 沉管操控难度大； ➢ 深水安装和潜水作业难度大； ➢ 沉管对接安装精度要求高； ➢ 36个月完成33节管安装，工期紧。
E1~E4碎石基床检测发现，管 节检测测点验收数据合格率达到 95%以上。
4.3 深埋大回淤节段式沉管特点
➢ 深埋大回淤条件下的节段式沉管，世界范围内无案例。 ➢ 钢筋混凝土结构，混凝土自防水，使用寿命120年。 ➢ 节段接头剪力键及防水是隧道结构施工的关键。
4.3 沉管管节预制特点
➢ 沉管隧道共33节管节,标准管节长180米，由8个节段组成； ➢ 单个节段长22.5米， 单节混凝土方量约3400m3，采用全断面
3.1 人工岛特点
采用深插式钢圆筒形成整岛围护 止水结构，实现了： ➢ 快速成岛，形成陆域； ➢ 岛内降水、大超载比堆载预压； ➢ 岛内、岛外同时施工。
快速成岛
同时施工
超载预压
3.2 人工岛施工关键技术——钢圆筒制作运输
➢ 钢圆筒在上海振华重工长 兴岛车间内进行板单元的加工 ，在场地内进行分段拼装； ➢ 通过龙门吊及浮吊进行场 内运输及装驳。
4.2.1 精细化基础施工
➢ 沉管基础施工质量是决定沉管隧道成败的关键。 ➢ 沉管基础作业，主要关键工序包括：
① 基槽粗挖、精挖；②基槽清淤 ；③ 基础抛石夯平；④ 碎石基床铺设。
沉管隧道纵断面图
4.2.2 挤密砂桩施工
➢ 共计投入7条挤密砂桩船进行基础 加固施工；
➢ 根据需求，置换率从26%~70%， 挤密置换的同时，实现排水固结；
台座3
砼浇筑台座 6
6-6剖面图
4.3.11 沉管管节预制出坞
匹配前段浇筑下段管段
连续浇筑连续顶推
顶推完成关闭滑移坞门
灌水、起浮、移位
排水、舾装
管节出坞
4.3.12 流水化钢筋加工生产线
钢筋加工、绑扎量大，共设置2条生 产线，每条生产线设置3个钢筋加工、 绑扎区，形成流水作业。
4.3.13 大型液压模板系统
1. 工程概况
1.2 港珠澳大桥岛隧工程
➢ 岛隧工程总长7440.5m，包括 5664m沉管隧道，2个面积10万 m2离岸人工岛及长约800m桥梁。 ➢ 港珠澳大桥沉管隧道是我国首 条于外海建设的沉管隧道。是目 前世界唯一深埋大回淤节段式沉 管工程，建成后是世界上最长的 公路沉管工程。
1. 工程概况
特点： ➢ 水深大（40m），整平精度要求高
（允许偏差±40mm）； ➢ 整平质量关系到沉管标高、接头受力 ➢ 最大纵坡坡度为 2.98%； ➢ 整平工作量大（单节面积近1.5万m2） ➢ 研制国内第一艘平台式整平船； ➢ 自动抬升、皮带运输 、高精度声纳测
控三大系统，全部采用自动化控制。
4.2.6 碎石基床铺设关键技术
板单元制作
圆筒拼装
圆筒对接
圆筒装驳
圆筒运输
3.2 人工岛施工关键技术——钢圆筒振沉
➢ 采用8台600Kw液压振动锤同步联动振沉系统进行振沉作业； ➢ 2011年5月15日开始西岛首个钢圆筒振沉，215天完成了东西人工岛120 个钢圆筒振沉施工，垂直度达到1/200。
3.2 人工岛施工关键技术——副格打设
模板系统由底模、侧模、内模及针形梁组成，由液压系统控制，端模采 用分块拼装。
4.3.14 混凝土搅拌及供应系统
➢ 采用四台3m3搅拌系统，搅拌能力50m3/h； ➢ 采用12台泵车及6台布料系统。
4.3.15 混凝土温控及养护系统
➢ 设置制冰系统，采用冰水混合 物进行混凝土拌制； ➢ 原材料到混凝土拌制、运输、 浇筑、养护全过程采取温控措施； ➢ 采用养护棚喷淋养护； ➢ 控制沉管混凝土入模温度， ≤25℃ （高温季节28 ℃ ），至 今未发现温度裂缝； ➢ 全过程进行温度监控。
4.2 沉管隧道基础特点
➢ 本工程沉管隧道坐落在深厚软基层上，为了保证整个基础的刚度协调均匀， 基础设计形式多样，且施工精度要求高
天然地基
SCP
SCP+堆载预压 高压旋喷桩 PHC桩
4.2 沉管隧道基础特点
➢ SCP+堆载预压+碎石垫层； ➢ 高置换率SCP+抛石夯平+ 碎石垫层； ➢ 天然地基+抛石夯平+碎石 垫层。
专用吸头
4.2.5 基础抛石夯平关键技术
➢ 抛石夯平作业水深大（46m），夯平 精度高（小于30cm）；
➢ 夯平要顺应基础坡度； ➢ 水下抛石、夯平工作量大； ➢ 开发专用溜管式抛夯一体船： ➢ 溜管定点定量抛石、定点夯平 ➢ 采用液压振动锤水下夯平，大幅提高
夯平效率及质量。
4.2.6 碎石基床铺设关键技术
目录
Contents
4.1 沉管隧道
➢ 沉管是大桥控制性工程，是我国首条 于外海建设的沉管隧道，是目前世界唯 一深埋大回淤节段式沉管工程 ➢ 沉管段总长5664m，分33节，标准 节长180m，宽37.95m，高11.4m，单 节重约7.4万吨，最大沉放水深44m; ➢ 沉管隧道的关键：隧道基础设计与施 工、深埋段隧道纵向设计、沉管工厂化 预制、沉管安装。
➢ 两条流水线同时生产，每两 个月生产两个管节。
4.3.3 预制厂生产线配置
集成了当今世界多项先进技 术和装备： ➢ 流水化钢筋生产加工线； ➢ 大型自动化液压模板； ➢ 混凝土搅拌及供应系统； ➢ 混凝土温控及养护系统； ➢ 管节顶推系统。
4.3.4 管节节段预制流程
1
2
3
4
12 流水作业
6
5
➢ 最大施工深度可达70m，最大成 桩桩径可达2m；
➢ 成桩过程计算机全自动控制，质 量保障度高；
➢ 经验证，控沉效果理想；
4.2.3 基槽精挖
➢ 开挖水深大（50m），开挖精 度要求高（-60~+40cm）；
➢ 开发采用大型定深平挖抓斗和 挖深精度控制系统。已经过实 际施工验证满足要求。
金雄
4.2.4 基槽清淤关键技术
1. 1工、程岛隧概工况程概况 2. 1总、体岛隧施工工程工概艺况 3. 人工岛施工关键技术 4. 沉管隧道施工关键技术 5. 专用设备
目录
Contents
2.总体施工工艺
请观看视频演示
2. 总体施工工艺
1. 1工、程岛隧概工况程概况 2. 1总、体岛隧施工工程工概艺况 3. 人工岛施工关键技术 4. 沉管隧道施工关键技术 5. 专用设备
港珠澳大桥岛隧工程难点及施工技术交流
中交联合体港珠澳大桥岛隧工程 项目总经理部
1. 1工、程岛隧概工况程概况 2. 1总、体岛隧施工工程工概艺况 3. 人工岛施工关键技术 4. 沉管隧道施工关键技术 5. 专用设备
目录
Contents
1.1 港珠澳大桥项目
➢ 港珠澳大桥东连香港、西接 珠海/澳门，是集桥、岛、隧为 一体的跨海通道，全长35.6km； ➢ 大桥共分为珠海和澳门接线、 珠澳口岸人工岛、大桥主体工程、 香港连接线及香港口岸人工岛六 部分； ➢ 岛隧工程是控制性工程。
Ⅰ
5
中
2# 1#
12
3
4
12
12
3
4
1
2
5流
Ⅱ
流5
水
心
水
生
生
产
产
5线
Ⅲ
线5
线
12
4
3
12
12
4源自文库
3
12
12
4
3
12
1.原材料待检区 2.检验合格区 3.钢筋加工区 4.半成品堆放区 5.钢筋绑扎区 6.钢筋绑扎台车
Ⅰ。底板钢筋绑扎
Ⅱ。隔墙钢筋绑扎
Ⅳ
Ⅲ。顶板钢筋绑扎
Ⅳ。混凝土浇筑区
充气胶囊充气顶升钢筋笼，抽出钢筋绑扎台车， 分块转运至I区，重新拼装成新的绑扎台车。
➢ 沉管隧道横卧珠江口，存在回淤； ➢ 回淤将造成沉管安装期浮力突然增大
而意外上浮，并给后期运营带来超期 沉降； ➢ 与荷兰公司联合研制专用清淤船 ： ➢ 能够进行系统定位和测量，能实时显 示基槽槽底纵坡； ➢ 可满足在不同类型基础面上（块石、 碎石、粘土等）进行清淤施工。
监控系统 耙管增长
捷龙号专用清淤船
4.3.16 管节顶推系统
➢ 每个管节重约7.5万吨，管段下方设置四 条顶推滑移轨道； ➢ 沉管下部布置8*24主动支撑千斤顶，采 用三点支撑； ➢ 单个管节设8*16台顶推千斤顶，多点连 续同步顶推； ➢ 在管节前后设置两套导向装置。
4.3.17 管节横移
➢ 关闭深、浅坞门，坞内灌水、管 节起浮；
牛头岛
回旋区域二 伶仃西航道
航道二 CD’
榕树头岛 拖轮编队区
4.4.2 沉管浮运——开展的试验研究
➢ 开展了浮运阻力物模试验、数模计算； ➢ 进行了管节浮运拖带操船模拟试验； ➢ 在施工海域开展了四次浮运演练。
4.4 沉管舾装、浮运及安装流程
二次舾装
出坞
浮运
后续作业
对接
下沉
系泊
4.4 沉管浮运及安装试验研究与系统开发
沉管
针对本工程浮运安装施工特点，
姿态
绞车缆 力显示
绞车远 程控制
开展了浮运阻力、操控性等试验研
对接
究，建立了作业窗口管理系统、浮
测控
远程监 视系统
运安装决策机制，集成开发了深水
无人沉放系统，包括：
目录
Contents
3.1 人工岛
➢ 东西人工岛面积各约10万m2； ➢ 离岸20km，水深约10m，软土 层厚度20～30m； ➢ 人工岛实现桥隧转换。
3.1 人工岛
➢西人工岛61个大圆筒，东岛59 个钢圆筒； ➢单个圆筒直径22.0m，高 40.5m～49.5m，最大入土深度 达29m。 ➢钢圆筒插入不透水粘土层形成 止水型围护结构，回填砂形成陆 域。
一次性连续浇筑； ➢ 综合考虑工期要求及预制质量控制，采用工厂法预制。
4.3.1 沉管预制厂
对比传统干坞法，工厂法管节预制具有以下优势：
工厂占地面积小；
连续预制，受气象条件影响较小；
标准化流水线生产，质量可控。
釜
山
隧
道
干
坞
预
制
法
厄勒隧道沉管预制工厂
4.3.2 沉管预制厂
➢ 沉管预制厂位于桂山岛，距 离隧道轴线约7海里。预制 厂包括： 钢筋绑扎区 浇筑区 浅坞区 深坞区
3 顶板钢筋托架
内模
台座1
台座2
台座3 3
砼浇筑台座
3-3剖面图
4.3.8 管节节段预制流程——体系转换
4
内模
台座1
台座2
台座3
砼浇筑台座 4
4-4剖面图
4.3.9 管节节段预制流程——内模安装
5
台座1
台座2
台座3
砼浇筑台座
5
5-5剖面图
4.3.10 管节节段预制流程——节段浇筑
6
台座1
台座2
底板钢筋加工、绑扎区 隔墙钢筋加工、绑扎区 顶板钢筋加工、绑扎区
混凝土浇筑区
4.3.5 管节节段预制流程——底板钢筋绑扎
1
台座1
1
台座2
顶板钢筋托架
内模
台座3
砼浇筑台座
1-1剖面图
4.3.6 管节节段预制流程——中墙、侧墙钢筋绑扎
2
顶板钢筋托架
内模
台座1
台座2 2
台座3
砼浇筑台座
2-2剖面图
4.3.7 管节节段预制流程——顶板钢筋绑扎
总体 决策
浮运安 装准备
作业时 机选择
作业过 程中
中长期预 报5~7天
精确短期 预报3天
精细化预 报1天
潮、流实 时预报
4.4.1 研发精细化作业窗口管理系统
➢ 三个子系统： 北京：预报中心服务器 施工现场：水文气象观测 岛隧营地：现场预报
➢ 在持续一年的观测、比对基础 上，继续开展模型的检验、修正 工作，不断提 高预报精度
北京
施工现场 岛隧营地
4.4.2 沉管浮运施工特点
回旋区域一
➢ 管节尺度大，数量多；
航道一
➢ 外海浮运、水流、浪波条件复杂，拖航阻
力大； ➢ 浮运线路位于目前我国航运最繁忙的珠江
榕树头航道北段
口水域，多段航道交叉；
➢ 沉管无动力、无舵效，航道窄、多拖轮协 榕树头航道南段
作操控难； ➢ 横流、横浪情况下狭窄基槽内长距离横拖。 预制厂支航道
拉合
遥控
➢ 遥控遥测压载控制系统
集成控制 系统
水泵远 程控制
➢ 深水测控系统 ➢ 数控拉合系统 ➢ 管内精调系统
水位 遥测
流量 监控
阀门 启闭
水泵水 压遥测
4.4.1 研发精细化作业窗口管理系统
➢ 作业窗口是指适合沉管安装的时间段； ➢ 窗口预报是沉管安装决策最重要的依据； ➢ 预报难度：“小区域、长时段、精度高、 要素多”； ➢ 建立了精细化作业窗口预报管理系统。
➢ 两圆筒间采用副格连接； ➢ 副格采用弧形钢板结构； ➢ 止水效果良好。
3.2 人工岛施工关键技术——岛壁结构施工
3.2 人工岛施工关键技术——岛内软基处理
➢ 工后残余沉降控制在了30cm以内； ➢ 土的力学性能大幅度提升。
3.2 人工岛施工关键技术——西小岛基坑开挖及暗埋段施工
1. 1工、程岛隧概工况程概况 2. 1总、体岛隧施工工程工概艺况 3. 人工岛施工关键技术 4. 沉管隧道施工关键技术 5. 专用设备