深中通道工程方案及技术创新概述经典文档

山岛均可行；
对海洋环境 1. 临时航道疏浚量较小，对海洋生态环 1.临时航道疏浚量大（增加约1000万方），
影响 境影响小。
对海洋生态环境影响相对大。
工期及造价
1. 总工期约82月；2. 造价相当；可实现 两侧同时沉放，工期可大幅节省。
1.总工期约84月； 2.造价相当
结论
从项目技术特点 “超宽、深埋、变宽及航道水深条件”等适应性方面综合考虑，钢壳 混凝土相对较优。
机场互通
深中通道
机荷高速
4. 超长海底隧道及地下互通立交运营安全 及防灾面临挑战
水下互通立交，隧道内多次分合流，行车安全性问题突出；
H G
深圳
F E
广州
中山
南沙新区南边 前海新区西边 翠亨新区东边 粤港澳大湾区核心位置 海陆空三维立体视点丰
富，景观要求高
5. 项目景观要求高
桥面 高约90m
海中锚碇
4. 超长海底隧道及地下互通立交运营安全 及防灾面临挑战
特大交通量、货车比例高、无主线收费站，危化品车管控难； 国内无超宽沉管隧道消防技术规范和依据，超长沉管隧道运营安全存在挑战，需试 验验证； 水下互通立交，隧道内多次分合流，行车安全性问题突出；
横门互通 中开高速
东部外环
伶仃洋大桥
（三）倡导设计创作，提升工程品味
锚碇采用了 晶体切面的 几何构造
塔柱截面及 横梁均采用 了晶体切面 的几何构造
横门东主桥 塔冠风格一致
（三）倡导设计创作，提升工程品味
风格一致的 主塔构造
非通航孔引桥
（三）倡导设计创作，提升工程品味
泄洪区非通航孔引桥（高墩区）
浅滩区非通航孔引桥 （低墩区）
国家“十三五”重大工程
建世界一流可持续跨海通道工程 创珠江口百年门户工程 安全舒适、优质耐久、经济环保、
和谐美观；
攻克行业技术难题、促进行业产业升级
服务“一带一路”国家战略 推动“粤港澳大湾区”建设 创国家科技进步奖、国际结构工程
奖
安全 舒适
功能质量 服务质量
本质安全
(二)目标具体释义
南沙新区 翠亨新区
宝安机场 前海新区
深中通道
深中通道工程规模宏大、建设条件异常复杂、综合技术难度大、品质要求高 ，是集“桥、岛、隧、水下互通”于一体的集群工程，复杂巨系统工程，是我国 交通基础设施建设史上的又一巨大挑战。
二、项目定位、建设目标及理念
定位
工程目标 行业 国家
(一)项目定位及建设目标
2013
2015
2017
委托开展 深圳至中 山公铁通 道走廊研 究。
省交通厅 、发改委 委托开展 工可初步 研究、公 铁两用研 究。
成立前期 工作办公 室，加快 推进工可 研究工作 。
明确路线 走廊及公 铁两用方 案。
9月，交通 厅、发改 委组织组 织召开工 可预评审 会； 开展了52 项专题研 究。
8月，交通 部出具通 航意见； 11月，交 通部出具 行业审查 意见； 12月，国 家发改委 批复项目 。
4月，完成勘察 设计招标，开展 设计工作。 10月，省厅召开 初设预评审会； 12月，部批复西 岛初设；先行工 程钢围堰开工建 设。 2017.6 项目初 设批复。 2017年底全线 开工建设。
全线管底地层情况及地基处理分区表
东岛上段、堰筑段 机场支航道及东侧沉管
浅埋中间段
矾石水道两侧
西岛斜坡段 西岛暗埋段
(四)沉管隧道方案介绍
3. 基础方案 西岛斜坡段基础方案综合比选(桩基础、SCP、DCM）
经综合比选，深层水泥搅拌桩（DCM）对采砂坑的适 应性较好，无需堆载预压，施工工期短，施工对海域环 境影响较小，且可消除砂土液化，抗震性能好，推荐采 用。也是大陆在外海环境中首次应用，正在开展标准研 究。
耐久性及施 工质量控制
1.采用预留钢板厚度+重涂装+外挂牺牲 阳极块等措施，耐久性有保障；
2.钢壳制造技术可行，效率高； 3.钢壳混凝土沉管隧道在坞内或港池内 全部浇筑完，质量可控； 4.干坞预制场选址灵活；龙穴船厂和桂
1. 深埋段及变宽段沉管隧道混凝土浇筑质量 控制难度大； 2.变宽段沉管隧道结构模板系统复杂，施工 难度大，质量控制困难； 3.整体式管节施工纵向收缩裂缝难以控制。
方案一（A线）
方案四
横琴
方案五
前海
路线走廊
提升
功
服
绿
能
务
色
质
质
质
量
量
量
(二)路线线位及工程方案
¾ 坚持价值工程理念，多方案比选择其优（A3东隧西桥）：桥隧方案比选论证2年
从预期交通功能、建设条件适应性、风险等级、环境影响、 工期及造价等方面综合比选，推荐A3东隧西桥方案。
（三）倡导设计创作，提升工程品味
(二)项目功能定位
珠江两岸“A”型骨架最重要一横 “深莞穗”与“珠中江”之间唯一的直连通道 粤港澳大湾区的战略性通道 国高网G2518跨珠江口关键工程，具有G15功能
(三)主要构筑物
横门互通
西人工岛
机场互通
横门大桥：主跨580m
伶仃洋大桥：主跨1666m
矾石隧道：6845m
世界级“桥、岛、隧、水下互通”集群工程，工程规模宏大、综合技术难度高。 国家“十三五”重大工程，全长约24km，设计速度100km/h，概算446.9亿元。
伶仃洋大桥景观照明
（三）倡导设计创作，提升工程品味
横门东主桥
西人工岛
(四)沉管隧道方案介绍
1. 隧道结构选型
问题导向
对策措施
9
双向八车道，超宽、深
开展沉管隧道结构选型研究： 钢壳混凝土沉管隧道
埋、变宽、大回淤，结 钢筋混凝土沉管隧道
构受力问题突出
预应力钢筋砼沉管隧道
46m
深中通道沉管隧道横断面
以功能需求为引领的高品质设计及智能化的运营管理，为 社会公众提供安全、舒适、智慧、高效的高品质交通运输 服务；
优质 耐久
硬件设施 结构性能
可持续工程的建设理念，精益设计及精益建造、高水平的 维护，跨海通道为用户提供结构安全、品质优秀、使用耐 久的硬件设施；
经济 环保
系统工程 价值工程
系统工程及价值工程建设理念(合理建设条件、技术标准) ，资源的综合利用(疏浚物综合处置)，实现工程与自然的 和谐，兼顾工程的经济性；
(四)沉管隧道方案介绍
1. 隧道结构选型
项目
在本项目的适应性及存在问题
结论
1、横向预应力钢筋混凝土能较好适应超宽、深埋的技 相比钢筋砼沉管隧道
横向预应力 术特点，但变宽段适应性不好，模板系统复杂； 混凝土 2、由于特殊的荷载模式以及预应力桥规限制（压应力
体量相ห้องสมุดไป่ตู้，且施工工
沉管隧道
0.5fck、拉应力限制严格），导致体量大，工艺复杂；
艺复杂；如采用欧规， 方案较为可行
3、存在预应力锚头耐久性及防火风险。
(四)沉管隧道方案介绍
1. 隧道结构选型
项目
在本项目的适应性及存在问题
对策措施
1、开展钢壳沉管隧道结构受力机理及计算方
钢壳混 凝土沉 管隧道
123方 4应 钢、、、 、便 与用较干抗 国、混先好坞裂内效凝例适选性无率土。应址能钢高结担超相好壳；合心宽对，砼问混、灵水结题凝深活密构土埋，性在浇、钢好沉筑变壳；管质宽工隧量建厂道控设化大制条制规以件造模及；法2土航3析隧4、、、配研局（道三三形制究、N院C成家家、；中 C）、相团团制交。C应队队造二O质W平平及航I+量行行施局中控试计工、铁制验算关广隧及：：键东道检钢钢技长院测壳壳术大、指沉结研）公管构南究规；自平、（院密行施中＋实计工交上混算工四海凝分艺
4、干坞选址方案唯一（桂山岛），远距离浮运50km
1、开展特定密度混凝土研 究； 2、开展钢筋合理层数研究； 3、开展整体式管节工厂化 施工可行性研究；纵向控裂
最终设计配筋率与钢筋牌号、直径的关系
钢筋规格敏感性分析：推荐采用HRB400钢筋，主筋D=40。增加钢筋的牌号、层数没有意义 钢筋合理层数分析：板厚<190cm层数控制一般不超过3层，否则裂缝宽度计算公式偏不安 全，实际裂缝超限。
37.95m
港珠澳大桥沉管隧道横断面
(四)沉管隧道方案介绍
1. 隧道结构选型
项目
在本项目的适应性及存在问题
对策措施
1、技术相对成熟；首先论证其适用性
钢筋混凝 土沉管隧
道
2、存在深埋段沉管配筋率高，局部配置4层钢筋，混凝土 控裂难度大；砼浇筑质量控制难度大，达到配筋极限； 3、变宽段沉管结构模版系统复杂，施工难度大，质量控 制更加困难；
30000t 390×53.5m
10万t 630×62.5m
-20m
南沙港
矾 石 水
伶
道
仃
西
航
道
30万t 1520×76.5m -29m
深中通道
第六大机场
1000t 200×21m
-5m 5000t 250×36.5m -7.7m
深圳西部港区
2.珠江口门、深埋、超大跨径、变宽八车道特 长海底沉管隧道技术难度大
深中通道工程方案及 技术创新概述
深中通道管理中心 2017.9
1 项目简介
汇
2 项目定位、建设目标及理念
报
3 工程方案概述
大
纲
4 主要技术创新
5 项目建设进展及总体实施计划
一、项目简介
(一)项目地理位置图
南沙新区
30km
深圳
中山 38km
深中通道
项目前期工作历程
2002
2008
2010
2011
方案设计竞赛优胜方案——丹麦COWI公司（联合DW建筑师事务所）
评审专家一致认为：方案设计理念先进总体设计和谐、简练、大气、典雅，识辩 性强，体现了力学与美学的结合。
（三）倡导设计创作，提升工程品味 丹麦COWI公司联合D+W公司开展项目建筑美学设计
（三）倡导设计创作，提升工程品味
设计单位基本承袭了风筝型的岛形轮廓、岛的功 能布局及岛上建筑轮廓
隧道总长： 6845m 沉管段长： 5035m
管节数量： 32个 ，其中：
标准管节： 26×165m/7.6万t 非标管节： 6×123.8m/7 万t
曲线管节: E28~E32/5个
变宽管节: E27~E32/6个
(四)沉管隧道方案介绍
2. 沉管隧道总体布置
(四)沉管隧道方案介绍
3. 基础方案
隧道结构选型问题突出：八车道，最宽处超过55m、最大水头-38m，变宽段长 615m，结构受力问题突出。
回淤问题突出：隧址区域水文泥沙复杂，含泥沙量较港珠澳大桥沉管隧道大，回淤 强度更强（2cm/d），涉及隧道基础垫层合适方案及沉放对接方案。
挖砂坑区域，基础地质条件差：1.4km沉管位于挖沙坑范围，浮泥物理力学性能指 标差，沉管基础型式及处理方案、成槽工艺面临挑战
和谐 美观
工程品味 倡导设计创作，人本化的设计、建设及运营理念，使通道
人本化理念
与周边自然环境、城市规划和谐统一且标志性突出。
三、工程方案概述
(一)路线走廊
路线走廊 路网衔接 技术标准 工程方案
功能质量
服务质量 绿色质量
需求引领，绿色选线：A线走廊
(一)路线走廊
南沙
方案三（C线） 方案二（B线）
(四)主要技术特点
1. 项目建设条件异常复杂，协调难度大
处于珠江口门，珠三角核心地区，建设条件极为复杂： z 防空限高：宝安机场决定了伶仃航道桥塔的高度以及施工装备高度； z 通航：穿越两条出海主航道，通航等级高，决定桥梁净高、隧道埋深； z 防洪：珠江口东四口门出海口河口湾，防洪纳潮敏感，阻水比控制严格； z 环保：国家一级保护动物中华白海豚洄游区水水水水。
-29m
深埋、超大跨、变宽海底沉管隧道
西岛斜坡段采砂坑示意图
3. 海中特大跨径悬索桥设计与施工有难度
海中超大锚碇经验少：伶仃洋大桥主跨1666m，锚碇位于伶仃航道周边海域， 在国际上特大跨悬索桥海中锚碇设计施工经验较少
抗风断面选型问题突出：珠江口台风频发、超大跨度，超高桥面(90m)，抗风断 面气动选型及安全性能问题相对突出
岛上建筑屋盖优化采用了仿生（棕榈树叶） 造型，通透节能，与当地环境相适应
伶仃洋大桥
（三）倡导设计创作，提升工程品味
伶仃洋大桥是本工程最重要的标志性结构物，由于桥型方案的变化，建筑景观设计团队以全新的眼光重 新审视该工程，并根据已积累的经验来重新定义整个通道。
整个建筑美学设计基于桥岛隧集群工程一体化的设计理念，通道的所有组成元素都共享一个平衡、和谐 的设计，在功能、尺度和比例上相互呼应，形成一个美学和现代工程学完美融合的整体。 通道的所有组合结构物均采用现代感极强的晶体切面设计风格，总体上和谐、简练、大气、典雅、识别 性强，并与周边环境和谐。
指南、钢壳制作指南等
(四)沉管隧道方案介绍
1. 隧道结构选型
项目
钢壳混凝土管节
钢筋混凝土管节
1.能较好适应超宽、深埋、变宽建设条 1. 技术相对成熟；承载能力好
结构性能 件；
2. 对深埋段、变宽段适应性差。在深埋段、
2. 承载能力好；抗裂性能好
超宽段沉管结构混凝土控裂难度大；
水密性 防水性能好。
采用全外包防水，防水性能略差。