沉管隧道技术应用及发展趋势

2017-05-03 06:04
隧道建设(中英文) 2017年4期
关键词:管节垫层隧道

陈 越

(港珠澳大桥管理局, 广东 珠海 519015)



沉管隧道技术应用及发展趋势

陈 越

(港珠澳大桥管理局, 广东 珠海 519015)

随着我国城市化进程快速推进,很多大城市集中在江河两岸或江河入海口附近,沉管隧道具有埋深浅、通行能力大、线路短、横断面形状选择灵活、管节预制质量易于控制和防水效果好等优点,使得沉管隧道技术得到广泛应用和迅速发展。1)归纳沉管隧道的主要技术,有隧道位置的选择原则与建设条件调查、几何设计、结构与防水设计、接头处理、基础处理、管节浮运沉放等; 2)从隧道的精细化地质勘察、基础处理、基础垫层处理和消防技术等方面,介绍目前世界上建造规模最大的沉管隧道——港珠澳大桥沉管隧道施工关键技术,其建设标志着我国沉管隧道技术已达到国际先进水平; 3)结合国内外沉管隧道修建情况,总结沉管隧道工程技术的发展趋势: 规模不断增大、环境适应性越来越强、施工装备水平不断提升、最终接头技术不断进步; 4)随着沉管隧道理论设计、施工工艺和配套工程的不断发展,关键技术的不断完善,新工程的不断建设,以及新技术、新工艺和新设备的不断涌现,将推进沉管法隧道技术再上新台阶。

沉管隧道; 港珠澳大桥; 管节浮运沉放; 管节接头; 地质勘查; 基础处理; 隧道消防技术

0 引言

水下沉管隧道是由若干在预制场内进行预制钢筋混凝土结构或钢壳与钢筋混凝土复合结构或钢结构与混凝土复合结构的管节,分别浮运到现场,逐节沉放到水下,在水下将其相互连接并正确定位在已经开挖的水下沟槽内,其后辅以相关工程施工,使这些管节组合成为连接水体两端陆上交通的载体[1]。从1910年在美国底特律河采用沉管法修建第一座用于交通运输的水下隧道算起,沉管隧道已有100多年的历史,各国已建成具有交通功能的沉管隧道约150座,而且还广泛应用于排水(污)工程、电缆专用水下隧道工程等。沉管隧道的横断面和结构形式也发生了较大变化,从早期的圆形横断面逐步发展到八角形、方形、矩形和多边形的断面形式,从钢壳结构逐步发展到钢壳与钢筋混凝土复合结构、双层钢壳/钢结构三明治式复合结构、钢筋混凝土结构、预应力钢筋混凝土结构形式等[2]。

在沉管隧道发展历史中有2项大的技术突破: 管节水力压接技术和砂流法处理基础垫层技术。水力压接是指在管节拉合后,将相邻端封墙之间的水体排出,利用水压力压紧第1道GINA橡胶止水带的技术[3]; 砂流法也称压砂法[4],通过管节底板预留孔压注砂或砂、水泥熟料与水的混合料充填管节底板与基槽底之间空隙,形成基础垫层的方法。随着沉管隧道建设规模的增大、应用范围的推广、技术的进步和施工装备的提升,国内外各项沉管工程均结合建设条件发展了许多新技术和新装备。

1 沉管隧道的主要技术

由于城市化进程的快速推进,很多大城市集中在江河两岸或江河入海口附近。沉管隧道具有埋深浅、通行能力大、能较好地与江河两岸道路连接、提高隧道周边土地价值等优势。随着经济活动的急切需要,水下隧道建设的迫切性不断提高。在近30年里,我国大陆已建成沉管隧道10座,在建的有2座,还有多座沉管隧道工程正在开展前期研究或准备动工。沉管隧道工程建造技术覆盖范围很广,主要可归纳为以下方面。

1.1 沉管隧道位置的选择原则与建设条件调查

沉管隧道位置选择应符合城市总体规划和路网规划要求,以交通流量作为基本依据,在广泛收集气象和水文条件、河势(海床)的历史资料、工程地质和水文地质条件、航道条件、水利防洪现状和规划等必要条件的基础上,通过技术和经济比较确定设计方案。

1.2 沉管隧道的几何设计

沉管隧道几何设计也即是总图设计,包含道路隧道的平面、纵断面和横断面设计,其一般顺序为: 横断面—纵断面—平面[2]。对道路隧道的横断面设计时需确定其建筑限界,建筑限界即是横断面内的结构不能侵入的限界(包括施工误差)。汽车通行限界与建筑限界之间的空间供安装设备用; 为保证排水的功能,纵断面设计时最小纵坡为0.3%,最大纵坡应符合使用功能和相应的规范标准。沉管隧道的最低点通常设置在规划航道范围内,采用“V”或“W”纵坡设计[5]; 在隧道的平面设计方面,平面曲线原则上不侵入沉管段,可避免因曲线加宽造成的管节制造和水压对接困难问题。

1.3 沉管隧道的结构与防水设计

矩形箱式钢筋混凝土结构的管节长度一般为100~160 m,其长度的确定需结合隧道的纵坡、管节浮运沉放方案、沉管段长度、地基基础条件等因素综合考虑,以技术和经济合理为原则。管节结构按形式可分为整体式管节和节段式管节。整体式管节是纵向钢筋贯通整个管节,作为一个刚体结构进行设计; 而节段式管节是节段之间采用变形缝,每个节段结构作为一个刚体结构进行设计,在管节浮运沉放期间采用纵向预应力索将各节段拉结成一个整体[6],节段式管节结构见图1。

图1 节段式管节结构(单位: m)

沉管隧道结构设计包括横向结构设计、纵向结构设计、抗震设计和结构耐久性设计。在管节的纵向设计中应考虑结构形式、地基刚度变化、地基基础沉降变形等影响。由于沉管法隧道与其他工法隧道显著不同的特点,必须进行浮力设计,浮力设计的主要内容有确定干舷高度和抗浮安全系数验算,通过浮力设计,结合结构设计,最终确定管节结构的高度和外廓尺寸。

防水设计通常遵循“混凝土结构自防水为根本,辅以结构外防水层,以接头、接缝防水为重点,多道设防,综合治理”的设计原则。应根据沉管隧道的使用功能要求、构造特点、内外水压和施工条件等进行综合防水设计。

1.4 接头处理

沉管隧道的接头按刚度可划分为刚性接头和柔性接头; 按结构形式可划分为管节接头、节段接头、最终接头和特殊接头。在20世纪40年代发明GINA橡胶止水带之前,管节接头均采用刚性接头,之后普遍采用柔性接头。柔性接头的变形和变位随柔性程度和位置的不同而不同,受力计算应结合各组合工况进行分析,地震工况参数宜采用地震反应分析或模型试验确定。节段接头主要是剪力键和止水带的设计,重点解决剪力键与止水带之间的相互设置关系,以及接头部位的混凝土浇筑密实度。

1.5 基础处理

基础处理是指沉管段的基础处理和基础垫层处理。通常水下沉管段对基础的要求不高,认为沉管段主要是抗浮问题,设计的重点不是基础的承载力,而是要重点控制管节之间以及管节与暗埋段之间的差异沉降,避免出现超过设计允许的竖向差异沉降; 垫层的处理方式分为先铺法和后填法,采用刮碎石的先铺法已在港珠澳大桥沉管隧道工程中获得成功应用。后填法中的灌砂法、压浆法也在国内多座沉管隧道工程中获得应用,如台湾高雄沉管隧道基础垫层采用灌砂法,为提高地震时的抗液化能力,在灌砂过程中,首次将适量水泥熟料掺入砂水混合料中,该抗震措施已得到广泛的认同。

1.6 管节浮运沉放安装

管节浮运方式有绞拖、浮船坞(或半潜驳)浮运和拖轮拖运等,须结合工程的建设条件以及承包人的设备情况,通过技术和经济比选确定管节浮运方案。在沉管隧道工法应用的100多年历史中,管节沉放曾用过的方法以及机具设备的种类、形式很多。管节沉放方案的选择涉及到承包人拥有的设备或拟开发的设备以及建设的边界条件,管节的安装精度涉及到作业窗口的合理选取、设备性能、承包人对沉放设备的操控能力和管节沉放过程中的动态监测水平,还需结合工程的具体情况进行风险评估,实现系统最优的目的。总之,管节的沉放安装是一项综合实力的体现。

沉管隧道的主要技术还包括管节预制干坞的选择、管节结构的预制技术和水下基槽开挖技术等。随着经济发展的需求,隧道的建设规模不断加大,需要在不同环境条件下修建沉管隧道,一些原本非关键的技术也将上升为关键技术。

2 港珠澳大桥沉管隧道关键技术介绍

港珠澳大桥沉管隧道是在结合我国经济发展需要,汲取国内外沉管隧道建设经验和教训的基础上,建造的目前世界上规模最大的沉管隧道[7-8]。该工程设计使用寿命为120年,公路等级为双向6车道高速公路,设计速度为100 km/h。隧道全长6 704 m,在两端设置海中人工岛。沉管段总长5 664 m,共33个管节,包括28个直线管节和5个曲线管节,其中标准管节长180 m,由8个节段(节段长22.5 m)组成,横断面尺寸为37.95 m×11.4 m,质量约7.8万t。隧道的最大埋深距常水位约47 m,隧道顶至原始海床的回淤厚度达23 m 的纵向长度约3 000 m。

该工程规模巨大,技术难题多,试验研究、技术研发、新技术应用贯穿全过程,是我国经济、技术水平高速发展的结晶,也是国家综合实力的体现。到目前为止,该工程的关键技术可归纳如下: 隧道的精细化地质勘察;海中人工岛快速成岛;隧道基础(基础垫层)处理与沉降控制;隧道管节沉放施工与施工窗口选择;大规模工厂化制造;水下结构止水技术;沉管隧道大型专用装备研制;海上施工测量技术;120年耐久性保障技术和沉管隧道消防技术等。本文选择几项有一定影响力的关键技术进行介绍。

2.1 隧道的精细化地质勘察

由于隧道段位于砂层和软弱地层中,已有的地质资料不能满足超长沉管隧道的设计要求,因此需要通过补充地质勘察获得更多的地质信息,以满足设计所需的各种参数。

该工程采用以CPTU为主、传统钻探为辅的勘察技术。根据隧道区勘察技术要求,现场勘察、室内试验和地质报告编写按照英国标准(BS)及我国香港Geoguide 的要求进行; 对于没有包括在BS 和Geoguide 内的勘察工作,参考国际土力学及岩土工程协会(ISSMGE)标准或者其他适用的国家标准(如ASTM 和中国标准等)。

隧道按设计要求补充地质勘察,共完成80 个钻孔。其中,一般原位测试孔39 个,技术孔41 个。374 个孔压静力触探孔(CPTUs),22 个孔压静力触探消散试验孔(CPTUDs)[9]。

CPTU设备以20 mm/s 的速率进行贯入试验,同时记录锥尖阻力、侧摩阻力、孔隙水压力和探头倾角,记录频率为2 Hz。该设备能实时显示,达到快速、准确地进行地质分层。通过地质评估确定地质分层,形成三维地质数据库,为软基处理提供可靠依据。由于缺乏珠江口区域采用静力触探方式进行地质勘查的经验,组织3家顾问咨询单位进行平行地质评估,获取精细化的地质信息。在已沉放安装的29个管节中,隧道的最大沉降量和管节之间的差异沉降量均控制在设计允许范围内。

2.2 隧道基础处理

在海上设置面积均约10万m2的东人工岛和西人工岛,其功能是实现桥隧转换的连接。在人工岛之间采用沉管隧道进行连通,隧道的纵向呈“W”形状。港珠澳大桥沉管隧道纵剖面见图2。

图2 港珠澳大桥沉管隧道纵剖面(单位: m)

由于隧道穿越人工回填砂层、全新世海相沉积层、晚更新世陆相沉积层、晚更新世海陆交互相沉积层和晚更新世陆相沉积层,为实现沉管基础刚度的平顺过渡,保证施工质量,降低施工风险,基础纵向分区如下:1)隧道敞开段,降水联合超载预压; 2)减光段和暗埋段,降水联合超载预压+PHC桩; 3)岛上沉管段首2节段,降水联合超载预压+高压旋喷桩; 4)沉管斜坡段, 挤密砂桩(部分超载预压); 5)沉管中间段,天然地基(局部换填)。沉管段的基础垫层采用夯平块石+先铺碎石形成的组合结构。

沉管斜坡段采用挤密砂桩[10],形成由一定间距的挤密砂桩与黏土共同构成的复合地基,达到增加地基强度、改善地基整体稳定性的目的。黏土地基加固主要表现为: 1)由于在黏土中按一定间距做成直径大且密实的砂桩,从而形成复合地基,增加地基整体的抗剪能力,提高地基承载力并防止地基产生滑动破坏; 2)由于密实砂桩的排水作用,加快了原土体的固结,减少工后剩余沉降; 3)由于复合地基的作用,可以减小差异沉降。挤密砂桩加固地基的施工步骤见图3。

图3 挤密砂桩加固地基的施工步骤

Fig. 3 Sketch diagram of construction process of sand compaction pile (SCP)

挤密砂桩的加固作用因地基性质的不同而不同。对于松散砂土地基,砂桩的主要作用是成桩时对周围砂层产生振密作用以及挤密作用; 对于软弱黏土地基,主要是置换作用和排水作用。

2.3 沉管段基础垫层处理

在隧道沉管段(岛头挤密砂桩的堆载区外)整平碎石层下设置2.0 m厚水下块石夯平层,以此来保证整平碎石层的均匀性。整平船施工带垄沟碎石垫层,垫层设置V形槽,纵向锯齿型铺设[11]。垫层顶横向宽度41.95 m(结构宽37.95 m,结构外缘线两侧各预留2 m),单垄顶纵向宽度1.8 m,V形槽顶纵向宽度1.05 m。碎石垄边坡坡率按1∶1.5设计,实际按自然休止角形成。

丹麦—瑞典的厄勒海峡沉管隧道(Oresund Strait)长4.05 km,沉管宽度为38.8 m,施工最大水深22 m,使用了碎石垫层的浮式铺设平台,在波浪最大高度0.75 m、最大水流速度1 m/s的条件下实现了±25 mm的垫层整平精度。在韩国釜山—巨济沉管隧道施工中,考虑深水抛石整平高程测量及整平垫层质量检测所采用的仪器设备精度和结构机械误差产生的累计误差,采用日本三清建设株式会社与韩国殷圣建设株式会社联合研制的“KUS-ISLAND”号自升平台式深水整平船,在最大水深48 m、最大水流速度1 m/s的条件下,垫层整平测量精度达到±40 mm。港珠澳大桥沉管隧道自主制造的抬升式碎石整平平台[7]见图4,最大水深在50 m以上,在最大水流速度小于1.5 m/s条件下的垫层整平精度为±35 mm。

2.4 沉管隧道消防技术

初步设计阶段确定了该沉管隧道应确保接头防水材料在50 MW火灾条件下的安全性能; 隧道通风采用纵向通风加重点排烟通道的通风方案。在与接头止水带厂家沟通后,确定了OMEGA橡胶止水带的耐温标准,即温度≤70 ℃时不超过3 h、温度≤100 ℃时不超过2 h、温度≤150 ℃时不超过1 h。通过分析研究,相关的设备系统已有相应的技术和产品,隧道消防设计的关键是接头的防火、排烟道的排烟口设置以及逃生门间距确定等。

图4 港珠澳大桥沉管隧道抬升式碎石整平平台

Fig. 4 Elevating gravel bedding equipment used in Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge immersed tunnel

为了解决特长沉管隧道的消防技术,先后开展6个专题进行深入研究。其中,“离岸特长沉管隧道防灾减灾关键技术”课题通过足尺沉管试验隧道防火灾综合试验和按RABT温升曲线开展了高温耐火试验,对隧道防灾7大系统(结构防火、通风和排烟、消防救援、火灾报警、安全疏散、应急标识、中央监控系统设备)进行了全面、系统的综合性试验。研究内容主要为: 1)火灾规模标定; 2)确定火灾规模与火灾场景之间的关系; 3)测试沉管隧道预定规模火灾下的临界风速; 4)测试不同断面处沉管管节顶板、边墙、底板的高温烟流流动特性、升温速度、持温时间与温度场分布。

试验隧道(见图5)按照港珠澳大桥海底沉管隧道断面尺寸1∶1等比例建造,由隧道主体与辅助风道组成,隧道主体长约150 m,内净空14.55 m×7.1 m,为钢筋混凝土结构,隧道侧壁上部设置排烟风道。烟道侧面开设6组排烟口和3处逃生门。本试验隧道为目前世界上断面最大的沉管试验隧道,配置有隧道通风系统、排烟系统、照明系统、消防系统、监控系统等机电设施,可开展隧道通风排烟、消防、火灾场景、人员疏散等研究性和工程应用性试验[12-13]。

图5 足尺沉管试验隧道

在大量试验研究的基础上,结合国内外类似工程经验,通过数值计算确定排烟道的每组排烟口间距为67.5 m。沉管隧道可较密布置逃生门,但考虑到隧道的使用功能和效果,设置逃生门的纵向间距为135 m。隧道行车孔结构防火采用外敷防火板(板厚为25 mm)形式,防火板直接安装在混凝土结构表面,采用膨胀螺栓固定; 接头位置的防火设计见图6,采用允许纵向变形的防火板构造形式,内侧再设置陶瓷纤维毯组成防火隔断。

B为接头处于正常状态时的宽度;b为受温度变化等因素影响在接头位置产生的变形量。

图6 隧道接头防火设计(单位: mm)

Fig. 6 Fireproofing design of immersed tunnel joints (mm)

3 沉管隧道工程技术的发展趋势

沉管隧道具有埋深小、线路总长明显短于矿山法和盾构法隧道、横断面形状选择灵活(可圆可方)、管节预制质量易于控制、防水效果好等优点[14],使得沉管隧道技术得到广泛的应用和发展,其发展趋势主要有以下几方面。

3.1 建设规模不断增大

采用沉管法在美国底特律河修建的世界上第一座沉管隧道的沉管段只有782 m长; 1970年在美国旧金山建成的海湾地区快速交通运输系统(BART)沉管隧道长5 825 m,由58个管节组成; 1980年通车的比利时亚伯尔沉管隧道横断面尺寸为53 m×9.35 m,标准管节长138 m,沉管段只有336 m长,是世界上最宽的沉管隧道; 2000年竣工的厄勒海峡沉管隧道沉管段长3 560 m,横断面尺寸为38.8 m×8.6 m,是由20个管节组成的公铁两用隧道,也是第一例采用工厂法预制管节的沉管隧道; 拟建丹麦—德国的费马恩(Fehmarnbelt)海湾沉管隧道沉管段长17.6 km,最大水深40 m,公铁两用,公路为双向4车道,设计速度120 km/h,铁路设计速度为160 km/h。该隧道横断面尺寸为42.2 m×8.9 m,业主招标推荐沉管隧道设计为89个管节,其中79个标准管节和10个特殊管节,每个管节长217 m,将成为世界上规模最大的沉管隧道。

美国的FortMcHenry隧道、荷兰的Drecht隧道和我国上海外环隧道均为双向8车道,是最多车道的道路沉管隧道。目前处于初步设计阶段的广东省深圳—中山跨江通道,沉管隧道全长6 845 m,其中沉管段长5 035 m,高速公路标准,双向8车道,设计速度为100 km/h。

3.2 环境适应性越来越强

沉管隧道从江河下游或出海口建造发展到江河中游,能够在江河较大水流速度条件下进行管节的浮运沉放安装,如广东省佛山市的汾江路南延线的东平河沉管隧道工程和江西省南昌市的红谷隧道工程,目前均完成了管节的沉放安装。

从浅水区向深水区发展,土耳其2008年建成的博士普鲁斯海峡隧道为目前最深的铁路沉管隧道,最大水深达61 m。

荷兰阿姆斯特丹中央火车站的沉管隧道又是另一项典型案例。为了在拥有100多年历史的阿姆斯特丹中央火车站下建造地铁车站(该火车站依河道建成,且房屋的基础形式均为木桩,要求修建地铁车站期间必须保持火车站的正常运营),荷兰的工程师构想出采用沉管隧道的工法在火车站下修建地铁车站。管节浮运进入中央火车站的过程见图7,该工程面临建设周期长、施工条件复杂、不可预见性因素多等挑战,经过10多年的建设,完成保护历史建筑物的地铁车站建造。

图7 管节浮运进入中央火车站的鸟瞰详图

Fig. 7 Airscape of segment floating into Amsterdam Central Railway Station

随着海港(海湾)周边地区经济的迅速发展,对大容量交通通道的需求日益增长,采用沉管法建造水底交通隧道更具优势,而跨海通道采用多种工法组合,如桥岛隧组合方案,已经在丹麦—瑞典厄勒海峡通道、韩国釜山—巨济通道、港珠澳大桥等工程中得到应用和发展。拟建的深圳—中山通道、大连湾通道、卡塔尔通道也将采用桥岛隧组合方案。

3.3 施工装备水平不断提升

沉管隧道是一种对综合技术水平要求很高的工程,自从20世纪发明GINA橡胶止水带,管节的对接可以采用水力压接技术,实现管节柔性接头,使隧道的纵向设计技术获得较大突破。其次是后填法基础垫层技术的发明,解决了沉管隧道基础垫层平整度的问题。但随着沉管法技术应用范围的推广、建设规模的增大,为适应分部分项工程技术的组合应用,各国均进行了专用施工设备的研发,韩国釜山—巨济沉管隧道的基础处理采用水下深层水泥搅拌桩,研发了在基础垫层上调整管节平面精确位置的体外定位微调装置(EPS); 厄勒海峡沉管隧道在满足环保要求的条件下,为开挖约200万m3哥本哈根石灰岩,将“双子星”绞吸船的铰刀功率提高到3 680 kW,并增设横移绞车; 水下高精度声呐测量技术的应用,大大提高了管节沉放姿态的控制精确度。

随着我国沉管隧道工程的增多,施工装备技术也不断创新。在广州仑头—生物岛沉管隧道工程中,双向4车道的矩形钢筋混凝土管节采用半潜驳进行预制和运输。在港珠澳大桥沉管隧道工程中,研发了隧道基础处理的挤密砂桩船、基础垫层施工专用碎石整平船和管节沉放安装专用沉放驳等大型专用施工装备。

3.4 最终接头技术不断进步

早期沉管隧道均采用圆形钢壳结构,隧道的最终接头是通过浇筑水下混凝土实现临时止水,然后连接隧道的结构,将最终接头做成一个刚度大于或等于隧道结构的结构段。在矩形结构的沉管隧道中,通常采用封板式的方法,即: 在管节安放后约2 m纵向长度的最终接头空间设置若干钢支撑,来防止管节水压消失后GINA橡胶止水带回弹,在结构外侧设置钢封板形成施工期间的水密封系统,抽排钢封板内空腔的水体,连接隧道的结构,形成与隧道等刚度的结构段。

在沉管隧道施工环境的影响下,如隧道的埋深、结构形式、航道的通航要求以及环保的需求,沉管隧道水下最终接头的形式得到不断的发展。伸缩式的最终接头已获成功应用,在隧道暗埋段内设置一个可纵向移动的短管节,当最后一个管节完成水下安装后,将该短管节推出,与已沉放的管节对接,完成接头水密封后进行结构处理。日本在20世纪90年代研发了预制安装式的最终接头方案,大阪南港隧道采用V型楔块最终接头,可发挥钢结构精确制造技术和管节的准确安装,当V型楔块最终接头安放到水下的设计位置,利用其自身的质量压紧止水带,达到止水的效果,然后进行管节内的构造处理,可大幅减少潜水作业,在隧道埋深较大的情况下提高了安全性。港珠澳大桥沉管隧道工程目前在研发新型的V型最终接头,并期待该新技术成功应用。

4 结语

随着一系列沉管隧道关键技术的不断完善,以及在世界范围的工程实践与交流,沉管隧道正得到越来越多的重视和应用,已在设计理论、施工工艺和配套工程等方面取得了较大发展,并逐渐成为修建水下大型隧道的主要工程方案。沉管隧道在我国已显示出蓬勃的生命力,但需要结合工程的建设条件,通过技术和经济比较确定合理的方案,更需要根据工程特点开发新技术、新工艺和新设备,通过技术进步提高沉管法隧道的适用性。准备开工建设的丹麦—德国费马恩海湾沉管隧道、深圳—中山通道沉管隧道以及大连湾通道沉管隧道工程具有更大的挑战性,可以预见,新技术、新工艺、新设备将不断涌现,也将推进沉管法隧道技术再上新台阶。

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Application and Developing Trends of Immersed Tunnel

CHEN Yue

(HongKong-Zhuhai-MacaoBridgeAuthority,Zhuhai519015,Guangdong,China)

With the rapid development of urbanization, there are more and more big cities around river shores and mouth of rivers. The immersed tunnel technology has been widely applied and rapidly developed due to its advantages of shallow buried depth, large traffic capacity, short traffic line, flexible choice of cross-section types, easy control of segment quality and good waterproof effect. In this paper: 1) Major technologies of immersed tunnel, i.e. site selection principle and construction condition investigation, geometric design, structure and waterproof design, joints design, foundation treatment and segment floating and sinking, are summarized. 2) The key construction technologies of Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge immersed tunnel, the largest scale immersed tunnel in the world at present, are introduced in terms of fine geological survey, foundation and foundation layer treatment and tunnel firefighting technology; the project indicates that the China’s immersed tunnel technology has reached the international advanced level. 3) The development tends of immersed tunnel technology, larger scale, better adaptability to environment and improvement of construction equipments and final joint construction technology, are summarized by studying the construction situation of immersed tunnels in China and abroad. 4) Thanks to the progress of theoretical design, construction technologies and their auxiliary projects and key technologies and new engineering construction, the immersed tunnel technology will reach a higher level.

immersed tunnel; Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge; segment floating and sinking; segment joint; geological survey; foundation treatment; tunnel firefighting technology

2016-11-12;

2017-02-23

陈越(1965—),男,广东广州人,2003年毕业于华南理工大学,管理科学与工程专业,硕士,教授级高级工程师,现主要从事地下工程、沉管隧道的技术管理工作。E-mail: cy@hzmbo.com。

10.3973/j.issn.1672-741X.2017.04.001

U 455.46

A

1672-741X(2017)04-0387-07

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