港珠澳海底隧道建設技術

1、港珠澳大橋港珠澳大橋海底隧道建設技術海底隧道建設技術長安大學公路學院長安大學公路學院 謝永利謝永利 2011年年12月月 報告提綱報告提綱1. 基本情況基本情況2. 技術標準技術標準 3. 海底隧道技術方案海底隧道技術方案 4. 海底隧道施工組織設計海底隧道施工組織設計 5. 海底隧道全壽命工程費用估算海底隧道全壽命工程費用估算6. 工程地質對隧道工程的影響分析工程地質對隧道工程的影響分析7. 海底隧道工程風險分析海底隧道工程風險分析8. 工法綜合比選及推薦意見工法綜合比選及推薦意見9. 目前的建設情況目前的建設情況 港珠澳大橋跨越珠江口水域，東連香港，西接澳門、珠海，是一座“溝通三地、承東啟

2、西”的特大型跨海工程。工程規(guī)模宏大、涉及面廣、技術難點多，尤其是受香港國際機場航空限高和規(guī)劃航道制約。基于對擬建的港珠澳大橋橋位的現場勘察、調研及多次論證，依據相關專題提供的研究成果，圍繞橋位的總體路線布局要求開展了一系列詳實研究，在確保滿足預定交通功能的前提下，提出了大橋跨越珠江口伶仃西航道、銅鼓西航道等主航道時以海底隧道的方式通過。1. 基本情況基本情況 （1）隧址區(qū)海底地層分布）隧址區(qū)海底地層分布 水深水深：隧道沿線：隧道沿線7-16m7-16m左右，西深東淺，海中部微左右，西深東淺，海中部微隆，為淺灘。隆，為淺灘。 淤泥淤泥：全新世海洋沉積物，厚：全新世海洋沉積物，厚10-20m10-

3、20m，流塑狀。，流塑狀。 粘土粘土：更新世海洋沖積物，厚：更新世海洋沖積物，厚5-15m5-15m，可塑軟塑，可塑軟塑為主為主 。 砂礫層砂礫層：更新世海洋沖積物，厚：更新世海洋沖積物，厚10-30m10-30m，粉，粉 細細 中中 粗砂、礫砂、圓礫土粗砂、礫砂、圓礫土 ，飽和，中密密實。，飽和，中密密實。 基巖基巖：K10+400K10+400以東至東人工島為燕山期花崗巖分以東至東人工島為燕山期花崗巖分布；布；K10+400K10+400以西至西人工島為震旦系片麻混合花以西至西人工島為震旦系片麻混合花崗巖分布。崗巖分布。巖面約巖面約-60-80m-60-80m，起伏大。，起伏大。區(qū)域地質構

4、造區(qū)域地質構造 非全新世活非全新世活動斷裂動斷裂F2，對，對隧道影響小。隧道影響小。隧道補充地質勘察隧道補充地質勘察1隧道補充地質勘察隧道補充地質勘察2（2）水文條件）水文條件1 潮汐：潮汐：不規(guī)則的半日潮混合潮型不規(guī)則的半日潮混合潮型 、弱潮海灣、弱潮海灣;從外海向內漲從外海向內漲潮歷時遞減、落潮歷時遞增潮歷時遞減、落潮歷時遞增 ;高潮位由外海向珠江口內逐漸高潮位由外海向珠江口內逐漸增大，低潮位由外海向珠江口逐漸降低增大，低潮位由外海向珠江口逐漸降低;臺風暴潮引起海面臺風暴潮引起海面升降。升降。 潮流：潮流：落潮流速大于漲潮流速，中部海域潮流流速比兩邊大落潮流速大于漲潮流速，中部海域潮流流速

5、比兩邊大;流速較小，流向為流速較小，流向為SN向向 。流速分布受水下地形影響較大。流速分布受水下地形影響較大 。 波浪：波浪：實測最大有效波高實測最大有效波高(Hs)2.86米，周期米，周期(T)為為10.1秒，波秒，波向為向為SE向向 。 泥沙：泥沙：工程水域的含沙量分布特點是西側高于東側，落潮大工程水域的含沙量分布特點是西側高于東側，落潮大于漲潮。隧址區(qū)含沙量低。于漲潮。隧址區(qū)含沙量低。（2）水文條件）水文條件2重度：重度：海水重度為海水重度為10.010.3kN/m3,并隨著分層從上向下增大并隨著分層從上向下增大, 與漲落潮存在一定關聯性。與漲落潮存在一定關聯性。鹽度：鹽度：海水鹽度變化

6、范圍為海水鹽度變化范圍為11.25633.908，均值為，均值為26.972。 海水底層平均鹽度高于表層。鹽度隨潮位的漲高而增海水底層平均鹽度高于表層。鹽度隨潮位的漲高而增 大，又隨潮位的退落而減小，其變化的趨勢和周期與大，又隨潮位的退落而減小，其變化的趨勢和周期與 潮位基本一致潮位基本一致 。溫度：溫度：水溫度變化范圍為水溫度變化范圍為18.721.7，均值為，均值為20.3。表、。表、 底層水溫接近，水溫分層不明顯。底層水溫接近，水溫分層不明顯。 （2）水文條件）水文條件3海水海水pH: 變化范圍為變化范圍為7.118.33，均值為，均值為8.11。渾濁度：渾濁度：海水渾濁度變化范圍為海水

7、渾濁度變化范圍為3.7283，平均值為，平均值為 38.9。海水渾濁度變化范圍較大，小潮期以退潮。海水渾濁度變化范圍較大，小潮期以退潮 時渾濁度較高，大潮期以漲潮時渾濁度較高，底層時渾濁度較高，大潮期以漲潮時渾濁度較高，底層 平均渾濁度高于表層。平均渾濁度高于表層。 （3）地震條件）地震條件 據據中國地震動參數區(qū)劃圖中國地震動參數區(qū)劃圖（GB183062001），珠海、），珠海、澳門地區(qū)地震動峰值加速度為澳門地區(qū)地震動峰值加速度為0.10g，香港地區(qū)地震動峰，香港地區(qū)地震動峰值加速度為值加速度為0.15g，與之對應橋址區(qū)地震基本烈度為，與之對應橋址區(qū)地震基本烈度為度。度。 據國家地震局地殼應力

8、研究所完成的近場區(qū)地震危險性分據國家地震局地殼應力研究所完成的近場區(qū)地震危險性分析專題，本工程場地的地震基本烈度復核結果析專題，本工程場地的地震基本烈度復核結果度。度。（4）氣象條件）氣象條件風向風速風向風速:東南偏東和東風為主東南偏東和東風為主 ,HK側年平均風速達側年平均風速達6.3米米/秒。秒。氣溫氣溫:年平均氣溫年平均氣溫22.323 降水降水:多年平均降水量介于多年平均降水量介于18002300毫米之間。毫米之間。 霧、雷暴：霧、雷暴：霧日年平均達霧日年平均達19.3天天 ，年平均雷暴日年平均，年平均雷暴日年平均為為61.6天。天。 主要災害性天氣：主要災害性天氣：熱帶氣旋、暴雨、龍

9、卷風、雷擊、短熱帶氣旋、暴雨、龍卷風、雷擊、短時雷雨大風時雷雨大風（5 ）通航條件）通航條件 根據交通運輸部根據交通運輸部關于港珠澳大橋通航凈空尺度和技術要關于港珠澳大橋通航凈空尺度和技術要求的批復求的批復（交水發(fā)（交水發(fā)200897號），同意隧道區(qū)伶仃西航號），同意隧道區(qū)伶仃西航道和銅鼓航道采用道和銅鼓航道采用30萬噸級油輪、萬噸級油輪、25萬噸級散貨船和萬噸級散貨船和15萬萬噸級集裝箱船控制隧道最小通航寬度和埋深。噸級集裝箱船控制隧道最小通航寬度和埋深。 同意隧道區(qū)船舶通航最小埋深為設計最低通航水位以下同意隧道區(qū)船舶通航最小埋深為設計最低通航水位以下29米?？紤]各航道代表船型通航寬度、航道

10、間的安全距離及米?？紤]各航道代表船型通航寬度、航道間的安全距離及人工島頭部紊流區(qū)影響等因素，兩人工島之間最小通航寬人工島頭部紊流區(qū)影響等因素，兩人工島之間最小通航寬度為度為4100米，其中滿足米，其中滿足30萬噸級油輪安全通航深度萬噸級油輪安全通航深度-29米米的寬度應不小于的寬度應不小于2810米。米。船舶通航安全深度船舶通航安全深度1 130萬噸油輪航道設計水深為萬噸油輪航道設計水深為D=T+Z0+Z1+Z2+Z3+Z4，其中：，其中： T 30萬噸級油輪滿載吃水最大水深萬噸級油輪滿載吃水最大水深T為為22.2m ； Z0船舶航行時船體下沉值，取船舶航行時船體下沉值，取0.9m； Z1船舶

11、龍骨下最小富裕水深，取船舶龍骨下最小富裕水深，取0.4m； Z2波浪富裕深度，取波浪富裕深度，取0.7m； Z3船舶裝載縱傾富裕深度，取船舶裝載縱傾富裕深度，取0.15m； Z4備淤富裕深度，取備淤富裕深度，取0.5m。 經分析計算，航道設計水深經分析計算，航道設計水深D取取24.9m。船舶通航安全深度船舶通航安全深度2 24、航道施工超深、航道施工超深 根據本地區(qū)航道施工情況，施工超深取根據本地區(qū)航道施工情況，施工超深取0.70m。5、安全富裕深度、安全富裕深度 安全富裕深度主要考慮意外事故迫使船舶在隧道區(qū)拋安全富裕深度主要考慮意外事故迫使船舶在隧道區(qū)拋錨、擱淺等危險情況下應留出的土層厚度。

12、根據錨、擱淺等危險情況下應留出的土層厚度。根據霍爾錨霍爾錨規(guī)范，錨爪長度為規(guī)范，錨爪長度為2.99m，故取錨的入土深度，故取錨的入土深度3.0m較為適較為適宜。宜。 在保證通航安全的條件下，隧道區(qū)船舶通航安全深度在保證通航安全的條件下，隧道區(qū)船舶通航安全深度應不小于：應不小于：24.9+0.7+3.0=-28.6 m(24.9+0.7+3.0=-28.6 m(理論最低潮面以下理論最低潮面以下) )，建議采用建議采用-29m-29m為宜。為宜。 通航寬度的組成通航寬度的組成1 根據根據海港總平面設計規(guī)范海港總平面設計規(guī)范計算：計算： 伶仃洋西航道和銅鼓航道伶仃洋西航道和銅鼓航道 30萬噸級雙向航

13、道底寬為萬噸級雙向航道底寬為573m； 榕樹頭航道榕樹頭航道 5萬噸級雙向航道底寬為萬噸級雙向航道底寬為335m； 主航道兩側預留小型船舶的單向航道：萬噸級及以下船舶主航道兩側預留小型船舶的單向航道：萬噸級及以下船舶單向航道寬度為單向航道寬度為153m。通航寬度的組成通航寬度的組成2 為避免船吸作用，安全船距取為為避免船吸作用，安全船距取為4.5倍船寬。倍船寬。 人工島頭部的紊流范圍在人工島頭部的紊流范圍在200300m。兩人工島間最小通航寬度應為：兩人工島間最小通航寬度應為： 300+153+270+573+1461+573+270+153+300 =4053m，取，取4100m。隧道區(qū)滿足

14、安全通航深度隧道區(qū)滿足安全通航深度-29.0m的寬度的寬度 考慮航道施工期間可能的影響，伶仃西航道底寬西側和銅鼓考慮航道施工期間可能的影響，伶仃西航道底寬西側和銅鼓航道底寬的東側需加一富裕寬度，經分析取航道底寬的東側需加一富裕寬度，經分析取100m。鑒于伶仃。鑒于伶仃西航道和預留銅鼓航道呈西航道和預留銅鼓航道呈“Y”分叉，兩航道間有分叉，兩航道間有1461m的間的間距，距， 隧道區(qū)滿足安全通航深度隧道區(qū)滿足安全通航深度-29.0m的寬度的寬度100+573+1461+573+100=2807m，取，取2810m。（6） 其它條件其它條件環(huán)境保護環(huán)境保護 對白海豚、底棲生物的影響：對白海豚、底棲

15、生物的影響： 挖泥船機械操作而產生噪音（挖泥船機械操作而產生噪音（ 300Hz） 施工期水域污染：底土擾動和懸浮物釋放有毒有害物質施工期水域污染：底土擾動和懸浮物釋放有毒有害物質 。 施工期需嚴格控制廢水、垃圾處理及運輸施工期需嚴格控制廢水、垃圾處理及運輸 干塢選址干塢選址建筑材料、施工用水電建筑材料、施工用水電 鋼筋、水泥、混凝土骨料鋼筋、水泥、混凝土骨料 各種模板均要從內陸運到海島和人工島工地。各種模板均要從內陸運到海島和人工島工地。 施工、生活用水施工、生活用水 隧址區(qū)附近桂山島隧址區(qū)附近桂山島-牛頭島有少量淡水。工程用水需要船牛頭島有少量淡水。工程用水需要船運。運。 施工用電施工用電

16、從珠海側鋪設海底電纜或自備發(fā)電機組以滿足施工用電從珠海側鋪設海底電纜或自備發(fā)電機組以滿足施工用電需要。需要。拋泥區(qū)拋泥區(qū) 必須拋到海事部門指定的海洋傾倒區(qū)水下拋卸。距離工程必須拋到海事部門指定的海洋傾倒區(qū)水下拋卸。距離工程區(qū)約區(qū)約35km。2技術標準論證技術標準論證1（1） 平、縱、橫標準平、縱、橫標準 基于同一設計標準、同一建筑限界和通風要求，擬定比基于同一設計標準、同一建筑限界和通風要求，擬定比 選的隧道斷面尺寸。選的隧道斷面尺寸。 隧道軸線盡可能位于直線上；隧道軸線盡可能位于直線上； 最大縱坡：最大縱坡： 3% 現行現行JTG B01要求；要求； 經濟發(fā)達地區(qū)適應遠期交通量、安全性和行車

17、舒適性很經濟發(fā)達地區(qū)適應遠期交通量、安全性和行車舒適性很重要；重要； 縱坡加大會影響隧道乃至整個大橋的通行能力，為此要縱坡加大會影響隧道乃至整個大橋的通行能力，為此要設置爬坡車道（盾構段加寬幾乎不可能）、增設安全保障設置爬坡車道（盾構段加寬幾乎不可能）、增設安全保障措施；措施； 2技術標準論證技術標準論證2（2）設計頻率）設計頻率 設計使用壽命（設計使用壽命（120年）、設計潮位頻率年）、設計潮位頻率（3） 通航標準通航標準 通航凈寬尺度、典型船舶類型、口門寬度、通航水位等通航凈寬尺度、典型船舶類型、口門寬度、通航水位等2技術標準論證技術標準論證3（4） 抗震設計標準抗震設計標準 工程場地工程

18、場地120年超越概率年超越概率63%、10%、2%的基巖加速的基巖加速度峰值分別為度峰值分別為41 cm/s2、134 cm/s2、233 cm/s2。（5） 汽車荷載標準汽車荷載標準 公路公路-I級。同時滿足香港規(guī)范對活載的要求。級。同時滿足香港規(guī)范對活載的要求。2技術標準論證技術標準論證4（6） 結構安全標準結構安全標準 工程安全等級：一級工程安全等級：一級 人防抗力等級：六級人防抗力等級：六級 隧道結構耐高溫標準：最高溫度隧道結構耐高溫標準：最高溫度1200，持續(xù)時間，持續(xù)時間2小時。小時。 2技術標準論證技術標準論證5（7） 通風技術標準通風技術標準 通風通風CO/VINO的控制標準的

19、控制標準 CO設計濃度設計濃度Cadm： 正常工況正常工況 100ppm，阻塞工況，阻塞工況 150 ppm VI設計濃度設計濃度Kadm： 正常工況正常工況 0.005 m-1，阻塞工況，阻塞工況 0.009 m-1 NO2設計濃度設計濃度Cadm： 正常工況正常工況 1ppm，阻塞工況，阻塞工況 1 ppm 稀釋異味標準稀釋異味標準 空氣排放標準空氣排放標準 CO一般環(huán)境濃度：一般環(huán)境濃度： 5ppm CO環(huán)境容許濃度：環(huán)境容許濃度： 9ppm NO2一般環(huán)境濃度：一般環(huán)境濃度： 0.08ppm NO2環(huán)境容許濃度：環(huán)境容許濃度： 0.13ppm2技術標準論證技術標準論證5通風技術標準通風

20、技術標準 風速標準：風速標準：隧道內設計風速：隧道內設計風速：10 m/s 風道內設計風速：風道內設計風速：18 m/s 車輛尾氣排放標準：車輛尾氣排放標準：以最新以最新PIARC2004中污染物基準排放量中污染物基準排放量為基礎，根據香港、澳門與大陸地區(qū)制定的汽車排放標準時間表，為基礎，根據香港、澳門與大陸地區(qū)制定的汽車排放標準時間表，并考慮各設計年限車輛更新換代并考慮各設計年限車輛更新換代EURO-2、EURO-3、EURO-4各各占比例及車輛使用年限影響系數，使各污染物排放量計算值盡可占比例及車輛使用年限影響系數，使各污染物排放量計算值盡可能接近真實值。能接近真實值。 香港要求香港要求:

21、隧道需設有單獨排煙風道，建議采用橫向或半橫向通隧道需設有單獨排煙風道，建議采用橫向或半橫向通風方式。風方式。2技術標準論證技術標準論證6（8） 消防技術標準消防技術標準 交通工程等級、火災規(guī)模交通工程等級、火災規(guī)模（50MW）、火災次數標準、消、火災次數標準、消防用水標準防用水標準（JTG/T D712004 ） 沉管隧道橫通道：沉管隧道橫通道：間距間距90m（對應（對應180m管段）管段） 盾構隧道橫通道設置：盾構隧道橫通道設置：間距間距500m，每，每100m設置一處安全設置一處安全口，通往車道板下疏散通道?？冢ㄍ嚨腊逑率枭⑼ǖ?。HK最低限度之消防裝置及設備守則最低限度之消防裝置及設備

22、守則（二零零五年七月）（二零零五年七月） 橫向連接兩條隧道的行人信道橫向連接兩條隧道的行人信道 每個信道相隔的每個信道相隔的距離應為距離應為100公尺，通道的高度及闊道不應少于公尺，通道的高度及闊道不應少于2.1公尺及公尺及1.5公尺，而通道大門的耐火時效不應少公尺，而通道大門的耐火時效不應少于兩小時，大門需以雙向方式開啟并應在門的上于兩小時，大門需以雙向方式開啟并應在門的上部設有一塊透明觀察板，通道門開啟時應同時啟部設有一塊透明觀察板，通道門開啟時應同時啟動警鐘。動警鐘。香港消防處對香港消防處對港珠澳大橋設計技術規(guī)范使用指南港珠澳大橋設計技術規(guī)范使用指南的初步意見的初步意見 建議隧道管道的設

23、計需要考慮消防排煙系統的管道及風扇建議隧道管道的設計需要考慮消防排煙系統的管道及風扇安裝要求。本處（安裝要求。本處（HK消防處）在考慮了隧道的長度及車消防處）在考慮了隧道的長度及車輛流量等因素后，認為以輛流量等因素后，認為以 semi-transverse（半橫向通風）（半橫向通風）系統較為可取。而該系統的功率須最少能抽走火警現場煙系統較為可取。而該系統的功率須最少能抽走火警現場煙量的量的3/4，并配有應急后備電源。若果在隧道管道內發(fā)生，并配有應急后備電源。若果在隧道管道內發(fā)生火警，在火警現場三百米范圍內（每端最遠一百七十米的火警，在火警現場三百米范圍內（每端最遠一百七十米的距離距離)的煙均須

24、被排煙系統抽走，系統亦同時抽入鮮風以的煙均須被排煙系統抽走，系統亦同時抽入鮮風以作補充。煙層下的空氣流動速度須保持在作補充。煙層下的空氣流動速度須保持在2m/s以下。排煙以下。排煙系統的設計亦須顧及滯留在隧道內的汽車及隧道坡度對空系統的設計亦須顧及滯留在隧道內的汽車及隧道坡度對空氣及煙霧流動的影響。氣及煙霧流動的影響。 2008-12-222008-12-22廣東的反饋意見廣東的反饋意見2技術標準論證技術標準論證7（9） 沉管隧道其它技術標準沉管隧道其它技術標準 浮運期管段安全系數：浮運期管段安全系數： 1.04 運營期抗浮系數：運營期抗浮系數： 1.2 混凝土強度及抗?jié)B等級：混凝土強度及抗?jié)B

25、等級：C45、 S12（管節(jié)）（管節(jié)） 混凝土保護層厚度：混凝土保護層厚度：50mm 不同工況下的荷載組合等不同工況下的荷載組合等2技術標準論證技術標準論證8（10） 盾構隧道其它技術標準盾構隧道其它技術標準 襯砌結構變形：直徑變形襯砌結構變形：直徑變形 1D（隧道外徑）；環(huán)縫張開（隧道外徑）；環(huán)縫張開2mm，縱縫張開，縱縫張開3mm 抗浮安全系數：抗浮安全系數： 1.2 管片混凝土強度等級：管片混凝土強度等級：C60 抗?jié)B等級：抗?jié)B等級：S12 混凝土保護層厚度：混凝土保護層厚度：50mm 考慮不同工況下的荷載組合等考慮不同工況下的荷載組合等3 海底隧道技術方案海底隧道技術方案1（1） 隧道

26、建筑限界隧道建筑限界 通過對兩孔單管廊（包括中間管廊設風道與兩側行車孔頂部設通過對兩孔單管廊（包括中間管廊設風道與兩側行車孔頂部設風道二種情形）、兩孔雙管廊、兩孔三管廊的斷面形式進行對風道二種情形）、兩孔雙管廊、兩孔三管廊的斷面形式進行對比分析、計算，暫推薦兩孔三管廊斷面。比分析、計算，暫推薦兩孔三管廊斷面。（2）沉管管段橫斷面形式）沉管管段橫斷面形式沉管隧道平面布置沉管隧道平面布置沉管隧道縱面布置沉管隧道縱面布置縱坡：縱坡：W形形 管段防水及接頭管段防水及接頭 分節(jié)式分節(jié)式/整體式、自防水整體式、自防水+外包防水、柔性接頭外包防水、柔性接頭+限位裝置限位裝置 最終接頭：靠近西人工島側水深較淺

27、處，底板標高控制在最終接頭：靠近西人工島側水深較淺處，底板標高控制在-25米范圍內。采用止水板方式施作。米范圍內。采用止水板方式施作。 基槽、地基處理與基礎型式基槽、地基處理與基礎型式 基槽坡率：基槽坡率：1：3 、 1：5 、1：7 粉質粘土、粉質粘土夾砂及砂層：砂流法粉質粘土、粉質粘土夾砂及砂層：砂流法 淤泥或淤泥質粘土：打入預制樁砂漿囊袋淤泥或淤泥質粘土：打入預制樁砂漿囊袋 管段回填管段回填 鎖定回填鎖定回填 一般回填一般回填 頂部防錨層頂部防錨層島隧結合部島隧結合部 1.格形鋼板樁格形鋼板樁+ 預沉管段方案（推薦方案）預沉管段方案（推薦方案）2.格形鋼板樁格形鋼板樁+ 島上段明挖方案島

28、上段明挖方案東、西島隧結合部東、西島隧結合部 前期前期2016年隧道以消除異味為主，年隧道以消除異味為主，2020年以后到年以后到2035年，年，隧道通風以稀釋隧道通風以稀釋NO2為主。為主。 受洞內縱向風速、風機安裝等限制，全縱向通風加獨立受洞內縱向風速、風機安裝等限制，全縱向通風加獨立排煙風道方案不宜采用；受通航限制，分段縱向通風加獨立排煙風道方案不宜采用；受通航限制，分段縱向通風加獨立排煙風道方案不具可行性，全橫向通風方案需排煙風道方案不具可行性，全橫向通風方案需 加大隧道斷面加大隧道斷面 。 綜合考慮各項因素尤其是香港提出的消防排煙要求，沉綜合考慮各項因素尤其是香港提出的消防排煙要求，

29、沉管隧道宜用半橫向加縱向組合通風方案。管隧道宜用半橫向加縱向組合通風方案。 通風方案通風方案 建議通風系統示意圖建議通風系統示意圖消防救援方案消防救援方案 橫通道與縱向疏散相結合橫通道與縱向疏散相結合3 海底隧道技術方案海底隧道技術方案2（3 3）盾構隧道）盾構隧道橫斷面布置橫斷面布置 盾構隧道縱斷面布置盾構隧道縱斷面布置 縱坡：縱坡：W形形 盾構隧道最小埋深盾構隧道最小埋深 考慮隧道抗浮安全系數和注漿層穩(wěn)定性，經計算取考慮隧道抗浮安全系數和注漿層穩(wěn)定性，經計算取為為0.6D。 管片環(huán)結構管片環(huán)結構 7+2+1=10片，錯縫拼接片，錯縫拼接 管片接頭與防水管片接頭與防水 擬選用全面對接式，設置

30、密封墊槽和嵌縫槽，接頭采擬選用全面對接式，設置密封墊槽和嵌縫槽，接頭采用斜螺栓連接。管片采用用斜螺栓連接。管片采用 C60 混凝土，抗?jié)B等級混凝土，抗?jié)B等級 S12。 隧道橫通道設置隧道橫通道設置 人行橫通道暫按間距人行橫通道暫按間距500m布置布置,右側每隔右側每隔90m設置一處設置一處安全口安全口(設滑梯通往縱向疏散通道設滑梯通往縱向疏散通道) 。 香港（香港（12月月3日）、廣東（日）、廣東（12月月22日）已回復意見。日）已回復意見。島隧結合部島隧結合部 1.筑島筑島+預沉鋼沉箱方案（推薦方案）預沉鋼沉箱方案（推薦方案）2.筑島筑島+始發(fā)始發(fā)/接收井接收井半橫向半橫向+縱向通風縱向通風

31、 方式方式 通風方案通風方案消防救援方案消防救援方案 橫通道橫通道+縱向疏散通道縱向疏散通道4. 海底隧道施工組織設計海底隧道施工組織設計1（1） 沉管隧道施工組織方案沉管隧道施工組織方案 干塢方案干塢方案 傳統干塢式、工廠化生產；傳統干塢式、工廠化生產； 選址選址-桂山島、三角島、中山；桂山島、三角島、中山； 干塢布置干塢布置: 2塢塢4 4節(jié)節(jié)=8=8節(jié)節(jié), ,四批四批干塢平面布置干塢平面布置施工期通航方案施工期通航方案 開辟臨時航道開辟臨時航道 施工期實施通航管制施工期實施通航管制 提前發(fā)布施工公告提前發(fā)布施工公告 加強海面巡監(jiān)加強海面巡監(jiān) 其它安全保障措施其它安全保障措施工期安排工期安

32、排 （56個月）個月）序號工程項目名稱工期開始時間完成時間1港珠澳工程沉管隧道施工港珠澳工程沉管隧道施工1630 d 2010-1-12014-6-182準備工作準備工作30 d 2010-1-12010-1-303人員、機械進場30 d 2010-1-12010-1-304測量控制網布設15 d 2010-1-52010-1-195浮塢上管段預制施工（首2節(jié)管段）浮塢上管段預制施工（首2節(jié)管段）365 d 2010-1-312011-1-306第1節(jié)管預制第1節(jié)管預制185 d 2010-1-312010-8-37浮塢準備及改造27 d 2010-1-312010-2-268模板制備34 d

33、 2010-2-142010-3-199第1節(jié)管段預制55 d 2010-2-142010-4-910第一次舾裝施工（管內水箱、鋼封門、止水帶安裝、配重砼澆注等）40 d 2010-4-242010-6-211防水施工（柔性涂料、護邊塊等）25 d 2010-6-32010-6-2712干塢灌水、水密試驗5 d 2010-6-282010-7-213沉管防錨層配重砼施工7 d 2010-7-32010-7-914沉管出運20 d 2010-7-102010-7-2915下潛出塢5 d 2010-7-302010-8-316第2節(jié)管預制第2節(jié)管預制180 d 2010-8-42011-1-302

34、5西側人工島施工（配合工序）西側人工島施工（配合工序）422 d 2010-1-312011-3-2826測量控制網27 d 2010-1-312010-2-2627人工島基礎處理180 d 2010-2-272010-8-2528第1節(jié)沉管沉放及壓砂15 d 2010-8-262010-9-929管頂回填及沉箱壓載20 d 2010-9-102010-9-2930接口使用準備180 d 2010-9-302011-3-2831東側人工島施工（配合工序）東側人工島施工（配合工序）420 d 2011-3-292012-5-2132干塢工程及基地建設干塢工程及基地建設467 d 2010-1-2

35、02011-5-133駐地建設、便道施工、出運碼頭50 d 2010-1-202010-3-1034場地平整，砼站40 d 2010-2-42010-3-1535干塢開挖及防護360 d 2010-2-142011-2-836塢底施工及臺座布設、水電安裝90 d 2010-12-112011-3-1037塢柱和塢檻施工45 d 2010-3-162010-4-2938鋼塢門設計制造100 d 2010-2-42010-5-1439鋼塢門安裝25 d 2010-5-152010-6-840破塢門52 d 2011-3-112011-5-141干塢內管段預制施工（共29節(jié)管段）干塢內管段預制施工（

36、共29節(jié)管段）870 d 2011-5-22013-9-1742模板準備45 d 2011-5-22011-6-1543第1批管預制及出塢（4節(jié)）200 d 2011-6-162012-1-144第2批管預制及出塢（4節(jié)）200 d 2011-10-42012-4-2045第3批管預制及出塢（4節(jié)）181 d 2012-1-222012-7-2046第4批管預制及出塢（4節(jié)）181 d 2012-4-222012-10-1947第5批管預制及出塢（4節(jié)）181 d 2012-7-222013-1-1848第6批管預制及出塢（4節(jié)）181 d 2012-10-212013-4-1949第7批管預

37、制及出塢（3節(jié)）181 d 2013-1-202013-7-1950第8批管預制及出塢（2節(jié)）150 d 2013-4-212013-9-1751水上沉管沉放施工水上沉管沉放施工1467 d 2010-2-192014-2-2452基槽挖泥施工基槽挖泥施工740 d 2010-2-192012-2-2853主航道遷移（靠東遷移）主航道遷移（靠東遷移）10 d 2010-2-192010-2-2854西區(qū)水下土方挖泥、疏浚施工360 d 2010-3-12011-2-2355主航道恢復（靠西遷移）主航道恢復（靠西遷移）10 d 2011-2-242011-3-556東區(qū)水下土方挖泥、疏浚施工36

38、0 d 2011-3-62012-2-2857沉管浮運安裝施工沉管浮運安裝施工619 d 2010-8-42012-4-1358安裝第1節(jié)沉管（西側人工島接口）15 d 2010-8-42010-8-1859沉管基礎灌砂、基槽回填施工20 d 2010-8-192010-9-760安裝第2節(jié)沉管（東側人工島接口）15 d 2012-2-292012-3-1461沉管基礎灌砂、基槽回填施工30 d 2012-3-152012-4-1362分7批次安裝沉管（由西向東）分7批次安裝沉管（由西向東）785 d 2012-1-22014-2-2463第1批管段安裝、回填、管內作業(yè)（4節(jié)）90 d 201

39、2-1-22012-3-3164第2批管段安裝、回填、管內作業(yè)（4節(jié)）90 d 2012-4-212012-7-1965第3批管段安裝、回填、管內作業(yè)（4節(jié)）90 d 2012-7-212012-10-1866第4批管段安裝、回填、管內作業(yè)（4節(jié)）90 d 2012-10-202013-1-1767第5批管段安裝、回填、管內作業(yè)（4節(jié)）90 d 2013-1-192013-4-1868第6批管段安裝、回填、管內作業(yè)（4節(jié)）90 d 2013-4-202013-7-1869第7批管段安裝、回填、管內作業(yè)（3節(jié)）90 d 2013-7-202013-10-1770第8批管段安裝、回填、管內作業(yè)（2

40、節(jié)）60 d 2013-10-182013-12-1671水下最終接頭施工60 d 2013-12-172014-2-1472沉管內壓載砼置換施工150 d 2013-9-282014-2-2473管內路面及風水電控工程管內路面及風水電控工程540 d 2012-12-22014-5-2574竣工驗收階段竣工驗收階段60 d 2014-4-202014-6-181-11-301-51-191-312-262-143-192-144-94-246-26-36-276-287-27-37-97-107-297-308-31-312-262-278-258-269-99-109-299-303-28

41、3-295-211-203-102-43-152-142-812-113-103-164-292-45-145-156-83-115-15-26-156-161-110-44-201-227-204-2210-197-221-1810-214-191-207-194-219-172-192-283-12-232-243-53-62-288-48-188-199-72-293-143-154-131-23-314-217-197-2110-1810-201-171-194-184-207-187-2010-1710-1812-1612-172-149-282-2412-25-254-206-18

42、Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3二一年二一一年二一二年二一三年二一四年 基槽開挖期對中華白海豚和保護區(qū)生境構成影響的主要因素基槽開挖期對中華白海豚和保護區(qū)生境構成影響的主要因素有噪音干擾、底棲生物破壞和有毒有害物質的釋放。有噪音干擾、底棲生物破壞和有毒有害物質的釋放。 施工噪音干擾將導致受影響的海豚個體調整習慣活動范圍甚施工噪音干擾將導致受影響的海豚個體調整習慣活動范圍甚至遷往他處，在至遷往他處，在48月白海豚的繁殖高峰季節(jié)施工，影響會月白海豚的繁殖高峰季節(jié)施工，影響會更顯著，但施工噪音的影響是暫時的和可逆的，施工

43、結束后更顯著，但施工噪音的影響是暫時的和可逆的，施工結束后將得到緩解；將得到緩解；環(huán)保措施環(huán)保措施1 基槽開挖對底棲生物群落的破壞面積占保護區(qū)的基槽開挖對底棲生物群落的破壞面積占保護區(qū)的0.5%，將，將間接導致海豚食物來源減少，從而降低保護區(qū)的食物保障功間接導致海豚食物來源減少，從而降低保護區(qū)的食物保障功能；能； 渾濁的水體和施工產生的懸浮物將主要影響新生幼豚的成活渾濁的水體和施工產生的懸浮物將主要影響新生幼豚的成活率，其影響不是即時的，影響滯后期可能比較長；率，其影響不是即時的，影響滯后期可能比較長； 由于拋泥區(qū)遠離白海豚保護區(qū)，因此疏浚土處置對中華白海由于拋泥區(qū)遠離白海豚保護區(qū)，因此疏浚土

44、處置對中華白海豚和保護區(qū)生境沒有影響。豚和保護區(qū)生境沒有影響。環(huán)保措施環(huán)保措施24. 海底隧道施工組織設計海底隧道施工組織設計2（2） 盾構隧道施工組織方案盾構隧道施工組織方案 盾構機選型盾構機選型 基于地質的盾構機選型至關重要，要求對擬穿過地層的基于地質的盾構機選型至關重要，要求對擬穿過地層的地質勘察深度和準確度高。地質勘察深度和準確度高。 從工可補勘成果來看，擬選氣墊式泥水加壓平衡盾構機。從工可補勘成果來看，擬選氣墊式泥水加壓平衡盾構機。盾構機臺數與推進方式盾構機臺數與推進方式1 大直徑盾構機單臺推進可達大直徑盾構機單臺推進可達10km; 盡最大可能充分發(fā)揮盾構機效能是選用盾構法的出發(fā)點之

45、一盡最大可能充分發(fā)揮盾構機效能是選用盾構法的出發(fā)點之一; 深海高水壓條件和淤泥、砂質地層中大直徑盾構機對接技術深海高水壓條件和淤泥、砂質地層中大直徑盾構機對接技術難度大、風險高難度大、風險高; 若四臺盾構機對推，則設備及管理維護費增加一倍，加大施若四臺盾構機對推，則設備及管理維護費增加一倍，加大施工成本；工成本；盾構機臺數與推進方式盾構機臺數與推進方式2 東、西人工島同時施工，要求設備多、管理難度大、泥漿循東、西人工島同時施工，要求設備多、管理難度大、泥漿循環(huán)處理系統及棄碴、管片運輸、后勤保障要求高，臨水、臨環(huán)處理系統及棄碴、管片運輸、后勤保障要求高，臨水、臨電供應困難。電供應困難。 綜上，在

46、合理工期的前提下，從盾構機設計制造、運輸安裝綜上，在合理工期的前提下，從盾構機設計制造、運輸安裝調試、管理維護難度、后勤保障、施工風險、投入產出比等調試、管理維護難度、后勤保障、施工風險、投入產出比等綜合考慮，推薦兩臺盾構平行推進。綜合考慮，推薦兩臺盾構平行推進。泥漿循環(huán)處理系統泥漿循環(huán)處理系統施工用水用電施工用水用電 島上水塘島上水塘 +船運船運 自建集中發(fā)電站供應施工用電自建集中發(fā)電站供應施工用電現場運輸保障現場運輸保障 VTS、海域交通管制、海域交通管制橫通道施工橫通道施工凍結凍結+暗挖法暗挖法 頂管法頂管法工期安排工期安排 66個月個月環(huán)保措施環(huán)保措施泥漿處理與泄漏泥漿處理與泄漏運輸船

47、只油類泄漏運輸船只油類泄漏5.海底隧道全壽命費用估算海底隧道全壽命費用估算 （1） 編制說明編制說明（2 ）沉管隧道建安費用估算）沉管隧道建安費用估算 隧隧90.92億元億元 /6648m、島島37.23億元億元 /19.3ha （3 ）盾構隧道建安費用估算）盾構隧道建安費用估算 隧隧92.56億元億元 /7240m、島島50.83億元億元 /24.51ha （4） 兩方案總費用比較兩方案總費用比較 120年運營費：年運營費： 189 億元（沉管）、億元（沉管）、 214 億元（盾構）億元（盾構） 全壽命總費用：沉管全壽命總費用：沉管-317 億元億元 盾構盾構-363億元億元6. 工程地質對

48、隧道工程的影響分析工程地質對隧道工程的影響分析1 （1） 對沉管隧道工程的影響分析對沉管隧道工程的影響分析 不均勻沉降分析不均勻沉降分析 地層、淤泥壓縮變形不均一地層、淤泥壓縮變形不均一 基槽邊坡穩(wěn)定性分析基槽邊坡穩(wěn)定性分析 計算、分臺階開挖計算、分臺階開挖 基槽回淤分析基槽回淤分析 清淤要及時清淤要及時6. 工程地質對隧道工程的影響分析工程地質對隧道工程的影響分析2（2） 對盾構隧道工程的影響分析對盾構隧道工程的影響分析 巖面起伏巖面起伏 盾構換刀、刀盤刀具磨損盾構換刀、刀盤刀具磨損 開挖面穩(wěn)定性分析開挖面穩(wěn)定性分析 兩端覆蓋層淺埋段施工兩端覆蓋層淺埋段施工 橫通道施工橫通道施工 進洞、出洞

49、進洞、出洞 花崗巖球狀風化、囊狀風化花崗巖球狀風化、囊狀風化 構造斷裂構造斷裂 抗浮分析抗浮分析7.隧道工程風險分析隧道工程風險分析 8.1 概述概述 R=P*C定級法定級法 8.2 沉管隧道工程風險分析沉管隧道工程風險分析 天氣與波浪天氣與波浪 結構漏水、結構耐久性結構漏水、結構耐久性 基槽開挖（環(huán)境風險）基槽開挖（環(huán)境風險）7. 隧道工程風險分析隧道工程風險分析 （3） 盾構隧道工程風險分析盾構隧道工程風險分析 人工島填筑人工島填筑 火災、涌水以及由于各種原因造成盾構機的火災、涌水以及由于各種原因造成盾構機的停止等停止等 復合式盾構機復合式盾構機 4種地層種地層 橫通道橫通道 環(huán)境風險環(huán)境

50、風險（4） 兩方案風險評價比較兩方案風險評價比較 盾構隧道和沉管隧道這兩種工法的主要區(qū)別盾構隧道和沉管隧道這兩種工法的主要區(qū)別在于施工風險。在于施工風險。 沉管隧道風險評估指標沉管隧道風險評估指標1沉管隧道風險評估指標沉管隧道風險評估指標2盾構隧道風險評估指標盾構隧道風險評估指標1盾構隧道風險評估指標盾構隧道風險評估指標2盾構隧道風險評估指標盾構隧道風險評估指標31. 總體而言，沉管隧道方案所有的主要風險比盾構隧道總體而言，沉管隧道方案所有的主要風險比盾構隧道 方案都小。方案都小。2. 和沉管隧道相比，盾構隧道在成本和延誤工期方面有和沉管隧道相比，盾構隧道在成本和延誤工期方面有 更高的風險。更高的風險。3. 從本質上講，沉管隧道工程包括預制管段與海中水工從本質上講，沉管隧道工程包括預制管段與海中水工 工程，這與跨海大橋的施工風險相似。工程，這與跨海大橋的施工風險相似。4.人員安全風險（出現嚴重事故）在兩種不同隧道工法人員安全風險（出現嚴重事故）在兩種不同隧道工法 中是一樣的。環(huán)境風險可以借助規(guī)劃，監(jiān)理和現代先中是一樣的。環(huán)境風險可以借助規(guī)劃，監(jiān)理和現代先 進設備的使用來加以管理。進設備的使用來加以管理。主要結論主要結論15. 在不考慮施工過程中可能出現的事故風險情況下，從在不考慮施工過程中可能出