第一場梁桁——港珠澳大橋島隧工程技術(shù)

1、第一場梁桁港珠澳大橋島隧工程技術(shù)Contents目目 錄錄1、島隧工程概況、島隧工程概況2. 工程面臨的挑戰(zhàn)工程面臨的挑戰(zhàn)1、島隧工程概況、島隧工程概況1. 工程概況工程概況1. 工程概況工程概況1.1 港珠澳大橋項(xiàng)目港珠澳大橋項(xiàng)目 港珠澳大橋東連香港、西接珠海/澳門，是集橋、島、隧為一體的跨海通道，全長； 大橋共分為珠海和澳門接線、珠澳口岸人工島、大橋主體工程、香港連接線及香港口岸人工島六部分； 島隧工程是控制性工程。1.2 港珠澳大橋島隧工程港珠澳大橋島隧工程1. 工程概況工程概況 島隧工程總長，包括5664m沉管隧道，2個(gè)面積10萬m2離岸人工島及長約800m橋梁。島隧工程采用設(shè)計(jì)施工總

2、承包模式，于2010年12月底全面開始工程建設(shè)，預(yù)計(jì)2016年底完成施工。1.2 港珠澳大橋島隧工程港珠澳大橋島隧工程1. 工程概況工程概況 港珠澳大橋沉管隧道共分33節(jié)，每節(jié)長180m，寬，高，單節(jié)重約萬噸，最大沉放水深44m。是我國首條于外海建設(shè)的沉管隧道。是目前世界唯一深埋大回淤節(jié)段式沉管工程，是目前世界上綜合難度最大的沉管隧道之一，建成后是世界上最長的公路沉管工程。 Contents目目 錄錄1、島隧工程概況、島隧工程概況2. 工程面臨的挑戰(zhàn)工程面臨的挑戰(zhàn)1、島隧工程概況、島隧工程概況1. 工程概況工程概況2.1 面臨的挑戰(zhàn)面臨的挑戰(zhàn)2.1.1 開敞海域、深厚軟土地基、復(fù)雜施工條件下的

3、快速成島 根據(jù)總工期要求人工島需一年內(nèi)快速成島，且兩年內(nèi)完成軟土地基處理及暗埋段施工，為首節(jié)管節(jié)對接提供條件； 工程海域地處白海豚核心保護(hù)區(qū)，施工的環(huán)保要求高； 工程海域是國內(nèi)乃至世界范圍內(nèi)航運(yùn)最密集的水域，施工的安全保障難度大2. 工程面臨的挑戰(zhàn)工程面臨的挑戰(zhàn)2.1 面臨的挑戰(zhàn)面臨的挑戰(zhàn)2.1.2 沉管管節(jié)預(yù)制工程量巨大，工期緊迫，預(yù)制質(zhì)量要求高 每個(gè)節(jié)段砼量約3415m3，鋼筋約重900t，8個(gè)管段組成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)砼約萬m3，重約7萬多噸；共33節(jié)約85萬m3混凝土，數(shù)量巨大、工期緊； 預(yù)制精度、質(zhì)量要求高 （120年設(shè)計(jì)使用壽命、結(jié)構(gòu)自防水）; 重達(dá)7萬多噸巨形混凝土管節(jié)的安全下水。2.

4、 工程面臨的挑戰(zhàn)工程面臨的挑戰(zhàn)2.1 面臨的挑戰(zhàn)面臨的挑戰(zhàn)2.1.3 超長深埋、厚軟土地基下的沉管基礎(chǔ)剛度協(xié)調(diào)及不均勻沉降控制 沉管隧道長約6km，下臥有軟土地基，沿線地層、土性縱向、橫向差異大； 隧道深埋，面臨巨大的、長期的，緩慢加載且不利于控制的回淤荷載; 世界范圍內(nèi)首次利用兩個(gè)人工島進(jìn)行橋隧轉(zhuǎn)換，島隧結(jié)合部處的隧道荷載存在有臺階式的跳躍變化。2. 工程面臨的挑戰(zhàn)工程面臨的挑戰(zhàn)2.1 面臨的挑戰(zhàn)面臨的挑戰(zhàn)2.1.4 港珠澳大橋沉管隧道是世界范圍內(nèi)第一條也是目前唯一的深埋沉管2. 工程面臨的挑戰(zhàn)工程面臨的挑戰(zhàn)釜山厄勒港珠澳深埋沉管與淺埋沉管的主要區(qū)別項(xiàng) 目常規(guī)沉管（淺埋）深埋沉管（港珠澳）回

5、填及覆土厚度約2m左右2m+21m（淤積層）加載過程施工完成，管頂荷載施加完成施工完成，管節(jié)荷載完成約1/6，后期回淤荷載逐漸增加管底應(yīng)力約40-50kPa160kPa2. 工程面臨的挑戰(zhàn)工程面臨的挑戰(zhàn)2.1 面臨的挑戰(zhàn)面臨的挑戰(zhàn)港珠澳大橋沉管隧道縱向設(shè)計(jì)的主要問題 接頭抗剪安全度偏低隧道名稱管節(jié)寬度/m節(jié)段長/m管節(jié)高/m管底荷載kPa節(jié)段接頭面積/m2面積/荷載比e-5港珠澳37.9522.511.41607.52 5.5釜山26.4622.59.9744.9 4.39 16.4 厄勒38.7228.643.0 8.40 22.9 節(jié)段接頭抗剪安全度對比管節(jié)接頭抗剪安全度對比隧道名稱管節(jié)寬

6、度/m節(jié)段長/m管節(jié)高/m管底荷載kPa管節(jié)接頭面積/m2面積/荷載比e-2港珠澳37.9522.511.41606.143.8釜山26.4622.59.9744.9 4.369.7厄勒38.7228.643.0 5.6013.02. 工程面臨的挑戰(zhàn)工程面臨的挑戰(zhàn)接頭抗剪安全度偏低的風(fēng)險(xiǎn)當(dāng)大荷載條件與不利的地基不均勻耦合作用時(shí)，可能造成接頭抗剪結(jié)構(gòu)破壞，進(jìn)而引起接頭防水條件惡化，甚至漏水，將直接影響到隧道使用、結(jié)構(gòu)耐久性等。2. 工程面臨的挑戰(zhàn)工程面臨的挑戰(zhàn)2.2 島隧工程的工作總體思路島隧工程的工作總體思路 以精細(xì)化勘察為基礎(chǔ)； 以科研為支撐； 以專用設(shè)備開發(fā)為保障； 以標(biāo)準(zhǔn)化管理及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控

7、管理為手段； 設(shè)計(jì)與施工互動，總部與工區(qū)密切配合。針對總工期緊、外海孤島施工及通航安全等不利條件，確定： “大型化、工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化、裝配化、信息化”設(shè)計(jì)施工原則。 以“人工島快速成島、沉管預(yù)制、專用設(shè)備制造”為三條關(guān)鍵線路。2. 工程面臨的挑戰(zhàn)工程面臨的挑戰(zhàn)Contents目目 錄錄1、島隧工程概況、島隧工程概況2. 工程面臨的挑戰(zhàn)工程面臨的挑戰(zhàn)1、島隧工程概況、島隧工程概況1. 工程概況工程概況國內(nèi)首次按國際標(biāo)準(zhǔn)組織島隧區(qū)地質(zhì)勘察, 獲得準(zhǔn)確精細(xì)的地質(zhì)資料： 設(shè)備、現(xiàn)場作業(yè)均執(zhí)行國際標(biāo)準(zhǔn)； 設(shè)計(jì)全過程介入現(xiàn)場外業(yè)工作，進(jìn)行動態(tài)管理； 通過各種手段強(qiáng)調(diào)獲取擾動少的現(xiàn)場原位數(shù)據(jù)，為設(shè)計(jì)提供可信、

8、真實(shí)的地質(zhì)參數(shù)。3. 勘察創(chuàng)新勘察創(chuàng)新3.1 精細(xì)化勘察精細(xì)化勘察帶波浪補(bǔ)償?shù)暮Ｉ香@探系統(tǒng)本次勘察的技術(shù)創(chuàng)新包括： 自行研發(fā)、制造并使用帶波浪補(bǔ)償?shù)暮Ｉ香@探系統(tǒng)； 自行研發(fā)、制造并使用海上鉆探平臺系統(tǒng)； 國內(nèi)首次在水運(yùn)工程中引進(jìn)并使用海底坐床式靜力觸探系統(tǒng)，以及采用CPTU數(shù)據(jù)對工程地質(zhì)進(jìn)行評估； 勘察成果獲得了連續(xù)的地層地質(zhì)參數(shù)、建立了三維地質(zhì)模型及數(shù)據(jù)庫，為設(shè)計(jì)提供了客觀可信的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。3. 勘察創(chuàng)新勘察創(chuàng)新3.2 技術(shù)創(chuàng)新技術(shù)創(chuàng)新海上鉆探平臺系統(tǒng)3.2 技術(shù)創(chuàng)新技術(shù)創(chuàng)新 海底坐床式靜力觸探系統(tǒng)三維地質(zhì)數(shù)據(jù)庫三維地質(zhì)數(shù)據(jù)庫3. 勘察創(chuàng)新勘察創(chuàng)新Contents目目 錄錄1、島隧工程概況、島

9、隧工程概況2. 工程面臨的挑戰(zhàn)工程面臨的挑戰(zhàn)1、島隧工程概況、島隧工程概況1. 工程概況工程概況4. 人工島設(shè)計(jì)創(chuàng)新人工島設(shè)計(jì)創(chuàng)新4. 人工島設(shè)計(jì)創(chuàng)新人工島設(shè)計(jì)創(chuàng)新4.1 人工島設(shè)計(jì)人工島設(shè)計(jì)超載預(yù)壓超載預(yù)壓 采用插入式大直徑鋼圓筒截?cái)嘬浲恋纳顚訄A弧滑動面，形成穩(wěn)定安全的島壁結(jié)構(gòu)，外側(cè)輔以拋石斜坡堤解決越浪和使用壽命的問題，拋石斜坡堤下采用擠密砂樁處理軟基； 大圓筒結(jié)構(gòu)及其之間副格均插入不透水層，使之同時(shí)作為島上隧道干施工的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)； 利用整島止水條件，采用降水大超載比預(yù)壓進(jìn)行島內(nèi)軟基處理，改善了軟基處理的效果。4. 人工島設(shè)計(jì)創(chuàng)新人工島設(shè)計(jì)創(chuàng)新4.1 人工島設(shè)計(jì)人工島設(shè)計(jì)超載預(yù)壓超載預(yù)壓

10、整島基槽挖泥至；下沉鋼圓筒及副格倉；鋼圓筒下沉深度約，插入粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土夾砂層，底標(biāo)高約為。鋼圓筒直徑，壁厚16mm，筒頂標(biāo)高，筒高 ，重約500t，圓筒之間凈距為，采用副格倉相連,底標(biāo)高。鋼圓筒鋼圓筒西小島典型斷面施工過程4. 人工島設(shè)計(jì)創(chuàng)新人工島設(shè)計(jì)創(chuàng)新圓筒內(nèi)插板處理，井點(diǎn)降水回填預(yù)壓；袋裝砂袋裝砂西小島典型斷面施工過程4. 人工島設(shè)計(jì)創(chuàng)新人工島設(shè)計(jì)創(chuàng)新西小島合龍后，島內(nèi)回填砂至，降水至，插塑料排水板；回填砂至，降水至；滿載預(yù)壓120天；海側(cè)可同步施工擠密砂樁（置換率為27.6%）和護(hù)坡結(jié)構(gòu)；中粗砂-5.0m+5.0m西小島典型斷面施工過程擠密砂 樁擠 密 砂樁4. 人工島設(shè)計(jì)創(chuàng)新人工

11、島設(shè)計(jì)創(chuàng)新4.1 人工島設(shè)計(jì)人工島設(shè)計(jì)快速成島快速成島+止水和圍護(hù)結(jié)構(gòu)一體止水和圍護(hù)結(jié)構(gòu)一體采用該方案，實(shí)現(xiàn)了：快速成島，五個(gè)月完成兩個(gè)人工島成島，施工效率提高了近十倍；止水和圍護(hù)結(jié)構(gòu)一體；改善了島內(nèi)軟基處理的同時(shí)，為隧道基礎(chǔ)的優(yōu)化創(chuàng)造了條件；實(shí)現(xiàn)了島內(nèi)、島外同步施工。快速成島快速成島止水和圍護(hù)結(jié)構(gòu)一體止水和圍護(hù)結(jié)構(gòu)一體PVD+大超載比預(yù)壓大超載比預(yù)壓同步施工同步施工4. 人工島設(shè)計(jì)創(chuàng)新人工島設(shè)計(jì)創(chuàng)新4.2 技術(shù)創(chuàng)新技術(shù)創(chuàng)新 世界范圍內(nèi)創(chuàng)新采用深插式鋼圓筒快速成島，開創(chuàng)了外?？焖俪蓫u新技術(shù)； 開創(chuàng)了外海大型基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及外海基坑止水的新技術(shù)； 國內(nèi)首次采用擠密砂樁技術(shù)作為拋石斜坡堤的軟基加固

12、方案；采用降水大超載比預(yù)壓進(jìn)行島內(nèi)軟基處理,開創(chuàng)了外海環(huán)保節(jié)約型的軟基處理新方法；4. 人工島設(shè)計(jì)創(chuàng)新人工島設(shè)計(jì)創(chuàng)新板單元制作圓筒拼裝圓筒對接圓筒裝駁圓筒運(yùn)輸圓筒振沉4. 人工島設(shè)計(jì)創(chuàng)新人工島設(shè)計(jì)創(chuàng)新4.2 技術(shù)創(chuàng)新技術(shù)創(chuàng)新 采用8臺600Kw液壓振動錘同步聯(lián)動振沉系統(tǒng)進(jìn)行振沉作業(yè)，開發(fā)的同步錘組總激振力達(dá)到約4000t； 2011年5月15日開始西島首個(gè)鋼圓筒振沉，215天完成了東西人工島120個(gè)鋼圓筒振沉施工，垂直度達(dá)到1/200。4. 人工島設(shè)計(jì)創(chuàng)新人工島設(shè)計(jì)創(chuàng)新4.2 技術(shù)創(chuàng)新技術(shù)創(chuàng)新Contents目目 錄錄1、島隧工程概況、島隧工程概況2. 工程面臨的挑戰(zhàn)工程面臨的挑戰(zhàn)1、島隧工程

13、概況、島隧工程概況1. 工程概況工程概況5. 沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)創(chuàng)新沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)創(chuàng)新5. 沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)創(chuàng)新沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)創(chuàng)新5.1 沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)綜合考慮工期要求及預(yù)制質(zhì)量控制，本工程沉管采用工廠法預(yù)制。沉管預(yù)制廠選址在桂山牛頭島。5.1 沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì) 沉管預(yù)制廠位于桂山島，距離隧道軸線約7海里。預(yù)制廠主要包括：p 預(yù)制車間（約2萬m2）p 混凝土生產(chǎn)區(qū)p 淺塢區(qū)（包括跨度105m的淺塢門）p 深塢區(qū)（包括跨度61m的深塢門） 設(shè)置兩條流水線同時(shí)生產(chǎn)，每兩個(gè)月生產(chǎn)兩個(gè)管節(jié)?；炷辽a(chǎn)區(qū)混凝土生產(chǎn)區(qū) 預(yù)制車間預(yù)制車間淺塢區(qū)淺塢區(qū)深塢及舾裝區(qū)深塢及舾裝區(qū)5. 沉管預(yù)制

14、廠設(shè)計(jì)創(chuàng)新沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)創(chuàng)新頂推完成關(guān)閉滑移塢門頂推完成關(guān)閉滑移塢門灌水、起浮、移位灌水、起浮、移位排水、舾裝排水、舾裝管節(jié)出塢管節(jié)出塢5.3.1 沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)匹配前段澆筑下段管段匹配前段澆筑下段管段連續(xù)澆筑連續(xù)頂推連續(xù)澆筑連續(xù)頂推5. 沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)創(chuàng)新沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)創(chuàng)新5.2 技術(shù)創(chuàng)新技術(shù)創(chuàng)新5.2.1 平面布置創(chuàng)新 根據(jù)現(xiàn)場地形地貌，創(chuàng)新性的提出了預(yù)制車間與淺塢一字布置，淺塢與深塢并排布置的工廠平面布局格式。 利用現(xiàn)成的采石坑，擴(kuò)大深塢尺度，將管節(jié)存放和舾裝創(chuàng)新性地移至塢內(nèi)，避免了存放區(qū)防波堤的建設(shè)，大規(guī)模的減少了建廠費(fèi)用建成后的沉管預(yù)制廠全景進(jìn)行現(xiàn)場開挖中的沉管預(yù)制廠全

15、景5. 沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)創(chuàng)新沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)創(chuàng)新5.2 技術(shù)創(chuàng)新技術(shù)創(chuàng)新5. 沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)創(chuàng)新沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)創(chuàng)新5.2 技術(shù)創(chuàng)新技術(shù)創(chuàng)新5.2.2 預(yù)制車間創(chuàng)新 “T”形廠房布置格局，兩側(cè)為鋼筋加工區(qū)，中間為鋼筋綁扎臺座及砼澆筑坑，創(chuàng)造出流水式的生產(chǎn)模式； 鋼筋加工區(qū)和生產(chǎn)線區(qū)標(biāo)高錯(cuò)落，成功解決廠內(nèi)外物流水平運(yùn)輸?shù)睦щy，同時(shí)有效減少土石方爆破開挖量、攔水壩工程量和深淺塢灌排水量。5. 沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)創(chuàng)新沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)創(chuàng)新5.2 技術(shù)創(chuàng)新技術(shù)創(chuàng)新5.2.3 淺塢鋼閘門結(jié)構(gòu)和止水技術(shù)創(chuàng)新 創(chuàng)新性采用了一種新型自穩(wěn)式三角形結(jié)構(gòu)鋼閘門。不僅在構(gòu)造本身上有利于自穩(wěn)，而且利用傾斜的迎水面巧妙地化解了水頭差形

16、成的巨大水平推力和傾覆力矩，同時(shí)將其部分轉(zhuǎn)換為有利于穩(wěn)定的垂直力。同時(shí)也一定程度減少了大跨度帶來的彎矩問題。 鋼閘門側(cè)止水和底止采用背貼式波紋形止水帶分別與鋼閘門和閘墩止水底座貼緊，形成連續(xù)側(cè)止水面。采用該結(jié)構(gòu)后，跨度達(dá)105m，需要抵御水頭的淺塢鋼閘門結(jié)構(gòu)自重僅約800t。5. 沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)創(chuàng)新沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)創(chuàng)新5.2 技術(shù)創(chuàng)新技術(shù)創(chuàng)新淺塢鋼閘門現(xiàn)場拼裝照片淺塢鋼閘門止水帶安裝蓄水中的淺塢鋼閘門（迎水面）5. 沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)創(chuàng)新沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)創(chuàng)新5.2 技術(shù)創(chuàng)新技術(shù)創(chuàng)新5.2.4 深塢塢門結(jié)構(gòu)和止水技術(shù)創(chuàng)新 創(chuàng)新性地采用鋼筋砼+鋼結(jié)構(gòu)組合浮塢門結(jié)構(gòu)，降低浮塢門結(jié)構(gòu)重心高度提高塢門的浮游穩(wěn)定

17、性；將塢內(nèi)蓄水水壓轉(zhuǎn)換為塢門配重，化解塢門抗傾和起浮對塢門自重兩個(gè)截然相反的要求之間的矛盾； 浮塢門和塢口底板聯(lián)合設(shè)計(jì)，解決塢門抗滑穩(wěn)定問題；在塢口底板上設(shè)置橡膠墊，消除浮塢門反復(fù)坐底時(shí)由于底板應(yīng)力集中可能導(dǎo)致的破壞； 塢口止水采用三維空間設(shè)計(jì)，確保塢口側(cè)止水和底止水連續(xù)過渡，提高止水的可靠性。5. 沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)創(chuàng)新沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)創(chuàng)新5.2 技術(shù)創(chuàng)新技術(shù)創(chuàng)新預(yù)制中的浮塢門預(yù)制中的浮塢門浮運(yùn)中的浮塢門浮運(yùn)中的浮塢門坐底與塢口處的浮塢門坐底與塢口處的浮塢門5. 沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)創(chuàng)新沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)創(chuàng)新5.2 技術(shù)創(chuàng)新技術(shù)創(chuàng)新5. 沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)、技術(shù)創(chuàng)新及科研沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)、技術(shù)創(chuàng)新及科研20122

18、012年年9 9月月1010日，桂山沉管預(yù)制廠深淺塢蓄水試驗(yàn)，深淺塢蓄水至設(shè)計(jì)水日，桂山沉管預(yù)制廠深淺塢蓄水試驗(yàn)，深淺塢蓄水至設(shè)計(jì)水位，試驗(yàn)結(jié)果證明整個(gè)深淺塢止水安全可靠，滿足使用要求。至位，試驗(yàn)結(jié)果證明整個(gè)深淺塢止水安全可靠，滿足使用要求。至20132013年年6 6月底，預(yù)制廠已經(jīng)按期累計(jì)完成月底，預(yù)制廠已經(jīng)按期累計(jì)完成6 6個(gè)管節(jié)的預(yù)制、起浮、橫移，并實(shí)現(xiàn)了個(gè)管節(jié)的預(yù)制、起浮、橫移，并實(shí)現(xiàn)了E1/E2E1/E2管節(jié)的出塢、浮運(yùn)和安裝，整廠運(yùn)行安全、高效和可靠。管節(jié)的出塢、浮運(yùn)和安裝，整廠運(yùn)行安全、高效和可靠。Contents目目 錄錄1、島隧工程概況、島隧工程概況2. 工程面臨的挑戰(zhàn)工程

19、面臨的挑戰(zhàn)1、島隧工程概況、島隧工程概況1. 工程概況工程概況5. 沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)創(chuàng)新沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)創(chuàng)新6.1 隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)6.1.1 設(shè)計(jì)思路 采用常規(guī)的、成熟的施工工藝來解決復(fù)雜的沉管隧道基礎(chǔ)。 對于地質(zhì)條件較好，沉降較小的的區(qū)段以天然地基為基礎(chǔ)，對于地質(zhì)較差、附加荷載引起的沉降較大的區(qū)段在施工期采取措施提前消除其主固結(jié)沉降。 采用天然地基和復(fù)合地基相結(jié)合，使整個(gè)縱向剛度趨于一致，控制總沉降并匹配縱向的不均勻沉降。 通過分析未經(jīng)處理天然地基沉降曲線，確定須進(jìn)行地基處理的區(qū)段，同時(shí)根據(jù)中間段天然地基沉降量值確定過渡段地基處理深度，并且使島上段地基處理深度與過渡段深度相近從而使整條

20、線路沉降協(xié)調(diào)一致。6. 隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新6.1 隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)6.1.2 設(shè)計(jì)方案總體簡介6. 隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新基礎(chǔ)縱向布置區(qū)段島上段斜坡段中間段斜坡段島上段管節(jié)暗埋段敞開段E33E30/S4E30/S4E6/S2E6/S2E1暗埋段敞開段基礎(chǔ)類型剛性樁復(fù)合地基SCP復(fù)合地基天然地基或局部開挖換填（塊石夯實(shí)+碎石整平）SCP復(fù)合地基剛性樁復(fù)合地基6.1 隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)6.1.3 島隧結(jié)合部、斜坡段基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案詳情-以西島為例6. 隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新E4/S3E6/S2 擠密砂樁（62%、55%)E1/S3E4/S3 SCP（70

21、%、55%、42%）+堆載預(yù)壓E1-S1E1-S2 高壓旋噴樁止推段PHC復(fù)合地基u降水聯(lián)合超載預(yù)壓u開挖卸載u振沖、碾密u鋪設(shè)碎石墊層u施工敞開段結(jié)構(gòu)6.1.1 島上敞開段島上敞開段島上敞開段6. 隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新島上暗埋段u 降水聯(lián)合超載預(yù)壓u 開挖卸載u 施打PHC樁u 鋪設(shè)碎石墊層形成復(fù)合地基u 現(xiàn)澆隧道上部結(jié)構(gòu)6.1.1 島上暗埋段島上暗埋段6. 隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新島上E1/E33部分沉管6.1.3 島上沉管段島上沉管段u 降水聯(lián)合超載預(yù)壓u 開挖卸載u 施工高壓旋噴樁形成復(fù)合地基u 鋪設(shè)碎石墊層u 安放沉管6. 隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新島頭過渡

22、段沉管（E1E4S3/E33E30S3）6.1.4 過渡段沉管一過渡段沉管一u 擠密砂樁u 堆載預(yù)壓u 開挖卸載u 碎石墊層u 管節(jié)沉放 6. 隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新6.1.5 過渡段沉管二過渡段沉管二過渡段沉管（E4S3E6S2）u擠密砂樁u基槽開挖u 塊石夯平u 碎石墊層u 管節(jié)沉放 6. 隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新6.1.6 中間段沉管中間段沉管u 基槽開挖u 塊石夯平u 碎石墊層u 管節(jié)沉放中間段沉管（E6S2E30S3）6. 隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新6.2 技術(shù)創(chuàng)新技術(shù)創(chuàng)新國內(nèi)首次全面使用復(fù)合地基作為沉管隧道基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)施工方案；國內(nèi)第一次大規(guī)模使用擠密砂樁進(jìn)行

23、軟基加固，并且是用作沉管隧道基礎(chǔ)的首例；根據(jù)需要處理的軟土厚度，以及沉管上覆荷載的變化，通過調(diào)整擠密砂樁置換率，實(shí)現(xiàn)隧道基礎(chǔ)剛度的協(xié)調(diào)和控制不均勻沉降；6. 隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新6.2 技術(shù)創(chuàng)新技術(shù)創(chuàng)新E1/S1S2采用高壓旋噴樁的半剛性樁復(fù)合地基，實(shí)現(xiàn)與擠密砂樁柔性樁復(fù)合地基的平順過渡；島上暗埋段在經(jīng)過降水堆載預(yù)壓處理過土層內(nèi)打入PHC樁形成復(fù)合地基，以剛性樁復(fù)合地基實(shí)現(xiàn)與高壓旋噴半剛性樁復(fù)合地基的剛度協(xié)調(diào)；將重力式碼頭工程成熟的拋填塊石+強(qiáng)夯技術(shù)引入隧道基礎(chǔ)，協(xié)調(diào)全線基礎(chǔ)剛度、降低清淤難度和加快施工速度。6. 隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新6.2 技術(shù)創(chuàng)新技術(shù)創(chuàng)新 目前，西島

24、過渡段擠密砂樁復(fù)合地基、高壓旋噴樁復(fù)合地基和島上暗埋段PHC樁復(fù)合地基均已施工完畢。經(jīng)現(xiàn)場檢測，效果良好：PHC樁復(fù)合地基在暗埋段施工后較長期的累計(jì)沉降約4cm，高壓旋噴樁復(fù)合地基經(jīng)過原型堆載試驗(yàn)驗(yàn)證，預(yù)計(jì)沉降在45cm，擠密砂樁復(fù)合地基加固區(qū)在超載預(yù)壓期間發(fā)生沉降約47cm。6. 隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新Contents目目 錄錄1、島隧工程概況、島隧工程概況2. 工程面臨的挑戰(zhàn)工程面臨的挑戰(zhàn)1、島隧工程概況、島隧工程概況1. 工程概況工程概況5. 沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)創(chuàng)新沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)創(chuàng)新7.1 應(yīng)對挑戰(zhàn)的解決思路應(yīng)對挑戰(zhàn)的解決思路減載回填減載回填采用輕質(zhì)材料回填減小管頂荷載；該方案主要

25、問題是：經(jīng)濟(jì)性差（增加投資約10億），減載效果有限（最多減小56t/m2)，耐久性及對環(huán)境影響有待評估。加強(qiáng)結(jié)構(gòu)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)采取措施提高接頭抗剪能力；該方案主要問題是： 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案要有突破。維護(hù)性維護(hù)性疏浚疏浚運(yùn)營期進(jìn)行維護(hù)性疏浚（根據(jù)監(jiān)測情況）控制管頂覆土荷載，保證結(jié)構(gòu)安全；該方案主要問題是：增加了運(yùn)營管理難度。 通過組織技術(shù)攻關(guān)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面取得突破，以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)為主案；考慮到深埋沉管結(jié)構(gòu)屬于首次應(yīng)用，也沒有條件進(jìn)行實(shí)體工程驗(yàn)證，為確保沉管結(jié)構(gòu)的安全以維護(hù)性維護(hù)性疏浚疏浚做預(yù)案。7. 沉管設(shè)計(jì)創(chuàng)新沉管設(shè)計(jì)創(chuàng)新7.2 沉管縱向設(shè)計(jì)沉管縱向設(shè)計(jì)半剛性管節(jié)半剛性管節(jié)7. 沉管設(shè)計(jì)創(chuàng)新沉管設(shè)

26、計(jì)創(chuàng)新7.2 沉管縱向設(shè)計(jì)沉管縱向設(shè)計(jì)階段接頭與管節(jié)接頭階段接頭與管節(jié)接頭7. 沉管設(shè)計(jì)創(chuàng)新沉管設(shè)計(jì)創(chuàng)新7.2 沉管縱向設(shè)計(jì)沉管縱向設(shè)計(jì)縱向永久無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力縱向永久無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力7. 沉管設(shè)計(jì)創(chuàng)新沉管設(shè)計(jì)創(chuàng)新1/2 管節(jié)接頭預(yù)應(yīng)力鋼束布置7.2 沉管縱向設(shè)計(jì)沉管縱向設(shè)計(jì)縱向永久無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力縱向永久無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力7. 沉管設(shè)計(jì)創(chuàng)新沉管設(shè)計(jì)創(chuàng)新7.2 沉管縱向設(shè)計(jì)沉管縱向設(shè)計(jì)階段接頭階段接頭7. 沉管設(shè)計(jì)創(chuàng)新沉管設(shè)計(jì)創(chuàng)新7.2 沉管縱向設(shè)計(jì)沉管縱向設(shè)計(jì)管節(jié)接頭管節(jié)接頭7. 沉管設(shè)計(jì)創(chuàng)新沉管設(shè)計(jì)創(chuàng)新7.2 沉管縱向設(shè)計(jì)沉管縱向設(shè)計(jì)半剛性管節(jié)的效果半剛性管節(jié)的效果對靜、動力數(shù)百種工況組合進(jìn)行驗(yàn)算；各項(xiàng)指標(biāo)

27、滿足要求；日本NCC、清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)開展同步平行復(fù)核計(jì)算，結(jié)論相當(dāng)。7. 沉管設(shè)計(jì)創(chuàng)新沉管設(shè)計(jì)創(chuàng)新管節(jié)接頭張開量驗(yàn)算（SLS2a）EJC&C/33EJ33/32EJ32/31EJ31/30EJ30/29EJ29/28EJ28/27EJ27/26EJ26/25EJ25/24EJ24/23EJ23/22EJ22/21EJ21/20EJ20/19EJ19/18EJ18/17EJ17/16EJ16/15EJ15/14EJ14/13EJ13/12EJ12/11EJ11/10EJ10/09EJ09/08EJ08/07EJ07/06040008000120001600020000 計(jì)算值 允許值管節(jié)接頭

28、 剪力(kN)管節(jié)接頭張開量驗(yàn)算（SLS2b）EJC&C/33EJ33/32EJ32/31EJ31/30EJ30/29EJ29/28EJ28/27EJ27/26EJ26/25EJ25/24EJ24/23EJ23/22EJ22/21EJ21/20EJ20/19EJ19/18EJ18/17EJ17/16EJ16/15EJ15/14EJ14/13EJ13/12EJ12/11EJ11/10EJ10/09EJ09/08EJ08/07EJ07/06040008000120001600020000 計(jì)算值 允許值管節(jié)接頭 剪力(kN)管節(jié)接頭張開量驗(yàn)算（ALS2）EJC&C/33EJ33/32EJ32/31EJ31/30EJ30/29EJ29/28EJ28/27EJ27/26EJ26/25EJ25/24EJ24/23EJ23/22EJ22/21EJ21/20EJ20/19EJ19/18EJ18/17EJ17/16EJ16/15EJ15/14EJ14/13EJ13/12EJ12/11EJ11/10EJ10/09EJ09/08EJ08/07EJ07/06E