港珠澳大橋島隧工程技術(shù)

港珠澳大橋島隧工程技術(shù)第1頁(yè)/共69頁(yè)Contents目錄3.勘察創(chuàng)新1、島隧工程概況2.工程面臨的挑戰(zhàn)1、島隧工程概況1.工程概況4.人工島設(shè)計(jì)創(chuàng)新5.沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)創(chuàng)新6.隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新7.沉管設(shè)計(jì)創(chuàng)新8.結(jié)束語(yǔ)第2頁(yè)/共69頁(yè)1.工程概況1.1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(zhǎng)35.6km；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。第3頁(yè)/共69頁(yè)1.2港珠澳大橋島隧工程1.工程概況

島隧工程總長(zhǎng)7440.5m，包括5664m沉管隧道，2個(gè)面積10萬(wàn)m2離岸人工島及長(zhǎng)約800m橋梁。島隧工程采用設(shè)計(jì)施工總承包模式，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。第4頁(yè)/共69頁(yè)1.2港珠澳大橋島隧工程1.工程概況港珠澳大橋沉管隧道共分33節(jié)，每節(jié)長(zhǎng)180m，寬37.95m，高11.4m，單節(jié)重約7.4萬(wàn)噸，最大沉放水深44m。是我國(guó)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(zhǎng)的公路沉管工程。

第5頁(yè)/共69頁(yè)Contents目錄3.勘察創(chuàng)新1、島隧工程概況2.工程面臨的挑戰(zhàn)1、島隧工程概況1.工程概況4.人工島設(shè)計(jì)創(chuàng)新5.沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)創(chuàng)新6.隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新7.沉管設(shè)計(jì)創(chuàng)新8.結(jié)束語(yǔ)第6頁(yè)/共69頁(yè)2.1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(duì)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(guó)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)第7頁(yè)/共69頁(yè)2.1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2.7萬(wàn)m3，重約7萬(wàn)多噸；共33節(jié)約85萬(wàn)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(wàn)多噸巨形混凝土管節(jié)的安全下水。2.工程面臨的挑戰(zhàn)第8頁(yè)/共69頁(yè)2.1面臨的挑戰(zhàn)2.1.3超長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(tái)階式的跳躍變化。2.工程面臨的挑戰(zhàn)第9頁(yè)/共69頁(yè)2.1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)釜山厄勒港珠澳第10頁(yè)/共69頁(yè)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）回填及覆土厚度約2m左右2m+21m（淤積層）加載過(guò)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)2.1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(wèn)題——接頭抗剪安全度偏低第11頁(yè)/共69頁(yè)隧道名稱管節(jié)寬度/m節(jié)段長(zhǎng)/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37.9522.511.41607.525.5釜山26.4622.59.9744.94.3916.4厄勒38.7228.643.08.4022.9節(jié)段接頭抗剪安全度對(duì)比管節(jié)接頭抗剪安全度對(duì)比隧道名稱管節(jié)寬度/m節(jié)段長(zhǎng)/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26.4622.59.9744.94.369.7厄勒38.7228.643.05.6013.02.工程面臨的挑戰(zhàn)第12頁(yè)/共69頁(yè)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)第13頁(yè)/共69頁(yè)2.2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)控管理為手段；設(shè)計(jì)與施工互動(dòng)，總部與工區(qū)密切配合。針對(duì)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)第14頁(yè)/共69頁(yè)Contents目錄3.勘察創(chuàng)新1、島隧工程概況2.工程面臨的挑戰(zhàn)1、島隧工程概況1.工程概況4.人工島設(shè)計(jì)創(chuàng)新5.沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)創(chuàng)新6.隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新7.沉管設(shè)計(jì)創(chuàng)新8.結(jié)束語(yǔ)第15頁(yè)/共69頁(yè)國(guó)內(nèi)首次按國(guó)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(chǎng)作業(yè)均執(zhí)行國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)；設(shè)計(jì)全過(guò)程介入現(xiàn)場(chǎng)外業(yè)工作，進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理；通過(guò)各種手段強(qiáng)調(diào)獲取擾動(dòng)少的現(xiàn)場(chǎng)原位數(shù)據(jù)，為設(shè)計(jì)提供可信、真實(shí)的地質(zhì)參數(shù)。3.勘察創(chuàng)新3.1精細(xì)化勘察第16頁(yè)/共69頁(yè)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(tái)系統(tǒng)；國(guó)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(duì)工程地質(zhì)進(jìn)行評(píng)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(kù)，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3.2技術(shù)創(chuàng)新海上鉆探平臺(tái)系統(tǒng)第17頁(yè)/共69頁(yè)3.2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(kù)3.勘察創(chuàng)新第18頁(yè)/共69頁(yè)Contents目錄3.勘察創(chuàng)新1、島隧工程概況2.工程面臨的挑戰(zhàn)1、島隧工程概況1.工程概況5.沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)創(chuàng)新6.隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新7.沉管設(shè)計(jì)創(chuàng)新8.結(jié)束語(yǔ)4.人工島設(shè)計(jì)創(chuàng)新第19頁(yè)/共69頁(yè)4.人工島設(shè)計(jì)創(chuàng)新4.1人工島設(shè)計(jì)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(dòng)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(wèn)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。第20頁(yè)/共69頁(yè)4.人工島設(shè)計(jì)創(chuàng)新4.1人工島設(shè)計(jì)超載預(yù)壓第21頁(yè)/共69頁(yè)整島基槽挖泥至-16.0m；下沉鋼圓筒及副格倉(cāng)；鋼圓筒下沉深度約25.0m，插入粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土夾砂層，底標(biāo)高約為-37.0m～-43.0m。鋼圓筒直徑22.0m，壁厚16mm，筒頂標(biāo)高+3.5m，筒高40.5m～46.5m，重約500t，圓筒之間凈距為2.0m，采用副格倉(cāng)相連,底標(biāo)高-26.5m。-16.0m鋼圓筒鋼圓筒西小島典型斷面施工過(guò)程4.人工島設(shè)計(jì)創(chuàng)新第22頁(yè)/共69頁(yè)圓筒內(nèi)插板處理，井點(diǎn)降水回填預(yù)壓；-16.0m袋裝砂袋裝砂西小島典型斷面施工過(guò)程4.人工島設(shè)計(jì)創(chuàng)新第23頁(yè)/共69頁(yè)西小島合龍后，島內(nèi)回填砂至-5.0m，降水至-6.0m，插塑料排水板；回填砂至+5.0m，降水至-16.0m；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)；-16.0m中粗砂-5.0m+5.0m西小島典型斷面施工過(guò)程擠密砂樁擠密砂樁4.人工島設(shè)計(jì)創(chuàng)新第24頁(yè)/共69頁(yè)4.1人工島設(shè)計(jì)快速成島+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。快速成島止水和圍護(hù)結(jié)構(gòu)一體PVD+大超載比預(yù)壓同步施工4.人工島設(shè)計(jì)創(chuàng)新第25頁(yè)/共69頁(yè)4.2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(guó)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)新第26頁(yè)/共69頁(yè)板單元制作圓筒拼裝圓筒對(duì)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4.2技術(shù)創(chuàng)新第27頁(yè)/共69頁(yè)采用8臺(tái)600Kw液壓振動(dòng)錘同步聯(lián)動(dòng)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4.2技術(shù)創(chuàng)新第28頁(yè)/共69頁(yè)Contents目錄3.勘察創(chuàng)新1、島隧工程概況2.工程面臨的挑戰(zhàn)1、島隧工程概況1.工程概況4.人工島設(shè)計(jì)創(chuàng)新6.隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新7.沉管設(shè)計(jì)創(chuàng)新8.結(jié)束語(yǔ)5.沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)創(chuàng)新第29頁(yè)/共69頁(yè)5.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)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。第30頁(yè)/共69頁(yè)5.1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：預(yù)制車間（約2萬(wàn)m2）混凝土生產(chǎn)區(qū)淺塢區(qū)（包括跨度105m的淺塢門）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?jī)蓚€(gè)月生產(chǎn)兩個(gè)管節(jié)?；炷辽a(chǎn)區(qū)預(yù)制車間淺塢區(qū)深塢及舾裝區(qū)5.沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)創(chuàng)新第31頁(yè)/共69頁(yè)頂推完成關(guān)閉滑移塢門灌水、起浮、移位排水、舾裝管節(jié)出塢5.3.1沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)匹配前段澆筑下段管段連續(xù)澆筑連續(xù)頂推5.沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)創(chuàng)新第32頁(yè)/共69頁(yè)5.2技術(shù)創(chuàng)新5.2.1平面布置創(chuàng)新根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)開挖中的沉管預(yù)制廠全景5.沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)創(chuàng)新第33頁(yè)/共69頁(yè)5.2技術(shù)創(chuàng)新5.沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)創(chuàng)新第34頁(yè)/共69頁(yè)5.2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(tái)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)新第35頁(yè)/共69頁(yè)5.2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12.7m水頭差形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(lái)的彎矩問(wèn)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12.7m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)新第36頁(yè)/共69頁(yè)5.2技術(shù)創(chuàng)新淺塢鋼閘門現(xiàn)場(chǎng)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)新第37頁(yè)/共69頁(yè)5.2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(duì)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(wèn)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(guò)渡，提高止水的可靠性。5.沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)創(chuàng)新第38頁(yè)/共69頁(yè)5.2技術(shù)創(chuàng)新預(yù)制中的浮塢門浮運(yùn)中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)新第39頁(yè)/共69頁(yè)5.2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2012年9月10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+15.35m，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2013年6月底，預(yù)制廠已經(jīng)按期累計(jì)完成6個(gè)管節(jié)的預(yù)制、起浮、橫移，并實(shí)現(xiàn)了E1/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。第40頁(yè)/共69頁(yè)Contents目錄3.勘察創(chuàng)新1、島隧工程概況2.工程面臨的挑戰(zhàn)1、島隧工程概況1.工程概況4.人工島設(shè)計(jì)創(chuàng)新6.隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新7.沉管設(shè)計(jì)創(chuàng)新8.結(jié)束語(yǔ)5.沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)創(chuàng)新第41頁(yè)/共69頁(yè)6.1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(lái)解決復(fù)雜的沉管隧道基礎(chǔ)。對(duì)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(duì)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(guò)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(guò)渡段地基處理深度，并且使島上段地基處理深度與過(guò)渡段深度相近從而使整條線路沉降協(xié)調(diào)一致。6.隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新第42頁(yè)/共69頁(yè)6.1隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)6.1.2設(shè)計(jì)方案總體簡(jiǎn)介6.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E33~E30/S4E30/S4～E6/S2E6/S2~E1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)合地基第43頁(yè)/共69頁(yè)6.1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E4/S3~E6/S2擠密砂樁（62%、55%)E1/S3~E4/S3SCP（70%、55%、42%）+堆載預(yù)壓E1-S1~E1-S2高壓旋噴樁止推段PHC復(fù)合地基第44頁(yè)/共69頁(yè)降水聯(lián)合超載預(yù)壓開挖卸載振沖、碾密鋪設(shè)碎石墊層施工敞開段結(jié)構(gòu)6.1.1島上敞開段島上敞開段6.隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新第45頁(yè)/共69頁(yè)島上暗埋段

降水聯(lián)合超載預(yù)壓開挖卸載施打PHC樁鋪設(shè)碎石墊層形成復(fù)合地基現(xiàn)澆隧道上部結(jié)構(gòu)6.1.1島上暗埋段6.隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新第46頁(yè)/共69頁(yè)島上E1/E33部分沉管6.1.3島上沉管段降水聯(lián)合超載預(yù)壓開挖卸載施工高壓旋噴樁形成復(fù)合地基鋪設(shè)碎石墊層安放沉管6.隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新第47頁(yè)/共69頁(yè)島頭過(guò)渡段沉管（E1～E4S3/E33～E30S3）6.1.4過(guò)渡段沉管一擠密砂樁

堆載預(yù)壓開挖卸載

碎石墊層管節(jié)沉放6.隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新第48頁(yè)/共69頁(yè)6.1.5過(guò)渡段沉管二過(guò)渡段沉管（E4S3～E6S2）擠密砂樁基槽開挖

塊石夯平

碎石墊層管節(jié)沉放6.隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新第49頁(yè)/共69頁(yè)6.1.6中間段沉管基槽開挖

塊石夯平

碎石墊層管節(jié)沉放中間段沉管（E6S2～E30S3）6.隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新第50頁(yè)/共69頁(yè)6.2技術(shù)創(chuàng)新國(guó)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(guó)內(nèi)第一次大規(guī)模使用擠密砂樁進(jìn)行軟基加固，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(guò)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)新第51頁(yè)/共69頁(yè)6.2技術(shù)創(chuàng)新E1/S1~S2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(guò)渡；島上暗埋段在經(jīng)過(guò)降水堆載預(yù)壓處理過(guò)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)新第52頁(yè)/共69頁(yè)6.2技術(shù)創(chuàng)新目前，西島過(guò)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(chǎng)檢測(cè)，效果良好：PHC樁復(fù)合地基在暗埋段施工后較長(zhǎng)期的累計(jì)沉降約4cm，高壓旋噴樁復(fù)合地基經(jīng)過(guò)原型堆載試驗(yàn)驗(yàn)證，預(yù)計(jì)沉降在4~5cm，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4~7cm。6.隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新第53頁(yè)/共69頁(yè)Contents目錄3.勘察創(chuàng)新1、島隧工程概況2.工程面臨的挑戰(zhàn)1、島隧工程概況1.工程概況4.人工島設(shè)計(jì)創(chuàng)新6.隧道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新7.沉管設(shè)計(jì)創(chuàng)新8.結(jié)束語(yǔ)5.沉管預(yù)制廠設(shè)計(jì)創(chuàng)新第54頁(yè)/共69頁(yè)7.1應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)的解決思路減載回填——采用輕質(zhì)材料回填減小管頂荷載；該方案主要問(wèn)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5～6t/m2)，耐久性及對(duì)環(huán)境影響有待評(píng)估。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(wèn)題是：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案要有突破。維護(hù)性疏浚——運(yùn)營(yíng)期進(jìn)行維護(hù)性疏浚（根據(jù)監(jiān)測(cè)情況）控制管頂覆土荷載，保證結(jié)構(gòu)安全；該方案主要問(wèn)題是：增加了運(yùn)營(yíng)管理難度。通過(guò)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)為主案；考慮到深埋沉管結(jié)構(gòu)屬于首次應(yīng)用，也沒(méi)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)性疏浚做預(yù)案。7.沉管設(shè)計(jì)創(chuàng)新第55頁(yè)/共69頁(yè)7.2沉管縱向設(shè)計(jì)——半剛性管節(jié)7.沉管設(shè)計(jì)創(chuàng)新第56頁(yè)/共69頁(yè)7.2沉管縱向設(shè)計(jì)——階段接頭與管節(jié)接頭7.沉管設(shè)計(jì)創(chuàng)新第57頁(yè)/共69頁(yè)7.2沉管縱向設(shè)計(jì)——縱向永久無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力7.沉管設(shè)計(jì)創(chuàng)新1/2管節(jié)接頭預(yù)應(yīng)力鋼束布置第58頁(yè)/共69頁(yè)7.2沉管縱向設(shè)計(jì)——縱向永久無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力7.沉管設(shè)計(jì)創(chuàng)新第59頁(yè)/共69頁(yè)7.2沉管縱向設(shè)計(jì)——階段接頭7.沉管設(shè)計(jì)創(chuàng)新第60頁(yè)/共69頁(yè)7.2沉管縱向設(shè)計(jì)——管節(jié)接頭7.沉管設(shè)計(jì)創(chuàng)新第61頁(yè)/共69頁(yè)7.2沉管縱向設(shè)計(jì)——半剛性管節(jié)的效果對(duì)靜、動(dòng)力數(shù)百種工況組合進(jìn)行驗(yàn)算；各項(xiàng)指標(biāo)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)新管節(jié)接頭張開量驗(yàn)算（SLS2a）管節(jié)接頭張開量驗(yàn)算（SLS2b）管節(jié)接頭張開量驗(yàn)算（ALS2）第62頁(yè)/共69頁(yè)7.2沉管縱向設(shè)計(jì)——半剛性管節(jié)的效果7.沉管設(shè)計(jì)創(chuàng)新第63頁(yè)/