港珠澳大桥桥岛隧关键技术
港珠澳大桥岛隧工程难点及施工技术交流课件
未来工程的发展需要有一支高素质的人才 队伍，需要加强人才培养和团队建设，提 高整个行业的素质和能力。
未来工程的发展需要加强国际合作与交流 ，借鉴国际先进经验和技术，共同推动行 业的发展和进步。
06
相关案例展示
国际著名海底隧道工程案例介绍
英法海底隧道
连接英国和法国之间的海底隧道，全长50.5公里，其中海底部分长37公里，是世 界上最长的海底隧道之一。该隧道于1987年开工，1994年建成通车，建设过程 中采用了先进的盾构施工技术和防水材料，具有较高的施工精度和难度。
日本青函隧道
位于日本本州和北海道之间的海底隧道，全长53.85公里，其中海底部分长23.3 公里。该隧道于1964年开工，1988年建成通车，建设过程中采用了多种先进的 施工技术和设备，包括超大直径盾构、高精度测量和岩石加固技术等。
我国其他大型海底隧道工程案例介绍
上海外环隧道
位于上海市外环线上的海底隧道，全长7.5 公里，其中海底部分长1.7公里。该隧道于 1999年开工，2003年建成通车，是我国第 一条真正意义上的海底隧道。建设过程中采 用了大直径盾构和钢筋混凝土管片的施工技 术，具有较高的施工精度和难度。
对未来工程的展望与建议
加强跨学科交流与合作
注重技术创新和研发
对于未来更加复杂的工程问题，需要加强 跨学科的交流与合作，集合多学科的优势 和资源，共同解决难题。
未来工程的发展需要注重技术创新和研发 ，不断探索新的工艺、技术和设备，以满 足更加复杂和严苛的工程需求。
加强人才培养和团队建设
加强国际合作与交流
03
桥梁结构复杂，需要采用高强度钢材、大吨位 锚碇和先进的施工技术。
02 工程难点
施工环境复杂
9月27日第一场(梁桁)——港珠澳大桥岛隧工程-技术...
约7万多吨；共33节约85万m3混凝土，数量
巨大、工期紧； 预制精度、质量要求高 （120年设计使用寿 命、结构自防水）; 重达7万多吨巨形混凝土管节的安全下水。
2. 工程面临的挑战
2.1 面临的挑战
2.1.3 超长深埋、厚软土地基下的沉管基础刚度协调及不均匀沉降控制
沉管隧道长约6km，下卧有软土地基，沿线地层、土性纵向、横向差异大；
浅坞区
设置两条流水线同时生产，每两个月 生产两个管节。
预制车间
混凝土生产区
5. 沉管预制厂设计创新 5.3.1 沉管预制厂设计
匹配前段浇筑下段管段
连续浇筑连续顶推
顶推完成关闭滑移坞门
灌水、起浮、移位
排水、舾装
管节出坞
5. 沉管预制厂设计创新 5.2 技术创新
5.2.1 平面布置创新
根据现场地形地貌，创新性的提出了 预制车间与浅坞一字布置，浅坞与深
水面。
5. 沉管预制厂设计创新 5.2 技术创新
浅坞钢闸门现场拼装照片 浅坞钢闸门止水带安装 蓄水中的浅坞钢闸门（迎水面）
5. 沉管预制厂设计创新 5.2 技术创新
5.2.4 深坞坞门结构和止水技术创新 创新性地采用钢筋砼+钢结构组合浮坞门结构，降低浮坞门结构重心高度提高坞
门的浮游稳定性；将坞内蓄水水压转换为坞门配重，化解坞门抗倾和起浮对坞门 自重两个截然相反的要求之间的矛盾；
国内首次按国际标准组织岛隧区地质勘察, 获得
准确精细的地质资料： 设备、现场作业均执行国际标准； 设计全过程介入现场外业工作，进行动态管 理；
通过各种手段强调获取扰动少的现场原位数
据，为设计提供可信、真实的地质参数。
3. 勘察创新 3.2 技术创新
说明港珠澳大桥采用桥岛隧相结合方式建造的主要原因
说明港珠澳大桥采用桥岛隧相结合方式建造的主要原因说到港珠澳大桥，那真是让人眼前一亮，想象一下，一座大桥横跨大海，把香港、珠海和澳门三地连接起来，真的是一项了不起的工程！但是，要在这么宽广的海域上修桥，可不是简单的事，尤其是面对潮水、风浪以及航道的压力，怎么建才行呢？于是乎，港珠澳大桥就用了一个特别的建造方法——桥岛隧道相结合，这也是它的独特之处。
说白了，这桥并不是全桥都在水面上，而是有些地方在水下，还有些地方藏在岛里。
听起来是不是有点神奇？其实背后的原因也挺有趣的，咱们一块来聊聊。
咱们得知道，港珠澳大桥的建设可不是光光为了好看，它可要考虑很多实际问题。
比如，这大桥修在海上，海上的风浪、潮汐变化可不比陆地上稳定，尤其是在一些航道交汇的地方，大船来往频繁，想要让它们也能顺畅通行，就得有点“心思”。
所以啊，桥岛隧道的结合就显得非常聪明。
把桥修在水上，把隧道修在水下，这样既能保持交通通畅，又能避免船只撞到桥梁或者被大浪影响。
就好像是，你家门口有条路，车流很大，直接修个地下车库，大家都能走得顺畅，效率也高。
再说了，海底隧道这一部分，也确实是个挑战。
大家知道，海底可是有多深呢？不是说你随便在海里挖个洞就能通车的。
港珠澳大桥的隧道部分，设计上就要考虑到海底的土质、海水的压力，还有潜在的地震或者其他自然灾害的风险。
把隧道埋在海底，稳稳当当的，能减少受风浪影响，船只经过的时候也不怕碰到啥大桥的柱子了，安全系数一下子提高了。
至于桥梁的部分，那更是考验了工程师们的智慧。
要让桥梁不仅美观，而且能经受住风暴、雷电等各种自然力量的考验。
毕竟，海面上的风可不像陆地上那么温和，强风、大浪的折腾下，桥梁要有足够的韧性，才能不被吹倒，也不被摧毁。
桥上还能让车流顺畅通过，不堵车，这可真得靠得住的设计了。
大家想象一下，如果这座桥全是高高的桥墩，那不光是对车主来说不方便，船只也得绕着走，得绕个大圈子，还不够效率嘛。
哦，还有一点不得不提，岛屿的设计也是大有来头。
港珠澳大桥岛隧工程技术综述
港珠澳大桥岛隧工程技术综述摘要：港珠澳大桥岛隧工程是连接香港、珠海及澳门的大型跨海通道。
本篇综合介绍了其中人工海岛和沉管隧道工程的总体布置和技术要求；其次介绍了人工海岛建造技术、隧道的地质勘查和基础处理、沉管管节工厂化预制、水下挤密砂桩；管节接头防水技术、管节浮运与沉放等。
关键词：人工海岛；沉管隧道；1 项目概况港珠澳大桥跨越珠江口伶仃洋海域，是连接香港、珠海、澳门的大型跨海通道工程，是国家高速公路网规划中珠江三角洲地区环线的组成部分和跨越伶仃洋海域的关键性工程。
港珠澳大桥起自香港口岸，跨越粤港分界线，下穿拱北口岸，止于南屏镇洪湾，线路总长约为55km。
主体工程长约29. 6km，采用桥隧结合方案，穿越伶仃西航道和铜鼓航道段6.7km 采用隧道方案，其余路段约22.9km采用桥梁方案，主体工程隧道两端各设置1个海中人工岛。
主要技术指标: 公路等级为高速公路，设计速度为100km /h，双向六车道；设计使用寿命120年；建筑限界: 桥面标准宽度33. 1m，隧道2×14.25m，净高5.1m。
设计汽车荷载按《公路桥涵设计通用规范》JTGD60—2004 汽车荷载提高25%用于设计计算，同时满足香港《道路及铁路结构设计手册》中规定的活荷载要求。
抗风设计标准: 运营阶段设计重现期120年，施工期重现期 30 年。
地震设防标准: 地震基本烈度为7度；结构防水等级为一级；主体结构耐火等级按一级隧道设计，采用RABT标准升温曲线测试的耐火极限不低于2h。
2 工程主要技术特点2.1 人工海岛的主要技术特点根据主体工程总体布置，隧道两端各设置长度为625m的海中人工岛，两岛间平面距离约5.6km，人工岛平面呈耗贝形，横向最宽处约215 m。
修建海上人工岛的目的是实现桥梁与隧道的顺利衔接，满足岛上建筑物布置需要，并提供基本掩护功能，保障主体工程(岛上的隧道暗埋段敞开段)的顺利建设和正常运营。
其中，西人工岛靠近珠海市，岛的东侧与隧道衔接，西侧与青州航道桥的引桥衔接，平面呈椭圆形，采用“耗贝”的设计理念，岛长625m，最宽处约183m，工程区域天然水深约-8.0m。
港珠澳大桥的“科技密码”
港珠澳大桥的“科技密码”港珠澳大桥是连接中国内地、澳门和香港的一座重要交通工程，是世界上最长的跨海大桥，也是集桥梁、海底隧道、人工岛等多种工程技术于一体的超级工程。
港珠澳大桥的建设离不开科技的支持与保障，科技成为这一超级工程的“密码”，推动了港珠澳大桥建设技术的创新和发展。
一、先进的施工技术港珠澳大桥的建设面临着诸多挑战，例如深水施工、大跨度桥梁设计、海底隧道掘进等，需要运用大量的先进施工技术。
在桥梁施工方面，港珠澳大桥采用了世界上最大的钢箱梁桥梁远洋预制装配技术，通过大型工厂对钢箱梁进行预制，然后再通过海运运到工地进行组装。
这种技术可以极大提高施工效率，降低施工成本，同时保证了桥梁的质量和安全性。
在海底隧道的建设方面，港珠澳大桥采用了世界领先的“沉管法”技术，即利用浮船将预制的隧道沉管运到海底后，再通过水下控制沉放沉管。
这种技术避免了传统的挖掘隧道的方式，大大缩短了建设周期，降低了风险，同时也减少了对海洋生态环境的影响。
二、智能化的桥梁管理系统三、绿色环保的建设理念港珠澳大桥建设过程中积极倡导绿色环保的建设理念，通过科技手段保护海洋生态环境。
在施工过程中，采用了节能减排的先进技术和装备，减少了对环境的污染和破坏。
在桥梁运营管理阶段，采用了清洁能源、智能交通管理等绿色科技手段，减少了车辆的排放和交通的拥堵，降低了对大气和水质的影响。
港珠澳大桥还通过建设了多个人工养殖岛，创造了大量的海洋生态资源，促进了海洋生态的恢复和保护。
四、智能交通系统港珠澳大桥智能交通系统是整个大桥跨海交通运营的“大脑”，通过先进的智能技术实现了跨区域的一体化管理和协同运营。
该系统融合了先进的智能监控、智能调度、智能安全、智能救援等功能，可以实现对所有跨越港珠澳大桥的车辆、船舶等交通工具进行全方位、全天候、全天候的监控和管理。
智能交通系统还融合了先进的车辆识别、交通预测、自动驾驶等技术，提高了大桥的运输效率和安全性，为跨海交通提供了更加便捷快速的服务。
港珠澳大桥岛隧工程难点及施工技术交流课件
在施工过程中，需要对不同地层的岩土性质进行详细勘察和 试验，制定相应的施工方案和安全措施。同时，由于岩土性 质多变，需要不断调整施工参数和优化设计方案，以确保施 工质量和安全。
海洋环境影响
总结词
海洋环境对港珠澳大桥岛隧工程建设的影响较大，主要包括风浪、潮汐、海流、海水腐蚀等方面。
详细描述
在施工过程中，需要充分考虑海洋环境的影响，采取相应的防护措施。例如，为了应对风浪的影响， 需要合理安排施工时间，选择风浪较小的季节进行关键施工。同时，为了防止海水腐蚀，需要对桥梁 和隧道结构进行防腐处理，并定期进行维护和检修。
隧道盾构技术
盾构机选型与设计
根据工程地质和水文条件，选择合适 的盾构机型和刀盘、刀具等关键部件 ，并进行优化设计。
盾构隧道施工控制
盾构隧道防水技术
采用多重防水措施，包括防水混凝土 、橡胶密封垫等材料和技术手段，确 保盾构隧道在使用寿命期内不出现渗 漏现象。
采用自动化监测和控制系统，实时监 测盾构机的工作状态和隧道施工参数 ，确保盾构隧道施工质量和安全。
施工条件限制
总结词
由于港珠澳大桥岛隧工程建设涉及多个方面，施工条件受到多种限制，如场地狭小、交通不便、环保要求高等。
详细描述
在施工过程中，需要充分考虑施工条件的限制，优化施工方案。例如，为了解决场地狭小的问题，可以采用预制 桥梁段和隧道洞口的施工方法，减少现场施工量。同时，为了满足环保要求，需要采取相应的环保措施，减少施 工对周围环境的影响。
沉管隧道
采用沉管法施工，共33节 沉管，单个沉管长180米 ，宽38米，高11米，重约 55000吨。
人工岛
两个直径为100米的人工 岛，用于隧道的出入口和 通风 structure。
港珠澳大桥岛隧工程技术挑战
港珠澳大桥岛隧工程技术挑战
陈越;苏宗贤
【期刊名称】《现代隧道技术》
【年(卷),期】2024(61)2
【摘要】港珠澳大桥岛隧工程是全桥项目的控制性工程,面临地质条件差、海上作业风险高、建设标准要求高和工期紧等多方面困难,建成后为目前世界最长的公路沉管隧道。
2018年港珠澳大桥正式通车,2023年主体工程通过竣工验收,藉此再次梳理港珠澳大桥建设期面对的困难和技术挑战,大桥建设者秉承建设理念,以科研技术管理为抓手,通过科研与实践形成了海中人工岛快速成岛、深厚软弱土沉管隧道地基基础处理与沉降控制、工厂化管节预制等多项关键技术。
其成果有力支撑了岛隧工程建设,为后续大型越江跨海岛隧工程建设奠定了基础,为世界跨海岛隧工程建设贡献了中国智慧。
【总页数】9页(P214-222)
【作者】陈越;苏宗贤
【作者单位】深中通道管理中心;香港科技大学(广州)
【正文语种】中文
【中图分类】U459.5
【相关文献】
1.港珠澳大桥沉管岛隧工程技术实践
2.港珠澳大桥岛隧工程人工岛总平面设计
3.港珠澳大桥岛隧工程东人工岛岛隧结合部清淤施工工艺浅析
4.重大建设工程技术创
新协同治理框架——以港珠澳大桥岛隧工程为例5.港珠澳大桥东人工岛岛隧结合部沉管安放区导流堤掩护效果水动力精细模拟
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详解港珠澳大桥沉管隧道新技术
详解港珠澳大桥沉管隧道新技术 1.工程概况与建设条件港珠澳大桥跨越珠江口伶仃洋海域，连接香港、珠海和澳门，是一国两制三地的海上通道。
项目东起香港大屿山石湾，西至珠海拱北和澳门明珠，总长约３５.６ｋｍ，包括３项工程内容：１）海中桥隧主体工程；２）香港口岸及珠海、澳门口岸；３）香港连接线、珠海连接线和澳门连接线。
其中，海中桥隧主体工程东自粤港分界线，穿越铜鼓、伶仃西主航道以及青州航道、江海直达船航道、九洲航道，止于珠澳口岸人工岛，总长约２９．６ｋｍ，岛隧工程为海中桥隧主体工程的控制性工程，长约６．７ｋｍ，海中隧道采用沉管工法，沉管段长约５．７ｋｍ，人工岛各长６２５ｍ，岛隧平面及纵断面图见图１。
岛隧工程建设的主要难点：１）建设标准高。
①国家一级公路，双向６车道，设计时速１００ｋｍ／ｈ；②设计使用寿命为１２０ａ；③地震基本烈度为Ⅶ度。
２）水文气象条件复杂。
工程处于外海环境，台风频繁，海流、涌浪复杂，受冬季季风影响。
３）海底软基深厚。
工程所处海床面的淤泥质土、粉质黏土深厚，下卧基岩面起伏变化大，基岩埋深基本处于５０～１１０ｍ范围。
４）受规划中的３０万ｔ航道（通航深度－２９ｍ）影响，隧道水深、埋深（回淤量）大。
５）隧道距离超长。
沉管段长约５．７ｋｍ。
６）通航环境复杂。
航线复杂，船舶流量大，最大日流量约4000艘次。
７）环保要求高。
工程穿越国家一级保护动物中华白海豚的保护区核心区。
８）珠江口防洪纳潮要求高，阻水率要求控制在１０％以内。
因此，在如此苛刻的建设条件下建设大型海底沉管隧道，已有的内河沉管隧道建设技术和经验已远远不能满足工程需求，需要进行技术创新和突破。
2.地质勘察以往的沉管隧道一般位于河（海）床表面上，上覆荷载小，对地基承载力要求不高，即怕浮不怕沉。
由于规划航道的通航要求，随着深埋回淤问题的出现，港珠澳大桥沉管隧道工程对地质勘察的要求并非以往海上桥梁地质勘察工作所能满足，而且传统钻探获取的土样不可避免地受到扰动而难以取得较为准确的物理力学参数。
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3. 港珠澳大桥沉管隧道设计技术创新
勘察管理与技术创新
沉管隧道勘察特点及需求 ●“面”的勘察 ●“土”的参数及特性是重点 ●“海”上勘察 ● 基础设计需求与勘察的互动
勘察管理与技术创新
勘察管理与技术创新
勘察组织管理创新 ●全部采用国际标准设备，执行BS勘察标准、作业方法 ●由设计实施勘察过程监督及管理 ●尽量采用原位测试，多种方法互相验证 ●设计参与岩土试验方案制定并动态跟进试验
~13 1987.6~1995.9
17~23 2008.10~2015
~17 1999.6~2002.3
~18 2005.6~2010.8
~22 2008.11~2013
~13 2008.10~2014.1
~18 2006.3~2010.8
2. 港珠澳大桥沉管隧道的技术挑战
沉管段全长3240m
水深3047m 沉管段全长3510m 贴近原海床面建设 水深30m 沉管段全长5664m 覆土厚度达23m 水深超过45m
复合地基加固总体方案
基础创新——复合地基+组合基床沉管基础
基础 纵向 布置
区段
管节
基础 类型
岛上段 斜坡段
暗埋段 敞开段
刚性桩 复合地
基
E33~E 30/S4
SCP复 合地基
中间段 E30/S4～E6/S2 天然地基或局部开挖换填
斜坡段 岛上段
E6/S2 ~E1
SCP复 合地基
暗埋段 敞开段
刚性桩 复合地
基
基础创新——复合地基+组合基床沉管基础
岛上敞开段地基加固—降水联合超载预压
岛上敞开段
岛上敞开段施工步骤
降水联合超载预压 开挖卸载 振冲、碾密 铺设碎石垫层 施工敞开段结构
基础创新——复合地基+组合基床沉管基础
岛上暗埋段PHC刚性桩复合地基
岛上暗埋段施工步骤
降水联合超载预压 开挖卸载 施打PHC桩 铺设碎石垫层形成复合地基 现浇隧道上部结构
2. 港珠澳大桥沉管隧道的技术挑战
难点及挑战： ■ 超长、超宽 ■ 深埋 ■ 大回淤 ■ 深厚软基 ■ 外海施工环境 ■ 高标准 ■ 工期紧
Contents
1. 工程概况 2. 港珠澳大桥沉管隧道的技术挑战 3. 港珠澳大桥沉管隧道设计技术创新 4. 沉管隧道技术发展展望
3. 港珠澳大桥沉管隧道设计技术创新
挑战： 软土地基厚度变化 大（0-30m） 荷载不均匀 岛隧结合点的结构、 荷载突变 水下基础施工质量 控制难度大
基础创新——复合地基+组合基床沉管基础 挤密砂桩复合地基加固方案提出
基础创新——复合地基+组合基床沉管基础
复合地基+组合基床基础研究
水下挤密砂桩载荷板试验及沉降规律研究 PHC刚性桩复合地基载荷板试验及沉降规律研究 高压旋喷半刚性复合地基原型载荷试验及沉降规律 碎石垫层变形规律及设计参数研究 组合基床沉降规律研究 挤密砂桩工艺研究 基底回淤对沉降影响研究 沉管基础清淤技术研究
港珠澳大桥岛隧工程
沉管隧道关键技术与创新
中交公路规划设计院有限公司 吕勇刚 2015.12
Contents
1. 工程概况 2. 港珠澳大桥沉管隧道的技术挑战 3. 港珠澳大桥沉管隧道设计技术创新 4. 沉管隧道技术发展展望
Contents
1. 工程概况 2. 港珠澳大桥沉管隧道的技术挑战 3. 港珠澳大桥沉管隧道设计技术创新 4. 沉管隧道技术发展展望
3. 港珠澳大桥沉管隧道设计技术创新
基础设计创新技术——复合地基+组合基床沉管基础
基础创新——复合地基+组合基床沉管基础
● 沉管隧道基础总长近6km，坐落于深厚软基层 ● 设计目标：沉管基础刚度协调、总沉降﹤ 15cm，差异沉降﹤ 2cm ● 设计方案要利于施工过程质量控制，具备容错补救可行性
基础创新——复合地基+组合基床沉管基础
针对港珠澳沉管隧道特点，主要围绕以下目标开展技术研究 结构及接头水密 总沉降及差异沉降控制 施工风险及质量控制
3. 港珠澳大桥沉管隧道设计技术创新
主要的勘察设计新技术
■ 勘察管理与技术创新 ■ 沉管基础设计创新技术——复合地基+组合基床沉管基础 ■ 沉管结构设计创新技术——半刚性沉管结构体系 ■ 沉管预制创新技术——工厂化管节预制 ■ 沉管施工风险及质量管理创新——沉管施工监控体系 ■ 管节可周转舾装结构——焊接可周转端封门 ■ 快速安装水下最终接头
岛上暗埋段
基础创新——复合地基+组合基床沉管基础 岛上沉管段高压旋喷复合地基
2. 港珠澳大桥沉管隧道的技术挑战
国内沉管隧道情况一览
长度 (m)
1305
管节结构 8.330100
736 9.5543100(约)
460 939.9 105(~115)
457 7.933.4120(~90)
420 7.511.985(80)
340 9.6839.36(最宽截面)85
勘察管理与技术创新
采用的勘察新技术 ● 使用带波浪补偿的海上钻探系统及海上钻探平台系统
勘察管理与技术创新
采用的勘察新技术 ● 使用海底坐床式静力触探系统，获取土层连续原位CPTU数据， 对工程地质进行评估
勘察管理与技术创新
采用的勘察新技术 ● 采用固定活塞式取土器及不扰动样的土样箱，减少对原状土的扰动 ● 建立三维地质模型及数据库，进行地层地质参数、资料分析
395 8.522.8100(约)
277 8.552355(~77)
255 9.836.685
218 6.411.574(70)
214 8.723116
水深 (m)
~21
建设年代 施工中
~29 1999.12~2003.6
13~15 2009.10~至今
~13.2 1986.1~1994.1
ห้องสมุดไป่ตู้ 1. 工程概况
1. 工程概况
Contents
1. 工程概况 2. 港珠澳大桥沉管隧道的技术挑战 3. 港珠澳大桥沉管隧道设计技术创新 4. 沉管隧道技术发展展望
编号
名称
1 江西红谷沉管隧道 2 上海外环隧道 3 广东佛山东平隧道 4 广州珠江隧道（黄沙--芳村） 5 宁波甬江隧道 6 广州洲头咀隧道 7 宁波常洪隧道 8 广州仑头—生物岛沉管隧道 9 天津海河隧道 10 舟山沈家门海底隧道 11 广州生物岛~大学城沉管隧道