港珠澳大桥总体设计及关键技术ppt课件.ppt

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1、港珠澳大桥总体设计及关键技术,广东省长大公路工程有限公司,汇报人：陈儒发,目录|CONTENTS,一、工 程 概 况,二、总 体 设 计,三、桥梁主体工程关键技术,四、人工岛及沉管隧道关键技术,工程概况 PROJECT OVERVIEW,一、工程概况,港珠澳大桥跨越珠江口伶仃洋海域，东接香港特别行政区，西接广东省（珠海市）和澳门特别行政区。,工程包括三项内容：1. 海中桥隧主体工程2. 香港、珠海和澳门三地口岸岛3. 香港、珠海、澳门三地连接线,海中桥隧主体工程（粤港分界线至珠海和澳门口岸段）由粤港澳三地共同建设，港珠澳大桥管理局负责项目的具体实施； 海中桥隧工程香港段（起自香港散石湾，止于粤

2、港分界线）、三地口岸和连接线由各自建设。,一、工程概况,项目全长约50公里，桥隧工程全长35.6公里。三地共建的主体工程长约29.6km，深水区非通航孔桥14.12km、浅水区非通航孔桥5.44公里、青州航道桥930m、江海直达航道桥994m、九洲航道桥693m、以及两座人工岛连接桥，一座口岸连接桥，桥梁共长约22.8km。,一、工程概况,港珠澳大桥总投资估算为729.4亿元（静态投资约651.5亿元）,一、工程概况,总体工作计划,一、工程概况,亚热带海洋性季风气候区，温度1530，年降雨18002400毫米，南风、偏南风为主，有效波高约2m；7-9月为台风多发季节。淤泥、粉细沙软土地层局部达

3、到60m；,总体气象、水文、地质特点,一、工程概况,建设特殊限制条件及需求,穿越中华白海豚保护区，环境敏感性强；海域航线复杂、流量大，安全风险源多；全桥设计寿命120年；全桥组水率小于10%；建成地标性建筑,一、工程概况,建设理念,全面实现“工厂化、大型化、标准化、装配化”工法；减少海上作业时间及作业量；降低安全风险；减少对海洋环境影响；保证并提高工程质量,总体设计 TOTAL DESIGN,二、总体设计,桥梁工程部分 航道桥景观设计,青州航道桥,塔顶结型撑吸收“中国结”文化元素，将最初的直角、直线型造型“曲线化”，并注入文化元素，提升景观层次，使中国结更显纤巧、灵动、精致、优雅，与附近连接隧

4、道的东西人工岛形成“珠联璧合”的总体造型理念。,二、总体设计,桥梁工程部分 航道桥景观设计,江海直达船航道桥,江海直达船航道桥主塔塔冠造型取自白海豚元素，与该区域海豚保护区的海洋文化相吻合，造型独具特色。,二、总体设计,桥梁工程部分 航道桥景观设计,九洲航道桥,九洲航道桥主塔造型取自风帆，寓意“扬帆起航”，与江海直达船航道塔身形成序列化造型效果，桥塔整体造型优美、亲和力强，具有强烈的地标韵味。,二、总体设计,桥梁工程部分 非通航孔桥结构设计,近珠海岸85m等跨组合连续梁桥,85米等跨组合连续梁桥，单墩双幅梁，混凝土桥面板与钢箱一起整孔安装，混凝土墩台预制安装，钢管复合钻孔嵌岩桩基础。,二、总体

5、设计, 墩身工厂分段预制、浮运就位、浮吊安装； 组合梁85米制造、运输到位、浮吊分幅安装； 利用专业制造厂、大型运输船、大型浮吊。,桥梁工程部分 非通航孔桥结构设计,近珠海岸85m等跨组合连续梁桥,二、总体设计,桥梁工程部分 非通航孔桥结构设计,深水区110m等跨钢箱连续梁桥,110米等跨钢箱连续梁桥，单墩整幅梁，箱梁整孔安装，预制混凝土墩台，预制安装，钢管复合钻孔桩基础。,二、总体设计,桥梁工程部分 非通航孔桥结构设计,深水区110m等跨钢箱连续梁桥, 墩身工厂分段预制、浮运就位、浮吊安装； 钢箱梁工厂110米制造、运输到位、浮吊安装 利用专业制造厂、大型运输船、大型浮吊。,二、总体设计,桥

6、梁工程部分 非通航孔桥结构设计,香港侧非通航孔桥,12.6Km六车道高速公路标准，75m等跨预应力混凝土连续梁，节段预制箱梁悬拼安装；墩身预制安装（或现浇），预制外壳+现浇承台，钻孔桩。,二、总体设计,桥梁工程部分 非通航孔桥结构设计,香港侧非通航孔桥,二、总体设计,桥梁工程总体设计特点,三座通航孔桥风格一致；非通航孔桥标准跨径布置，适当增大跨径；非通航孔桥承台埋入海床面；采用单幅预制墩台装配化施工；非通航孔桥箱梁等梁高布置；非通航孔桥箱梁整跨吊装,二、总体设计,沉管隧道部分,受香港机场航空限高要求，主航道设计为隧道，经比选采用沉管工法，沉管段总长5664m，共分33节，每节长180m，宽37

7、.95m，高11.4m，单节重约7.4万吨，最大沉放水深44m。,二、总体设计,沉管隧道部分 人工岛设计,东西人工岛各10万平米；西岛为养护管理功能，东岛兼旅游功能。,二、总体设计,沉管隧道部分 沉管设计,采用工厂法进行沉管管节预制，实现标准化流水作业；管节的起浮、出坞、下沉利用大型专业化设备，实现7万吨级沉管40米水下对接精度。,二、总体设计,沉管隧道部分 人工岛结合部,人工岛结合部连接预应力混凝土连续梁桥,二、总体设计,香港口岸填海造地130公顷，采用碎石桩作为围堤地基加固（不挖泥），格型钢板桩（预制安装）作为岛壁结构，回填砂后加固形成陆域。,口岸人工岛部分 香港口岸,二、总体设计,口岸人

8、工岛部分 珠澳口岸,珠澳口岸人工岛东西宽930至960米、南北长1930米，工程填海总面积近220万平方米，人工岛将成为集交通、管理、服务、救援和观光功能为一体的综合运营中心,桥梁主体工程关键技术 KEY TECHNOLOGY OF BRIDGE ENGINEERING,桥梁主体工程关键技术,桥梁主体工程关键技术,非通航孔桥施工关键技术埋置式全预制桥梁墩台安装技术（干法、湿法）分节段预制墩身干接缝拼装接高新技术组合梁设计制造施工新技术大跨度钢箱梁整孔制造与架设关键技术大规模钢桥面铺装方案选择及质量管理,通航孔桥施工关键技术钢管复合桩基础大型主墩承台钢套箱整体吊装技术青州航道桥超高砼结构主塔及“

9、中国结”安装技术江海直达船航道桥超高钢索塔整体吊装技术九洲航道桥钢混组合塔上塔柱整体竖转提升技术,通航孔桥施工关键技术,钢管复合桩基础,基础采用钢管复合桩基础，钢管直径2.0m2.5m，最大桩长超过100m，钢管参与受力设计,通航孔桥施工关键技术,大型承台钢套箱整体吊装技术,青州航道桥,青州航道桥主墩钢套箱长度90.99m，宽度43.74m，高度8.5m，平面面积近4000m2，重达1700t，采用两台大型浮吊抬吊，整体一次吊装就位。,九洲航道桥204号墩围堰长22.4米，宽15.4米，高7.3米，重313.8吨，为吊箱围堰，墩位散拼，利用千斤顶一次性整体下放到位。,江海直达船航道桥,九洲航道

10、桥,索塔套箱高度8.3m,横桥向最大宽41m；顺桥向最大宽32m。套箱中间设置12个变宽节段,采用不锈钢高强度螺栓连接，套箱重约436T。,通航孔桥施工关键技术,青州航道桥超高砼结构主塔及“中国结”安装技术,超高砼结构索塔采用液压爬模施工,结形撑为钢结构“中国结”造型,通航孔桥施工关键技术,青州航道桥超高砼结构主塔及“中国结”安装技术,由于剪刀撑杆件倾角大、构造异形、与塔柱连接处曲化，故采用钢结构。一方面工厂制造能够保证质量，另一方面能够避免常规的混凝土上横梁开裂的病害。结形撑总高50.30m，总宽28.09m，重达780t，,通航孔桥施工关键技术,青州航道桥超高砼结构主塔及“中国结”安装技术

11、,自下至上吊装顺序为J3、J2、J1节段，其中J3、J2采用整体吊装方法，J1分两次吊装。,通航孔桥施工关键技术,江海直达船航道桥超高钢索塔整体吊装技术,索塔为“海豚”型全钢结构;主塔柱受力部分由下至上共分为Z0Z12 十三个节段;总高度约110m;Z0 节段高度均为3.5m，重约500吨，单独安装;Z1Z12 节段整体吊装，重约2800吨。,首次实现钢索塔整体吊装施工,通航孔桥施工关键技术,江海直达船航道桥超高钢索塔整体吊装技术,通航孔桥施工关键技术,江海直达船航道桥超高钢索塔整体吊装技术,通航孔桥施工关键技术,九洲航道桥钢混组合塔上塔柱整体竖转提升技术,九洲航道桥为港珠澳大桥三座通航孔桥之

12、一，为双塔单索面钢混组合梁5跨连续斜拉桥，设计主塔两座，高120米，为钢混组合“风帆”造型主塔。上塔柱T4- T9节段为钢结构，长67.94米，重约1168吨。,通航孔桥施工关键技术,九洲航道桥钢混组合塔上塔柱整体竖转提升技术,受澳门机场122米航空限高影响，无法采用常规方案施工。故创造性地提出了上塔柱整体竖转提升工艺，施工步骤分为两步：利用浮吊将上塔柱整体吊装至桥面横移滑道上；利用塔梁固结段T3梁面两侧提升吊架上的千斤顶提升上塔柱，完成整体竖转,非通航孔桥施工关键技术,埋置式全预制桥梁墩台安装技术（干法、湿法）,干法工艺之“大直径钢圆筒围堰”（构预制及运输）,非通航孔桥施工关键技术,干法工艺

13、之“大直径钢圆筒围堰” （安装工艺）,22m大直径钢圆筒形成围堰后进行墩台吊装，形成干作业环境。,埋置式全预制桥梁墩台安装技术（干法、湿法）,非通航孔桥施工关键技术,埋置式全预制桥梁墩台安装技术（干法、湿法）,干法工艺之“双壁锁口无内支撑式钢围堰” (墩台预制与运输）,非通航孔桥施工关键技术,埋置式全预制桥梁墩台安装技术（干法、湿法）,干法工艺之“双壁锁口无内支撑式钢围堰” (墩台预制与运输）,吊装底层钢筋,承台钢筋移运,吊装墩身钢筋,构件存放,混凝土浇筑,模板合模,非通航孔桥施工关键技术,埋置式全预制桥梁墩台安装技术（干法、湿法）,经过多次优化，先后攻克了围堰拼装、下放、封底、拔除等难题。,

14、干法工艺之“双壁锁口无内支撑式钢围堰” (安装工艺）,非通航孔桥施工关键技术,埋置式全预制桥梁墩台安装技术（干法、湿法）,湿法工艺之“分离式胶囊柔性止水技术”（构件预制运输）,墩台预制采用大型全钢结构模板，由墩身和承台外模、外模行走系统、承台和墩身底模、墩身内模、底模支撑架、承台芯模、稳定防护装置、承台与墩身交接处底模系统和剪力键系统等，采用液压顶推安装及调位装置进行控制。,非通航孔桥施工关键技术,埋置式全预制桥梁墩台安装技术（干法、湿法）,湿法工艺之“分离式胶囊柔性止水技术”（构件预制运输）,场内横纵移运轨道,构件装船,移运台车,非通航孔桥施工关键技术,埋置式全预制桥梁墩台安装技术（干法、湿

15、法）,湿法工艺之“分离式胶囊柔性止水技术”,分离式胶囊柔性止水工艺除附着于预制承台之上的临时周转使用的围堰设施外，承台本身施工不需要额外的围堰结构。,非通航孔桥施工关键技术,埋置式全预制桥梁墩台安装技术（干法、湿法）,结构体系包括：钢套箱; 悬吊系统; 三维调节系统; 抗浮反压装置,湿法工艺之“分离式胶囊柔性止水技术”,非通航孔桥施工关键技术,埋置式全预制桥梁墩台安装技术（干法、湿法）,设计采用整体式胶囊止水工艺，承台预留孔与桩基护筒间距仅65mm，受钢管桩成桩精度影响，工艺存在的风险源有：（1）大型起重船吊装稳定性要求高，适合吊装施工窗口期较少；（2）护筒偏心导致胶囊不均匀受压，止水效果难以

16、保证。,湿法工艺之“分离式胶囊柔性止水技术”,非通航孔桥施工关键技术,埋置式全预制桥梁墩台安装技术（干法、湿法）,优化安装工艺，采用分离式胶囊柔性止水技术，承台预留孔与钢护筒间距增大至25cm，胶囊止水最不利偏心减小至4cm。完全规避了由沉桩精度误差带来的吊装难以下放、止水效果差的风险源。,湿法工艺之“分离式胶囊柔性止水技术”,湿法工艺之“分离式胶囊柔性止水技术”,开展了托盘足尺模型止水试验研究，试验原理如图所示。,非通航孔桥施工关键技术,埋置式全预制桥梁墩台安装技术（干法、湿法）,托盘模型,试验结果表明：胶囊充气压力0.4MPa，注水压力达0.15MPa，止水效果良好。,非通航孔桥施工关键技

17、术,埋置式全预制桥梁墩台安装技术（干法、湿法）,湿法工艺之“分离式胶囊柔性止水技术”,非通航孔桥施工关键技术,埋置式全预制桥梁墩台安装技术（干法、湿法）,湿法工艺之“分离式胶囊柔性止水技术”,钢套箱止水设计,钢套箱与承台间采用双峰GINA带止水，双峰GINA止水带安装于套箱内壁设置的环绕式牛腿上，连同钢套箱整体安装并锚固于预制承台顶面。,非通航孔桥施工关键技术,埋置式全预制桥梁墩台安装技术（干法、湿法）,湿法工艺之“分离式胶囊柔性止水技术”,非通航孔桥施工关键技术,埋置式全预制桥梁墩台安装技术（干法、湿法）,湿法工艺之“分离式胶囊柔性止水技术”,托盘及三维调节系统安装,非通航孔桥施工关键技术,

18、埋置式全预制桥梁墩台安装技术（干法、湿法）,湿法工艺之“分离式胶囊柔性止水技术”,墩台吊装,非通航孔桥施工关键技术,埋置式全预制桥梁墩台安装技术（干法、湿法）,湿法工艺之“分离式胶囊柔性止水技术”,墩台止水焊接定位剪力键浇筑速凝砂浆,抽水并焊接定位剪力键，浇筑水速凝砂浆，初凝4h、终凝5h，强度达58.5MPa,非通航孔桥施工关键技术,埋置式全预制桥梁墩台安装技术（干法、湿法）,湿法工艺之“分离式胶囊柔性止水技术”,完成套箱抽水后，在不同工况下，采用张线式位移传感器(SW-10)，监测预制承台面处桩基护筒与预制承台间的相对位移。,非通航孔桥施工关键技术,埋置式全预制桥梁墩台安装技术（干法、湿法

19、）,湿法工艺之“分离式胶囊柔性止水技术”,监测结果显示，随着剪力键焊接、速凝砂浆浇筑到所有剪力键焊接完成的过程中，相对位移值逐渐减小，终值42m对预留孔后浇混凝土浇筑质量无影响。,非通航孔桥施工关键技术,埋置式全预制桥梁墩台安装技术（干法、湿法）,湿法工艺之“分离式胶囊柔性止水技术”,为更加精确并全过程采集墩台摆动值，采用加速度传感器监测预制承台和桩基钢护筒的自振值，加速度传感器独立安装在预制墩身及桩基钢护筒上，运用3G数据传输技术，远程全过程采集抽水完成后至预留孔后浇混凝土施工前整个施工过程中预制承台与桩基护筒的自振值。对加速度响应的监测结果进行积分运算，进一步得到位移的时程响应。,墩身传感

20、器 桩基护筒传感器 数据采集及传输装置,非通航孔桥施工关键技术,埋置式全预制桥梁墩台安装技术（干法、湿法）,湿法工艺之“分离式胶囊柔性止水技术”,浇筑速凝砂浆，并完成所有剪力键焊接后，浇筑后浇孔底层混凝土前，监测数值显示自振值振幅最大值为200m。,整体式墩身,分节式墩身,非通航孔桥施工关键技术,埋置式全预制桥梁墩台安装技术（干法、湿法）,湿法工艺之“分离式胶囊柔性止水技术”,非通航孔桥施工关键技术,分节段预制墩身干接缝拼装接高新技术,包括通航孔桥桥墩在内的全桥桥墩均采用工程预制、现场安装。受制于预制、吊装能力，墩身划分为23节，并通过预应力筋进行连接。墩身接缝采用干接缝，设置匹配的凸凹剪力键

21、，接缝处涂抹满足技术要求的环氧树脂。预应力确定采用全螺纹粗钢筋。由于受力所需及墩身断面限制，粗钢筋直径设计为75mm,非通航孔桥施工关键技术,分节段预制墩身干接缝拼装接高新技术,非通航孔桥施工关键技术,分节段预制墩身干接缝拼装接高新技术,精轧螺纹钢筋国内精轧螺纹钢筋最大直径为50mm国外DSI精轧螺纹钢筋最大直径为75mm滚压螺纹钢筋国外FREYSSINET采用滚压螺纹钢筋，直径系列较多。国内成功研发了屈服强度达835MPa以上级别的75直径高强螺纹粗钢筋锚固体系。,通过止转螺母防止钢筋松脱,非通航孔桥施工关键技术,分节段预制墩身干接缝拼装接高新技术,非通航孔桥施工关键技术,分节段预制墩身干接

22、缝拼装接高新技术,非通航孔桥施工关键技术,组合梁设计制造施工新技术,标准跨径85m，等高分幅布置封闭式钢主梁、桁架式隔板最大规模组合梁海洋环境,CB05标浅水区非通航孔桥主梁采用“开口钢箱梁+混凝土桥面板”的组合结构,非通航孔桥施工关键技术,组合梁设计制造施工新技术,桥面板变截面：跨中26cm，钢梁腹板处50cm，悬臂端22cm。桥面板横桥向整体化、纵桥向分块预制，设湿接头。剪力钉：集束式钉群布置桥面板控裂及耐久性措施：横向采用部分预应力体系 墩顶负弯矩区布置纵向预应力 防腐蚀钢筋,非通航孔桥施工关键技术,组合梁设计制造施工新技术,钢主梁线性监控,钢主梁板单元制造,钢主梁组拼,钢主梁喷涂,非通

23、航孔桥施工关键技术,组合梁设计制造施工新技术,组合梁桥面板湿接缝浇注,桥面板预制,桥面板存放,组合梁整孔组合,非通航孔桥施工关键技术,组合梁设计制造施工新技术,组合梁吊装,组合梁场内移运,组合梁装船,组合梁运输,非通航孔桥施工关键技术,大跨度钢箱梁整孔制造与架设关键技术,钢箱梁制造国内首次引进“焊接机器人”、“数控折弯机”等先进的智能化生产设备，建造了世界一流的板单元制造生产线，大幅度提升了钢箱梁生产的车间化、机械化、自动化水平，缩短了制造周期。,深水区110m等跨钢箱连续梁制造,非通航孔桥施工关键技术,大跨度钢箱梁整孔制造与架设关键技术,变宽段钢箱梁吊装,长152.6m重4200t气田管线桥

24、钢箱梁吊装,标准等宽段钢箱梁吊装,非通航孔桥施工关键技术,大规模钢桥面铺装方案选择及质量管理,参照香港钢桥面铺装经验，采用浇筑式+MA体系，开展了试验研究，钢桥面量大，质量是系统工程，有待检验。,人工岛及沉管隧道关键技术 KEY TECHNOLOGY OF ARTIFICIAL ISLAND & IMMERSED TUNNEL,人工岛及沉管隧道关键技术,两岛面积约10万m2，离岸20km，水深约10m，软土层厚度2030m， 采用直径22m钢圆筒插入不透水粘土层形成止水型岛壁结构，回填砂形成陆域，实现快速成岛；,人工岛概况,人工岛施工关键技术,钢圆筒插入不透水粘土层形成止水型围护结构，回填砂形

25、成陆域。西人工岛61个大圆筒，东岛59个钢圆筒；单个圆筒直径22.0m，高40.5m49.5m，最大入土深度达29m。,人工岛及沉管隧道关键技术,人工岛施工关键技术,降水联合堆载预压,塑料排水板,利用整岛止水条件，采用“局部开挖换填、插打塑料排水板、井点降水联合堆载”的大超载比(2.1)预压进行岛内软基处理；将永久的抛石斜坡堤和临时钢圆筒结构相结合，海侧护坡结构采用局部开挖换填+挤密砂桩复合地基。,人工岛及沉管隧道关键技术,人工岛施工关键技术,实现了快速成岛； 止水和围护结构一体； 为软基处理提供了条件； 实现了岛内、岛外同步施工。,人工岛及沉管隧道关键技术,人工岛施工关键技术,钢圆筒制造在上

26、海振华重工制作工厂化保证加工精度,人工岛及沉管隧道关键技术,人工岛施工关键技术,钢圆筒运输7万吨级运输船运输海上运输超过1600公里,人工岛及沉管隧道关键技术,人工岛施工关键技术,钢圆筒打设8台600吨液压振动锤同步振沉圆筒2011年5月15日西岛首个圆筒振沉12月22日东岛最后一个圆筒振沉；2011年 “当年开工，当年成双岛”,人工岛及沉管隧道关键技术,人工岛施工关键技术,副格打设两圆筒间采用副格连接副格采用弧形钢板止水效果良好,人工岛及沉管隧道关键技术,人工岛施工关键技术,岛内软基处理工后残余沉降控制在了30cm以内土的力学性能大幅度提升。,人工岛及沉管隧道关键技术,人工岛施工关键技术,岛

27、内建设东西岛营地建成岛上搅拌站建设投产,人工岛及沉管隧道关键技术,人工岛施工关键技术,西小岛基坑开挖及暗埋段施工,人工岛及沉管隧道关键技术,人工岛施工关键技术,西小岛基坑开挖及暗埋段施工,人工岛及沉管隧道关键技术,人工岛施工关键技术,岛壁结构施工,人工岛及沉管隧道关键技术,沉管隧道关键技术,沉管段全长5664m,覆土厚度达30m,沉管段全长3510m,水深30m,贴近原海床面建设,沉管段全长3240m,贴近原海床面建设,水深30-47m,水深超过45m,贴近原海床面建设,人工岛及沉管隧道关键技术,沉管隧道关键技术,难点及挑战： 超长 深埋 大回淤 软基 外海施工环境,人工岛及沉管隧道关键技术,

28、沉管隧道关键技术,沉管基础,沿线基底位于不同地层且荷载差异基础设计目标：总沉降 15cm，差异沉降 2cm岛上段、岛头区、斜坡过渡段需进行地基处理设计方案要利于施工过程质量控制，具备容错补救可行性,人工岛及沉管隧道关键技术,沉管隧道关键技术,沉管基础,研究并采用挤密砂桩柔性复合地基、高压旋喷半刚性复合地基、PHC刚性桩复合地基，实现三种复合地基及天然砂基地基刚度的平顺过渡；将重力式码头工程成熟的抛填块石+强夯技术引入隧道基础，协调全线基础刚度、降低清淤难度。采用先铺碎石基床，实现沉管竖向线形及平整度。,人工岛及沉管隧道关键技术,沉管隧道关键技术,复合地基加固总体方案,人工岛及沉管隧道关键技术,

29、沉管隧道关键技术,岛上敞开段地基加固降水联合超载预压,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,人工岛及沉管隧道关键技术,沉管隧道关键技术,岛上沉管段高压旋喷复合地基,降水联合超载预压 开挖卸载 施工高压旋喷桩形成复合地基,铺设碎石垫层 安放沉管,岛上E1/E33部分沉管,人工岛及沉管隧道关键技术,沉管隧道关键技术,过渡段一采用沉管挤密砂桩复合地基+堆载预压,岛头过渡段沉管（E1E4S3/E33E30S3）,施工步骤： 挤密砂桩 堆载预压 开挖卸载 碎石垫层 管节沉放,人工岛及沉管隧道关键技术,沉管隧道关键技术,过渡段二采用高置换率挤密砂桩复合地基,过渡段沉管（E4S3E6

30、S2）,施工步骤： 挤密砂桩 基槽开挖 块石夯平 碎石垫层 管节沉放,人工岛及沉管隧道关键技术,沉管隧道关键技术,岛上暗埋段PHC刚性桩复合地基,施工步骤： 基槽开挖 块石夯平 碎石垫层 管节沉放,中间段沉管（E6S2E30S3）,人工岛及沉管隧道关键技术,沉管隧道关键技术,组合基床,2m厚10100kg块石（夯平）,整平船铺设1.3m厚碎石垫层,人工岛及沉管隧道关键技术,沉管隧道关键技术,基础施工,沉管基础施工质量是决定沉管隧道成败的关键。沉管基础作业，主要关键工序包括： 基槽粗挖、精挖；基槽清淤 ； 基础抛石夯平； 碎石基床铺设。,沉管隧道纵断面图,人工岛及沉管隧道关键技术,沉管隧道关键技

31、术,基槽精挖开挖水深大（50m），开挖精度要求高（-60+40cm）； 采用大型定深平挖抓斗和挖深精度控制系统。,金雄,人工岛及沉管隧道关键技术,沉管隧道关键技术,监控系统,耙管增长,专用吸头,基槽清淤沉管隧道横卧珠江口，存在回淤可能与荷兰公司联合研制专用清淤船 ： 能够进行系统定位和测量，能实时显示基槽槽底纵坡； 可满足在不同类型基础面上（块石、碎石、粘土等）进行清淤施工。,人工岛及沉管隧道关键技术,沉管隧道关键技术,基础抛石夯平抛石夯平作业水深大（46m），夯平精度高（小于30cm）；夯平要顺应基础坡度；水下抛石、夯平工作量大；专用溜管式抛夯一体船：溜管定点定量抛石、定点夯平,人工岛及沉管

32、隧道关键技术,沉管隧道关键技术,碎石基床铺设水深大（40m），整平精度要求高（允许偏差40mm）；整平质量关系到沉管标高、接头的受力最大纵坡坡度为 2.98%；整平工作量大（单节面积近1.5万m2）研制国内第一艘平台式整平船； 自动抬升、皮带运输 、高精度声纳测控三大系统，全部采用自动化控制。,人工岛及沉管隧道关键技术,沉管隧道关键技术,浅坞区及一次舾装区,预制车间,混凝土生产区,深坞及二次舾装区,深坞沉箱坞门,沉管预制场,人工岛及沉管隧道关键技术,沉管隧道关键技术, 管节预制流程：,绑扎底板钢筋绑扎侧墙钢筋绑扎顶板钢筋钢筋笼移至浇筑坑并安装模板进行混凝土浇筑预制好的节段向前顶推22.5m匹配

33、预制下一节段,人工岛及沉管隧道关键技术,沉管隧道关键技术, 管节出坞流程：,顶推完成关闭滑移坞门,灌水、起浮、移位,排水、舾装,管节出坞,匹配浇筑管段,连续浇筑连续顶推,人工岛及沉管隧道关键技术,流水化钢筋生产加工线；大型自动化液压模板；混凝土搅拌及供应系统；混凝土温控及养护系统；管节顶推系统。,预制生产线设备配置,沉管隧道关键技术,人工岛及沉管隧道关键技术,沉管隧道关键技术,深浅坞是坞闸一起结构，是沉管出运通道，兼作舾装区；总面积6万m2，蓄水量146.5万m3 ；浅坞门钢闸门采用三角钢桁架式结构；深坞采用沉箱结构浮坞门；,深浅坞,人工岛及沉管隧道关键技术,沉管隧道关键技术,深浅坞,人工岛及

34、沉管隧道关键技术,钢筋加工绑扎量大，精度高；埋件数量多，预埋精度高；共2条生产线，流水作业。,钢筋绑扎及预埋件安装,沉管隧道关键技术,人工岛及沉管隧道关键技术,液压模板,德国PREI设计，上海振华重工制造管节一次性连续浇筑成型外侧模不设拉杆，由反力墙进行支撑,沉管隧道关键技术,人工岛及沉管隧道关键技术,混凝土施工,混凝土拌制及供布料 混凝土全断面浇筑,沉管隧道关键技术,人工岛及沉管隧道关键技术,混凝土控裂,年平均温度23入模控制25 以内冰水混合物拌制混凝土各环节全过程温控养护棚进行混凝土养护,沉管隧道关键技术,人工岛及沉管隧道关键技术,沉管隧道关键技术,管节顶推,单个节段重约9000t，标准

35、管节，重约7万吨；四条顶推滑移轨道；192台850t主动支撑千斤顶（6台/节段/轨道），采用三点支撑，超过16万t支撑力；128台40t顶推千斤顶，多点连续同步顶推，5120t顶推力；8台50t导向千斤顶。,人工岛及沉管隧道关键技术,沉管隧道关键技术,一次舾装及管节起浮横移,人工岛及沉管隧道关键技术,沉管隧道关键技术,安装共33个管节最深沉放水深约44m 最终接头设置于E29和E30之间,沉管安装,人工岛及沉管隧道关键技术,沉管隧道关键技术,沉管出运,浮运采用6-8艘（总马力数超过30000Hp）大马力全回转拖轮；专用导航软件协调各拖轮；实施海上临时交通管制和护航管节尺度大，数量多；外海浮运、

36、水流、浪波条件复杂，拖航阻力大；浮运线路位于目前我国航运最繁忙的珠江口水域，多段航道交叉；沉管无动力、无舵效，航道窄、多拖轮协作操控难。沉管需要在基槽内横拖。,人工岛及沉管隧道关键技术,沉管隧道关键技术,气象窗口选择,合作团队： 国家海洋局海洋环境预报中心技术手段 全球气象、波浪条件输入 四重区域嵌套预报模式 风云2号卫星提供实时气象数据 神威超级计算机进行模式解算,GFS全球预报场,水文气象窗口预报系统,人工岛及沉管隧道关键技术,沉管隧道关键技术,气象窗口选择,系统由三个子系统构成水文气象观测模式计算、后方保障现场预报所有数据实时在线分发,施工现场,北京,岛隧营地,人工岛及沉管隧道关键技术,

37、沉管隧道关键技术,沉管锚泊定位,管节断面巨大，受波浪、水流力大；流态多变，风浪、涌浪并存，对锚系威胁大；沉放驳与沉管组成多浮体柔性受力体系，动力响应规律复杂。,进行了物模、数模试验：系泊系统优化布置系泊系统受力（缆力、吊点力）管节系泊、沉放过程中的动力响应,人工岛及沉管隧道关键技术,沉管隧道关键技术,深水无人沉放对接系统,沉管在深水（44m）精确对接难度大；管节对接精度要求高；国内首次采用水下无人对接技术。,人工岛及沉管隧道关键技术,精确声纳测控系统（与日本、挪威公司合作开发）；遥控遥测压载系统（与德国公司合作开发）；数控拉合系统（法国、瑞士公司合作开发） ；数字化集成控制系统 （自主开发）。

38、,沉管隧道关键技术,人工岛及沉管隧道关键技术,沉管隧道关键技术,精确声纳测控系统采用声纳原理没有水下线缆、安装便捷。,人工岛及沉管隧道关键技术,沉管隧道关键技术,遥控遥测压载系统在控制室内遥控，实现向管节压载水箱内注水、排水，调节管节在水中的负浮力和姿态。,压载水箱,压载水箱,人工岛及沉管隧道关键技术,数控拉合系统管节顶面设2处拉合点，每个拉能提供400吨拉合力；两个管节拉合，使GINA止水带初步压缩止水；采用反勾结构，自动连接上之后，启动千斤顶。,沉管隧道关键技术,人工岛及沉管隧道关键技术,数字集成化控制系统,包括监视、控制、测量三部分；管节内的所有系统均通过主控室实现控制；测量系统可以从主安装船控制室被激活、校准。,沉管姿态、拉合遥控、阀门启闭、水泵远程控制、绞车远程控制,对接测控、流量监控、远程监控、绞车缆力显示,水泵水压遥测、水位遥测,沉管隧道关键技术,人工岛及沉管隧道关键技术,沉管隧道关键技术,精调千斤顶由12台顶推千斤顶和10台限位千斤顶组成，可以提供最大12000t顶推力。,人工岛及沉管隧道关键技术,沉管隧道关键技术,回填,人工岛及沉管隧道关键技术,感谢聆听 THANKS FOR LISTENING,