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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。
港珠澳大桥海底隧道作为世界上最长的跨海大桥，港珠澳大桥于2018年正式通车。
这座大桥将香港、珠海和澳门连接在一起，成为中国大陆和澳门之间的重要通道。
除了大桥本身，港珠澳大桥还包括一座海底隧道，穿过珠江口的海底，为车辆提供便捷的交通通道。
港珠澳大桥海底隧道是整个大桥的一部分，它位于大桥南端的珠江口水域。
这座隧道全长约6.7公里，是世界上最长的海底公路隧道。
隧道以三个管道的形式分布，其中两个管道用于车辆通行，而第三个则用于安全设备和维护工作。
为了建造这座海底隧道，工程师们面临了巨大的挑战。
首先，他们需要考虑海底地质条件。
珠江口属于滨海泥质地层，地质较为不稳定，因此在设计和建造过程中必须采取措施确保隧道的稳定性和安全性。
工程师们进行了大量的地质勘测和工程设计，以确保隧道能够承受海水的压力和周围地质环境的变化。
其次，工程师还需要解决海底隧道的施工问题。
由于水下施工困难，他们选择了先在陆上建造好隧道的预制状体，再将其运输到海底进行安装。
这种方法不仅可以减少施工难度，还可以提高施工效率。
在海底隧道的建造过程中，工程师们还使用了先进的隧道掘进机和人工爆破技术，以确保隧道的准确施工和安全性。
港珠澳大桥海底隧道的建设还需要充分考虑环境保护和生态保育。
工程师们在施工过程中采取了一系列措施，以减少对海洋生态环境的影响。
例如，他们利用先进的环保技术来控制施工废水和废气的排放，并采取了噪音和震动控制措施，以保护海洋生活的安全和健康。
此外，他们还对隧道周围的水域进行了生态修复和环境保护工作，以恢复和保护海洋生态系统的平衡。
随着港珠澳大桥海底隧道的建成通车，它为区域经济发展和人民生活带来了诸多好处。
首先，它缩短了香港、珠海和澳门之间的交通时间，便捷了人们的出行。
其次，它促进了区域经济的融合和发展，加强了香港、珠海和澳门之间的经济交流与合作。
此外，它还提高了整个珠江三角洲地区的交通运输能力，为其他城市和地区提供了更好的连接和交通选择。
6月29日凌晨，被英国《卫报》誉为“现代世界七大奇迹”之一的港珠澳大桥主体桥梁宣告成功合龙。
这意味着，离港珠澳大桥最终“蛟龙出海”已为时不远。
作为连接香港、珠海和澳门的超大型跨海通道，从研究、设计、施工到最终接近完成，港珠澳大桥历经十余年的漫长的岁月。
在这过程中，中国的设计者、建设者们承担着难以想象的压力，遭遇过外国设计方案不符合实际情况、沉管沉放“三次回拖两次安装”等各种问题，也面临着新设计方案不被理解，外在因素导致需要多方沟通的局面。
最终，诸多问题被一一克服，中国的工程师们以脚踏实地、勇于创新、不断挑战自我的精神，让这一中国的“超级样板”工程，将于2017年正式向人们展示他的巍巍身姿。
在港珠澳岛隧工程项目中，应用惯例和标准组件包括：桥梁；人工岛陆域形成，软基加固，消浪结构等；沉管预制厂土木结构；沉管基槽开挖、沉管回填、沉管附属工程等约占比35%，涉及造价75亿元人民币。
需要实验及需突破界限部分是工程主要部分包括：沉管基础、沉管预制、沉管岛上段等，占比约50%。
而为应对特殊挑战部分，需要技术创新的，其中很多都是世界上第一次，比如深插钢圆筒、半刚性沉管结构、外海沉管安装系统、沉管最终接头等，占比15%，占投资30多亿元人民币。
最终，港珠澳大桥以64项创新技术，贡献予世界沉管隧道工程。
中国是沉管隧道工程的后来者，然而，“如积薪耳，后来者居上”，这背后是中国工程人员的勤奋、智慧和不屈的斗志。
滴水不漏的海底隧道2015年12月，港珠澳大桥岛隧工程有位特殊客人来访——香港土木工程署前任署长刘正光。
他曾主持设计建造了香港青马大桥、汲水门大桥和汀九大桥，这三座桥梁都被誉为世界级的大桥。
鉴于此，他荣获我国桥梁工程界的最高奖——“茅以升”奖，并在国际桥梁界享有盛名。
长期以来，这位获得英国桥梁硕士学位的第一位华人，一直对中国大陆工程界颇有微词，特别是在一些大型的国际会议上，批评大陆工程的质量，并不掩饰其观点。
在参观的前一天，他给岛隧工程总指挥林鸣打电话，询问参观隧道需不需要穿雨衣水靴。
摩擦焊工艺与应用一工程概况港珠澳大桥岛隧工程海底隧道采用两孔一管廊截面形式，宽3795cm,高1140cm 底板厚150cm 侧墙及顶板厚150cm 中隔墙厚80cn。
沉管由33个管节组成，管节长180 m（8个节段组成），其中的4个管节长112.5 m（5个节段组成）。
节段长22.5 m，由节段连接成管节。
管节横断面示意图管节采用两条生产线同时生产，每条生产线要制作100多件节段，平均每月每条生产线要生产4个节段。
单节段钢筋用量约900t，钢筋级别均为HRB400每条生产线每天的钢筋加工量达100多吨。
节段预制钢筋加工量大，钢筋密集，每方混凝土用钢量约为280公斤，远远高于世界范围内同类工程用钢量。
采取传统钢筋加工方式无法满足生产需要，经过前期的比较调研，借鉴各大型工程和工厂钢筋加工中心的成熟经验，结合工程实际需要，形成港珠澳特色的全自动钢筋加工中心。
钢筋笼的施工采用流水线方式，钢筋集中在加工区成型，然后，依次通过底板区、侧墙区、顶板区绑扎成钢筋笼，最后推送入浇筑区。
节段的砼浇筑采用一次完成的全断面浇筑工艺施工，浇筑前，38mx 22.5m x 11.4m的庞大钢筋笼要经过多次体系转换，才能在砼浇筑区设定的位置就位。
钢筋加工精度要求高，钢筋笼体系中还有预埋的各种类型预埋件，预埋件的安装精度要求也很严格，这就要求钢筋笼必须要有足够的稳定性。
钢筋构造图如下：二J 型拉钩筋的设置与摩擦焊1、‘ J 型拉钩筋’的应用为满足管节受力设计的需要，在庞大的钢筋笼中，侧墙、中墙以及底板、顶 板I Cri cl <I」©4p®pL丄◎ItI B£i⑪■"丿IW!1 w^a^RittiMu *标准管节钢筋构造断面图中，剪力键等部位，都需布设大量的箍筋，或是拉筋。
由于钢筋笼的钢筋太密集，且又要兼顾预埋件及预埋件的锚固筋等因素的影响，哪怕是开口的双肢箍也难以有足够的空间位置进行操作。
1.港珠澳大桥概略港珠澳大桥海中主体工程长29.6km。
整体河势东冲西淤。
其中东侧的一段按照30万吨油轮通航预留，且受香港机场飞行限高的控制，因此采用6.7km长的沉管隧道方案。
为了接上桥梁，隧道两头建造了两个人工岛。
工程于2011年1月批准开工，于2018年2月交工验收。
☝港珠澳大桥地理和经济环境及主体工程概况桥梁方面•上部结构用钢量超过40万吨，创造了世界桥梁工程的新记录；•桩基础创新地采用钢管复合结构，提高了桥墩的抗撞击能力；•非通航孔桥的桥墩采用工厂化预制，整体化安装，实现了外海桥梁的装配化施工，让工期、安全更有保障；•桥塔分别采用中国结、海豚和风帆的创意。
其中的海豚塔高达百米，重量超过2600t；独特的创意，结合现代化的工法，给港珠澳大桥留下了厚重的文化氛围。
☝港珠澳大桥主体段桥梁(a)远眺桥梁; (b)青州航道桥中国结; (c)江海桥海豚塔安装; (d)东人工岛接桥隧; (e)隧道内视岛隧方面•建设规模超大；•世界首次将沉管隧道埋入海床面以下超过20m；•建设条件复杂：珠江口夏季受台风、强对流天气和汛期的影响，秋冬季受季风的影响，日过往船舶高达4000艘。
岛-隧工程穿过中华白海豚核心保护区，环保要求高。
在上述工作条件下，连续地完成了超过6km长的沉管隧道的水下基础与管节预制和安装。
2.快速和可靠的成岛技术由于人工岛下方的软土层厚30m，预计人工岛需要3年的时间建设，留给后续隧道建设时间不足。
对于人工岛的基础，软土具有利弊兼有的两面性；采用传统的筑岛方法将软土改良或移除，再填上砂石，需投入巨大的工程量是其不利的一面；软土易插入和不透水特性是有利的一面，可以被利用。
☝东人工岛最后一个钢圆筒的打设将22m直径，高约50m，壁厚仅1.6cm的钢圆筒插入软土约30m深，连续地插入约60个钢圆筒，就围成一个环岛，插入120个，就围成两个环岛。
同时用整体式副格连接相邻的钢圆筒，并深插入至软土的不透水层，就可形成低渗透率的临时岛壁，从而为岛内的超载排水作业提供了条件。
港珠澳大桥沉管隧道接头防水技术2016-06-17“超级工程”港珠澳大桥沉管隧道由33节巨型沉管对接而成，每个标准管节长180m，由8个节段构成，重约80000t，最大沉放深度超过45m，是目前世界上综合难度最大的沉管隧道工程之一。
到目前为止，港珠澳大桥沉管隧道已经完成了三分之二的沉管浮运安装施工，并在施工完成的沉管隧道中表面没有湿迹，可见沉管隧道的防水、防渗设计要求之高。
本刊记者有幸参观港珠澳施工现场，并邀请上海市隧道工程轨道交通设计研究院地下分院陆明副总工来介绍该工程的接头防水设计与施工技术。
工程概况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356km，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。
本工程的海底隧道采用沉管法施工，是目前世界上综合难度最大的沉管隧道之一。
沉管隧道全长5664m，东、西岛暗埋段各长163m，海中段采用W 形布置，横断面宽度为37.95m，高度为11.4m，采用两孔一管廊布置，沉管隧道横纵断面图如图1、图2所示。
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120年;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。
4)受规划中30万吨级的航道(通航深度-29m)影响，隧道水深、埋深(回淤量)大。
港珠澳大桥结构形式及关键工程技术分析赵能洪摘要：随着如今交通流量剧增，道路也在的不断完善及更新，其中道路中的桥梁工程设计是道路中难度比较大的工程，特别是跨长比较大的工程。
如今，随着技术水平的提高，道桥设计的质量也在不断的提高和优化。
而本文则将介绍一个新的奇迹——港珠澳大桥。
港珠澳大桥是连接香港、澳门、珠海这三座城市。
大桥的建成，促进了三座城市的经济繁荣及发展。
本文将从主要对港珠澳大桥的结构形式以及其工程所使用的一些关键技术进行分析。
关键词：港珠澳大桥；桥梁工程；施工技术1 绪论港珠澳大桥是中国以及全世界历史最长的一座桥梁工程，全长55公里，车辆设计速度为100km/h的双向六车道高速公路，花费1269亿元左右。
其分别设计了桥梁和海底隧道两大工程。
建造这座大桥大约花了8年的时间，花费大约1269亿元，该桥连接着香港，珠海，澳门这三个经济发展发达地区，成为连接这三个地区的重要通道。
2017年年底通车后，开车从香港到珠海由三个小时可以缩减成半个小时左右。
本文主要对青州航道桥、江海直达船航道桥、九洲航道桥、非通航桥以及珠澳口岸连接桥分析其结构设计及技术。
同时，港珠澳大桥的建立，进一步推动了这三个地区的经济快速发展，同时也代表着中国在桥梁设计领域上又进一步得到快速的提高。
2 港珠澳大桥工程结构形式分析由于该工程是一个大型的工程施工，所以其施工都是严格按照更高的标准、更高的要求去施工，设计使用的年限达到120年。
港珠澳大桥的工程施工达到了标准化、工厂化、大型化、装配化的施工特点。
港珠澳大桥的建造完工，成为了世界跨海通道之最，成为一个地标性建筑物。
港珠澳大桥主桥路段为香港新界的西北部散石湾的附近，然后该桥接香港的口岸，往外沿伸出去，然后经过了珠江口铜鼓、伶仃西、青州、九州等地方，紧接着连接珠海市的拱北湾，最后到珠海澳门口岸人工岛为止。
香港与珠海的线性走向为先从大屿山的石湾然后分别途经沙螺湾的水道至赤鱲角岛屿南部，观景山等，澳门与珠海的线性走向先从珠澳人工岛开始，经过经友谊圆形地至填海新区。
港珠澳大桥海底隧道是世界最长的海底深埋隧道，沉管总长度5664米，由33节混凝土预制管节和1节12米长的“最终接头”组成。
其中，“最终接头”所采用的“小梁顶推”技术和装备为自主研制并属世界首创。
5月2日，“最终接头”在10多位外国专家和99名媒体记者的见证下，在28米深的海水中实现成功安装，南北向线形偏差控制在正负15厘米的标准范围内，实现了“日出起吊、日落止水、滴水不漏”的奇迹。
欢呼祝贺过后，“最终文蔡琳创造港珠澳大桥的“极致”接头”的线形偏差引起了争论。
“港珠澳大桥是120年设计使用寿命的超级工程，就像之前曲曲折折的33根沉管安装一样，这一次也绝不能留下任何遗憾。
”3日早上，中国交通建设股份有限公司总工程师、港珠澳大桥岛隧项目总指挥林鸣提出了一个大胆的想法——重新安装调整。
“这么好的结果，我反对再调整！”决策会上，“最终接头”止水带供应商荷兰特瑞堡公司工程师乔尔表示，“虽然止水带仍然可以再压缩一次，但是为了精调一个方向，就可能将这些来之不易的完美重新置于不确定性之中，一旦发生碰撞，不仅损失超亿元，甚至会造成重大事故。
”上午10时许，多方讨论的结果是“偏执”占了上风。
乔尔被这些为了精益求精而甘愿承担极大风险的中国工程师的情怀所感动，他感叹“这是一个非常艰难的决定”。
《消息二则》拓展阅读————世界最长海底隧道“最终接头”二次“精调”实现毫米级偏差拓展阅读214日晚8时43分，执着的大桥建设者经过34小时的奋战，将“最终接头”的线形偏差成功缩小到东侧0.8毫米、西侧2.5毫米。
“这就是我想要的结果。
”一天没上厕所、连续34个小时没合眼、指令发出上万次的林鸣终于笑了。
“在我参与的15座沉管隧道建设中，这个是最棒的，没有之一。
港珠澳大桥是世界造桥技术的最高体现！”乔尔感慨万千。
荷兰隧道工程咨询公司TEC 是世界沉管隧道领域的佼佼者，曾笑称“中国企业不会走路就想跑”。
5日，该公司发来贺电，向精准完成这一世界级难度安装的工程建设者们致敬。
港珠澳大桥的“科技密码”港珠澳大桥是一项令人惊叹的世界级工程，不仅令人震惊的是它的规模和耗资，更让人惊奇的是它的“科技密码”。
以下是港珠澳大桥的“科技密码”：1. 隧道通风系统对于这个长达14.2公里的海底隧道，防水和通风是至关重要的。
为了防止水流进入隧道，工程师们采用了“双壳结构”，即在隧道内部和外部各设置了一层钢筋混凝土，从而形成了一个相对密闭的空间。
此外，为了确保隧道内的空气流通，工程师们将隧道分为多个相互独立的区域，并在每个区域内设置了通风系统。
如果发生灾难，这个智能的隧道系统将能够自动检测烟雾、火灾、气体泄漏等因素，并向相关机构发出警报。
2. 激光测量技术隧道的建设非常注重精度，如果出现偏差，将会对整个桥梁的安全带来潜在的威胁。
为了确保精度，工程师们使用激光测量技术对齐隧道边缘的钢筋混凝土，确保每个部分都与设计要求相符。
激光测量技术准确度高、速度快、不受影响的精度高等优点，使它成为现代建筑领域不可或缺的技术。
3. 钢丝绳技术隧道和桥梁的支撑系统使用了大量的钢丝绳，它是一种由高强度钢丝制成的缆绳，在大桥建设中被广泛应用。
随着科技的进步，钢丝绳的强度越来越高，能够承受更大的荷载。
此外，钢丝绳可以通过电子设备进行实时监测，检测绳索的张力、应变等数据，从而确保大桥的安全性。
4. 瞬态电磁场探测技术港珠澳大桥建设过程中，需要大量挖掘和钻孔，这可能会对周围的电力、燃气管线和深层岩土带来潜在的威胁。
因此，工程师们使用瞬态电磁场探测技术，通过地下电磁场来查看地下管道和矿层的位置。
这项技术能够精确地检测出地下水、油气管道等物质，从而使钻探和挖掘工作更加安全可靠。
港珠澳大桥的“科技密码”证明了技术对大型工程的重要性。
这项工程的建设需要许多高科技、高精度的技术，工程师们必须充分运用各种技术手段，确保安全可靠。
通过科技的支持和改进，未来的大型工程将更加高效和安全。
港珠澳大桥隧道施工方法港珠澳大桥，那可是个了不起的大工程啊！就说那隧道施工，那可真是充满了智慧和挑战。
你知道吗，这隧道施工就像是在大海底下挖一条秘密通道。
想象一下，要在那么深的海底，建造一条长长的隧道，这得有多难啊！他们用的方法之一呢，就是沉管法。
就好像是把一节节巨大的管子，小心翼翼地放到海底，然后再把它们连接起来。
这可不是随便放放就行的哦，得精确到毫米级呢！不然的话，这隧道可就不牢固啦。
这就好比搭积木，得严丝合缝的，不然轻轻一碰就倒了。
在施工的时候，那些工人们得非常小心谨慎。
他们就像是一群海底的探险家，一点点地挖掘，一点点地铺设。
他们得面对各种各样的困难，比如海底的压力，海水的流动，还有那些复杂的地质情况。
这可真不是一般人能做到的呀！还有啊，他们得保证隧道的质量。
这隧道可不是用几天就不用了，它得用上好多年呢！所以得坚固得像钢铁一样。
为了做到这一点，他们用了最好的材料，最先进的技术。
你说这是不是很神奇？在深深的海底，竟然能造出这样一条壮观的隧道。
这背后是无数人的努力和付出啊。
那些工程师们，他们整天都在研究怎么才能把隧道建好。
他们得考虑各种各样的因素，简直比我们考虑每天吃什么还复杂呢！他们得计算，得画图，得试验，每一个步骤都不能出错。
工人们呢，他们在工地上挥洒着汗水。
不管是炎热的夏天，还是寒冷的冬天，他们都坚守在自己的岗位上。
他们就像是一群默默耕耘的老牛，为了这个伟大的工程贡献着自己的力量。
港珠澳大桥的隧道施工，这不仅仅是一个工程，更是我们中国人的骄傲啊！它让全世界都看到了我们的实力和智慧。
你再想想，如果没有这样的隧道施工方法，我们怎么能在大海底下自由穿梭呢？怎么能把香港、珠海、澳门连接得这么紧密呢？这就是科技的力量，这就是人类的智慧啊！所以啊，我们要好好珍惜这座大桥，要感谢那些为它付出的人们。
让我们一起为港珠澳大桥点赞，为我们伟大的祖国点赞！这隧道施工，真的是太了不起了！。
港珠澳大桥建设中的科技智慧打破国内大桥“百年惯例”除了是世界最长的大桥，港珠澳大桥的设计使用寿命长达120年，打破了国内大桥的“百年惯例”。
为实现这一目标，中国科研人员攻克了大量技术难题，提出了“港珠澳耐久性模型”等一整套具有中国特色、世界水平的海洋工程防腐技术措施。
在研究和建设过程中，一系列新材料、新技术应运而生，在多个领域填补了中国行业标准和国家标准的空白，诸多施工工艺及标准达到国际领先水平。
位于海泥环境中的钢管桩如何确保120年不损坏，这对港珠澳大桥设计团队提出极大的挑战。
“针对特定的海泥环境，我们先后从涂层的抗渗透性、耐阴极剥离性等着手研制新型涂料，解决涂层的耐久性问题。
”中国科学院金属研究所耐久性防护与工程化课题组负责人李京研究员介绍，他们研制出新一代高性能环氧涂层钢筋，并参与大桥基础的防腐涂装施工，保障了港珠澳大桥120年耐久性设计要求。
复杂的海床结构、恶劣的自然环境、超长的跨度距离，对桥梁钢是一个巨大考验。
支撑起这座特大型桥梁的高性能绿色桥梁钢，大部分是基于东北大学王昭东教授团队研发的新一代控轧控冷工艺，由鞍钢集团生产。
该工艺使钢材组织细化35％以上，析出相尺寸减少25％以上，有效满足了桥梁钢高强度和高韧性 港珠澳大桥拥有专利400项之多，涵盖了当今世界多项尖端科技，体现在建设的每一个细节上，是当今世界最具挑战性的工程之一。
港珠澳大桥从设计到建设前后历时14年，这背后有着什么样的科技支撑呢？让我们一起来看看港珠澳大桥建设中的科技智慧。
的需求。
通过优化的“成分设计+控制轧制+轧后超快冷却”组合拳，满足了桥梁的抗震和抗应变设计。
多次创新寻找最佳方案天上有飞机，海上有轮船，夹在中间的港珠澳大桥如何才不会影响邻近香港国际机场航线的飞行安全，又能满足伶仃洋航道30万吨轮船通航的需要呢？港珠澳大桥设计团队提出了一个极富创造力的方案：建造东西两个人工岛，修建一段海底隧道，将隧道与大桥连接起来。
这条世界最长的海底沉管隧道由33个巨型沉管组成，每节管道长180米，单节重约8万吨，且沉到海底40多米。
典范｜大趋势1Megatrends港珠澳大桥工程在技术创新、标准化建设、提高能源利用效率、保护白海豚等节能减排和环境保护方面做了大量的工作。
充分利用设计施工联动平台，开创了多项国际国内首创技术，突破了传统工地施工理念，实现“工地”向“工厂”转变，同时进行了项目全生命周期考量，真正打造港珠澳大桥百年工程。
港珠澳大桥的绿色施工创新技术文｜本刊记者万晓曦0Megatrends大趋势｜典范改革开放以来，与香港交通联系便利的珠江东岸经济发展速度远超珠江西岸地区，然而随着珠江东岸发展空间及资源日趋紧张，香港需要寻找新的发展空间。
西岸具有后续发展空间优势，发展迫在眉睫，因此提出建设香港与珠江西岸陆路通道的设想，把香港与珠江西岸联系起来，这个联系通道就是港珠澳大桥工程。
港珠澳大桥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，是国家高速公路网规划中珠江三角洲(简称珠三角)地区环线的组成部分和跨越伶仃洋海域的关键性工程。
将形成连接珠江东西两岸新的公路运输通道，是集桥、岛、隧为一体的跨海通道，全长约55公里。
大桥共分为珠海和澳门接线、珠澳口岸人工岛、大桥主体工程、香港连接线以及香港口岸人工岛六个部分。
举世瞩目的大型跨界工程港珠澳大桥是世界范围内最长、规模最大的跨海桥隧工程，也是当今世界技术最复杂、综合技术难度最高的工程之一。
其中岛隧工程是整个港珠澳大桥的控制性工程，岛隧工程的总长是7440.5米，包括5664米的沉管隧道和两个面积各为10万平方米的离岸人工岛以及和主体桥梁相接的800米结合部桥梁，这两个人工岛主要是实现从桥梁到隧道的转换。
港珠澳大桥两个人工岛中间有将近六公里的海底隧道，为什么要特意建一个海底隧道，而不能用桥梁从珠海通到香港？这是由于珠江口是广州港、深圳港、中山港的一个出海主航道，每天出海的船舶大概有4000艘左右，其中很多是20万吨级装载量的巨大货轮，如果在这个地方建一个桥梁，桥梁的跨度和高度要非常大，当然从目前的建桥技术上来说这并不是问题。
Grouting construction technology for immersed tube tunnel ofHongkong-Zhuhai-Macao Bridge foundation projectWANG Dian-wen（No.2Engineering Co.,Ltd.of CCCC First Harbor Engineering Co.,Ltd.,Qingdao,Shandong 266071,China ）Abstract ：The subsea tunnel engineering of the HZMB island and tunnel project locates in offshore high siltation andcomplicated geological area.The engineering carries out grouting construction on the base of gravel to prevent adjacentimmersed tubes from uneven subsidence after the sinking.The grouting construction can be divided as grouting pipe rack manufacture,pipe rack sinking,grouting equipment preparation and foundation grouting process etc.The construction technology is complex,safety factors are many,and the quality control is difficult.In grouting process,grouting monitoring iscarried out by means of pressure monitoring to ensure construction quality.After the subsequent construction survey,the grouting effect is obvious,which effectively reduces the uneven settlement of adjacent tube joints.Key words ：large immersed tunnel;uneven settlement;grouting pipe rack;underwater unscattered concrete摘要：港珠澳大桥岛隧工程海底隧道工程处于外海高回淤、地质复杂区域，为防止相邻管节间发生不均匀沉降，在管节沉放完毕后对相邻管节对接端碎石基础进行注浆施工。
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。
为了降低海床软土土体取样受扰动对勘察结果的影响、减少海上作业与通航运营船舶的相互干扰，港珠澳大桥沉管隧道工程采用了以静力触探ＣＰＴｕ为主、传统钻探为辅的勘察技术。
ＣＰＴｕ是带孔压的静力触探，主要适用于海、陆相交替的冲积层和沉积层，根据其仪器自动采集的端阻、侧阻和孔压等数据，可快速、准确地进行地质分层，见图２。
与传统的钻探勘察不同，ＣＰＴｕ主要是通过获取间接指标，以经验公式计算出变形参数，进而计算出地基沉降量。
我国静力触探技术应用历史短，经验少，相关的经验在２０世纪９０年代才开始被相关规范认可，其适用范围（主要用于陆上建筑）和深度与国际标准有较大的差别。
目前，我国仍主要使用ｑｔ（锥头阻力）、ｆｓ（侧摩阻力）和Ｐｓ（比贯入阻力）指标，而国际上已普遍使用Ｂｑ（孔压比）和Ｆｒ（摩阻比）进行详细的土体分类。
欧美国家形成的经验公式也具有明显的地区局限性，不一定适合我国广大地区，因此，在工程具体应用时还需要在原位或同类土质地层使用静载压板试验或螺旋压板试验进行对比或修正，并结合鉴别孔和消散孔进行综合分析，甚至还要结合地区特性开展研究工作。
此外，在沉管隧道设计过程中还需要考虑地基刚度的不确定性（包括勘察不确定性、基槽超欠挖和基础不平整等因素）对隧道结构内力和变形的影响，目前主要是以一定的偏差波动（一般按经验取２０％）结合管节长度计算出最不利的偏差波长，再以此作为沉管隧道结构纵向受力最不利工况。
因此ＣＰＴｕ的布孔应考虑管节长度和计算最不利偏差波长，并与鉴别孔、消散孔（孔压消散试验）的布置相结合。
港珠澳大桥岛隧工程在约７个月的补勘工作中完成了ＣＰＴｕ孔３７４个、消散孔２２个、原位测试孔３９个以及技术孔４１个，在确保对主航道航运影响最小的前提下，短时间内完成了大量的地质补勘工作，避开了台风期作业，通过精细化勘察，及时向设计和施工提供高质量的地层参数.3.管节长度与型式对于超长距离沉管隧道，其管节的长度与型式直接影响到隧道结构纵向受力、施工工艺、干坞（预制厂）规模、工期和造价，需综合各因素进行合理选择。
3.1 管节长度在20世纪，世界上修建的沉管隧道长度一般在２ｋｍ以内，每节管长一般在100～130ｍ。
目前，大型沉管隧道的长度已增加至３ｋｍ以上，随着隧道长度的增加和建设工期的要求，管节长度需要进一步增大：2000年建成的丹麦—瑞典的厄勒松海峡沉管隧道，沉管段长约3.5 km，其标准管节长１７６ｍ；２０１１年建成的韩国釜山—巨济沉管隧道，沉管段长约3.3km，其标准管节长180 ｍ；港珠澳大桥沉管隧道的沉管段长约５.７ｋｍ，在综合考虑装备能力和工期的影响下确定标准管节长180 ｍ；拟建的丹麦—德国的费马恩海湾沉管隧道，沉管段长约17.6ｋｍ，业主招标方案的标准管节采用了长217 ｍ的节段式钢筋混凝土矩形管节。
可见，跨海沉管隧道的管节长度有进一步增长的趋势。
3.2 管节型式沉管管节的结构型式主要有钢壳结构和钢筋混凝土结构２种型式，也有钢壳与钢筋混凝土的复合结构型式。
凭借混凝土结构防水及控裂技术的进步、柔性接头的出现和横断面利用的优势，矩形箱式钢筋混凝土结构成为当今沉管隧道的主流结构型式。
根据港珠澳大桥建设标准及规模要求，单向３车道的行车隧孔单孔跨度达14.55 ｍ，加上隧道深埋回淤上覆荷载偏大，一般的矩形箱式钢筋混凝土结构已不能适应，因此采用了折拱式横断面予以解决，见下图整体式管节采用管节接头把各管节通过沉放安装连接为沉管段，每管节纵向分为若干施工段，各施工段通过纵向钢筋连接在一起，各施工段之间为施工缝连接，加上可使用外包防水措施，因此管节本身具有良好的水密性；管节接头通过水力压接的ＧＩＮＡ橡胶止水带作为第１道密封，ＯＭＥＧＡ橡胶止水带作为第２道密封，加上设置接头受力结构件，管节接头具有良好的水密性。
节段式管节本身纵向亦分为若干节段，节段之间纵向钢筋断开，各节段通过临时预应力拉索连接在一起（在隧道完工后临时预应力拉索被剪断），节段之间形成变形缝作用的节段接头，这种结构形式改善了管节受力条件，但变形缝（节段接头）增多，这便将结构的受力矛盾转嫁为水密性矛盾。
随着隧道总长度的增加和工期的要求，管节长度也需要相应增加，而整体式管节的长度基本发展到了极限，难以满足工期要求，同时又由于混凝土温度应力和收缩徐变等因素的影响，长管节需以节段式取代整体式。
港珠澳大桥海中沉管隧道的标准管节采用８×22.5 ｍ方案，岛隧设计施工总承包商为提高长管节节段接头的水密性，提出将浮运沉放过程中的纵向临时预应力保留为永久预应力。
3.3 隧道纵向分析传统上，整体式管节和节段式管节也分别被称为“刚性管节”和“柔性管节”。
节段式管节在沉放完成后剪断纵向临时预应力，在计算分析中一般不考虑其纵向刚度，以节段接头的变形适应地基的不均匀沉降，从而减小结构内力。
港珠澳大桥岛隧设计施工总承包提出的保留纵向预应力的目的，是利用节段接头接触面摩擦力提高节段接头抗剪能力，通过增加节段接头抗弯刚度以减小可能的张开量，在增强结构的同时又提高了水密性。
国外曾有个别工程保留浮运沉放过程中的纵向临时预应力不剪断，其目的主要是为了缩短工期，在结构力学分析上并无重要突破，也难以证明结构“增强”后对其受力是否有利。
其实，传统的节段式管节在纵向轴力作用下也会存在一定刚度，因为水力压接使管节接头形成水密性能的ＧＩＮＡ止水带保持必要的压缩量，其反作用于管节形成了纵向轴力。
这个刚度与纵向轴力大小密切相关，见图５，保留纵向预应力，通过向管节“输入”一定的轴力，可进一步量化调节节段接头的刚度，这与盾构隧道横向接头抗弯刚度力学原理相同。
国外在节段式沉管隧道计算中一般偏于“保守”的视节段接头为可自由转动的铰，不考虑其抗弯刚度，虽然在分析理论上没有继续往前多走一步，但在实际工程中保留纵向预应力的可靠性是值得关注的。
判断预应力是否需要保留且进一步量化，应进行隧道结构的纵向受力分析，根据计算结果分析结构刚度增加所带来的管节与接头（包括管节接头与节段接头）的内力（弯矩和剪力等）和抗力（截面压力和摩擦力等）变化情况，以及接头（包括管节接头与节段接头）变形和止水带水密性安全系数的变化情况。
对于节段接头，若抗力增加快于内力增加，保留或增加预应力是有利的，但还需要考察管节接头的内力、张开量和ＧＩＮＡ止水带水密性的变化情况，从整体上进行协调平衡，不能只着眼于对局部是否有利。
因此，保留纵向永久预应力的节段式管节的最大意义是可以通过预应力调节管节的刚度，以量化的刚度和变形指标解决地基沉降、管节受力和水密性之间的矛盾。
需要注意的是，这也带来了永久预应力应用于水下隧道所需要面对的密封性和耐久性问题。
可见，大型沉管隧道的管节型式，从水密性良好但存在受力矛盾的整体管节，发展到将受力矛盾转化为水密性矛盾的节段式管节，未来可能会向寻求平衡受力与水密性矛盾的保留合适预应力管节的方向发展。
4.混凝土结构耐久性设计以往修建的沉管隧道，大部分处于江河下游，耐久性问题并不突出。
从２０世纪９０年代开始，沉管隧道工程从江河环境逐渐向江河入海口、海湾环境甚至跨海峡环境发展，暴露在海洋环境中的混凝土结构耐久性面临进一步挑战。
对于在海洋环境中采用钢筋混凝土结构的沉管隧道（特别是没有外包防水的节段式混凝土管节），混凝土结构的耐久性设计和控裂技术是实现混凝土结构自防水的关键。
4.1 传统耐久性设计传统的耐久性设计方主要是建立在经验的基础上，依据判断—符合原则（deem-to-satisfy rules）建立经验理论体系，综合经验、摸索和直觉确定钢筋混凝土钢筋保护层的厚度，无执行操作和设计使用年限定义的说明，依据的材料和工艺陈旧，试验方法存在较多缺点，没有论述与设计使用年限有关的混凝土早期质量要求。
发达国家从２０世纪５０年代中期起就投入大量人力、经费致力于混凝土结构耐久性研究。
欧盟资助的Duracrete研究项目（1996—1999），在国际上首次提出了混凝土耐久性的可靠度设计方法，作为使用年限设计方法在厄勒海峡和釜山—巨济通道等工程上得到了应用。
近２０年，我国在混凝土结构耐久性特别是暴露在海洋环境中的混凝土结构耐久性研究方面投入了大量的研究力量，发表了一批针对海洋环境钢筋混凝土结构腐蚀作用的研究成果，开发了实验室开展海洋环境研究的人工气候箱（室），编制和更新了相关的国家与行业技术标准，在多项跨海工程建设中逐渐积累了宝贵的经验。
然而在具体设计中，对于海底隧道混凝土结构的耐久性设计尚处于遵从经验判定的阶段，虽然可以给出对应不同设计使用年限的混凝土耐久性控制指标，但这些指标是基于目前规范规定和传统的经验进行取值，使得耐久性技术指标和设计使用年限之间缺乏可靠的理论对应关系，满足设计要求的工程是否就能达到规定的设计使用年限仍缺乏足够的理论依据。
