沉管隧道的发展综述及琼州海峡沉管隧道方案
李兴碧 王明洋 钱七虎
（解放军理工大学工程兵工程学院，南京，210007）
摘要：本文总结了国内外沉管隧道的发展情况，并通过对沉管隧道特点的分析，针对琼州海峡的水文、地质、气象条件，提出铁路穿越琼州海峡的推荐方案—沉管隧道方案。
关键词：琼州海峡，沉管隧道，越海通道
1沉管隧道的发展
1.1国内外越海隧道工程建设和研究现状
世界上由于海峡存在，陆地被分割，在不同条件下形成两个区域，并造成交通障碍及文化差异。连接海峡两岸主要有三种方式：轮渡、修建桥梁和修建隧道。轮渡受气象条件的影响较大，并且不能直接连通，造成人员物资转运十分麻烦。修建桥梁往往受跨度、水深的影响，且建成运营后也同样受气象条件的影响。而修建海峡隧道既可以穿越较大跨度直接连通海峡两岸，又可以在运营后很少手气象条件影响，能保持连续通行。
世界上已建成了许多海峡隧道,许多正在研究中。
日本关门海峡在本世纪40年代即用隧道连接，以后又建了桥梁，是世界是上最早的海峡隧道。经过艰苦努力，日本于1988年建成了青函隧道，使本州——北海道之间实现了铁路运输。
英法海峡隧道从拿破仑时代（1800年）以来就曾两次开挖，但都停了下来。1993年隧道全部贯通，投入运营。
1996年，丹麦大海峡隧道竣工，它把丹麦和欧洲本上连接起来，实现把瑞典和德国连成一体的计划，从而使欧洲范围内几乎都能陆路相通。
直布罗陀海峡通道从七十年代开始调查，西班牙及摩洛哥交换了协议，分别设立勘察机构，依靠自身力量和日本、英、法等协作进行勘察设计。最初有桥梁及隧道两个方案，原定1990年内确立其中一个，由于种种原因而未能如愿。海峡水深300 m（从摩洛哥的丹吉尔向北的海上距离约28km，桥梁方案在技术上十分困难，还有政治因素。现在方案初步确定为桥梁和隧道的组合方案，即在航道下用隧道，其余部分架浮桥通过。这个海峡通道和仅是两个国家间的英法海峡通道相比，它将连接欧亚及非州两片大陆，而具有划时代的意义。
沉管隧道施工技术
目 录
第一节 沉管隧道概述
第二节 沉管隧道设计
第三节 沉管隧道施工
第四节 沉管隧道应用
第五节 沉管隧道工程量清单
第一节 沉管隧道概述
随着内河及远洋航运事业的发展，在江河下游、海湾（峡）通行轮船的吨位和密度越来越大，要求桥下通行的净空越来越高，跨度越来越大，使修建桥梁的造价及难度大增。因此，人们寻求另一种跨江河及海湾的新方式，即水下隧道的方式来实现。目前主要有如下几种方式：
盾构法
矿山法
围堰明挖法
悬浮法
沉管法
1.1 沉管法的概念
通过预制管段、浮运沉放修建水底隧道的一种施工方法。其施工顺序是先在船台上或干坞中制作隧道管段（用钢板和混凝土或钢筋混凝土），管段两端用临时封墙密封后滑移下水（或在坞内放水），使其浮在水中，再拖运到隧道设计位置。定位后，向管段内加载，使其下沉至预先挖好的水底沟槽内。管段逐节沉放，并用水力压接法将相邻管段连接。最后拆除封墙，使各节管段连通成为整体的隧道。在其顶部和外侧用块石覆盖。
沉管隧道的主要分项工程包括：干坞施工、管节制作、基槽浚挖、管节防水、管节沉放、基础处理、回填覆盖、管内工程等施工工序。其中干坞施工、管段制作、基槽浚挖、管段的沉放、管段基础处理是沉管隧道施工的关键工序。
沉管管段结构示意图
1.2 沉管隧道的适用条件
沉管隧道在施工时，将受气象、水文条件的制约，一定程度上影响航运。
选择沉管隧道要考虑以下原则：
（1）与城市总体规划要求的两岸交通疏解方案相协调。要保证隧道与两岸所需衔接的道路具有良好的连接。
（2）具有较为合适的河（海）航道、水文及河（海）床条件。沉管隧道多在江河的下游修建，因下游河床较平坦，水流缓。水流急或不稳定，河床有深沟、陡壁，都会给管节的沉放与对接造成困难。
（3）施工条件满足要求。如航道能否有足够的水深和宽度实施浮运、转向和储放；隧址附近有无合适的干坞修建地带等。
沉管隧道管节沉放施工技术
沉管隧道的施工过程，那可真是件大事。提到“沉管隧道”，可能有些人会觉得这好像是个专业术语，离我们很远，没什么关联。但这个技术就在我们日常生活中隐隐存在，甚至可以说它跟我们每个城市的交通、出行息息相关。所以，今天就跟大家聊聊这个看似简单却充满挑战的“沉管隧道管节沉放施工”到底是咋回事。
你听过“沉管隧道”吗？简单来说，它就是在水下或者泥土中埋设一段一段的隧道管道，每一节管道像拼图一样一节一节地放进去。你可能会问：那怎么放？不可能让人下去捡吧。哎，问题就在这！这些管道可不是轻飘飘的玩具，它们每一节重得可以媲美一栋小楼。这时候，施工团队就得派上大阵仗，动用大吊车、拖船、甚至是专业的沉管船来帮忙。
首先说说管节的“沉放”过程。想象一下，一个巨大的管节从水面上慢慢下降，像是缓缓入水的巨型浴缸。这个过程，看似简单，其实考验着技术人员的智慧和细心。每一节管道要精准地对接到预定位置，这不仅要求施工队员的操作精准到位，还得根据水流、潮汐、风力这些自然因素来调整方向。光是这一步，估计就能让不少人心跳加速吧。
管节的“沉放”，可不是一蹴而就的。得确定每节管道的浮力，毕竟这么大一块东西，可不能让它漂来漂去，得稳稳地放到地基上。这就像你拿着一个重重的东西，得小心翼翼地把它放到桌子上，免得一不小心就砸坏了。然后，管节下放的过程也得随时监控，确保它能顺利沉到预定深度，避免倾斜或者错位。
要说这沉放技术的难点，还得提提“精准定位”这一块。管节沉放时，深度、角度、位置，全都得对得上，这对技术要求可高了。为啥呢？你想，如果管道偏了一点点，后
期可就麻烦大了。得想方设法把它调整回来，工期延长不说，还会影响到整个项目的稳定性。就像你拼积木，一块小小的积木放错位置，整个造型都乱了。
管节沉放的过程中，可能会遇到一些突发情况，比如水流太急、天气不好等等。这时候，施工人员得根据实时情况作出调整。为了确保一切顺利，有些施工队还会做“预沉放”。什么意思呢？就是先把管道沉放到水下测试一遍，看看它是否合适。如果不行，再调整，免得正式沉放时出错。这个“预演”，就像是彩排，避免了正式演出时的失误。
1 / 13 第八章 沉管隧道施工
国内第一条大型越江沉管式隧道—上海外环路黄浦江沉管隧道效果图
（3孔2管廊、双向8车道：3+2+3，宽43m、高9.55m、节长100~108m
，全长2880m，规模上亚洲第一，国际第二。2003年6月21日正式通车）
1 沉管法简介
●1942年，荷兰最早采用
●沉管法又叫预制管段沉放法。即：
先在干坞中预制大型混凝土管段，并在两端用临时隔墙封闭，舾装好拖运、定位、沉放等设备，然后将管段浮运到江中预先浚挖好的沟塘中，并连接起来，最后回填砂、石将管段埋入原河床中
●工艺流程 2 / 13
●
优点：适用于大断面、多车道，管段预制，质量好，接头少
2 干坞
●用途：用于制作管段的场地，临时性工程
●坞址：位于隧道设计轴线上，只仅一个工程使用 临时干坞
管段制作
出坞、系泊、舾装
基槽浚接
沉放与水下连接
基础处理
回填、覆盖
内部安装 3 / 13 位于隧道设计轴线外，有利于多个工程使用
●规模：大型，一次完成所有管段制作
小型，分项完成所有管段制作
●坞底：应进行地基处理，铺200～300mm厚混凝土或钢筋混凝土
●坞门：大型干坞可用土或钢板桩围堰作坞首，不设坞门
中小型干坞，因多次使用，要设坞门(浮箱式)
3 管段
● 多为钢筋混凝土管段。在干坞中预制。
附图： 正在施工中的管段
●每节管段多为80m～150m,多为100m左右，最长达268m
●断面形状：多为矩形，高6～10m，宽度变化较大，十几米到数十米，单孔、双孔、三孔
上海外环过江隧道：3孔2管廊、8车道：3+2+3，宽43m、高9.55m、节长100~108m
●管段端封墙：离端面0.5~1.0m处设封墙。封墙用钢筋混凝土，再加工字钢 4 / 13 ●
4. 管段的出坞
4.1 向坞内放水
附图：放水后浮起的管段
