港珠澳大橋人工島與沉管如何焊接

1. 珠港澳大橋海底隧道沉管安裝時兩次失敗,原因是什麼

原基槽基礎構造方案可能出現的隧道大面積沉降風險。

在海床上淺挖出溝槽，然後將預制好的隧道沉放置溝槽，再進行水下對接。沉管隧道安置採用集數字化集成控制、數控拉合、精準聲吶測控、遙感壓載等為一體的無人對接沉管系統；沉管對接採用多艘大型巨輪、多種技術手段和人工水下作業方式相結合。

在水下沉管對接過程期間，設計師們提出「復合地基」方案，即保留碎石墊層設置，並將島壁下已使用的擠密砂樁方案移至到隧道，形成「復合地基」，避免原基槽基礎構造方案可能出現的隧道大面積沉降風險。建設者們在海底鋪設了2至3米的塊石並夯平，將原本沉管要穿越不同特性的多種地層可能出現的沉降值控制在10厘米內，避免整條隧道發生不均勻沉降而漏水。

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珠港澳大橋的相關情況：

1、港珠澳大橋全線橋隧路段實現4G信號全覆蓋，中國三大通信運營商的4條288芯光纜從珠海公路口岸沿著橋梁管道先後進入西人工島、海底隧道、東人工島；其中在橋樑上的25處龍門架中安裝了25個分布式基站，在海底隧道安裝了36處分布式基站。

2、因中國內地、香港和澳門實行不同過路收費模式，大橋收費系統採用開放式收費制式、電子不停車收費（ETC）與人工半自動收費（MEC）相結合的收費方式。

3、港珠澳大橋人工島擋浪牆按照300年一遇的海浪標准設計，島面標准高度比平均水位高4.5米至5.0米，整個擋浪牆比日常水位高8米左右。

2. 深中通道西人工島暗埋段建設任務過半 又一世界級技術難題被攻克

島隧工程是深中通道關鍵控制性工程之一，島隧工程能否按期完工，將決定深中通道是否能夠按時通車。那與首節沉管對接的西人工島工程進展如何？對接沉管的暗埋段又遇到什麼世界級的難題呢？

經過技術攻關，施工單位在控裂方面突破了世界級難題，使後續大體量混凝土的澆注得以快速開展。目前，總體完成了暗埋段主體方量的一半以上，預計8月底之前可以全部完成暗埋段施工。

本文來源於汽車之家車家號作者，不代表汽車之家的觀點立場。

3. 港珠澳大橋是怎樣建成的,港珠澳大橋人工島的作用

港珠澳大橋可以說是一項大工程，串聯起了香港、珠海、澳門，它不僅有橋、海底隧道，還有人工島，那港珠澳大橋為什麼要建人工島呢？
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港珠澳大橋為什麼要建人工島

作為主體橋梁和沉管隧道的轉換平台，起到連接作用。

港珠澳大橋全長55公里，是中國第一例集橋、雙人工島、隧道為一體的跨海通道，港珠澳大橋工程包括三項內容：一是海中橋隧主體工程；二是香港、珠海和澳門三地口岸；三是香港、珠海、澳門三地連接線。香港大嶼山島與青州航道橋之間，通過東西人工島接其它橋段。

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港珠澳大橋人工島的作用

港珠澳大橋採用“海中橋隧”的方案，首先需要解決的問題就是必須找到兩個海中小島，作為主體橋梁和沉管隧道的轉換平台。當然設計線路上並沒有現成的小島。因此需要在伶仃洋中填出兩個足夠大的人工島，於是就有了西人工島和東人工島。

西人工島和東人工島之間就是海底隧道了，沉管隧道的上方海面是深水航道，來往的各種輪船將在這里穿梭通行，海底隧道通過兩個人工島實現了與兩側主體橋梁的無縫連接和完美轉換。

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港珠澳大橋人工島面積多大

島上建築形態基本相同，東島主體建築高4層，西島主體建築高3層，兩島主體建築總面積約7萬平方米，西人工島和東人工島之間的功能略有不同。
東人工島
東島為集交通、管理、服務、救援和觀光功能為一體的綜合運營中心，且開放遊客觀景攬勝功能。

兩座人工島設計形狀均為蚝貝型，從人工島擋浪牆外邊線計算，東島島長約625米，橫向最寬處約215米，施工總面積約10萬平方米；
西人工島
西島的功能則以橋梁的養護服務及辦公為主。島上建築全部採用清水混凝土，施工時一次澆注成型，不做任何外裝飾。這也是國內最大的清水混凝土建築，西島島長為625米，最寬處190米，面積9.8萬平方米。

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港珠澳大橋是怎樣建成的

人工島的建設不僅涉及到外海無掩護條件下在深厚軟土地基上構築島壁結構、形成陸域以及加固軟基等大量復雜工程的設計和施工；同時需要提供穩固的深基坑支護結構，優質快速地現澆島上段隧道形成沉管隧道安裝對接條件，其建設難度挑戰巨大，港珠澳大橋建設者創造性的採用了“深插鋼圓筒快速築島成套技術”。
第一步：製造鋼圓桶
兩個島總計要製造120個巨型鋼桶，每個直徑22米、高度最高55米、重500噸。由於體積過大，一個鋼桶又要分成72個模塊，一組一組的拼裝，最終誤差必須限制在3厘米以內。
第二步：運輸鋼圓桶
製作好的鋼圓筒及振動錘等動力系統，裝船運輸至珠海附近海域。
第三步：鋼圓桶振沉入海
振沉入海的意思就是把鋼圓筒連放帶砸，安放到大海里。振沉系統由8台美國APE-600型振動錘組成，自重達500T，用1600T起重錘吊振沉系統，通過設置在共振樑上的24個液壓夾頭起吊鋼圓筒到設計位置進行振沉。
第四步：鋼圓筒填注砂
鋼圓筒下沉完成後，早已整裝待命的運砂船，向鋼圓筒內注砂，鋼圓筒一個接著一個被振沉入海，然後一個接著一個注砂。為了密閉止水，鋼圓筒之間還要填充“副格”，也就是片狀的鋼圍擋。副格高30米、弧長10.846米，單體重60噸。這樣，鋼圓筒和副格就共同圍出了一個封閉的海域。
第五步：島內降水
對封閉的海域進行降水，形成小島的樣子。
第六步：島內填砂
向島內填砂，並推平壓實打樁等等。
第七步：島內建設
島內建設工作量很大，有隧道預埋段、島上的道路、房屋等各種建築等等。

4. 港珠澳大橋隧道那麼大，是如何保證滴水不漏的呢

全世界任何一個隧道設計師都明白，建造100%水密的隧道意味著什麼樣的挑戰。一位歐洲著名島隧專家曾說，全世界的節段式沉管漏水率平均值為10%左右，目前尚沒有沉管隧道100%不漏水的紀錄。

然而，「奇跡」在港珠澳大橋沉管隧道中出現了：這條5.6公里的海底隧道，在攻破重重技術難關之後，保證了40米水壓下的「滴水不漏」，打破了世界記錄。

156道工序管理

從一根鋼筋、一方混凝土到一個180米長的巨型沉管，需要經過鋼筋加工、鋼筋籠綁扎、混凝土澆築、管節一次舾裝、深淺塢蓄排水及管節起浮橫移等156道工序。每一道工序都關系著120年的使用壽命，每一個過程都充滿風險，每一個環節都關乎產品質量。

為了讓每個崗位上的人員都有操作標准，項目總部和工區共同制定出《港珠澳大橋島隧工程沉管預制質量控制點管理》體系文件，文件包括6個大項、23個子項、116個小項。 對所有工序全面實行星級管理，對每一個小項的質量標准、質量控制層級、檢查方式、檢查頻率、質量控制要點，質量缺陷處罰制度都有著明確的標准。

5. 港珠澳大橋建造過程中遇到的困難

1、限高120米

港珠澳大橋跨越珠江口伶仃洋，連接香港、珠海、澳門三地，由於伶仃西航道和銅鼓航道對通航要求較高，遠期要保障30萬噸游輪的通航能力。但要滿足30萬噸游輪的通航能力，就必須建造一座橋面高度超過80米，橋塔高度達到200米的超級大橋。

但由於大嶼山機場在航道處限高為120米。因此，不可能採用橋梁方案跨越這兩條航道，如果找不到解決的辦法，那麼，港珠澳大橋就將陷入無疾而終的困局。

對此，採取的應對措施就是修建海底隧道，由於有高度上的限制，加上海底隧道不僅能很好地解決水域的跨越問題，而且還在大程度上降低了對周圍環境的影響，解決了大面積水域的航運問題。特別是隨著修建海底隧道的一些關鍵技術的不斷突破，海底隧道已逐漸成為了工程界普遍認同的跨越航運繁忙航道的第一選擇。

因此，港珠澳大橋之所以選擇修建長海底隧道，並成為海底隧道最長的跨海大橋，這一方面既有客觀因素的制約；另一方面，也是因為海底隧道具有自己獨特的優勢。

2、10%水阻率

要建造海底隧道，首先要找到能把橋梁和海底隧道連接起來的島嶼，由於附近海域沒有現成的島嶼可供使用，這就必須修建人工島來連接海底隧道和橋梁。

而伶仃洋是—個典型的弱洋流海域，加上每年有大量的泥沙從珠江口流入伶仃洋，如果人工島長度和寬度過大，就會起到阻擋泥沙流入大海的作用，水阻率一旦超過10%，泥沙就有可能被阻擋沉積，在歲月流逝中讓伶仃洋變成一片沖積平原。

為了避免這個災難性的後果，就必須縮小人工島的尺寸，把人工島的長度控制在1公里以內，但採用盾構法的話，由於盾構法對穩定性要求很高，隧道也會埋得比較深，最終會導致人工島的長度超標並撞上10%水阻率的紅線。

在綜合考慮水阻率以及該處隧道規模、海域水文地質條件的情況下，最終採用了沉管法取代盾構法。沉管隧道是指在海床上淺挖出溝槽，將預制好的管道沉放到溝槽中，然後進行水下對接。採用沉管隧道技術後，降低了400米的島嶼長度，將島嶼長度控制在625米，解決了10%水阻率的問題。

3、800萬立方米淤泥

之前講到要修築625米長的人工島以連接橋梁和海底隧道，而在修築人工島的地方有一層15到20米的淤泥，由於淤泥的物理屬性，如果在其基礎上做拋石斜坡或常規重力式沉箱的話，拋石或重力沉箱就會因淤泥而打滑，地基不穩。最常規的辦法是把淤泥全部清理掉，或者用排水結固的辦法使淤泥變干，然後再拋石或用沉箱坐穩。

但在海底排水使淤泥變干並不現實，而如果要把淤泥全部清理掉，要清理足足800萬立方米淤泥，這不僅耗時耗力，使在一年的造島工期內無法完成工作任務，而且還會對海洋環境造成很大污染。

對此，工程師的解決之道是採用120個重550噸，高55米，直徑22.5米的圓形鋼桶圍成一圈來穩定地基，鋼桶會插入粉質粘土、粉質粘土夾砂層中，逐漸會形成穩定的結構，屆時只要在鋼桶圍成的人工島內填充沙石即可，鋼桶會使沙石留在人工島內，不用在擔心拋石和沉箱順著淤泥滑走，最後形成永久的拋石斜坡堤和臨時鋼圓筒結構相結合的島壁結構。

4、3厘米誤差

成功修築人工島的前提是要製造出120個550噸重、55米高的巨型鋼桶，但由於鋼桶的體積過於龐大，沒有任何一個卷板機和模具能夠完成這樣鋼桶的製造工作，不得不採用模塊組裝的辦法，將鋼桶分成72個模塊，一組一組的拼裝。

但這種做法也會帶來一個問題，由於鋼桶的誤差要求被限制在3厘米以內，而每一次拼接都會有一定的誤差，加上拼接的模塊數量達72個，以及鋼桶高達55米的巨大體積非常不利於加工和製造，在多次拼接後有可能無法將誤差控制在3厘米以內。

最終，工程師們用內膽來解決鋼桶製造的精度問題——製造一個能夠控制圓柱形鋼桶外型的鋼結構支架，在這個鋼結構支架的輔助性進行拼接，終於將誤差控制在3厘米以內。

5、沉管的浮運和沉放

港珠澳大橋的海底隧道由33節的鋼筋混凝土結構的沉管對接而成，每個標准沉管長180米、寬38米、高11.4米，排水量大約在8萬噸。隧道沉管在岸上預制好之後，用鋼封門將兩端封閉，沉管浮在海面上，由多艘大馬力拖輪拖到約7海里外的施工海域，然後再下沉到海底對接安裝。

由於沉管體積龐大且重量很大，加上水文情況、水道寬度的限制，以及沉放時對精度有很高的要求，沉管的浮運和沉放屬於施工過程中的項重要技術。沉管浮運需要考慮拖拽力、水流速度與方向以及潮汐、海水密度和大風的影響。

由於水的阻力系數等因素，會造成經驗公式計算結果與實際結果有一定差異的情況，一旦拖拽力如果計算不精確，就有可能導致鋼纜斷裂，沉管傾覆。另外，潮汐也會引起水位變化，海水密度也會引起浮力變化，水流的大小和方向是決定管節尺寸以及浮運沉放方式的一個重要因素，這些都是要仔細考量的因素。

沉管沉放也有很多技術挑戰，由於局部施工區域屬於極為松軟而且類型多樣的土質，較容易發生過度沉降的問題，在這種情況下安裝將嚴重影響安裝的精度，無法按要求將誤差要控制在7厘米以內，可能給隧道的工程質量帶來難以估量的後果。另外，沉管下沉過程中對穩定性有很高的要求，海底基槽淤泥迴流也會給沉放帶來不小阻礙……

面對上述挑戰，工程師們見招拆招，一一將問題解決。為確定拖拽力，工程師開展的管段拖曳阻力模型試驗，確定管段及管段組合體的拖航阻力，並以試驗數據推算推拖拽力和拖船的數量和所需功率。

為避免過度沉降，保障安裝精度，在每個沉管安裝之前，先在伶仃洋40多米深的海底開挖一條海底隧道基槽，基槽挖好後打擠密砂樁，然後在基槽上鋪2到3米的塊石並夯平，創造一種新的復合地基，使沉管的沉降值大大縮小，把誤差控制在5厘米左右。

面對海底基槽淤泥迴流，一方面設置5個固定觀測點保持對施工海域的泥沙檢測，提供有效的泥沙淤積預警分析，為後續沉管安裝施工提供可靠保障。另一方面設置水下橫向截泥堤壩，攔截沿基槽方向的泥沙回淤物，同時調動「捷龍」、「浚海6」清淤船清理淤泥。

6. 海里都是水，珠港澳大橋是如何修建海底隧道的

伴隨著我國基建技術的不斷發展，國內的各項基礎設施也在逐步完善，尤其是前段時間通車的港珠澳大橋，更是堪稱世界級的超級工程。

不得不說，咱們中國的工程師們實在是太牛了！他們應該得到所有人的尊重！大家覺得呢？

7. 港珠澳大橋在建造過程中遇到哪些因難，工程師是如何解決的

港珠澳大橋工程規模大、工期短，技術新、經驗少，工序多、專業廣，要求高、難點多，為全球已建最長跨海大橋，在道路設計、使用年限以及防撞防震、抗洪抗風等方面均有超高標准。

但真正的困難是人為造成的，比如香港公民黨就有人股東當地居民以環境問題狀告政府，逼停工程，據悉損失高達80億港幣。

(7)港珠澳大橋人工島與沉管如何焊接擴展閱讀：

港珠澳大橋採用石散石灣至拱北明珠的線位方案，主橋段東起香港新界離島區大嶼山島西北部散石灣，接香港口岸，經香港水域，沿23DY錨地北側向西依次經過珠江口銅鼓航道、伶仃西航道、青州航道、九洲航道，經珠海拱北灣東南部，止於珠海澳門口岸人工島。

港珠澳大橋香港連接線西起大嶼山島散石灣，向東經沙螺灣水道至赤鱲角島嶼南部，再向北經觀景山，沿赤鱲角東岸線至香港口岸人工島；

珠海連接線東起珠海澳門口岸人工島，向西依次經過拱北灣西南部海域、陸地茂盛圍邊境特別管理區、前山河、白面將軍山，至拱灣港東北部；澳門連接線起於珠海澳門人工島，經友誼圓形地至填海新區。

8. 港珠澳大橋海底沉管隧道建設如何處理客觀規律與主觀能動性的

近期，正在建設的超級工程港珠澳大橋迎來重大節點，經過25個小時的浮運安裝，海底隧道的最後一節巨型沉管E30成功安裝。

至此，港珠澳大橋海底隧道33節沉管全部安裝完畢，已建隧道總長達到5652米，距最終合龍僅差12米。

在3月6日早上，E30由13艘大馬力拖輪、10艘海事警戒船護衛，在安裝船隊拖帶下駛往13公里外的施工海域，經過7個小時的海上浮運安全抵達系泊區。

隨後快速完成系泊轉換、舾裝件拆除、拉合系統安裝等各項工作，在對現場海況、基床回淤、人員狀態、船機設備等條件進行再次確認後，進行灌水下沉施工。

E30按照每分鍾30厘米的速度勻速下沉，為了精確控制下沉中的姿態，每下沉5到20米就停下，通過沉管內和安裝船上的檢測系統獲取實時數據，隨時調整沉管下沉姿態。

經多輪復核、調整，今天早上8點半，E30沉管在海平面以下30米處與已建成隧道精準對接，軸線、縱坡、艏尾高差等各項關鍵指標均滿足設計標准。