港珠澳大桥人工岛与沉管如何焊接

1. 珠港澳大桥海底隧道沉管安装时两次失败,原因是什么

原基槽基础构造方案可能出现的隧道大面积沉降风险。

在海床上浅挖出沟槽，然后将预制好的隧道沉放置沟槽，再进行水下对接。沉管隧道安置采用集数字化集成控制、数控拉合、精准声呐测控、遥感压载等为一体的无人对接沉管系统；沉管对接采用多艘大型巨轮、多种技术手段和人工水下作业方式相结合。

在水下沉管对接过程期间，设计师们提出“复合地基”方案，即保留碎石垫层设置，并将岛壁下已使用的挤密砂桩方案移至到隧道，形成“复合地基”，避免原基槽基础构造方案可能出现的隧道大面积沉降风险。建设者们在海底铺设了2至3米的块石并夯平，将原本沉管要穿越不同特性的多种地层可能出现的沉降值控制在10厘米内，避免整条隧道发生不均匀沉降而漏水。

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珠港澳大桥的相关情况：

1、港珠澳大桥全线桥隧路段实现4G信号全覆盖，中国三大通信运营商的4条288芯光缆从珠海公路口岸沿着桥梁管道先后进入西人工岛、海底隧道、东人工岛；其中在桥梁上的25处龙门架中安装了25个分布式基站，在海底隧道安装了36处分布式基站。

2、因中国内地、香港和澳门实行不同过路收费模式，大桥收费系统采用开放式收费制式、电子不停车收费（ETC）与人工半自动收费（MEC）相结合的收费方式。

3、港珠澳大桥人工岛挡浪墙按照300年一遇的海浪标准设计，岛面标准高度比平均水位高4.5米至5.0米，整个挡浪墙比日常水位高8米左右。

2. 深中通道西人工岛暗埋段建设任务过半 又一世界级技术难题被攻克

岛隧工程是深中通道关键控制性工程之一，岛隧工程能否按期完工，将决定深中通道是否能够按时通车。那与首节沉管对接的西人工岛工程进展如何？对接沉管的暗埋段又遇到什么世界级的难题呢？

经过技术攻关，施工单位在控裂方面突破了世界级难题，使后续大体量混凝土的浇注得以快速开展。目前，总体完成了暗埋段主体方量的一半以上，预计8月底之前可以全部完成暗埋段施工。

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3. 港珠澳大桥是怎样建成的,港珠澳大桥人工岛的作用

港珠澳大桥可以说是一项大工程，串联起了香港、珠海、澳门，它不仅有桥、海底隧道，还有人工岛，那港珠澳大桥为什么要建人工岛呢？
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港珠澳大桥为什么要建人工岛

作为主体桥梁和沉管隧道的转换平台，起到连接作用。

港珠澳大桥全长55公里，是中国第一例集桥、双人工岛、隧道为一体的跨海通道，港珠澳大桥工程包括三项内容：一是海中桥隧主体工程；二是香港、珠海和澳门三地口岸；三是香港、珠海、澳门三地连接线。香港大屿山岛与青州航道桥之间，通过东西人工岛接其它桥段。

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港珠澳大桥人工岛的作用

港珠澳大桥采用“海中桥隧”的方案，首先需要解决的问题就是必须找到两个海中小岛，作为主体桥梁和沉管隧道的转换平台。当然设计线路上并没有现成的小岛。因此需要在伶仃洋中填出两个足够大的人工岛，于是就有了西人工岛和东人工岛。

西人工岛和东人工岛之间就是海底隧道了，沉管隧道的上方海面是深水航道，来往的各种轮船将在这里穿梭通行，海底隧道通过两个人工岛实现了与两侧主体桥梁的无缝连接和完美转换。

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港珠澳大桥人工岛面积多大

岛上建筑形态基本相同，东岛主体建筑高4层，西岛主体建筑高3层，两岛主体建筑总面积约7万平方米，西人工岛和东人工岛之间的功能略有不同。
东人工岛
东岛为集交通、管理、服务、救援和观光功能为一体的综合运营中心，且开放游客观景揽胜功能。

两座人工岛设计形状均为蚝贝型，从人工岛挡浪墙外边线计算，东岛岛长约625米，横向最宽处约215米，施工总面积约10万平方米；
西人工岛
西岛的功能则以桥梁的养护服务及办公为主。岛上建筑全部采用清水混凝土，施工时一次浇注成型，不做任何外装饰。这也是国内最大的清水混凝土建筑，西岛岛长为625米，最宽处190米，面积9.8万平方米。

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港珠澳大桥是怎样建成的

人工岛的建设不仅涉及到外海无掩护条件下在深厚软土地基上构筑岛壁结构、形成陆域以及加固软基等大量复杂工程的设计和施工；同时需要提供稳固的深基坑支护结构，优质快速地现浇岛上段隧道形成沉管隧道安装对接条件，其建设难度挑战巨大，港珠澳大桥建设者创造性的采用了“深插钢圆筒快速筑岛成套技术”。
第一步：制造钢圆桶
两个岛总计要制造120个巨型钢桶，每个直径22米、高度最高55米、重500吨。由于体积过大，一个钢桶又要分成72个模块，一组一组的拼装，最终误差必须限制在3厘米以内。
第二步：运输钢圆桶
制作好的钢圆筒及振动锤等动力系统，装船运输至珠海附近海域。
第三步：钢圆桶振沉入海
振沉入海的意思就是把钢圆筒连放带砸，安放到大海里。振沉系统由8台美国APE-600型振动锤组成，自重达500T，用1600T起重锤吊振沉系统，通过设置在共振梁上的24个液压夹头起吊钢圆筒到设计位置进行振沉。
第四步：钢圆筒填注砂
钢圆筒下沉完成后，早已整装待命的运砂船，向钢圆筒内注砂，钢圆筒一个接着一个被振沉入海，然后一个接着一个注砂。为了密闭止水，钢圆筒之间还要填充“副格”，也就是片状的钢围挡。副格高30米、弧长10.846米，单体重60吨。这样，钢圆筒和副格就共同围出了一个封闭的海域。
第五步：岛内降水
对封闭的海域进行降水，形成小岛的样子。
第六步：岛内填砂
向岛内填砂，并推平压实打桩等等。
第七步：岛内建设
岛内建设工作量很大，有隧道预埋段、岛上的道路、房屋等各种建筑等等。

4. 港珠澳大桥隧道那么大，是如何保证滴水不漏的呢

全世界任何一个隧道设计师都明白，建造100%水密的隧道意味着什么样的挑战。一位欧洲著名岛隧专家曾说，全世界的节段式沉管漏水率平均值为10%左右，目前尚没有沉管隧道100%不漏水的纪录。

然而，“奇迹”在港珠澳大桥沉管隧道中出现了：这条5.6公里的海底隧道，在攻破重重技术难关之后，保证了40米水压下的“滴水不漏”，打破了世界记录。

156道工序管理

从一根钢筋、一方混凝土到一个180米长的巨型沉管，需要经过钢筋加工、钢筋笼绑扎、混凝土浇筑、管节一次舾装、深浅坞蓄排水及管节起浮横移等156道工序。每一道工序都关系着120年的使用寿命，每一个过程都充满风险，每一个环节都关乎产品质量。

为了让每个岗位上的人员都有操作标准，项目总部和工区共同制定出《港珠澳大桥岛隧工程沉管预制质量控制点管理》体系文件，文件包括6个大项、23个子项、116个小项。 对所有工序全面实行星级管理，对每一个小项的质量标准、质量控制层级、检查方式、检查频率、质量控制要点，质量缺陷处罚制度都有着明确的标准。

5. 港珠澳大桥建造过程中遇到的困难

1、限高120米

港珠澳大桥跨越珠江口伶仃洋，连接香港、珠海、澳门三地，由于伶仃西航道和铜鼓航道对通航要求较高，远期要保障30万吨游轮的通航能力。但要满足30万吨游轮的通航能力，就必须建造一座桥面高度超过80米，桥塔高度达到200米的超级大桥。

但由于大屿山机场在航道处限高为120米。因此，不可能采用桥梁方案跨越这两条航道，如果找不到解决的办法，那么，港珠澳大桥就将陷入无疾而终的困局。

对此，采取的应对措施就是修建海底隧道，由于有高度上的限制，加上海底隧道不仅能很好地解决水域的跨越问题，而且还在大程度上降低了对周围环境的影响，解决了大面积水域的航运问题。特别是随着修建海底隧道的一些关键技术的不断突破，海底隧道已逐渐成为了工程界普遍认同的跨越航运繁忙航道的第一选择。

因此，港珠澳大桥之所以选择修建长海底隧道，并成为海底隧道最长的跨海大桥，这一方面既有客观因素的制约；另一方面，也是因为海底隧道具有自己独特的优势。

2、10%水阻率

要建造海底隧道，首先要找到能把桥梁和海底隧道连接起来的岛屿，由于附近海域没有现成的岛屿可供使用，这就必须修建人工岛来连接海底隧道和桥梁。

而伶仃洋是—个典型的弱洋流海域，加上每年有大量的泥沙从珠江口流入伶仃洋，如果人工岛长度和宽度过大，就会起到阻挡泥沙流入大海的作用，水阻率一旦超过10%，泥沙就有可能被阻挡沉积，在岁月流逝中让伶仃洋变成一片冲积平原。

为了避免这个灾难性的后果，就必须缩小人工岛的尺寸，把人工岛的长度控制在1公里以内，但采用盾构法的话，由于盾构法对稳定性要求很高，隧道也会埋得比较深，最终会导致人工岛的长度超标并撞上10%水阻率的红线。

在综合考虑水阻率以及该处隧道规模、海域水文地质条件的情况下，最终采用了沉管法取代盾构法。沉管隧道是指在海床上浅挖出沟槽，将预制好的管道沉放到沟槽中，然后进行水下对接。采用沉管隧道技术后，降低了400米的岛屿长度，将岛屿长度控制在625米，解决了10%水阻率的问题。

3、800万立方米淤泥

之前讲到要修筑625米长的人工岛以连接桥梁和海底隧道，而在修筑人工岛的地方有一层15到20米的淤泥，由于淤泥的物理属性，如果在其基础上做抛石斜坡或常规重力式沉箱的话，抛石或重力沉箱就会因淤泥而打滑，地基不稳。最常规的办法是把淤泥全部清理掉，或者用排水结固的办法使淤泥变干，然后再抛石或用沉箱坐稳。

但在海底排水使淤泥变干并不现实，而如果要把淤泥全部清理掉，要清理足足800万立方米淤泥，这不仅耗时耗力，使在一年的造岛工期内无法完成工作任务，而且还会对海洋环境造成很大污染。

对此，工程师的解决之道是采用120个重550吨，高55米，直径22.5米的圆形钢桶围成一圈来稳定地基，钢桶会插入粉质粘土、粉质粘土夹砂层中，逐渐会形成稳定的结构，届时只要在钢桶围成的人工岛内填充沙石即可，钢桶会使沙石留在人工岛内，不用在担心抛石和沉箱顺着淤泥滑走，最后形成永久的抛石斜坡堤和临时钢圆筒结构相结合的岛壁结构。

4、3厘米误差

成功修筑人工岛的前提是要制造出120个550吨重、55米高的巨型钢桶，但由于钢桶的体积过于庞大，没有任何一个卷板机和模具能够完成这样钢桶的制造工作，不得不采用模块组装的办法，将钢桶分成72个模块，一组一组的拼装。

但这种做法也会带来一个问题，由于钢桶的误差要求被限制在3厘米以内，而每一次拼接都会有一定的误差，加上拼接的模块数量达72个，以及钢桶高达55米的巨大体积非常不利于加工和制造，在多次拼接后有可能无法将误差控制在3厘米以内。

最终，工程师们用内胆来解决钢桶制造的精度问题——制造一个能够控制圆柱形钢桶外型的钢结构支架，在这个钢结构支架的辅助性进行拼接，终于将误差控制在3厘米以内。

5、沉管的浮运和沉放

港珠澳大桥的海底隧道由33节的钢筋混凝土结构的沉管对接而成，每个标准沉管长180米、宽38米、高11.4米，排水量大约在8万吨。隧道沉管在岸上预制好之后，用钢封门将两端封闭，沉管浮在海面上，由多艘大马力拖轮拖到约7海里外的施工海域，然后再下沉到海底对接安装。

由于沉管体积庞大且重量很大，加上水文情况、水道宽度的限制，以及沉放时对精度有很高的要求，沉管的浮运和沉放属于施工过程中的项重要技术。沉管浮运需要考虑拖拽力、水流速度与方向以及潮汐、海水密度和大风的影响。

由于水的阻力系数等因素，会造成经验公式计算结果与实际结果有一定差异的情况，一旦拖拽力如果计算不精确，就有可能导致钢缆断裂，沉管倾覆。另外，潮汐也会引起水位变化，海水密度也会引起浮力变化，水流的大小和方向是决定管节尺寸以及浮运沉放方式的一个重要因素，这些都是要仔细考量的因素。

沉管沉放也有很多技术挑战，由于局部施工区域属于极为松软而且类型多样的土质，较容易发生过度沉降的问题，在这种情况下安装将严重影响安装的精度，无法按要求将误差要控制在7厘米以内，可能给隧道的工程质量带来难以估量的后果。另外，沉管下沉过程中对稳定性有很高的要求，海底基槽淤泥回流也会给沉放带来不小阻碍……

面对上述挑战，工程师们见招拆招，一一将问题解决。为确定拖拽力，工程师开展的管段拖曳阻力模型试验，确定管段及管段组合体的拖航阻力，并以试验数据推算推拖拽力和拖船的数量和所需功率。

为避免过度沉降，保障安装精度，在每个沉管安装之前，先在伶仃洋40多米深的海底开挖一条海底隧道基槽，基槽挖好后打挤密砂桩，然后在基槽上铺2到3米的块石并夯平，创造一种新的复合地基，使沉管的沉降值大大缩小，把误差控制在5厘米左右。

面对海底基槽淤泥回流，一方面设置5个固定观测点保持对施工海域的泥沙检测，提供有效的泥沙淤积预警分析，为后续沉管安装施工提供可靠保障。另一方面设置水下横向截泥堤坝，拦截沿基槽方向的泥沙回淤物，同时调动“捷龙”、“浚海6”清淤船清理淤泥。

6. 海里都是水，珠港澳大桥是如何修建海底隧道的

伴随着我国基建技术的不断发展，国内的各项基础设施也在逐步完善，尤其是前段时间通车的港珠澳大桥，更是堪称世界级的超级工程。

不得不说，咱们中国的工程师们实在是太牛了！他们应该得到所有人的尊重！大家觉得呢？

7. 港珠澳大桥在建造过程中遇到哪些因难，工程师是如何解决的

港珠澳大桥工程规模大、工期短，技术新、经验少，工序多、专业广，要求高、难点多，为全球已建最长跨海大桥，在道路设计、使用年限以及防撞防震、抗洪抗风等方面均有超高标准。

但真正的困难是人为造成的，比如香港公民党就有人股东当地居民以环境问题状告政府，逼停工程，据悉损失高达80亿港币。

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港珠澳大桥采用石散石湾至拱北明珠的线位方案，主桥段东起香港新界离岛区大屿山岛西北部散石湾，接香港口岸，经香港水域，沿23DY锚地北侧向西依次经过珠江口铜鼓航道、伶仃西航道、青州航道、九洲航道，经珠海拱北湾东南部，止于珠海澳门口岸人工岛。

港珠澳大桥香港连接线西起大屿山岛散石湾，向东经沙螺湾水道至赤鱲角岛屿南部，再向北经观景山，沿赤鱲角东岸线至香港口岸人工岛；

珠海连接线东起珠海澳门口岸人工岛，向西依次经过拱北湾西南部海域、陆地茂盛围边境特别管理区、前山河、白面将军山，至拱湾港东北部；澳门连接线起于珠海澳门人工岛，经友谊圆形地至填海新区。

8. 港珠澳大桥海底沉管隧道建设如何处理客观规律与主观能动性的

近期，正在建设的超级工程港珠澳大桥迎来重大节点，经过25个小时的浮运安装，海底隧道的最后一节巨型沉管E30成功安装。

至此，港珠澳大桥海底隧道33节沉管全部安装完毕，已建隧道总长达到5652米，距最终合龙仅差12米。

在3月6日早上，E30由13艘大马力拖轮、10艘海事警戒船护卫，在安装船队拖带下驶往13公里外的施工海域，经过7个小时的海上浮运安全抵达系泊区。

随后快速完成系泊转换、舾装件拆除、拉合系统安装等各项工作，在对现场海况、基床回淤、人员状态、船机设备等条件进行再次确认后，进行灌水下沉施工。

E30按照每分钟30厘米的速度匀速下沉，为了精确控制下沉中的姿态，每下沉5到20米就停下，通过沉管内和安装船上的检测系统获取实时数据，随时调整沉管下沉姿态。

经多轮复核、调整，今天早上8点半，E30沉管在海平面以下30米处与已建成隧道精准对接，轴线、纵坡、艏尾高差等各项关键指标均满足设计标准。