港珠澳大橋主體工程初步設(shè)計方案及關(guān)鍵技術(shù)問題

1、港珠澳大橋主體工程項目簡介、初步設(shè)計方案及關(guān)鍵技術(shù)問題，2010年11月25日，主要內(nèi)容：1。項目概述2。主要技術(shù)標準3。初步設(shè)計推薦方案4。重要工程問題5?？蒲幸?guī)劃和國家科技支撐計劃。施工安排和標段1。項目概述。(1)港珠澳大橋是三峽工程的繼承者(2)該工程包括珠澳連接、珠澳港口、海中主體工程、港珠連接和香港港口，全長約50公里，總投資約729億元。(三)粵港澳兩個不同系統(tǒng)的項目由中國內(nèi)地、香港和澳門特別行政區(qū)共同投資建設(shè)。(4)施工條件復(fù)雜，技術(shù)難度大；涉及“一國兩制、三地”，很難協(xié)調(diào)和管理。1.1比例尺，1。項目概述，包括三個部分：(1)海中大橋及隧道主體工程：東起粵港澳邊界線，止于珠澳

2、口岸人工島，全長約29.6公里；(2)香港口岸與珠澳口岸：珠澳口岸位于珠海拱北灣附近填海區(qū)的同一個島上(填海面積約208公頃)。 而香港港位于香港機場東北角的填海區(qū)(填海面積約113公頃)。 (3)香港連接線、珠海連接線、澳門連接線：珠海連接線13.89公里；很長；香港接線長度為12.6公里；澳門接線連接到珍珠附近的新填海區(qū)，長度約200米。1.2。二、主要技術(shù)標準：(1)采用雙向六車道高速公路標準施工，設(shè)計時速100公里，橋梁總寬33.1米，隧道寬214.25米，凈高5.1米；(2)全線橋涵設(shè)計車輛荷載等級采用一級公路，應(yīng)滿足香港Structure design manual for hig

3、hways and railways規(guī)定的活載要求；(3)橋梁設(shè)計使用壽命為120年；(4)抗震設(shè)防標準：基本地震烈度為七度；每個導(dǎo)航孔的凈空尺寸表，3.1整體，3。初步設(shè)計推薦方案：(1)穿越丁玲西水道和銅鼓水道的斷面為隧道方案，長約6.75 km，其余斷面長約22.9 km。東、西人工島各長約625米，最近距離約5584米，東人工島東緣距粵港邊界約366米。(2)主體工程的東端與粵港邊界的港式橋相連，采用與港式方案相協(xié)調(diào)的橋跨布置和橋型方案；3.1整體，3。初步設(shè)計推薦方案，(3)主體工程與珠澳口岸橋頭管理區(qū)和港口相連，設(shè)置定向立交，滿足橋頭地區(qū)交通組織，利用橋頭緩沖區(qū)設(shè)置收費設(shè)施，交通工

4、程及附屬設(shè)施統(tǒng)籌安排；3.1整體，3。初步設(shè)計推薦方案，(4)橋跨總體布局以最小化阻水率為目標，適當增加非通航橋梁跨度，兼顧經(jīng)濟性和阻水率。3.2橋梁，3。初步設(shè)計建議，九洲水道橋、江海直達船水道橋、青州水道橋、深水區(qū)不通航橋、淺水區(qū)不通航橋、3.2座橋梁、3座橋梁。初步設(shè)計建議，(1)青州水道大橋：“中國結(jié)”雙塔空間鋼箱梁斜拉橋跨徑布置：110 126 458 126 110采用雙索面扇形布置；索塔采用H形混凝土塔，上梁采用“中國結(jié)”形；基礎(chǔ)采用鋼管復(fù)合嵌巖樁，塔身設(shè)置豎向支座、縱向減震裝置和橫向抗風(fēng)支座，塔身附近設(shè)置擋風(fēng)板。3.2橋梁，3。初步設(shè)計推薦方案，(2)江海直達船航道橋：中心索面

5、三塔單柱式鋼箱梁斜拉橋跨度布置：129 258 258 129=774米，主梁采用懸臂翼緣整體鋼箱梁主梁采用懸臂翼緣板整體鋼箱梁，單索面豎琴布置，索塔采用“帆形”鋼塔，基礎(chǔ)采用鋼管復(fù)合嵌巖樁，在塔區(qū)附近設(shè)置擋風(fēng)板?？v向阻尼裝置提高了抗震性能。3.2橋梁，3。初步設(shè)計推薦方案，(4)深水區(qū)非通航孔橋：110米長單箱雙室鋼箱梁(技術(shù)設(shè)計)，標準連接：110米長6孔一連接，跨Y13-1氣田管線橋跨(110 150 110)=370米，主梁為單箱雙室。鋼管復(fù)合樁基、承臺、墩身預(yù)制安裝，承臺埋于海底。3.2橋，3。初步設(shè)計推薦方案，(5)淺水區(qū)非通航孔橋：85m等跨組合梁方案(技術(shù)設(shè)計)，標準連接：6孔

6、1連接，主梁：單箱單室分體組合梁，全寬33.1米，梁高4.3米，整個墩身、鋼管復(fù)合樁基、承臺、墩身預(yù)制安裝，承臺埋于海底。3.2橋梁，3。初步設(shè)計推薦方案，(6)東西人工島結(jié)合部非通航橋梁：雙分離預(yù)應(yīng)力混凝土剛架，西人工島結(jié)合部：全長264米，等跨布置44米，3跨1個節(jié)點。箱梁連續(xù)加寬，平均橋面寬度約20m，為同高變寬的常規(guī)預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋。重點解決波浪支撐力、耐腐蝕性和耐久性問題。東人工島樞紐：全長390米，橋跨2(347.5)335米，三跨為一個節(jié)點。結(jié)構(gòu)形狀與香港方面一致，方案與西島樞紐相同。3.3隧道，3。初步設(shè)計推薦方案，(1)水平和垂直布置，平面：兩島之間沉管段為5664米，東西人

7、工島現(xiàn)澆埋段為163米，明挖段分別為398米。5500米大半徑圓形曲線延伸至隧道。縱剖面：最小排水縱坡為0.3%，兩條主要水道之間為“W”形斷面，隧道管接口頂最小標高為-30.18米以下.3.3隧道，3。初步設(shè)計推薦方案，以及(2)主要排煙通道的截面、縱向通風(fēng)和通風(fēng)方式。采用兩孔一管廊的橫截面，兩側(cè)為交通車道，中間管廊的上層為特殊排煙通道，中間層為水平安全通道，下層為電纜溝和海底泵房。中間隔墻上每隔90米設(shè)置一道安全門。3.3隧道，3。初步設(shè)計推薦方案，(3)管接頭結(jié)構(gòu)及接頭結(jié)構(gòu)，33個分段鋼筋混凝土管接頭，標準管接頭長度822.5=180米。管道接頭之間的接頭采用傳統(tǒng)的GINA OMEGA剪

8、切鍵。小截面間接接頭采用“膨脹密封條OMEGA密封條剪切鍵”方案，管接頭結(jié)構(gòu)自防水。3.初步設(shè)計推薦方案，管接頭，管段接頭，橫截面，3.3隧道，3。初步設(shè)計推薦方案，(4)基槽開挖，坡比：粉土和淤泥質(zhì)土1:7，粘土(包括粉質(zhì)粘土和砂層)和砂層1:3，縱向分布中間深埋隧道段，3.3隧道，3。初步設(shè)計推薦方案，(5)地基處理，建議先鋪碎石找平層，平均厚度為1.5m，為保證沉管均勻沉降，根據(jù)地質(zhì)條件和荷載區(qū)段采用加固方案。3.3隧道，3。初步設(shè)計推薦方案，(6)回填和覆蓋，(3.3)隧道，3。初步設(shè)計推薦方案，(7)島首管頂保護，島首海底管頂暴露防撞設(shè)施，采用防撞墩和橋臺警示浮體聯(lián)合攔截系統(tǒng)。3.3

9、隧道，3。初步設(shè)計推薦方案，(8)干船塢和系泊區(qū)，推薦3.3方案，并列2個干船塢。三個管接頭在同一個碼頭同時預(yù)制。、東人工島功能分區(qū)、西人工島功能分區(qū)，(包括對外服務(wù)區(qū))、(主要是項目管理)、3.4隧道人工島、3。(2)結(jié)構(gòu)方案初步設(shè)計推薦方案，島墻結(jié)構(gòu)設(shè)計方案采用拋石護坡堤，為滿足開工后27個月第一個管接頭下沉的條件，該區(qū)域的西人工島包括第一個隧道埋地段(。基坑圍堰結(jié)構(gòu)采用格構(gòu)鋼板樁，地基處理采用開挖換填方案，換填中粗砂，振動壓實。東島一次性填筑完成。3.4、隧道人工島3。初步設(shè)計推薦方案，(3)地基處理，島墻面積：中粗砂振沖擠密砂樁排水砂樁的吹填和置換，島內(nèi)吹填面積：中粗砂振沖擠密排水砂井

10、的局部開挖和置換，3.5交通工程及附屬設(shè)施，3。初步設(shè)計推薦方案，采用“相對集中、有限分散”的管理模式。沿線設(shè)施包括：監(jiān)控及收費通信中心：1、位于臺澳立交附近的港珠澳管理中心；監(jiān)測站：1座，位于西人工島；維護工作區(qū)：1、位于大澳立交，與管理中心一起建設(shè)；維護站：2個，位于珠澳口岸和西人工島；救援站：3個位于珠澳口岸、西人工島和東人工島；收費站：全線共有一個主要收費站，位于珠澳口岸。4.1橋梁工程，4。重要工程問題，(1)預(yù)埋承臺：采用埋床法預(yù)制基礎(chǔ)，很難降低阻水率、景觀和防撞施工、設(shè)計原則和施工工藝：4.1橋梁工程，4。重大工程問題，(3)鋼橋面鋪裝：我國早期鋼橋面鋪裝病害多，使用壽命短；施工

11、要求嚴格，維護困難；在國外和香港都有許多成功的經(jīng)驗，壽命為15-25年。(2)鋼箱梁和組合梁的結(jié)構(gòu)體系、設(shè)計標準、加工能力和質(zhì)量控制；4.1橋梁工程，4。重大工程問題，(4)長大縱坡和收費站的安全：長大縱坡、爬坡和下坡制動對橋面的危害；九洲海峽向東移動；將淺水區(qū)變?yōu)榻M合梁。(1)高等級大體積混凝土的防裂、抗?jié)B和耐久性：預(yù)留水道、大淤積和高水壓導(dǎo)致采用高等級大體積混凝土進行防裂和防滲、耐久性和幾何精度控制的施工工藝和高維護要求。(2)接縫止水帶要求高水壓、高耐久性，國外壟斷GINA產(chǎn)品、成本高、開發(fā)周期長的可膨脹止水帶尚未成功應(yīng)用。(3)厚軟地基大淤積沉降控制和島內(nèi)埋地過渡整體沉降及差異沉降的地

12、質(zhì)調(diào)查存在不確定性(CPT、CPTU和國內(nèi)調(diào)查)。計算和分析理論是不準確和不確定的。4.2隧道工程。重要的工程問題。(4)干船塢生產(chǎn)對工期影響很大。干船塢規(guī)模大，選址綜合因素復(fù)雜：水文、地質(zhì)、航道、水電消耗、土地許可管道接頭預(yù)制周期長，能否產(chǎn)業(yè)化？(5)臺風(fēng)、白海豚保護、海上交通組織等因素對工期有較大影響；(6)近海長距離水下測量控制；(1)檢測海上擠密砂樁地基處理壓實度指標的施工工藝和設(shè)備；(4)人工島工程；(4)重大工程問題；(2)保護近海人工島深基坑不受潮位變化、波浪、滲流環(huán)境、飽和砂層和海底回填的影響和監(jiān)測；(1)跨境行動突發(fā)事件三地聯(lián)合救援法律問題咨詢機制的運行模式，4.4交通工程，

13、4 .重大工程下一步是分三個階段完成重點科研任務(wù)：施工圖設(shè)計、施工和運行維護。按照支持發(fā)展與引領(lǐng)相結(jié)合、重點突破與綜合推進相結(jié)合、自主創(chuàng)新與綜合應(yīng)用相結(jié)合的原則，進一步完善橋隧島結(jié)構(gòu)和基本方案設(shè)計及詳細結(jié)構(gòu)，解決技術(shù)和運營管理問題。重點研發(fā)方向主要包括支撐應(yīng)用技術(shù)研究、制約橋隧島建設(shè)的專項技術(shù)研究、保證橋梁120年壽命的維修管理和耐久性技術(shù)研究，具體體現(xiàn)在五個研究方向：主體結(jié)構(gòu)橋梁、沉管隧道、人工島、保障技術(shù)、安全與管理。在早期階段共進行了84項特別研究；在后期，計劃了42個受試者。著力解決三個問題：(1)建設(shè)和管理中的關(guān)鍵技術(shù)問題；引進和吸收國外先進技術(shù)；原有技術(shù)問題。5.2國家科技支撐計劃

14、港珠澳大橋跨海集群建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究與示范；5.科研規(guī)劃和科技支持計劃。本項目針對工程建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)問題。長深沉管隧道設(shè)計與施工關(guān)鍵技術(shù)和技術(shù)標準研究，海上厚軟基礎(chǔ)橋梁和隧道過渡人工島設(shè)計與施工關(guān)鍵技術(shù)研究，海上大跨度橋梁建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究，跨海集群工程混凝土結(jié)構(gòu)120年使用壽命保障關(guān)鍵技術(shù)研究，跨境隧道-島-橋集群項目建設(shè)管理、防災(zāi)減災(zāi)、節(jié)能環(huán)保關(guān)鍵技術(shù)研究，包括5大主題19個子主題。該項目響應(yīng)國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃綱要的發(fā)展要求，緊跟交通行業(yè)的發(fā)展思路。研究成果將為實現(xiàn)國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃、全面提升我國跨海通道工程技術(shù)和交通運輸產(chǎn)業(yè)升級做出新的貢獻。2010年7月8日，通過了科技部在北京召開的該項目的可行性研究論證會議。目前，他正在協(xié)助科技部組織子項目申請。國家科技支撐計劃課題清單，6.1建設(shè)安排，6。施工安排和標段規(guī)劃，總工期計劃為75個月，其中島隧工程是重點控制工程；施工合同期限為61個月；以沉管干船塢預(yù)制場的施工、預(yù)制和浮裝為主線，西部人工島的小島和埋地段應(yīng)在開工后27個月提交第一根沉管的下沉情況；橋梁工程總工期為4年，滯后于島隧工程的開工，接口工點同步