港珠澳大桥岛隧工程施工专用装备

第1章 概述 1.1 工程简介 港珠澳大桥是桥、岛、隧一体化的超大型跨海通道工程，总长度约55 km，双向6车道，设计车速100 km/h，其中海中主体工程采取桥隧组合方式，并以沉管隧道形式跨越主航道。岛隧工程是港珠澳大桥整体工程的核心控制部分，也是设计施工技术难度*大的部分。岛隧工程平面布置图如图1-1所示。 图1-1 岛隧工程平面布置图（单位：m） 东人工岛平面呈蚝贝形，轴线长625 m，*宽处约215 m，采用59个直径22 m的钢圆筒快速成岛。西人工岛结构形式和施工工艺与东人工岛类似，轴线长625 m，*宽处约183 m，采用61个钢圆筒快速成岛。 沉管隧道总长5664 m，衔接东人工岛和西人工岛，贯穿伶仃西和铜鼓两个主要航道。为满足预留300 kt级油轮的通航标准要求，隧道管节绝大部分埋深在海床面22 m以下的深度，*大沉放水深为44.5 m。隧道纵断面呈W形，进出口纵坡为±2.98%，沉管隧道纵断面图见图1-2。 沉管隧道由33节管节组成，均采用节段式柔性管节。其中E1～E28管节为直线管节，E29～E33为曲线管节。 管节安装顺序为：E1～E28→E33→E32→E31→E29→E30→*终接头，管节类型一览表见表1-1。 图1-2 沉管隧道纵断面图 表1-1 管节类型一览表 管节横截面采用两孔一管廊形式，标准管节长180 m，宽37.95 m，高11.4 m，由8个长22.5 m的节段组成，单个管节重7.8万t，标准管节横剖面图见图1-3。 图1-3 标准管节横剖面图（单位：cm） 1.2 施工流程 人工岛工程施工工序主要包括基槽开挖、岛体围壁结构施工、地基处理、岛体结构施工、岛上建筑施工5个部分。 沉管隧道工程是港珠澳大桥项目的关键性控制工程，其整体施工主要包括沉管隧道基槽和基础施工，以及工厂法沉管预制施工和管节浮运安装作业三个部分。沉管隧道施工主要工艺流程图如图1-4所示。 图1-4 沉管隧道施工主要工艺流程图 沉管隧道基槽和基础施工关键流程包括：基槽粗挖→挤密砂桩（岛隧过渡段）→基槽精挖→基槽清淤→抛填块石垫层→块石垫层清淤→碎石基床铺设。 工厂法沉管预制施工关键流程包括：钢筋加工→钢筋转运至绑扎区→底板钢筋笼绑扎→底板钢筋笼顶推→侧墙钢筋笼绑扎→侧墙钢筋笼顶推→顶板钢筋笼绑扎→整体钢筋笼顶推入模→体系转换→装调模板→布料→搅拌站生产混凝土→沉管浇筑→养护。 管节浮运安装作业为沉管隧道施工过程中的重要组成部分，其关键流程包括：管节一次舾装→二次舾装→管节出坞→管节浮运、系泊→管节沉放对接→管节锁定与覆盖回填。 1.3 配置要求和配置原则 1.3.1 配置要求 为快速、安全、环保、高质量地完成岛隧工程，在规划阶段提出大型化、标准化、工厂化、装配化“四化”理念，将隧道结构分解成大型化的构件，在陆地工厂内进行流水线批量生产，再利用大型装备进行海上运输、安装，整个工程就像“搭积木”一样。无论是工厂法沉管预制，还是外海施工现场“搭积木”，只有研发配置大型专业化高新装备才能支撑装配式施工工艺。 在项目筹备阶段，综合考虑施工工艺要求和施工单位资源优势，提出“利用现有设备，改造成熟设备，新造专用设备，兼顾后期使用”的装备配置方向，在确保工程质量、安全和进度的前提下，优化设计，合理降低装备配置成本。 专用设备支撑关键施工工艺，专用设备的适用性、可靠性、安全性直接影响工程的成败。在充分认识装备配置工作重要程度的前提下，严格程序，精细工作，提出“技术可靠、风险可控、商务合理、尊重一线意见”的配置原则，充分发挥参建各方资源优势，汲取国际类似工程及设备使用经验，注重技术创新与适用，确保采购（建造）设备品质与价值。 1.3.2 配置原则 1.技术可靠 沉管隧道建设的高风险性，需要适应复杂多变的外海环境，需要保障高标准的技术要求等，必须要求装备绝对可靠。例如，沉管安装船系缆设备选型，系缆力必须满足施工工艺和安装窗口期水文设定条件要求，过小存在安全隐患不能满足施工要求，过大将造成系缆设备笨重、甲板布置困难和建造费用增加。 2.风险可控 岛隧工程建设标准高、技术成熟度低、施工环境复杂、设计施工经验欠缺，与一般重大工程相比，岛隧工程风险具有来源广泛、关系复杂和不确定性高等特性。高新技术装备的研发配置具有周期长、投入大、技术环节多等特点，直接决定施工工艺能否实施，安全、质量和进度能否可控。 3.商务合理 商务和技术息息相关，全过程成本管理，综合考虑研发购置费用、配套装备费用、使用维护费用、工艺优化节省费用，采用合理价格采购装备，不片面追求低价、低能装备。 4.尊重一线意见 装备的研发配置要考虑使用过程、性能符合现场施工环境和作业人员的操作方式，同时考虑操作使用的舒适性和维修保养的便利性。 1.4 装备组成和分类 根据工程建设特点和建设需要，为安全、可靠、经济地完成工程建设，岛隧工程先后在人工岛基础施工、隧道基础施工、工厂法沉管预制施工、沉管浮运安装施工、*终接头安装施工、岛上建筑清水混凝土施工中研发建造或改造专用装备25台（套），支撑高新尖施工工艺，保障工程顺利实施。岛隧工程专用设备一览表见表1-2。 表1-2 岛隧工程专用设备一览表