驭浪前行:沉管隧道核心施工技术的突破与实践
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作为深谙水下工程复杂性与重要性的行业实践者,我们见证了沉管法这一关键技术在近年来的飞速演进。一系列从材料到工艺、从装备到系统的创新突破,正不断拓展水下工程的疆界,为大型跨江越海通道的建设奠定坚实基石。以下是部分核心进展的梳理:
一、管段制作:从材料革新到智能制造
管段是沉管隧道的基石,其质量直接关乎百年寿命。技术突破首先体现在混凝土这一核心材料上。
高性能混凝土的定制化研发:以广州车陂南隧道等项目为代表,技术团队通过长达数百日的系统性试验,成功研制出低发热、低收缩、高抗裂的专用混凝土配合比。该配方历经四季环境考验,能有效控制有害裂缝,确保沉管结构满足极端耐久性要求,填补了国内在相关领域商品混凝土应用的空白。
预制过程的数字化赋能:超越传统工艺,智能建造已成为趋势。通过引入云技术、大数据和物联网监测,沉管大体积混凝土的浇筑、温控及应变全过程可实现数据实时采集、云端分析与智能预警。这种数字化管控模式,极大地提升了浇筑质量与裂缝控制的精准性和可靠性。
预制模式的多元化发展:为适应不同项目需求,预制方式也在不断演进。对于沉管数量多、规模大的跨海工程,“工厂法”规模化流水线生产优势凸显,能有效保障质量和工期。而在传统“干坞法”中,通过采用新型模板体系与施工工艺,同样实现了效率与精度的双重提升。
二、浮运与沉放:迈向毫米级的精准操控
将巨型管段安全浮运至指定海域并精准沉放安装,是工程成败的关键。
核心装备的自主革新:面对如深中通道这般超宽、深埋的复杂挑战,传统装备难以为继。由此催生了如“一航津安1”号这样的世界首制自航式沉管运输安装一体船。它集浮运、定位、沉放、安装功能于一体,具备先进的动力定位(DP)和循迹能力,实现了船舶与管段协同作业的革命性突破。
浮运稳定性的精密控制:管段浮运时的干舷高度是安全的重要指标。通过对混凝土容重的极致控制(例如将偏差稳定在±10kg/m³以内),技术团队能够精确调整管段浮态,确保其在复杂水文条件下的航行稳定性。
安装精度的极限突破:沉放定位技术已进入“北斗”时代。在深中通道等项目上,融合北斗卫星定位的测量系统,实现了沉管在汹涌洋流中的毫米级精准安装,创造了“连续7节管节安装近乎零偏差”的行业纪录。同步创新的还有高精度沉放绞车、定位锚泊系统等,共同构成了复杂海况下稳定、精准的沉放作业能力。
三、基础处理与最终连接:攻克水下最后关卡
管段安放后的基础处理与水下连接,是确保隧道长期平稳运营的最后技术壁垒。
地基处理技术的深化:针对水下基础注浆饱满度控制、管节姿态精细调整等难题,研发了沉管隧道基础后注浆等关键技术。该技术能有效协调结构与地基的变形,提升基础整体刚度与均匀性,为沉管,特别是最终接头,提供稳固支撑。
最终接头技术的多元化创新:水下最终接头是隧道贯通的“闭合键”。技术上已涌现出多种可靠方案:
推出式最终接头:如深中通道应用的关键止水带安装技术,通过专用工装大幅提升了作业效率与可靠性。
顶进节段法:在大连湾海底隧道等工程中成功实践,该工艺在顶推、止水、测控等环节实现了全流程自主可控,将最终对接精度牢牢控制在毫米级。






