港珠澳海底隧道建设技术2011-12

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1、港珠澳大桥海底隧道建设技术长安大学公路学院谢永利2011年12月报告提纲1.基本情况2.技术标准3.海底隧道技术方案4.海底隧道施工组织设计5.海底隧道全寿命工程费用估算6.工程地质对隧道工程的影响分析7.海底隧道工程风险分析8.工法综合比选及推荐意见9.目前的建设情况港珠澳大桥跨越珠江口水域，东连香港，西接澳门、珠海，是一座“沟通三地、承东启西”的特大型跨海工程。工程规模宏大、涉及面广、技术难点多，尤其是受香港国际机场航空限高和规划航道制约。基于对拟建的港珠澳大桥桥位的现场勘察、调研及多次论证，依据相关专题提供的研究成果，围绕桥位的总体路线布局要求开展了一系列详实研究，在确保满足

2、预定交通功能的前提下，提出了大桥跨越珠江口伶仃西航道、铜鼓西航道等主航道时以海底隧道的方式通过。1.基本情况（1）隧址区海底地层分布水深：隧道沿线7-16m左右，西深东浅，海中部微隆，为浅滩。淤泥：全新世海洋沉积物，厚10-20m，流塑状。粘土：更新世海洋冲积物，厚5-15m，可塑～软塑为主。砂砾层：更新世海洋冲积物，厚10-30m，粉~细~中~粗砂、砾砂、圆砾土，饱和，中密～密实。基岩：K10+400以东至东人工岛为燕山期花岗岩分布；K10+400以西至西人工岛为震旦系片麻混合花岗岩分布。岩面约-60~-80m，起伏大。区域地质构造非全新世活动断裂F2，对隧道影响小。隧道补充地质

3、勘察1隧道补充地质勘察2（2）水文条件1潮汐：不规则的半日潮混合潮型、弱潮海湾;从外海向内涨潮历时递减、落潮历时递增;高潮位由外海向珠江口内逐渐增大，低潮位由外海向珠江口逐渐降低;台风暴潮引起海面升降。潮流：落潮流速大于涨潮流速，中部海域潮流流速比两边大;流速较小，流向为S～N向。流速分布受水下地形影响较大。波浪：实测最大有效波高(Hs)2.86米，周期(T)为10.1秒，波向为SE向。泥沙：工程水域的含沙量分布特点是西侧高于东侧，落潮大于涨潮。隧址区含沙量低。（2）水文条件2重度：海水重度为10.0～10.3kN/m3,并随着分层从上向下增大,与涨落潮存在一定关联性。盐度：海水盐

4、度变化范围为11.256～33.908，均值为26.972。海水底层平均盐度高于表层。盐度随潮位的涨高而增大，又随潮位的退落而减小，其变化的趋势和周期与潮位基本一致。温度：水温度变化范围为18.7℃～21.7℃，均值为20.3℃。表、底层水温接近，水温分层不明显。（2）水文条件3海水pH:变化范围为7.11～8.33，均值为8.11。浑浊度：海水浑浊度变化范围为3.7°～283°，平均值为38.9°。海水浑浊度变化范围较大，小潮期以退潮时浑浊度较高，大潮期以涨潮时浑浊度较高，底层平均浑浊度高于表层。（3）地震条件据《中国地震动参数区划图》（GB18306－2001），珠海、澳门地区

5、地震动峰值加速度为0.10g，香港地区地震动峰值加速度为0.15g，与之对应桥址区地震基本烈度为Ⅶ度。据国家地震局地壳应力研究所完成的近场区地震危险性分析专题，本工程场地的地震基本烈度复核结果Ⅶ度。（4）气象条件风向风速:东南偏东和东风为主,HK侧年平均风速达6.3米/秒。气温:年平均气温22.3～23℃降水:多年平均降水量介于1800～2300毫米之间。雾、雷暴：雾日年平均达19.3天，年平均雷暴日年平均为61.6天。主要灾害性天气：热带气旋、暴雨、龙卷风、雷击、短时雷雨大风（5）通航条件根据交通运输部《关于港珠澳大桥通航净空尺度和技术要求的批复》（交水发[2008]97号），同

6、意隧道区伶仃西航道和铜鼓航道采用30万吨级油轮、25万吨级散货船和15万吨级集装箱船控制隧道最小通航宽度和埋深。同意隧道区船舶通航最小埋深为设计最低通航水位以下29米。考虑各航道代表船型通航宽度、航道间的安全距离及人工岛头部紊流区影响等因素，两人工岛之间最小通航宽度为4100米，其中满足30万吨级油轮安全通航深度-29米的宽度应不小于2810米。船舶通航安全深度130万吨油轮航道设计水深为D=T+Z0+Z1+Z2+Z3+Z4，其中：T－30万吨级油轮满载吃水最大水深T为22.2m；Z0－船舶航行时船体下沉值，取0.9m；Z1－船舶龙骨下最小富裕水深，取0.4m；Z2－波浪富裕深度，

7、取0.7m；Z3－船舶装载纵倾富裕深度，取0.15m；Z4－备淤富裕深度，取0.5m。经分析计算，航道设计水深D取24.9m。船舶通航安全深度24、航道施工超深根据本地区航道施工情况，施工超深取0.70m。5、安全富裕深度安全富裕深度主要考虑意外事故迫使船舶在隧道区抛锚、搁浅等危险情况下应留出的土层厚度。根据《霍尔锚》规范，锚爪长度为2.99m，故取锚的入土深度3.0m较为适宜。在保证通航安全的条件下，隧道区船舶通航安全深度应不小于：24.9+0.7+3.0=-28.