港珠澳大桥岛隧工程深厚软基与大回淤条件下的工程处治研究

孙 钧

(1.同济大学隧道与地下工程研究所，上海 200092；2.上海市城建集团院士工作研究室，上海 200122)

港珠澳大桥岛隧工程深厚软基与大回淤条件下的工程处治研究

孙 钧1,2

(1.同济大学隧道与地下工程研究所，上海 200092；2.上海市城建集团院士工作研究室，上海 200122)

港珠澳大桥岛隧工程大面积深厚软基的加固处理，以及大回淤水道条件下管段柔性小接头处的预应力束筋将永久留置而不再在管节沉放落床、纵向沉降基本稳定后完全切断，形成半刚性管节。上述两者，是该工程项目施工中呈现的特色和亮点。此外，当日后长期运营中如管段小接头接缝仍出现有不测的拉开险情时，其应急工程处治对策也是必须事先妥慎考虑的预案。就上述各点问题进行了较为细致深入的探讨和分析。

港珠澳大桥；人工筑岛；沉管隧道；软基处理与加固；复合地基；挤密砂桩；大回淤水道；半刚性管节；预应力束筋

0 引言

港珠澳大桥是正在建设中的国内首座于外海建设的超大型海洋工程项目，又是一桥连接三地、一国两制条件下的重大跨界工程。这一桥、岛、隧三为一体的交通集群项目，全长36 km。该工程于2010年12月正式兴工，将历时6年建成。目前软基处理基本完成，沉管沉放工作进展顺利，共已完成10节管节沉放，长达1 600 m，接近沉管隧道全长33节的1/3。

本文主要探讨以下2方面的问题：

1)人工筑岛和岛内、外地基处理。着重研究人工岛和岛隧过渡段复合地基——挤密砂桩和刚性减沉桩的成桩机制，以及沉管地基纵向长期差异沉降及其控制；

2)大回淤水道管节预应力束筋不再切断设计。采用半刚性管节，留置永久性预应力束筋的思考，以及如遇到地基发生难以预测的过大纵向差异沉降、管段小接头有拉开情况时预应力束筋的处置预案。

1 岛隧工程概况及施工难点要害

港珠澳桥位地处伶仃洋下游，距珠江出海口以上不远位置处，海床稳定性好且年平均风平浪静的天数高达250 d以上，这是在通航大跨内采用修建沉管隧道方案的绝佳选择。

1.1 岛隧工程概况

大桥主体工程中的控制性工程——岛隧工程，含全长L=5 770 m的沉管隧道，宽38 m，高11.4 m；沉放处海床面最大水深22 m，隧道最大埋深23 m。双向6车道高速公路，设计寿命120年。其东、西2座作为桥隧过渡的人工岛，面积均约 10 万m2，长度均 625 m，最宽处 105 m，为离岸深水人工填筑成岛，工程量十分巨大。大桥筑岛工程的总体规模和技术难度居世界之最。沉管隧道纵剖面示意图如图1所示。

图1 沉管隧道纵剖面示意Fig.1 Longitudinal profile of immersed tunnel

1.2 岛隧工程的施工难点及其成败要害

此处单就地基问题作归纳，未涉及其他工程结构方面的设计施工问题。

1)水下基槽开挖底标高达-45 m，深槽作业最深达 23 m，在外海施工的风险控制难度大；

2)外海海域，要历经4～5年的长时间施工作业期，遇突发热带气旋和强雷暴恶劣气象条件，可能导致深水基槽坡壁失稳、坍槽，也对沉管浮运沉放构成威胁，并容易引起已沉放落底沉管横向截面沿坡底圆弧面的剪切滑动。在强风、暴雨期间，需停止水上一切作业；

3)水道内的泥砂回淤量大，开挖时基底清淤和运营期间结构侧面和顶面上淤土清除的工作量大、深水作业难度高；

4)隧道通道位于具有较高烈度(8°)地震频发区，海床局部地段浅部有松散饱和粉细砂地层(海床下15 m以上部位)，而浅表部又有2.5～4.0 m的中、薄层淤泥质软黏土。这种情况，强震引起砂土地震液化的可能性较大，将在相当程度上影响场基的地震稳定性；

5)隧道位于主通航孔下方，海上航运频繁，且有3条大的交错主航道。船舶流量达4 000艘/d，施工船只>500艘/d；在深槽开挖、沉管浮运和沉放作业时，双方互为影响，干扰程度大。

2 人工筑岛与岛内、岛外侧地基处理

2.1 工程地质条件

东、西人工岛内的地基土和海床隧道过渡段，其下卧地层岩土的一般属性，大体可划分为：

1)全新统海相沉积：流塑-软塑状淤泥和淤泥质黏土(厚1.5～4.5 m)；

2)晚更新统晚期陆相沉积：软塑状粉质黏土(厚<2 m)；

3)晚更新统中期海陆过渡相沉积：可塑-硬塑状粉质黏土夹粉细砂，中密状中细砂透镜体(厚9～12 m)；

4)晚更新统早期江河水流冲积相沉积：密实-中密中砂、粗砾砂、 密实圆砾(厚15 m及以上)；

5)震旦系：强、中风化混合片岩，工程未有触及。

2.2 地基处理

以西人工岛为例，它距珠海岸20 km，平均水深10 m，软土层深厚，达20～30 m。

1)采用重达500 t、φ22 m的大直径钢质圆筒，用振沉法插入不透水黏土层，作为岛周围护结构(见图2)；

2)岛周外侧地基经砂桩处理后，再加筑抛石斜坡堤形成岛岸，属止水型岛壁围护结构；

3)岛内软基，先回填砂形成陆域，采用插打塑料排水板并再回填砂堆载，作“超载联合降水预压”进行岛内软基处理；

4)对要求加固处理的软土层更为深厚(>25～35 m)的局部困难地段，当挤密砂桩法(见图3)处理的深度显得不足时，则改用PHC刚性桩(见图4)。

人工岛采用自立式钢质圆筒构成不需再加设内支撑系统的围护结构，如图2所示。相邻钢圆筒筒排之间的空隙，在其内外侧加设了2道弧形钢板作为副格，用水下焊接与钢圆筒构成整体，以保证围堰内不形成流动水，便于对岛内填土进行加固处理。组成围护结构的钢圆筒如图5所示。

图2 人工岛钢圆筒围护结构布置示意(右端部位为沉管暗挖段)

图3 岛隧过渡段沉管地基采用挤密砂桩法处理加固示意

图4 深厚软基刚性钢管混凝土桩(PHC桩)(L≥30 m)沉管基础Fig.4 Immersed tunnel foundation of thick soft strata consolidated by PHC piles (L≥30 m)

图5 钢圆筒组成的围护结构Fig.5 Steel cylinder used as retaining structure

人工岛堆载预压采用5～80 mm粒径、不同级配碎石；岛外两侧区域采用回填防台/防冲刷块石或用混凝土块堆置加固。岛壁(钢圆筒)和岛外防波、防台护壁方案如图6所示。中部海床因基岩埋深浅，可只采用碎石铺垫的天然地基，如图7所示。

3 挤密砂桩及施工中的问题简述

1)用振动和水冲相结合，以加固、振密原先的松砂土层，在此处也用于浅表层为黏性土的多层不同土性的地基，而形成由砂土散粒材料组成的桩体，并使之与被挤密后的原先砂性土共同承载，构成“复合地基”。它不是“振冲置换”(对软黏土适用)，而是通过加入新砂，使原先松砂因受侧向挤压而增加密实度，谓之“振冲挤压密实”，也即“挤密砂桩”(主要对砂土层更为适用)。

2)振冲器——原先用于振捣压实大坝混凝土，现发展为“振动”和“高压水冲切”相结合，谓之“振冲器”。边振边冲，不断加灌新的砂料，靠其水平振动力从侧面将原先砂土、杂填土和浅层软黏土一并挤压增密。

3)振动加速度大小决定振冲力，振冲力大小的掌握是该方法成败的关键。如振冲力过大，将导致砂土受振而液化或局部液化；再则，振冲使土层内孔压剧增，同时产生不利的“剪胀”作用，都会使土体有效应力降低，使加固体的抗剪强度反而减小，达不到地基加固处理的效果。当然，振冲结束后由于孔压逐渐消散，土体因重塑而固结，其强度的大部分可重新恢复并较原先的强度有一定提高。经验做法上，可用土体加固前后的“固结度”做检测，还可采用“标准贯入击数”来鉴别设计的成效。

振冲法施工的砂土特性变化如图8所示。

4)采用灌筑新砂法充填、挤密原先砂土施工中，灌砂切不能过量(不能>60%)、过度，否则会使砂土向两侧走移，即向挤密区的左右挤出，并向土层表面隆起，如发生这种现象，将大大降低地基加固效果，如图9所示。 挤密砂桩配置情况见表1。

图6 岛壁(钢圆筒)和岛外防波、防台护壁方案Fig.6 Island wall (steel cylinders) and breakwater

图7 中部海床处沉管采用浅埋碎石铺垫的天然基础Fig.7 Crushed stone foundation of immersed tunnel in central sea

①为挤密区；②为液化流态区；③为剪胀破坏区。待孔压历时逐步消散后，砂土有效应力得以恢复和提高。

图8振冲法施工的砂土特性
Fig.8 Performance of sandy soil in vibration and flushing process

图9 砂桩施作不当工效降低示意图Fig.9 Sketch of working efficiency reduction due to improper compaction sand pile construction

表1 挤密砂桩配置用表Table 1 Parameters of compaction sand piles

4 岛隧过渡段和海床中段的地基处理

4.1 软基加固处理的效果及控制基准

沉管隧道软基加固处理的效果，体现在经过处理加固后达到如下要求：

1)相邻段管段、管节的差异沉降，不致引起因接头张开(接头转角、相邻管节相对受弯、受剪和受拉)而危及接头止水，产生接头处渗漏；

2) 大小接头因相邻节、段差异沉降而产生竖向和水平向的剪切错动，不会导致接头剪切键变形过度并引起破坏；

3) 因相邻节、段差异沉降，不致影响在管节接头处隧道内行车的平稳性和顺畅性，车辆穿行过接头时，不能有颠簸、跳车现象；

4) 由于沉管管节因地基不均匀沉降而产生弯曲变形，管节底板不致产生弯、剪裂缝，缝宽控制在0.15 mm以内。

可从上述4点对所制定的各相应允许限值分别作反演计算，以得出理论上允许的地基最大沉降和差异沉降的控制值，并以此作为地基处理效果评价的基准。

4.2 地基处理方案

对各不同部段的软弱地基，综合采用了“多元复合地基”处理方案。主要表现在：

1)PHC刚性桩。如要求的地基加固深度需大于30～35 m，仍采用挤密砂桩已不能满足设计要求时，可酌量改用刚性长桩。

2)人工地基中的复合地基。此处应用了：①竖向增强(加固)体，同时形成竖向排水体，采用挤密砂桩；② 竖向增强体+桩间土参与受力，形成刚性减沉桩。 除浅表土外，因岛、隧过渡段中、深层地基的土体承载力尚好，如不考虑中间土参与受力，而选用深桩基础，则不经济合理。

3)堆载/超载预压地基(指人工岛内和岛外过渡段的深厚软基)。堆(超)载预压(如只采用堆载预压，则土体固结时间太长)+ 塑料排水板(为辅)，能使土体快速固结、压密。此处采用该方法的实践已证实，经降水、压实9个月后已能达到规定的加固要求。

4)中间海床部分。因浅层以下的土层坚实，甚至是风化岩，只作置换表层淤泥土后，填实碎石垫层(属天然地基)即可，不需另作加固处理。

4.3 在大面积、纵向大长度的复合地基施工中存在的主要问题

1) 因砂桩加固体直径过大，加固后各局部地块复合地基的承载力大小不均匀，其离散性比较大；

2) 挤密砂桩的加固机制还不够清晰，使设计缺乏规范标准；

3) 砂桩成桩工艺尚未有标准化；

4) 加固质量检测的原理和方法均尚不成熟，使成桩后的质量检测也难以标准化。

4.4 岛隧过渡段沉管软基处理的工程方案——挤密砂桩复合地基的设计施工要点

1)设计分为堆载区和非堆载区

①堆载区工程工序：a)基槽挖泥; b)挤密砂桩打设; c)清除基底隆起后的浮土; d)做排水垫层; e)排水砂井打设; f)沉降监测; g)堆载预压; h)基槽外侧挡浪块石铺设。先后共8道工序。

②非堆载区工程工序：只有上述工序的a,b,c,f和h，其他项免做。

2)挤密砂桩应按不同地质条件设定各段不同的置换率，采用不同的砂桩桩径、桩间距和打设深度。

以上工序的先后安排，如图10所示。

图10 岛隧过渡段沉管砂桩复合地基处理工序Fig.10 Flowchart of treatment of composite foundation of transition section between artificial island and immersed tunnel consolidated by compaction sand piles

4.5 复合桩基及其在此处应用中存在的问题

“复合桩基”从广义上说也是一种复合地基，它要求桩群刚度与上覆碎石垫层两者刚度的合理匹配，且需要做到桩尖力不产生插进入垫层内的“穿刺”现象。刚性桩复合地基使用中的问题之一是：较之软土而言，刚性桩的剪、弯刚度都要大得多，它与桩间软土常难以协调变形，在桩间土层先发生滑动时往往带动桩身整体侧倾、侧移走动或弯断、拉断，而不是剪断。桩体在土坡圆弧滑动面上形成的抗剪(滑)机制目前尚不很清楚。

对刚性减沉桩加固软基复合地基稳定性的研究表明：桩体拉断和弯曲破坏远多于剪切破坏；对长细桩身，甚至桩体会发生2次弯曲破坏，如图11和图12所示。

从图12可见，试验中桩体呈现倾侧、走动、承拉、弯曲，而非水平受剪。

图11水平剪切条件下土坡呈圆弧面滑动时复合桩基(减沉桩)的破坏模式

Fig.11 Mode of failure of composite pile foundation (settlement reducing piles) when circular sliding surface occurs under horizontal shearing condition

图12水平剪切条件下土坡沿圆弧面滑动复合桩基(减沉桩)破坏模式的离心试验

Fig.12 Centrifugal test on failure mode of composite pile foundation (settlement reducing piles) when circular sliding surface occurs under horizontal shearing condition

5 沉管地基纵向长期沉降及其控制

沉管隧道的纵向差异沉降，表现在 “强迫变形”(forced deformation)和“作用效应”(action effect)。对于港珠澳项目的沉管隧道言，在运营期，除了部分区段属于深埋沉管之外，还有因回淤产生的土压力荷载过大，且沿隧道纵向又呈不均匀分布，导致地基产生纵向持续不均匀/差异沉降，而不易从设计上进行合理控制的问题。

“作用效应”，指外加荷载引起的沉降。因土方开挖卸载和水浮力作用，这部分因沉管自重产生的沉降量很小(但此处在“深埋”段和“大回淤”情况下，则属例外)。

“强迫变形”，则是指因深槽开挖使深部土体应力释放导致土层松弛变形。主要包括：1) 基底软土回弹；2)因槽坡外侧上方土体向坑底槽内挤涌产生基底土体的塑性隆起，待再承沉管和回填、泥沙回淤等压重后，基土又将再次压实而沉降；3) 基土经开挖扰动产生的应力松弛 (基土受扰后松动变形)而地基下沉。

由于地基土土性不一，加固体质量又不均匀，使上述“强迫变形”有可能达到一个较大的值；但由于它的大部分沉降在施工期间已基本完成，尚不致造成过大的工后沉降。在沉管浮运、沉放和着床后达到沉降稳定的前一段时间，将采用PC拉索将各个管段拉系成一整体，它将对节段相邻接头的差异沉降变形起到有效的控制作用。

为了防范海床过渡段(深厚软基)沉管管节与人工岛暗挖段(岛内地基加固较密实)相邻管节接头附近的差异沉降过大(类似于桥头跳车情况)，可以局部补充打设刚性短桩以加强人工基础；对以黏性土为主的局部区段，也采用了高压旋喷对深度<25 m的软基进行加固处理。

1) 从过去国内外先例：实测沉降量可观，有时可达 300 mm ，相邻管节首、尾差异沉降量也达 100 mm 以上；

2) 施工期沉降：开挖回弹、隆起和垫层置换压实，三者占最终沉降的50%～60%；

3) 工后沉降(指隧道建成后的后续沉降)：总的工后沉降控制在200 mm之内；而工后差异沉降≤30～50 mm。

今后，在运营期建立长期健康检测系统是十分必要的。

6 大回淤荷载情况下沉管隧道保证管段间小接头受力安全的设计研究

6.1 管节接头设计及在该工程应用中存在的问题

6.1.1 管节接头设计

1) 为了保证沉管隧道各管节(@180 m/节)接头沿竖向和水平向的抗剪能力，在接头截面的顶底板和侧墙与中隔墙上均分别设置有若干钢制剪切键，在相邻大管节间还布设有GINA止水带，管节和管段的大、小接头处还都布设有Ω(OMEGA)止水带，如图13—16所示。

图13 沉管隧道管节大接头横截面构造Fig.13 Cross-section of large joint of immersed tunnel

图14 管节大接头处的剪切键布置示意Fig.14 Layout of shear key blocks in large segment joints of the immersed tube

图15荷兰VREDESTEIN G125-89-60型GINA橡胶止水带的理论压力-压缩量曲线

Fig.15 Compressive curve of Holland VREDESTEIN G125-89-60 GINA rubber belt

2) 此外，在沉管浮运、沉放着床，直至地基变形达到基本稳定时为止，均需将各节管段(8段×22.5 m/段=180 m)用预应力束筋拉结，使各管段小接头相互间经水力压接为一个180 m的整体大管节。在地基沉降基本稳定以后，这些预应力筋将全部截断，从而使各管段小接头形成柔性接头。

3) 管段间的小接头原先都设计成“柔性接头”，这是为了协调、分摊、均衡和适应运营期间软基后续的不均匀/差异沉降；所以，在地基沉降基本稳定之后，需将管节预应力束筋全部切断，管段间小接头的止水安全由Ω止水带和水力压接产生的轴压力来保证。

4) 待地基沉降基本稳定以后，将大管节内的预应力束筋全部切断，管段间形成了柔性小接头。此时，整体大管节适应地基后续进一步产生的微小差异沉降的情况是良好的，这已是业界的共识。

图16 荷兰 VREDESTEIN B300-701型Ω(OMEGA) 橡胶止水带横截面构造(单位：mm)

6.1.2 该工程采用业界共识的接头设计存在的问题

1) 问题的提出：水下开挖深槽后，珠江下游出海口水道的回淤情况将严重加剧，就航道疏浚工作而言，不可能做到“随淤随清”；在大量回淤的土压力荷载作用下，因沉管地基持续沉降使相邻管段小接头(原设计为柔性的)的接头张开，且剪移错动大，其受力安全和变形控制均不能保证，接头错动和张开从而造成渗漏将难以避免，寻求其解决对策已成当务之急。

2) 此处在沿纵向不均匀分布的大回淤荷载作用下，如仍沿用管段柔性小接头，必将导致管段接头拉开、张角扩大和因剪切变形过大而错动，产生渗漏。

6.2 解决方案——半刚性管节

20世纪80年代之前修建的沉管隧道，因为当时还没有“GINA止水带”和“水力压接法”工艺，所有的管段接头都普遍做成为“刚性接头”；由于它的水密性差，就有必要将地基沉降量降至最小，因而相应地都采用了刚性桩基。近30年来，在出现“复合地基”和“水力压接法”之后，管段柔性接头已全面取代了刚性接头，而复合地基(如上面所述的“挤密砂桩”地基处理)则在加固深度<25 m的情况下，相当大部分地取代了刚性长桩。

1) 此处由于回淤荷载太大，管段间如仍沿用传统的柔性接头，将产生小接头大量渗漏和剪切破坏。此处改为设计了可以保留部分或全部预应力束筋不再切断、而永久性地留置在管段小接头处，并贯通180 m的管节全长，这就形成了“半刚性管节”。现该法已在港珠澳深厚软基地段被设计采用。这在国外，尚只有荷兰海音(Hein)沉管隧道一处先例。

2) 但如果管段接头的刚性过大，则将使整个管节的刚性过大，而其地基变形位移量则都将集中于管节首尾的大接头处，从而导致GINA止水带预压量(16～18 cm)耗尽而被拉开、相邻管节间在大接头处张角过大以及管节大接头剪切键变形超限甚至破坏，最终将使大接头渗漏，甚至突水，致使沉管隧道浸水，并导致修复工作极其困难的风险。

3) 针对以上困难，经过有关科研、设计、咨询各方的通力合作及细致分析研究，对采用上述半刚性管节，从分析思路到设计优化进行了深入研讨，上述问题已得到了较为满意的解决。

6.3 采用半刚性管节有可能出现的问题

由于地基工后沉降问题的随机性变化，管段小接头如有未及预测的“拉开”情况，则临时性再切断所留存的部分预应力筋将势在必行。

1) 正常情况下，管段小接头在承受预压应力和水力压接产生的轴向压力以后，其接头是不允许被“拉开的”，但在各种不可预计到的随机因素作用时，个别管段仍会有出现“拉开”的可能。这主要是因为小接头张角引起，也有可能因剪切键错移过大而产生；此时，如不能及时按事前切断预应力筋的设计预案处理，将会因接头渗漏而出现始料未及的危险。

2) 处治这一险情的方法，可能是：按计算有目的地再行切断部分原先为永久性保留的预应力束筋，这是一项虽不得已但却又十分必要的唯一预案。其工作原理如图17所示。

3) 关于上述切断预应力束筋问题，在工作进行中必须妥慎安排，以使以下的各种副作用和负面效应降至最小：①预应力筋切断后，会引起瞬间各管段间小接头抗剪能力的突然降低；②预应力筋切断后，会引起保留的尚存预应力筋产生应力重分布现象，出现设计应力超限；③预应力筋切断时的振动和冲击力，有可能对正在运营中的隧道车流产生不利影响；④预应力筋切断时，隧道结构有可能产生新的裂缝，或使原先裂缝进一步扩展。

4) 此外，高强预应力筋的张拉应力值不宜过大，否则在海洋环境下因受氯离子(Cl-)腐蚀，对中、高强度的硬钢而言将因“应力腐蚀”(stress corrosion)而产生突发性的脆性连锁性断裂，从而危及隧道结构的安全。

(a)预应力索筋

(b)经过及时切断截面顶板(上缘)处的部分预应力筋后

7 结论与讨论

1) 对港珠澳大桥东、西人工岛岛内和岛外侧以及岛隧过渡段深厚软基采用挤密砂桩复合地基加固处理，凸显了可充分利用并有效增强砂桩间原有土体的承载能力及其变形刚度，达到了节约投资、缩短工期的目的。文中还比较了PHC刚性长桩和复合桩基(减沉桩)各自适用的不同地基加固深度，阐述了大范围采用挤密砂桩目前尚未很好解决的困难和问题，以及在砂桩施工中应注意的一些事项。

2) 在当前国内外普遍对沉管隧道采用柔性接头以适应、协调和均衡软基土纵向差异沉降的情况下，因港珠澳大桥岛隧过渡段海域存在大回淤水道的特定条件，本文论证了需要改用“半刚性管节”的必要性。为此，在组成180 m大管节的12段@ 22.5 m/段的各个管段小接头处、设计了保留全部预应力束筋不再切断而作为永久性留置的新的设计理念。通过详细的计算分析，充分论证了该项对策措施的合理性和必要性；这样，仍可保留各个管段小接头的一定柔性，不使相邻管节大接头出现剪切错移过大，并保证大管节间的相对转角量为可控，以及GINA止水带的预压量仍保持有不超限的安全储备。

3) 此外，还探讨了因沿沉管隧道纵向上覆回淤土分布以及各部段地基土性的不均匀性，可能导致各管段小接头(尽管保留了永久预应力筋)因弯矩值超限而产生的相邻管段小接头接缝被拉开的不测情况。其时，如不能及时控制使接缝重归压紧，则将产生日后接头渗漏水的突发性危险。对此，文中提出了临时截断部分预应力筋人为产生反向弯矩，以抵消上述因不测出现的另向弯矩，从而达到被拉开的接缝又重新闭合的效果。同时，还提出了由此派生的若干疑虑，以供与设计方作进一步商榷改进。

8 致谢和说明

本文中的文字介绍部分和有关图表，有些参考摘引了港珠澳大桥设计施工总承包单位中交集团联合体的相关文字材料，谨在此感谢。

文章在整理过程中主要参考了以下文件：

1)港珠澳大桥第1～6次技术专家组咨询研讨会议上散发的有关文件、资料；

2)笔者在历次专家会议上的书面意见；

3)郑刚、刘松玉、龚晓南等教授在2007年10月中国土木工程学会于重庆市召开的第十届土力学及岩土工程学术会议期间有关地基处理方面所作的学术报告，并在此处摘引了论文中的几张图、表。

CountermeasuresforDeepandThickSoftFoundationunderSeriousBack-siltingConditionCaseStudyonArtificialIslandandImmersedTunnelofHongKong-Zhuhai-MacaoBridgeProject

SUN Jun1,2

(1.InstituteofTunnelandUndergroundEngineering,TongjiUniversity,Shanghai200092,China; 2.AcademicianWorkingOffice,ShanghaiUrbanConstructionGroup,Shanghai200122,China)

The construction of the artificial island and immersed tunnel of Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge has the following two features:1) The deep,thick and large-area soft foundation of the artificial island and the immersed tunnel needs to be consolidated; 2) Instead of being cut off after the tube elements have been immersed and the longitudinal settlement becomes almost stable,the prestressed reinfored ties at the flexible joints of the immersed tube are kept permanently under serious back-silting condition.Furthermore,emergency countermeasures should be established in case unexpected edge opening occurs at the joints of the tube segments of the immersed tunnel in its long-term service life.In the paper,detailed analysis and discussion are made on the above-mentioned points.

Hong Kong-Zhuhai-Macao bridge; artificial island; immersed tunnel; soft foundation consolidation; composite foundation; compaction sand pile; waterway with serious back-silting; semi-rigid tube; prestressed reinfored ties

2014-06-23

孙钧(1926—)，男，江苏苏州人，1949年解放前夕毕业于上海国立交通大学土木工程系结构工程专业，国内外隧道与地下工程知名学者、专家，同济大学荣誉、终身、一级教授，中国科学院(技术科学部)资深院士，前国际岩石力学学会副主席暨中国国家小组主席，中国岩石力学与工程学会名誉理事长(前理事长)，中国土木工程学会顾问、名誉理事(前副理事长)，中国土木工程学会、中国公路学会、上海市土木工程学会等学会隧道与地下工程分会前副理事长、理事长。港珠澳大桥技术专家组专家。

10.3973/j.issn.1672-741X.2014.09.001

U 45

A

1672-741X(2014)09-0807-08